山西省晉城市部分學(xué)校2024-2025學(xué)年高二下學(xué)期2月開學(xué)考試物理試題（原卷版+解析版）

這是一份山西省晉城市部分學(xué)校2024-2025學(xué)年高二下學(xué)期2月開學(xué)考試物理試題（原卷版+解析版），共27頁。試卷主要包含了本試卷分選擇題和非選擇題兩部分，答題前，考生務(wù)必用直徑0，本卷命題范圍，5m/sB等內(nèi)容，歡迎下載使用。
考生注意：
1.本試卷分選擇題和非選擇題兩部分。滿分100分，考試時(shí)間75分鐘。
2.答題前，考生務(wù)必用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆將密封線內(nèi)項(xiàng)目填寫清楚。
3.考生作答時(shí)，請(qǐng)將答案答在答題卡上。選擇題每小題選出答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑；非選擇題請(qǐng)用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效，在試題卷、草稿紙上作答無效。
4.本卷命題范圍：人教版必修第三冊(cè)（30%），選擇性必修第一冊(cè)第一章（20%），選擇性必修第二冊(cè)第一章（50%）。
一、選擇題（本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1-7題中只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分，第8-10題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分）
1. 下列說法正確的是（ ）
A. 一運(yùn)動(dòng)電荷在某處不受磁場(chǎng)力的作用，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零
B. 安培力的方向一定與通電導(dǎo)線垂直，但與磁場(chǎng)方向不一定垂直
C. 磁場(chǎng)與通電導(dǎo)線垂直時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力最大
D. 洛倫茲力可以做正功，不能做負(fù)功
2. 如圖所示，半圓形導(dǎo)線通以恒定電流，放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中、已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，導(dǎo)線長為，直徑與磁場(chǎng)方向夾角為。該導(dǎo)線受到的安培力大小為（ ）
A. B. C. D.
3. 如圖所示，水平虛線上方存在垂直紙面向里的磁場(chǎng)，沿水平方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度恒定，沿豎直向上的方向磁感應(yīng)強(qiáng)度大小逐漸減弱，矩形導(dǎo)線框ABCD垂直磁場(chǎng)方向放置。下列說法正確的是（ ）
A. 導(dǎo)線框向上平移的過程中，導(dǎo)線框中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流
B. 使線框繞AB軸轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，導(dǎo)線框中能產(chǎn)生感應(yīng)電流
C. 導(dǎo)線框向右平移的過程中，導(dǎo)線框中能產(chǎn)生感應(yīng)電流
D. 使導(dǎo)線框繞過C點(diǎn)垂直紙面的軸在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，導(dǎo)線框中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流
4. 如圖所示，某同學(xué)質(zhì)量為60kg，在軍事訓(xùn)練中要求他從岸上以2m/s的速度水平向右跳到一條向他緩緩飄來的小船上，然后去執(zhí)行任務(wù)，小船的質(zhì)量是100kg，速度是0.4m/s，該同學(xué)上船后又跑了幾步，最終停在船上，不計(jì)水和空氣的阻力，以向右為正方向，人停在船上時(shí)，小船的速度為（ ）
A 0.5m/sB. m/sC. 1.0m/sD. m/s
5. 煤氣灶打火裝置的原理是尖端放電，打火時(shí)放電端與灶體間的電場(chǎng)線如圖所示，其中a、b、c為同一直線電場(chǎng)線上的三點(diǎn)，cd垂直電場(chǎng)線abc，已知ab=bc。下列說法正確的是（ ）
A. 放電端O接電源的負(fù)極
B. d點(diǎn)的電勢(shì)比c點(diǎn)的電勢(shì)低
C. a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小
D. ab間的電勢(shì)差等于bc間的電勢(shì)差
6. 如圖所示為回旋加速器，兩半徑為R的D形盒間接有周期為T的交流電壓，前電壓為，后電壓為，在垂直于D形盒所在平面加豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小未知，比荷為k的帶電粒子由D形盒邊緣的O點(diǎn)靜止釋放，經(jīng)過一段時(shí)間，粒子從回旋加速器的小孔引出，忽略粒子在狹縫間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間以及電場(chǎng)變化產(chǎn)生的磁場(chǎng)。下列說法正確的是（ ）
A. 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期為
B. 粒子的最大速度為
C. 若電壓加倍，則粒子離開回旋加速器時(shí)的動(dòng)能加倍
D. 若電壓加倍，粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間不變
7. 為測(cè)試某新車的性能，試驗(yàn)員駕駛該車在某實(shí)驗(yàn)路面上勻速行駛，運(yùn)動(dòng)過程中，前方空氣（初速度近似為0）與車作用后迅速與車共速，產(chǎn)生空氣阻力。已知該車的迎風(fēng)面積為S，空氣密度為，在某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，該車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)功率為P，若忽略地面的阻力，則實(shí)驗(yàn)條件下空氣阻力的表達(dá)式為（ ）
A. B.
C. D.
8. 通常用質(zhì)譜儀來分析同位素，如圖所示為一質(zhì)譜儀，該質(zhì)譜儀由加速電場(chǎng)和一半圓形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)構(gòu)成，磁場(chǎng)的圓心為O。兩個(gè)電荷量相同、質(zhì)量不同的帶電粒子經(jīng)同一電場(chǎng)加速后，由O點(diǎn)垂直ab方向進(jìn)入磁場(chǎng)，經(jīng)過一段時(shí)間粒子1、2分別到達(dá)豎直接收屏的c、d兩點(diǎn)。已知粒子到達(dá)接收屏?xí)r粒子1的速度與接收屏垂直，粒子2的速度與接收屏的夾角為60°。忽略粒子間的相互作用，下列說法正確的是（ ）
A. 磁場(chǎng)方向垂直紙面向里B. 粒子1、2做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑比為
C. 粒子1、2的質(zhì)量比為1：2D. 粒子1、2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間比為3：4
9. 如圖所示電路中，電表均為理想電表，電源的內(nèi)阻為，已知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)少許的過程，兩電流表示數(shù)變化量的絕對(duì)值分別為，流過定值電阻的電流變化量的絕對(duì)值為。下列說法正確的是（ ）
A. 電流表的示數(shù)增加，電流表的示數(shù)減小B.
C. D. 電源的輸出功率增加
10. 如圖甲所示，一個(gè)半徑為的絕緣圓柱面，有12根等長直導(dǎo)線均勻地緊緊貼在其表面且通有向上的電流，大小均為，其俯視圖如圖乙所示。已知通有電流的長直導(dǎo)線在距其距離為處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（其中為一常數(shù)）。則（ ）
A. 第1和第11根直導(dǎo)線在圓心處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反
B. 第1和第11根直導(dǎo)線對(duì)第12根導(dǎo)線的安培力的合力小于第5和第6根直導(dǎo)線對(duì)第12根導(dǎo)線的安培力的合力
C. 第1和第11根直導(dǎo)線對(duì)第12根導(dǎo)線安培力的合力大小等于第1和第11根直導(dǎo)線對(duì)第6根導(dǎo)線的安培力的合力大小
D. 第12根導(dǎo)線受到其他11根導(dǎo)線對(duì)它的安培力的合力方向沿指向12的方向
二、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共16分）
11. 某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在探究電容器的充、放電時(shí)，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行了如下的操作∶
①將單刀雙擲開關(guān)接a，并穩(wěn)定一段時(shí)間。
②將單刀雙擲開關(guān)接b，描繪出電流表示數(shù)隨時(shí)間的變化規(guī)律，如圖丙所示。
（1）根據(jù)電路圖甲用筆劃線代替導(dǎo)線將圖乙中的實(shí)物圖連線____；
（2）下列現(xiàn)象正確的是
A. 操作①中，電容器的上極板帶正電
B. 操作②中，流過電流計(jì)的電流向上
C. 操作②中，兩極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸減小
（3）若I-t圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示電荷量，電源的電壓為U=2V，電容器的電容約為 C=_____F（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；如果操作①、②中，僅將電阻箱的阻值調(diào)小，則圖丙中，電容器的放電時(shí)t_________（填“變大”“變小”或“不變”）。
12. 某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路完成了電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量，已知電流表的量程為、內(nèi)阻為，電壓表的量程為、內(nèi)阻為，電源的電動(dòng)勢(shì)約為3V、內(nèi)阻約為。
（1）請(qǐng)按照電路圖甲將圖乙中的實(shí)物圖連線______；
（2）開關(guān)S閉合之前，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭應(yīng)位于______（選填“最左端”或“最右端”）；
（3）為了完成測(cè)量應(yīng)將電流表量程擴(kuò)大到0.6A，則電阻箱的阻值應(yīng)為______，電壓表的量程應(yīng)擴(kuò)大到3V，則電阻箱的阻值應(yīng)為______；
（4）通過改變滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，得到了多組電流表和電壓表的示數(shù)，并利用得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪了如圖丙所示的伏安特性曲線，由圖像可知電源的電動(dòng)勢(shì)為______V，電源的內(nèi)阻為______（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）。
三、計(jì)算題（本題共3小題，共計(jì)38分。解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）
13. 如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L = 0.6 m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面的夾角θ = 30°，空間中存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B = 0.50 T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E = 9 V、內(nèi)阻r = 1 Ω的直流電源?，F(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m = 0.1 kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒靜止。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R = 3.5 Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，取重力加速度大小g = 10 m/s2，認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。求：
（1）導(dǎo)體棒受到的安培力的大小FA；
（2）導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)的最小值μ0。
14. 如圖所示，質(zhì)量均為m的木塊A、B并排放在光滑水平面上，木塊A上固定一豎直輕桿（質(zhì)量不計(jì)），輕桿上端的O點(diǎn)系一長為l的細(xì)線，細(xì)線另一端系一質(zhì)量為2m的球C?，F(xiàn)將C球拉起使細(xì)線水平伸直，并由靜止釋放C球，重力加速度為g，小球和木塊均可視為質(zhì)點(diǎn)。求：
（1）C球從釋放到最低點(diǎn)過程中，木塊A移動(dòng)的距離；
（2）A、B兩木塊分離時(shí)，A的速度大小；
（3）小球C第一次到達(dá)輕桿左側(cè)能上升的最大高度（相對(duì)小球的最低點(diǎn)）。
15. 如圖所示的坐標(biāo)系中，y軸與虛線MN間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，y軸的右側(cè)存在一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里（圖中未畫出），磁場(chǎng)與y軸相切于P點(diǎn)，一比荷為k的帶正電粒子由虛線與x軸的交點(diǎn)S處沿x軸的正方向以速度v0射入電場(chǎng)，粒子由P點(diǎn)進(jìn)入圓形磁場(chǎng)，經(jīng)過一段時(shí)間粒子由y軸的處垂直y軸再次進(jìn)入電場(chǎng)，已知、，粒子的重力可忽略不計(jì)。求：
（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；
（2）圓形磁場(chǎng)的半徑R以及磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；
（3）粒子再次回到虛線MN時(shí)到S點(diǎn)的距離以及由S點(diǎn)開始出發(fā)到再次回到虛線MN的總時(shí)間t。
2024~2025學(xué)年高二2月開學(xué)收心考試
物理
考生注意：
1.本試卷分選擇題和非選擇題兩部分。滿分100分，考試時(shí)間75分鐘。
2.答題前，考生務(wù)必用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆將密封線內(nèi)項(xiàng)目填寫清楚。
3.考生作答時(shí)，請(qǐng)將答案答在答題卡上。選擇題每小題選出答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑；非選擇題請(qǐng)用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效，在試題卷、草稿紙上作答無效。
4.本卷命題范圍：人教版必修第三冊(cè)（30%），選擇性必修第一冊(cè)第一章（20%），選擇性必修第二冊(cè)第一章（50%）。
一、選擇題（本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1-7題中只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分，第8-10題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分）
1. 下列說法正確是（ ）
A. 一運(yùn)動(dòng)電荷在某處不受磁場(chǎng)力的作用，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零
B. 安培力的方向一定與通電導(dǎo)線垂直，但與磁場(chǎng)方向不一定垂直
C. 磁場(chǎng)與通電導(dǎo)線垂直時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力最大
D. 洛倫茲力可以做正功，不能做負(fù)功
【答案】C
【解析】
【詳解】A．當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，其不受磁場(chǎng)力的作用，所以一運(yùn)動(dòng)電荷在某處不受磁場(chǎng)力的作用，該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零，A錯(cuò)誤；
B．由左手定則可知，安培力的方向與通電導(dǎo)線及磁場(chǎng)均垂直，B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)安培力大小公式（為B與I之間的夾角），當(dāng)磁場(chǎng)與通電導(dǎo)線垂直時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力最大， C正確；
D．洛倫茲力方向與速度方向垂直，所以洛倫茲力不做功，D錯(cuò)誤。
故選C。
2. 如圖所示，半圓形導(dǎo)線通以恒定電流，放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中、已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，導(dǎo)線長為，直徑與磁場(chǎng)方向夾角為。該導(dǎo)線受到的安培力大小為（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【詳解】該導(dǎo)線受到的安培力
故選C。
3. 如圖所示，水平虛線上方存在垂直紙面向里的磁場(chǎng)，沿水平方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度恒定，沿豎直向上的方向磁感應(yīng)強(qiáng)度大小逐漸減弱，矩形導(dǎo)線框ABCD垂直磁場(chǎng)方向放置。下列說法正確的是（ ）
A. 導(dǎo)線框向上平移的過程中，導(dǎo)線框中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流
B. 使線框繞AB軸轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，導(dǎo)線框中能產(chǎn)生感應(yīng)電流
C. 導(dǎo)線框向右平移的過程中，導(dǎo)線框中能產(chǎn)生感應(yīng)電流
D. 使導(dǎo)線框繞過C點(diǎn)垂直紙面的軸在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，導(dǎo)線框中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流
【答案】B
【解析】
【詳解】A．導(dǎo)線框中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過閉合回路的磁通量發(fā)生改變。根據(jù)磁通量Φ = BS可知，導(dǎo)線框向上平移的過程中，磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，穿過導(dǎo)線框的磁通量逐漸減小，則導(dǎo)線框中能產(chǎn)生感應(yīng)電流，A錯(cuò)誤；
B．使線框繞AB軸轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，穿過導(dǎo)線框的磁通量在發(fā)生改變，則導(dǎo)線框中能產(chǎn)生感應(yīng)電流，B正確；
C．導(dǎo)線框向右平移的過程中，穿過導(dǎo)線框的磁通量不變，則導(dǎo)線框中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，C錯(cuò)誤；
D．使導(dǎo)線框繞過C點(diǎn)垂直紙面的軸在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，穿過導(dǎo)線框的磁通量在發(fā)生改變，則導(dǎo)線框中能產(chǎn)生感應(yīng)電流，D錯(cuò)誤。
故選 B。
4. 如圖所示，某同學(xué)質(zhì)量為60kg，在軍事訓(xùn)練中要求他從岸上以2m/s的速度水平向右跳到一條向他緩緩飄來的小船上，然后去執(zhí)行任務(wù)，小船的質(zhì)量是100kg，速度是0.4m/s，該同學(xué)上船后又跑了幾步，最終停在船上，不計(jì)水和空氣的阻力，以向右為正方向，人停在船上時(shí)，小船的速度為（ ）
A. 0.5m/sB. m/sC. 1.0m/sD. m/s
【答案】A
【解析】
【詳解】把人和船作為一個(gè)系統(tǒng)，由于不計(jì)水和空氣的阻力，則該系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)最終速度為v，規(guī)定向右為正方向，則有
代入數(shù)據(jù)解得
故選A。
5. 煤氣灶打火裝置的原理是尖端放電，打火時(shí)放電端與灶體間的電場(chǎng)線如圖所示，其中a、b、c為同一直線電場(chǎng)線上的三點(diǎn)，cd垂直電場(chǎng)線abc，已知ab=bc。下列說法正確的是（ ）
A. 放電端O接電源的負(fù)極
B. d點(diǎn)的電勢(shì)比c點(diǎn)的電勢(shì)低
C. a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小
D. ab間的電勢(shì)差等于bc間的電勢(shì)差
【答案】A
【解析】
【詳解】A．由電場(chǎng)線的分布可知，放電端O應(yīng)接電源的負(fù)極，故A正確；
B．等勢(shì)線與電場(chǎng)線垂直，過c、d兩點(diǎn)作出等勢(shì)線，如圖所示
電場(chǎng)線由高等勢(shì)面指向低等勢(shì)面，所以d點(diǎn)的電勢(shì)比c點(diǎn)的電勢(shì)高，故B錯(cuò)誤；
C．又電場(chǎng)線的疏密程度反應(yīng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，電場(chǎng)線越密集，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，所以a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，故C錯(cuò)誤；
D．由電場(chǎng)線的分布情況可知，ab段的平均電場(chǎng)強(qiáng)度要大于bc段的電場(chǎng)強(qiáng)度，根據(jù)定性分析可得ab間的電勢(shì)差大于bc間的電勢(shì)差，故D錯(cuò)誤。
故選A。
6. 如圖所示為回旋加速器，兩半徑為R的D形盒間接有周期為T的交流電壓，前電壓為，后電壓為，在垂直于D形盒所在平面加豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小未知，比荷為k的帶電粒子由D形盒邊緣的O點(diǎn)靜止釋放，經(jīng)過一段時(shí)間，粒子從回旋加速器的小孔引出，忽略粒子在狹縫間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間以及電場(chǎng)變化產(chǎn)生的磁場(chǎng)。下列說法正確的是（ ）
A. 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期為
B. 粒子的最大速度為
C. 若電壓加倍，則粒子離開回旋加速器時(shí)的動(dòng)能加倍
D. 若電壓加倍，粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間不變
【答案】B
【解析】
【詳解】A．忽略粒子在電場(chǎng)中加速時(shí)間，則交變電場(chǎng)變化周期等于粒子在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)周期，即帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期為T。故A錯(cuò)誤；
B．粒子在磁場(chǎng)中勻速圓周運(yùn)動(dòng)
可知速度最大時(shí)圓周半徑達(dá)到最大，等于D形盒半徑R，則粒子被加速的最大速度為
故B正確；
C．由
可知，粒子獲得的最大動(dòng)能與加速電壓無關(guān)。故C錯(cuò)誤。
D．粒子每被加速一次，動(dòng)能增加qU0，所以粒子被加速的次數(shù)為
若電壓加倍，則粒子被加速的次數(shù)會(huì)減半，粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間也會(huì)減半。故D錯(cuò)誤。
故選B。
7. 為測(cè)試某新車的性能，試驗(yàn)員駕駛該車在某實(shí)驗(yàn)路面上勻速行駛，運(yùn)動(dòng)過程中，前方空氣（初速度近似為0）與車作用后迅速與車共速，產(chǎn)生空氣阻力。已知該車的迎風(fēng)面積為S，空氣密度為，在某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，該車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)功率為P，若忽略地面的阻力，則實(shí)驗(yàn)條件下空氣阻力的表達(dá)式為（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【詳解】車在做勻速直線運(yùn)動(dòng)，忽略地面阻力，則牽引力與空氣阻力平衡，則有
該車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)功率為P，則有
在極短時(shí)間內(nèi)與車的迎風(fēng)面發(fā)生作用的空氣的質(zhì)量
對(duì)上述空氣進(jìn)行分析，根據(jù)動(dòng)量定理有
根據(jù)牛頓第三定律有
解得
故選A。
8. 通常用質(zhì)譜儀來分析同位素，如圖所示為一質(zhì)譜儀，該質(zhì)譜儀由加速電場(chǎng)和一半圓形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)構(gòu)成，磁場(chǎng)的圓心為O。兩個(gè)電荷量相同、質(zhì)量不同的帶電粒子經(jīng)同一電場(chǎng)加速后，由O點(diǎn)垂直ab方向進(jìn)入磁場(chǎng)，經(jīng)過一段時(shí)間粒子1、2分別到達(dá)豎直接收屏的c、d兩點(diǎn)。已知粒子到達(dá)接收屏?xí)r粒子1的速度與接收屏垂直，粒子2的速度與接收屏的夾角為60°。忽略粒子間的相互作用，下列說法正確的是（ ）
A. 磁場(chǎng)方向垂直紙面向里B. 粒子1、2做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑比為
C. 粒子1、2的質(zhì)量比為1：2D. 粒子1、2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間比為3：4
【答案】CD
【解析】
【詳解】A．由于帶電粒子可由加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng)，則可得粒子帶正電，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后向左偏轉(zhuǎn)，則由左手定則可得，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，故A錯(cuò)誤；
B．分別做粒子進(jìn)出磁場(chǎng)速度方向的垂線，交點(diǎn)可確定圓心位置分別為O1、O2，作圖如下
設(shè)兩軌跡圓半徑分別為R1、R2，磁場(chǎng)圓半徑為R，則由幾何關(guān)系可得
解得
由幾何關(guān)系可得O2與a重合，則可得
R2=R
則粒子1、2做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑比為
故B錯(cuò)誤；
C．粒子由電場(chǎng)加速可得
進(jìn)入磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)可得
化簡(jiǎn)可得
可知質(zhì)量與軌跡圓半徑的平方成正比，則
設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)圓心角為，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間可表示為
由幾何關(guān)系可得，兩次圓心角分別為、，則可得時(shí)間之比為
故CD正確。
故選CD。
9. 如圖所示電路中，電表均為理想電表，電源的內(nèi)阻為，已知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)少許的過程，兩電流表示數(shù)變化量的絕對(duì)值分別為，流過定值電阻的電流變化量的絕對(duì)值為。下列說法正確的是（ ）
A. 電流表的示數(shù)增加，電流表的示數(shù)減小B.
C. D. 電源的輸出功率增加
【答案】AB
【解析】
【詳解】A．滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)少許，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值減小，電路總電阻減小，由閉合回路歐姆定律可知，電流表的示數(shù)增加，內(nèi)電壓增大，則路端電壓減小，由
可知電流表減小，故A正確；
B．對(duì)定值電阻由歐姆定律得
則有
又由閉合電路歐姆定律得
則有
由于，所以
故B正確；
C．由并聯(lián)電路的特點(diǎn)得
可知流過定值電阻的電流增加，則
故C錯(cuò)誤；
D．由于電源的內(nèi)阻與外電路總電阻的關(guān)系未知，所以該過程電源輸出功率如何變化不能確定，故D錯(cuò)誤。
故選AB。
10. 如圖甲所示，一個(gè)半徑為的絕緣圓柱面，有12根等長直導(dǎo)線均勻地緊緊貼在其表面且通有向上的電流，大小均為，其俯視圖如圖乙所示。已知通有電流的長直導(dǎo)線在距其距離為處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（其中為一常數(shù)）。則（ ）
A. 第1和第11根直導(dǎo)線在圓心處的產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反
B. 第1和第11根直導(dǎo)線對(duì)第12根導(dǎo)線的安培力的合力小于第5和第6根直導(dǎo)線對(duì)第12根導(dǎo)線的安培力的合力
C. 第1和第11根直導(dǎo)線對(duì)第12根導(dǎo)線的安培力的合力大小等于第1和第11根直導(dǎo)線對(duì)第6根導(dǎo)線的安培力的合力大小
D. 第12根導(dǎo)線受到其他11根導(dǎo)線對(duì)它的安培力的合力方向沿指向12的方向
【答案】BC
【解析】
詳解】A．
分析圖知，第1和第11根直導(dǎo)線在圓心處的產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向成，故A錯(cuò)誤；
BC．如圖所示，任意導(dǎo)線（以5號(hào)線舉例）對(duì)12號(hào)導(dǎo)線安培力的水平分量可表示為
其中正比于，而
因此取值與角度無關(guān)，由力的合成規(guī)律可得第1和第11根直導(dǎo)線對(duì)第12根導(dǎo)線的安培力小于第5和第6根直導(dǎo)線對(duì)第12根導(dǎo)線的安培力，C項(xiàng)同理，故BC正確；
D．第12根導(dǎo)線受到其他11根導(dǎo)線對(duì)它的安培力的合力方向沿12指向的方向，故D錯(cuò)誤。
故選BC。
二、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共16分）
11. 某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在探究電容器的充、放電時(shí)，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行了如下的操作∶
①將單刀雙擲開關(guān)接a，并穩(wěn)定一段時(shí)間。
②將單刀雙擲開關(guān)接b，描繪出電流表的示數(shù)隨時(shí)間的變化規(guī)律，如圖丙所示。
（1）根據(jù)電路圖甲用筆劃線代替導(dǎo)線將圖乙中實(shí)物圖連線____；
（2）下列現(xiàn)象正確的是
A. 操作①中，電容器的上極板帶正電
B. 操作②中，流過電流計(jì)的電流向上
C. 操作②中，兩極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸減小
（3）若I-t圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示電荷量，電源的電壓為U=2V，電容器的電容約為 C=_____F（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；如果操作①、②中，僅將電阻箱的阻值調(diào)小，則圖丙中，電容器的放電時(shí)t_________（填“變大”“變小”或“不變”）。
【答案】（1） （2）AC
（3） ①. ②. 變小
【解析】
【小問1詳解】
由電路圖甲將圖乙中的實(shí)物圖依次連線，如圖所示
【小問2詳解】
A．操作①中，電源對(duì)電容器充電，回路中的電流沿逆時(shí)針方向，則電容器的上極板帶正電，故A正確；
B．操作②中，電容器放電，由于上極板帶正電，則該過程中流過電流計(jì)的電流向下，故B錯(cuò)誤；
C．電容器放電的過程中，電容器所帶電荷量逐漸減小，則兩極板間的電壓逐漸減小，根據(jù)可知場(chǎng)強(qiáng)不斷變小，故C正確；
故選AC。
【小問3詳解】
[1]圖像中，圖像與橫坐標(biāo)軸圍成的面積表示電荷量，根據(jù)橫軸與縱軸的數(shù)據(jù)可知，一個(gè)格子的電荷量為8×10-5C，由大于半格算一個(gè)，小于半格舍去，因此圖像所包含的格子個(gè)數(shù)為38，所以釋放的電荷量為
q =8×10-5 C×38=3.04×10-3 C
根據(jù)電容器的電容可得
[2]電容器放電過程的平均電流為
又
所以電阻箱的阻值R越小，越大，t越短。
12. 某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路完成了電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量，已知電流表的量程為、內(nèi)阻為，電壓表的量程為、內(nèi)阻為，電源的電動(dòng)勢(shì)約為3V、內(nèi)阻約為。
（1）請(qǐng)按照電路圖甲將圖乙中的實(shí)物圖連線______；
（2）開關(guān)S閉合之前，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭應(yīng)位于______（選填“最左端”或“最右端”）；
（3）為了完成測(cè)量應(yīng)將電流表量程擴(kuò)大到0.6A，則電阻箱的阻值應(yīng)為______，電壓表的量程應(yīng)擴(kuò)大到3V，則電阻箱的阻值應(yīng)為______；
（4）通過改變滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，得到了多組電流表和電壓表的示數(shù)，并利用得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪了如圖丙所示的伏安特性曲線，由圖像可知電源的電動(dòng)勢(shì)為______V，電源的內(nèi)阻為______（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）。
【答案】（1） （2）最左端
（3） ①. 2 ②. 2000
（4） ①. 3.0 ②. 4.2
【解析】
【小問1詳解】
根據(jù)電路圖甲將圖乙中的實(shí)物圖連線，如圖所示。
【小問2詳解】
為了保護(hù)電路，閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于阻值最大處，根據(jù)電路圖可知，應(yīng)置于最左端。
【小問3詳解】
由電流表的改裝原理可知
解得
由電壓表的改裝原理可知
解得
【小問4詳解】
根據(jù)電路圖，由閉合電路的歐姆定律可得
變形得
結(jié)合圖像可知
解得
三、計(jì)算題（本題共3小題，共計(jì)38分。解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）
13. 如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L = 0.6 m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面的夾角θ = 30°，空間中存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B = 0.50 T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E = 9 V、內(nèi)阻r = 1 Ω的直流電源?，F(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m = 0.1 kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒靜止。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R = 3.5 Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，取重力加速度大小g = 10 m/s2，認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。求：
（1）導(dǎo)體棒受到的安培力的大小FA；
（2）導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)的最小值μ0。
【答案】（1）0.6 N
（2）
【解析】
【小問1詳解】
根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，通過導(dǎo)體棒的電流
導(dǎo)體棒受到的安培力大小為
解得
【小問2詳解】
對(duì)導(dǎo)體棒受力分析，根據(jù)受力平衡有
根據(jù)題意有
解得
14. 如圖所示，質(zhì)量均為m的木塊A、B并排放在光滑水平面上，木塊A上固定一豎直輕桿（質(zhì)量不計(jì)），輕桿上端的O點(diǎn)系一長為l的細(xì)線，細(xì)線另一端系一質(zhì)量為2m的球C?，F(xiàn)將C球拉起使細(xì)線水平伸直，并由靜止釋放C球，重力加速度為g，小球和木塊均可視為質(zhì)點(diǎn)。求：
（1）C球從釋放到最低點(diǎn)過程中，木塊A移動(dòng)的距離；
（2）A、B兩木塊分離時(shí)，A的速度大??；
（3）小球C第一次到達(dá)輕桿左側(cè)能上升的最大高度（相對(duì)小球的最低點(diǎn)）。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小問1詳解】
C球從釋放到最低點(diǎn)過程中，A、B、C構(gòu)成的系統(tǒng)，水平方向動(dòng)量守恒。根據(jù)動(dòng)量守恒定律水平方向的位移表達(dá)式有
其中
解得
【小問2詳解】
當(dāng)C球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，A、B開始分離，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有
根據(jù)機(jī)械能守恒定律有
解得
【小問3詳解】
A、B分離后，對(duì)C與A構(gòu)成的系統(tǒng)，在水平方向動(dòng)量守恒，當(dāng)小球C第一次到達(dá)輕桿左側(cè)能上升的最大高度時(shí)，則有
令小球C第一次到達(dá)輕桿左側(cè)能上升的最大高度為h，則有
解得
15. 如圖所示的坐標(biāo)系中，y軸與虛線MN間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，y軸的右側(cè)存在一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里（圖中未畫出），磁場(chǎng)與y軸相切于P點(diǎn)，一比荷為k的帶正電粒子由虛線與x軸的交點(diǎn)S處沿x軸的正方向以速度v0射入電場(chǎng)，粒子由P點(diǎn)進(jìn)入圓形磁場(chǎng)，經(jīng)過一段時(shí)間粒子由y軸的處垂直y軸再次進(jìn)入電場(chǎng)，已知、，粒子的重力可忽略不計(jì)。求：
（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；
（2）圓形磁場(chǎng)的半徑R以及磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；
（3）粒子再次回到虛線MN時(shí)到S點(diǎn)的距離以及由S點(diǎn)開始出發(fā)到再次回到虛線MN的總時(shí)間t。
【答案】（1）；（2），；（3）0，
【解析】
【詳解】（1）粒子從S點(diǎn)射出后，粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，沿x軸方向有
沿y軸方向有
解得
根據(jù)牛頓第二定律得
解得
（2）粒子經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)沿y軸方向的速度大小為
結(jié)合上述解得
粒子經(jīng)過P點(diǎn)的速度大小為
令粒子在P點(diǎn)時(shí)速度方向與水平方向的夾角為，則有
解得
設(shè)粒子由Q點(diǎn)射出磁場(chǎng)，然后由T點(diǎn)垂直y軸進(jìn)入電場(chǎng)，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示
根據(jù)幾何關(guān)系得
，
解得
，
粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由洛倫茲力提供向心力，則有
解得
（3）粒子由T點(diǎn)回到電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng)，則粒子運(yùn)動(dòng)到虛線MN的時(shí)間為
沿y軸方向的位移為
解得
可知，粒子由S點(diǎn)經(jīng)過MN，即到S點(diǎn)距離為0，又由幾何關(guān)系可知，粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的角度為
粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期為
解得
粒子由Q到T做勻速直線運(yùn)動(dòng)，位移為
粒子勻速的時(shí)間為
所以總時(shí)間為