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1、 第1页/共8页 学科网(北京)股份有限公司 2024 年年 1 月辽宁省大连市、沈阳市高二名校联考月辽宁省大连市、沈阳市高二名校联考 物理试题物理试题 注意事项:注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的考生号、姓名、学校、考场号及座位号填写在答题卡上。答卷前,考生务必将自己的考生号、姓名、学校、考场号及座位号填写在答题卡上。2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需要回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需要改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答
2、案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。在本试卷上无效。3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题:本题共一、选择题:本题共 1010 小题,共小题,共 4646 分。在每小题给出的四个选项中,第分。在每小题给出的四个选项中,第 17 题只有一项符题只有一项符合题目要求,每题合题目要求,每题 4 4 分;第分;第 8 810 题有多项符合题目要求,全部选对的得题有多项符合题目要求,全部选对的得 6 分,选对但不全的分,选对但不全的得得 3 分,有选错的得分,有选错的得 0 分。分。1.2023年 4月,我国有“人造太阳”之称
3、的托卡马克核聚变实验装置创造了新的世界纪录。其中磁约束的简化原理如图:在半径为1R和2R的真空同轴圆柱面之间,加有与轴线平行的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,212RR=。假设氘核21H沿内环切线向左进入磁场,氚核31H沿内环切线向右进入磁场,二者均恰好不从外环射出。不计重力及二者之间的相互作用,则21H和31H的速度之比为()A.1:2 B.2:1 C.1:3 D.3:1 2.如图所示,这是安装在潜水器上的深度表的电路原理图,显示器由电流表改装而成,电源的电动势和内阻均为定值,R0是定值电阻。在潜水器上浮的过程中,下列说法正确的是()第2页/共8页 学科网(北京)股份有限公司 A.通过显示器
4、的电流增大 B.压力传感器两端电压减小 C.路端电压变大 D.压力传感器的功率一定减小 3.图甲为某科技兴趣小组自制小型发电机并用理想变压器模拟变压输电过程的示意图,图乙为该发电机产生的电动势随时间的变化规律。变压器匝数123:3:2:1nnn=,电阻1R阻值未知,电阻210R=,灯泡的额定电压为 10V,额定功率为 5W。不计发电机线圈内阻及交流电表 A 的内阻。若灯泡正常发光,下列说法正确的是()A.0.01st=时,通过发电机线圈的磁通量为 0 B.电流表 A 的示数为 1A C.00.01s内通过发电机线圈的电荷量为35.0 10 C D.发电机的输出功率为 11W 4.沿x轴传播的一
5、列简谐横波在0t=时刻的波动图像如图甲所示,质点Q的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是()A.该波沿x轴负方向传播 B.该波的波长为 12m C.该波的传播速度为 12m/s D.0 x=处的质点在此后 1.5s 内运动的路程为 1m 5.某同学利用如图甲的实验电路观察电容器的充、放电现象,U、I分别为电压表、电流表示数,下列说法的 第3页/共8页 学科网(北京)股份有限公司 正确的是()A 开关 S接 1到稳定过程中,Ut图像如乙图所示 B.开关 S接 1到稳定过程中,It图像如乙图所示 C.电容器充电结束后将开关 S接 2,两次电阻 R 的取值不同,对比图像应如丙图所示 D.电容器充电结
6、束后将开关 S接 2,两次电容 C 的取值不同,对比图像应如丁图所示 6.如图所示,绝缘木板静置于光滑水平地面上,带正电的小物块静止在绝缘木板的左端,整个装置处在垂直纸面向外的水平匀强磁场中。现对长木板施加水平向左的恒力,已知整个运动过程中小物块始终未从绝缘木板上掉落,小物块与绝缘木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列关于绝缘木板的加速度 a 与小物块的速度 v的关系图像可能正确的是()A.B.C.D.7.如图所示,绝缘的水平面上固定两根相互垂直的光滑金属杆,沿两金属杆方向分别建立 x 轴和 y 轴。另有两光滑金属杆 1、2 与两固定杆围成正方形,金属杆间彼此接触良好,空间存在竖直向上的匀强
7、磁场。已知四根金属杆完全相同且足够长,下列说法正确的是()A.分别沿 x轴正向和 y轴负向以相同大小的速度匀速移动金属杆 1、2,回路中电流方向为顺时针 B.分别沿 x轴正向和 y 轴负向以相同大小的速度匀速移动金属杆 1、2,回路中电流随时间均匀增加 C.分别沿 x轴正向和 y 轴负向移动金属杆 1、2,移动过程保持金属杆围成的矩形周长不变,回路中的电流方向为顺时针 D.分别沿 x轴正向和 y轴负向移动金属杆 1、2,移动过程保持金属杆围成矩形周长不变,通过金属杆.的 第4页/共8页 学科网(北京)股份有限公司 截面的电荷量随时间均匀增加 8.如图所示的电路中,定值电阻1R、2R、3R的阻值
8、均为0R,电源电动势为 E,内阻为 r,R为滑动变阻器,电表均为理想电表。开关 S 闭合后,滑动变阻器的滑片从图示位置向左滑动的过程中,电压表示数变化量的绝对值为U,电流表示数变化量的绝对值为I,下列判断正确的是()A.电压表示数增大 B.2R消耗的功率减小 C.电源的效率增大 D.02RUI 9.如图甲所示,光滑绝缘细圆管固定在水平面上,半径为 r。圆管平面存在方向竖直向上且均匀分布的磁场,其磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示(0t、0B均已知),取竖直向上为正方向。已知当磁感应强度均匀变化时,会在圆管内产生场强大小处处相等且电场线闭合的涡旋电场。管中有一质量为 m、电荷量大小为 q
9、的带负电小球从静止开始在管内做圆周运动。下列说法正确的是()A.从上往下看小球沿顺时针方向运动 B.管内涡旋电场的场强大小为002B rt C.小球第 2次回到出发点时的速度大小为002qBrmt D.小球先后相邻两次回到出发点的过程中涡旋电场对小球的冲量增大 10.如图甲所示,粗细均匀的无限长平行导轨固定在倾角30=的斜面上,在边界 EF 下方区域存在垂直导轨平面向下的匀强磁场 B,有两根相同金属棒 ab、cd分别从磁场边界 EF上方04mx=位置和边界 EF位置同时由静止释放,cd棒运动的vt图像如图乙所示,其中 OM、NP 段为曲线,其他段为直线。已知 第5页/共8页 学科网(北京)股份
10、有限公司 磁感应强度8TB=,导轨间距0.5mL=,金属棒与导轨间的动摩擦因数35=,导体棒的质量均为1kgm=,导体棒电阻均为2R=,导轨电阻不计,g取210m/s。则下列说法正确的是()A.02s 内通过导体棒 ab的电荷量为7C8 B.ab 棒刚进入磁场时 ab两端的电压为 16V C.02s内导体棒 cd产生的焦耳热为13J8 D.ab、cd 棒之间的最小距离为7m16 三、非选择题:共三、非选择题:共 5656 分。分。11.某兴趣小组设计实验、测量某金属丝(阻值约几十欧姆)的电阻率。现有实验器材:螺旋测微器、米尺、电源()3VE=、电流表 A、定值电阻0R(阻值 20.0)、滑动变
11、阻器 R、待测金属丝、开关 K、开关S、导线若干。图甲是学生设计的实验电路原理图。(1)实验时,先将滑动变阻器 R接入电路的电阻调至最大,闭合 S。(2)将 K断开,适当减小滑动变阻器 R 接入电路的电阻,此时电流表读数记为1I,然后将 K 闭合,此时电流表读数记为2I。由此得到金属丝的电阻r=_。(结果用1I、2I、E 表示)(3)继续微调 R,重复(2)的测量过程,得到多组测量数据,如下表所示:()3110 AI 41.5 46.4 50.5 52 6 58.8()3210 AI 81.5 102.8 125.4 139.2 193.0.第6页/共8页 学科网(北京)股份有限公司(4)利用
12、上述数据描点作图,则金属丝的电阻r=_。(5)用米尺测得金属丝长度49.00cmL=。用螺旋微测器测量金属丝不同位置的直径,某次测量的示数如图乙所示,该读数为d=_mm。多次测量后,得到直径的平均值恰与 d相等。(6)由以上数据可得,待测金属丝所用材料的电阻率=_m。(保留 2位有效数字)12.学生小组用放电法测量电容器的电容,所用器材如下:电池(电动势 3V,内阻不计);待测电容器(额定电压 5V,电容值未知);微安表(量程 200A,内阻约为 1k);滑动变阻器 R(最大阻值为 20);电阻箱 R1、R2、R3、R4(最大阻值均为 9999.9);定值电阻 R0(阻值为 5.0k);单刀单
13、掷开关 S1、S2,单刀双掷开关 S3;计时器;导线若干。(1)小组先测量微安表内阻,按图(a)连接电路。(2)为保护微安表,实验开始前 S1、S2断开,滑动变阻器 R 的滑片应置于_(填“左”或“右”)端。将电阻箱 R1、R2、R3的阻值均置于 1000.0,滑动变阻器 R 的滑片置于适当位置。保持 R1、R3阻值不变,反复调节 R2,使开关 S2闭合前后微安表的示数不变,则 P、Q两点的电势_(填“相等”或“不相等”)。记录此时 R2的示数为 1230.0,则微安表的内阻为_。第7页/共8页 学科网(北京)股份有限公司(3)按照图(b)所示连接电路,电阻箱 R4阻值调至 615.0,将开关
14、 S3掷于位置 1,待电容器充电完成后,再将开关 S3掷于位置 2,记录微安表电流 I 随时间 t的变化情况,得到如图(c)所示的图像。当微安表的示数为 100A时,通过电阻 R0的电流是_A。(4)图(c)中每个最小方格面积所对应的电荷量为_C(保留两位有效数字)。某同学数得曲线下包含 150 个这样的小方格,则电容器的电容为_F(保留两位有效数字)。13.如图所示的装置水平放置,处于竖直向下、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中,电源电动势为 E、内阻为 R。光滑平行导轨足够长,导轨间距分别为 d与 2d。长度为 2d的相同导体棒 b、c 均垂直静置于导轨上,导体棒质量为 m、电阻为 R。求
15、:(1)两棒运动过程中加速度大小之比;(2)上述过程中导体棒 b中产生的焦耳热。14.如图所示,在空间直角坐标系Oxyz内有一边长为 L的正方体区域11112222ABC DA B C D,1111DCBA面在xOz平面内,坐标原点 O 位于1111DCBA面的中心,整个空间存在沿 y 轴正方向的匀强电场,在02Lx的空间区域内和02Lx,将区域内的磁感应强度的大小调节为的 第8页/共8页 学科网(北京)股份有限公司()221BBB控制粒子源沿 x 轴正方向发射一个带电粒子,粒子第 6次(粒子源发射粒子时为第 0次)穿过yOz平面时,恰好从22C D的中点处离开正方体区域,求磁感应强度12BB
16、、的大小。15.如图(a)所示,一个电阻不计的平行金属导轨,间距1mL=,左半部分倾斜且粗糙,倾角37=,处于沿斜面向下的匀强磁场中;右半部分水平且光滑,导轨之间存在一个三角形匀强磁场区域,磁场方向竖直向下,其边界与两导轨夹角均为,tan0.1=。右半部分俯视图如图(b)。导体棒Q借助小立柱静置于倾斜导轨上,其与导轨的动摩擦因数0.5=。导体棒P以00.5m/sv=的速度向右进入三角形磁场区域时,撤去小立柱,Q棒开始下滑,同时对P棒施加一外力使其始终保持匀速运动。运动过程中,两棒始终垂直于导轨且接触良好。已知两磁场的磁感应强度大小均为1TB=,两棒的质量均为0.1kgm=,Q棒电阻0.5R=,
17、P棒电阻不计。重力加速度大小取210m/s,sin370.6,cos370.8g=,以Q棒开始下滑为计时起点。求(1)撤去小立柱时,Q棒的加速度大小0a;(2)Q棒中电流随时间变化的关系式;(3)Q棒达到的最大速度mv及所用时间1t。第1页/共24页 学科网(北京)股份有限公司 2024 年年 1 月辽宁省大连市、沈阳市高二名校联考月辽宁省大连市、沈阳市高二名校联考 物理试题物理试题 注意事项:注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的考生号、姓名、学校、考场号及座位号填写在答题卡上。答卷前,考生务必将自己的考生号、姓名、学校、考场号及座位号填写在答题卡上。2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅
18、笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需要回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需要改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。在本试卷上无效。3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题:本题共一、选择题:本题共 1010 小题,共小题,共 4646 分。在每小题给出的四个选项中,第分。在每小题给出的四个选项中,第 17 题只有一项符题只有一项符合题目要求,每题合题目要求,每题 4
19、 4 分;第分;第 8 810 题有多项符合题目要求,全部选对的得题有多项符合题目要求,全部选对的得 6 分,选对但不全的分,选对但不全的得得 3 分,有选错的得分,有选错的得 0 分。分。1.2023年 4月,我国有“人造太阳”之称的托卡马克核聚变实验装置创造了新的世界纪录。其中磁约束的简化原理如图:在半径为1R和2R的真空同轴圆柱面之间,加有与轴线平行的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,212RR=。假设氘核21H沿内环切线向左进入磁场,氚核31H沿内环切线向右进入磁场,二者均恰好不从外环射出。不计重力及二者之间的相互作用,则21H和31H的速度之比为()A.1:2 B.2:1 C.1:3
20、D.3:1【答案】A【解析】【详解】由题意可知,根据左手定则,作图如图所示 第2页/共24页 学科网(北京)股份有限公司 由几何关系可知,氘核21H的半径为1r,有 12112rRRR=则 112Rr=由几何关系可知,氚核31H的半径为2r,有 221123rRRR=+=则 1232Rr=即 1213rr=由洛伦兹力提供向心力 2vqvBmr=可得 qBrvm=由题意可知,氘核21H和氚核31H的比荷之比为 11122212133122qmqmqqmm=第3页/共24页 学科网(北京)股份有限公司 故21H和31H的速度之比为 11112222311232qvmrqvrm=故选 A。2.如图所
21、示,这是安装在潜水器上的深度表的电路原理图,显示器由电流表改装而成,电源的电动势和内阻均为定值,R0是定值电阻。在潜水器上浮的过程中,下列说法正确的是()A.通过显示器电流增大 B.压力传感器两端的电压减小 C.路端电压变大 D.压力传感器的功率一定减小【答案】C【解析】【详解】A潜水器上浮的过程中,受到水的压力会减小,R 变大,根据闭合电路的欧姆定律 0EIRrR=+在电源电动势 E和内阻 r和 R0都不发生变化的情况下,电流 I会减小,故 A错误;B压力传感器的电压 4UEI Rr+()可知随 I 减小,U增大;故 B 错误;C路端电压 UEIr外 随 I 减小,U外增大,故 C正确;D由
22、于不清楚压力传感器的电阻和其它电阻的关系,则传感器的功率变化情况不能确定。故 D错误。的 第4页/共24页 学科网(北京)股份有限公司 故选 C。3.图甲为某科技兴趣小组自制小型发电机并用理想变压器模拟变压输电过程的示意图,图乙为该发电机产生的电动势随时间的变化规律。变压器匝数123:3:2:1nnn=,电阻1R阻值未知,电阻210R=,灯泡的额定电压为 10V,额定功率为 5W。不计发电机线圈内阻及交流电表 A 的内阻。若灯泡正常发光,下列说法正确的是()A.0.01st=时,通过发电机线圈的磁通量为 0 B.电流表 A 的示数为 1A C.00.01s内通过发电机线圈的电荷量为35.0 1
23、0 C D.发电机的输出功率为 11W【答案】D【解析】【详解】A由乙图可知,0.01st=时,感应电动势为 0,此时发动机线圈处于中性面位置,通过它的磁通量为最大值。故 A错误;B根据 2233UnUn=又 210VU=解得 35VU=则电流表 A的示数为 3320.5AUIR=第5页/共24页 学科网(北京)股份有限公司 故 B 错误;C由乙图可知发动机线圈转动的角速度为 2100 rad/sT=发动机的电动势峰值为 mm22 2VEBS=有效值为 m22V2EE=根据 1 1223 3n In In I=+又 2PIU=灯泡灯泡 联立,解得 根据闭合电路欧姆定律可得 11EIRR=+等效
24、 解得 144RR+=等效 00.01s内通过发电机线圈的电荷量为 3m1124.5 10 CqRRRR=+等效等效 故 C 错误;D发电机的输出功率为 21111W()PIRR+=效输出等 故 D 正确。故选 D。4.沿x轴传播的一列简谐横波在0t=时刻的波动图像如图甲所示,质点Q的振动图像如图乙所示,下列 第6页/共24页 学科网(北京)股份有限公司 说法正确的是()A.该波沿x轴负方向传播 B.该波的波长为 12m C.该波的传播速度为 12m/s D.0 x=处的质点在此后 1.5s 内运动的路程为 1m【答案】B【解析】【详解】A根据题意,由图乙可知,质点Q在0=t时,沿y轴正方向振
25、动,结合图甲,由同侧法可知,该波沿 x轴正方向传播,A错误;B根据题意,由图甲可知,该波的波长为 16m4m12m=B正确;C由图乙可知,质点振动周期()2 0.90.3 s1.2sT=12m/s10m/s1.2vT=C错误;D质点在 1.5s 内,即 1.551.24tTT=0 x=处的质点在0=t在y轴正半轴向平衡位置运动,且不是最大位移处与平衡位置等特殊位置,因此54tT=内,质点走过的路程大于 5 20cm=1ms=D错误。故选 B。第7页/共24页 学科网(北京)股份有限公司 5.某同学利用如图甲的实验电路观察电容器的充、放电现象,U、I分别为电压表、电流表示数,下列说法正确的是()
26、A.开关 S接 1到稳定过程中,Ut图像如乙图所示 B.开关 S接 1到稳定过程中,It图像如乙图所示 C.电容器充电结束后将开关 S接 2,两次电阻 R 的取值不同,对比图像应如丙图所示 D.电容器充电结束后将开关 S接 2,两次电容 C 的取值不同,对比图像应如丁图所示【答案】B【解析】【详解】AB电容器充电时,刚开始电流比较大,充电结束后,电流为 0;电压表测量的是电容器两端的电压,示数逐渐增大,故乙图符合电流的变化情况,故 A错误,B 正确;C充电之后,把开关 S接 2,电容器处于放电过程,电容器带电量逐渐减小,由于放电量不变,则It图像的“面积”不变,图丙不符合题意,故 C错误;D根
27、据 QCU=可知电容大,所带电荷量多,由于It图像的“面积”不变,则电容大的图像所围成的面积较大,故 D错误。故选 B。6.如图所示,绝缘木板静置于光滑水平地面上,带正电的小物块静止在绝缘木板的左端,整个装置处在垂直纸面向外的水平匀强磁场中。现对长木板施加水平向左的恒力,已知整个运动过程中小物块始终未从绝缘木板上掉落,小物块与绝缘木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列关于绝缘木板的加速度 a 与小物块的速度 v的关系图像可能正确的是()A.B.C.D.第8页/共24页 学科网(北京)股份有限公司【答案】A【解析】【详解】设水平向左的恒力为 F,长木板的质量为 M,小物块的质量为 m,小物块与
28、长木板间的动摩擦因数为,则刚开始运动时,长木板与小物块一起向左加速运动,以整体为研究对象,加速度为 0FaMm=+以小物块为研究对象,长木板与小物块间的静摩擦力为 mFfMm=+当小物块向左运动后,根据左手定则,小物块受到竖直向上的洛伦兹力,则长木板与小物块间的弹力和最大静摩擦力为 NmgqvB=maxfN mgqvB=()所以小物块的最大静摩擦变小,当小物块运动速度较小时,长木板和小物块一起匀加速运动;当最大静摩擦力不足使小物块与长木板一起加速运动时,将发生相对滑动,此时变为滑动摩擦力,则以长木板为研究对象 FFfF mgqvB=合()根据牛顿第二定律 FMa=合 解得 qBFmgavMM=
29、+即,此后长木板的加速度,随小物块速度的增大而增大,呈线性关系。故选 A。7.如图所示,绝缘的水平面上固定两根相互垂直的光滑金属杆,沿两金属杆方向分别建立 x 轴和 y 轴。另有两光滑金属杆 1、2 与两固定杆围成正方形,金属杆间彼此接触良好,空间存在竖直向上的匀强磁场。已知四根金属杆完全相同且足够长,下列说法正确的是()第9页/共24页 学科网(北京)股份有限公司 A.分别沿 x轴正向和 y轴负向以相同大小的速度匀速移动金属杆 1、2,回路中电流方向为顺时针 B.分别沿 x轴正向和 y 轴负向以相同大小速度匀速移动金属杆 1、2,回路中电流随时间均匀增加 C.分别沿 x轴正向和 y 轴负向移
30、动金属杆 1、2,移动过程保持金属杆围成的矩形周长不变,回路中的电流方向为顺时针 D.分别沿 x轴正向和 y轴负向移动金属杆 1、2,移动过程保持金属杆围成的矩形周长不变,通过金属杆截面的电荷量随时间均匀增加【答案】B【解析】【详解】A设初始正方形边长为 L,金属杆单位长度电阻为0r,分别沿 x轴正向和 y轴负向以相同大小的速度 v 匀速移动金属杆 1、2,1杆产生的感应电动势为()1EB Lvt v=方向为顺时针,2杆产生的感应电动势为()2EB Lvt v=+方向为逆时针 21EE 故回路中电流方向为逆时针,故 A 错误;B回路中总电阻()0024RLvtLvt rr L=+=总 不变,故
31、回路中总电流为 2212EEBv tIRR=总总 随时间均匀增加,故 B 正确;C分别沿 x 轴正向和 y轴负向移动金属杆 1、2,移动过程保持金属杆围成的矩形周长不变,则初始时刻回路面积最大,在移动过程中穿过闭合回路的磁通量减小,根据楞次定律可知,电流方向为逆时针,故 C 错误;D穿过闭合回路的磁通量为()12112BL LBLLL=随时间并非均匀变化,回路中总电阻保持不变,故回路电流并非定值,则通过金属杆截面的电荷量随时间不是均匀增加,故 D 错误。的 第10页/共24页 学科网(北京)股份有限公司 故选 B。8.如图所示的电路中,定值电阻1R、2R、3R的阻值均为0R,电源电动势为 E,
32、内阻为 r,R为滑动变阻器,电表均为理想电表。开关 S 闭合后,滑动变阻器的滑片从图示位置向左滑动的过程中,电压表示数变化量的绝对值为U,电流表示数变化量的绝对值为I,下列判断正确的是()A.电压表示数增大 B.2R消耗的功率减小 C.电源的效率增大 D.02RUI【答案】ACD【解析】【详解】A依题意,滑动变阻器的滑片从图示位置向左滑动的过程中,外电路阻值增大,根据闭合电路欧姆定律可知 干外=+EIrR 干路电流减小,由()1UEIrR=+干 可知电压表示数增大。故 A正确;B根据 222RUPR=可得2R消耗的功率增大。故 B错误;C根据 221()1IRRrIRrRrR=+干外外干外外外
33、 可知,电源的效率增大。故 C 正确;D根据前面选项分析,干路电流减小,并联电路中,通过的电流表所在支路电流减小,通过另两个支路 第11页/共24页 学科网(北京)股份有限公司 的电流均增大,所以电流表示数的减小量I大于通过另两个支路的电流的增加量 I,则 UUII 又 230232R RRUIIRR=+联立,解得 02RUI 故 D 正确。故选 ACD。9.如图甲所示,光滑绝缘细圆管固定在水平面上,半径为 r。圆管平面存在方向竖直向上且均匀分布磁场,其磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示(0t、0B均已知),取竖直向上为正方向。已知当磁感应强度均匀变化时,会在圆管内产生场强大小处处相等且
34、电场线闭合的涡旋电场。管中有一质量为 m、电荷量大小为 q 的带负电小球从静止开始在管内做圆周运动。下列说法正确的是()A.从上往下看小球沿顺时针方向运动 B.管内涡旋电场的场强大小为002B rt C.小球第 2次回到出发点时的速度大小为002qBrmt D.小球先后相邻两次回到出发点的过程中涡旋电场对小球的冲量增大【答案】BC【解析】【详解】A 根据图乙可知,磁场均匀增加,由楞次定律结合安培定则可知,闭合电场线的方向为顺时针(从上往下看),而小球带负电,因此其所受电场力的方向在任意位置处与闭合电场线在该位置处场强的方向相反,由此可知从上往下看小球沿逆时针方向运动,故 A 错误;的 第12页
35、/共24页 学科网(北京)股份有限公司 B根据法拉第电磁感应定律可知由磁场变化产生的感生电场的电动势为 200BrBESttt=可得其环形电场的的场强大小为 0022EErB rt=故 B 正确;C设小球第 2 次回到出发点时的速度大小为v,由于电场强度的大小恒定,因此小球在电场中所受电场力的大小不变,根据动能定理有 2142Eqrmv=解得 002qBvrmt=故 C 正确;D由于漩涡电场对小球做正功,小球的动能越来越大,因此小球在漩涡电场中运动一周的时间在减小,而小球在漩涡电场中所受电场力的大小不变,可知力的作用时间在减小,因此小球先后相邻两次回到出发点的过程中涡旋电场对小球的冲量减小,故
36、 D 错误。故选 BC。10.如图甲所示,粗细均匀的无限长平行导轨固定在倾角30=的斜面上,在边界 EF 下方区域存在垂直导轨平面向下的匀强磁场 B,有两根相同金属棒 ab、cd分别从磁场边界 EF上方04mx=位置和边界 EF位置同时由静止释放,cd棒运动的vt图像如图乙所示,其中 OM、NP 段为曲线,其他段为直线。已知磁感应强度8TB=,导轨间距0.5mL=,金属棒与导轨间的动摩擦因数35=,导体棒的质量均为1kgm=,导体棒电阻均为2R=,导轨电阻不计,g取210m/s。则下列说法正确的是()第13页/共24页 学科网(北京)股份有限公司 A.02s 内通过导体棒 ab的电荷量为7C8
37、 B.ab 棒刚进入磁场时 ab两端的电压为 16V C.02s内导体棒 cd产生的焦耳热为13J8 D.ab、cd 棒之间的最小距离为7m16【答案】AD【解析】【详解】A导体棒 cd 在磁场中匀速运动时,有 sincosmgmgBIL=+2EIR=1EBLv=解得 10.5v=m/s 02s 内根据动量定理,有 1sincos0mgtmgtBILtmv=qIt=解得,通过 cd棒的电荷量为 7C8q=由于 ab、cd 棒串联,所以 02s 内通过导体棒 ab 的电荷量也为7C8,A 正确;B棒 ab 进入磁场前匀加速,有 sincosmgmgma=解得 22m/sa=进入磁场时间为t 20
38、12xat=解得 的 第14页/共24页 学科网(北京)股份有限公司 2s=t 进入磁场时的速度为 4m/svat=此时,ab两端的电压为()117V2UBL vv=B错误;C02s 内对 cd 导体棒有 qIt=2EIR=Ent=BLx=联立,解得 7m8x=根据动能定理有 211sincos2mgxmgxWmv+=安 根据功能关系,有 WQ=总安 2QQ=总 解得 13J16Q=C错误;D当 ab、cd 棒速度相等时有最小距离,之后两棒均做匀加速直线运动,设棒 ab 进入磁场后经t两棒共速,速度为v,最近距离为x,根据动量定理有 cd 棒 第15页/共24页 学科网(北京)股份有限公司 1
39、sincosmgtmgtBI Ltmvmv+=ab 棒 sincosmgtmgtBI Ltmvmv=qI t=解得 7C16q=又根据 qI t=2EIR=Et=()BL xx=联立,解得 7m16x=D正确。故选 AD。三、非选择题:共三、非选择题:共 5656 分。分。11.某兴趣小组设计实验、测量某金属丝(阻值约几十欧姆)的电阻率。现有实验器材:螺旋测微器、米尺、电源()3VE=、电流表 A、定值电阻0R(阻值 20.0)、滑动变阻器 R、待测金属丝、开关 K、开关S、导线若干。图甲是学生设计的实验电路原理图。(1)实验时,先将滑动变阻器 R接入电路的电阻调至最大,闭合 S。第16页/共
40、24页 学科网(北京)股份有限公司(2)将 K断开,适当减小滑动变阻器 R 接入电路的电阻,此时电流表读数记为1I,然后将 K 闭合,此时电流表读数记为2I。由此得到金属丝的电阻r=_。(结果用1I、2I、E 表示)(3)继续微调 R,重复(2)的测量过程,得到多组测量数据,如下表所示:()3110 AI 41.5 46.4 50.5 52.6 58.8()3210 AI 81.5 102.8 125.4 139.2 193.0(4)利用上述数据描点作图,则金属丝的电阻r=_。(5)用米尺测得金属丝长度49.00cmL=。用螺旋微测器测量金属丝不同位置的直径,某次测量的示数如图乙所示,该读数为
41、d=_mm。多次测量后,得到直径的平均值恰与 d相等。(6)由以上数据可得,待测金属丝所用材料的电阻率=_m。(保留 2位有效数字)【答案】.211 2IIEI I .35.4 .0.700 .52.8 10【解析】【详解】(2)1K断开时,由闭合电路欧姆定律 10A()EI RrRRR=+内 K闭合时,由闭合电路欧姆定律 20A()EIRRRR=+内 联立解得,金属丝的电阻为 211 2IIrEI I=(4)2由211 2IIrEI I=化简可得 1211rIIE=+第17页/共24页 学科网(北京)股份有限公司 由图可知,纵截距为 111.8ArbE=代入数据可得,金属丝的电阻为 35.4
42、r=(5)3螺旋测微器的读数为 0.5mm20.0 0.01mm0.700mmd=+=(6)4由电阻定律LRS=和24dS=得待测金属丝所用材料的电阻率为 24rdL=代入数据解得 52.8 10m=12.学生小组用放电法测量电容器的电容,所用器材如下:电池(电动势 3V,内阻不计);待测电容器(额定电压 5V,电容值未知);微安表(量程 200A,内阻约为 1k);滑动变阻器 R(最大阻值为 20);电阻箱 R1、R2、R3、R4(最大阻值均为 9999.9);定值电阻 R0(阻值为 5.0k);单刀单掷开关 S1、S2,单刀双掷开关 S3;计时器;导线若干。(1)小组先测量微安表内阻,按图
43、(a)连接电路。(2)为保护微安表,实验开始前 S1、S2断开,滑动变阻器 R 的滑片应置于_(填“左”或 第18页/共24页 学科网(北京)股份有限公司“右”)端。将电阻箱 R1、R2、R3的阻值均置于 1000.0,滑动变阻器 R 的滑片置于适当位置。保持 R1、R3阻值不变,反复调节 R2,使开关 S2闭合前后微安表的示数不变,则 P、Q两点的电势_(填“相等”或“不相等”)。记录此时 R2的示数为 1230.0,则微安表的内阻为_。(3)按照图(b)所示连接电路,电阻箱 R4阻值调至 615.0,将开关 S3掷于位置 1,待电容器充电完成后,再将开关 S3掷于位置 2,记录微安表电流
44、I 随时间 t的变化情况,得到如图(c)所示的图像。当微安表的示数为 100A时,通过电阻 R0的电流是_A。(4)图(c)中每个最小方格面积所对应的电荷量为_C(保留两位有效数字)。某同学数得曲线下包含 150 个这样的小方格,则电容器的电容为_F(保留两位有效数字)。【答案】.左 .相等 .1230.0 .300 .3.2 106 .4.8 104【解析】【详解】(2)1为保护微安表,实验开始前 S1、S2断开,滑动变阻器 R的滑片应置于左端。2由题知,使开关 S2闭合前后微安表的示数不变,则说明 P、Q 两点的电势相等。3根据电桥平衡可知,此微安表的内阻为 1230.0。(3)4由于微安
45、表与 R4并联,则当微安表的示数为 100A时,R4分担的电流为 6g44100 101230A0.2mA615IRIR=则通过电阻 R0的电流 I总=I4I=300A(4)5图(c)中每个最小方格面积所对应的电荷量为 q=8A 0.4s=3.2C=3.2 106C 6则 150 个这样的小方格为总电荷量为 Q=n q=150 3.2 106C=4.8 104C 而微安表改装后流过 R0的电流是微安表示数的 3倍,则根据电容的定义式可知电容器的电容为 64480 103F4.8 10 F3QCU=13.如图所示的装置水平放置,处于竖直向下、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中,电源电动势为 E、
46、内阻为 R。光滑平行导轨足够长,导轨间距分别为 d与 2d。长度为 2d的相同导体棒 b、c 均垂直静置于导轨上,导体棒质量为 m、电阻为 R。求:(1)两棒运动过程中加速度大小之比;(2)上述过程中导体棒 b中产生的焦耳热。第19页/共24页 学科网(北京)股份有限公司 【答案】(1):1:2bcaa=;(2)22250bmEQB d=【解析】【详解】(1)根据图中可知,通过 b、c两棒的电流相同,根据 FBIL=可知 b、c两棒所受安培力之比为:1:2bcFF=根据牛顿第二定律可得 Fam=可知两棒运动过程中加速度大小之比为:1:2bcbcaaFF=(2)闭合开关后,稳定时两棒的速度为bv
47、、cv,有 2bcEBdvBdv=+根据动量定理可得 bBId tBdqmv=22cBId tBdqmv=联立解得 5bEvBd=,25cEvBd=由能量守恒定律有 221122bcEqmvmvQ=+又串联电路热量比等于电阻比,有 第20页/共24页 学科网(北京)股份有限公司 22bRQQRRR=+联立解得导体棒 b中产生的焦耳热为 22250bmEQB d=14.如图所示,在空间直角坐标系Oxyz内有一边长为 L的正方体区域11112222ABC DA B C D,1111DCBA面在xOz平面内,坐标原点 O 位于1111DCBA面的中心,整个空间存在沿 y 轴正方向的匀强电场,在02L
48、x的空间区域内和02Lx,将区域内的磁感应强度的大小调节为()221BBB控制粒子源沿 x 轴正方向发射一个带电粒子,粒子第 6次(粒子源发射粒子时为第 0次)穿过yOz平面时,恰好从22C D的中点处离开正方体区域,求磁感应强度12BB、的大小。第21页/共24页 学科网(北京)股份有限公司【答案】(1)204mvEqL=;(2)218Ly=;(3)()01242 2mvBqL=+,()02242 2mvBqL=【解析】【详解】(1)离子甲在电场中做类似平抛运动 012Lv t=21122Lat=qEma=解得 204mvEqL=(2)粒子的运动可分解为xoz面内的匀速圆周运动和 y轴方向的
49、匀加速直线运动,要使出射时 y坐标最小,需使运动时间最短,时间最短时在xoz面内的做匀速圆周运动的圆心角最小,弦长最短,有几何关系知最短弦长为12L。根据洛伦兹力提供向心力 200 0vqB vmr=解得 12rL=由几何关系得圆心角3=2tT=02 mTqB=解得:06Ltv=212yat=解得:218Ly=第22页/共24页 学科网(北京)股份有限公司(3)由几何关系可得()1213 222Lrr=011mrqB=022mvrqB=1212Lat=1123mmtqBqB=+解得:()01242 2mvBqL=+,()02242 2mvBqL=15.如图(a)所示,一个电阻不计的平行金属导轨
50、,间距1mL=,左半部分倾斜且粗糙,倾角37=,处于沿斜面向下的匀强磁场中;右半部分水平且光滑,导轨之间存在一个三角形匀强磁场区域,磁场方向竖直向下,其边界与两导轨夹角均为,tan0.1=。右半部分俯视图如图(b)。导体棒Q借助小立柱静置于倾斜导轨上,其与导轨的动摩擦因数0.5=。导体棒P以00.5m/sv=的速度向右进入三角形磁场区域时,撤去小立柱,Q棒开始下滑,同时对P棒施加一外力使其始终保持匀速运动。运动过程中,两棒始终垂直于导轨且接触良好。已知两磁场的磁感应强度大小均为1TB=,两棒的质量均为0.1kgm=,Q棒电阻0.5R=,P棒电阻不计。重力加速度大小取210m/s,sin370.