北京市昌平區(qū)2023-2024學年高二上學期期末質量抽測試題 物理 Word版含解析.docx

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昌平區(qū)2023—2024學年第一學期高二年級期末質量抽測物理試卷本試卷共8頁，共100分。考試時長90分鐘?？忌鷦毡貙⒋鸢复鹪诖痤}卡上。在試卷上作答無效?？荚嚱Y束后，將答題卡交回。第一部分本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。1.下列物理量中，屬于矢量的是（　　）A.電場強度B.電勢C.電流D.磁通量2.關于電荷，下列說法正確的是（）A.電荷量很小的電荷就是元電荷B.物體所帶電荷量可以是任意的C.在國際單位制中，電荷量的單位是庫侖D.摩擦起電的過程實質上是創(chuàng)造電荷的過程3.一個帶正電的球體M放在絕緣支架上，把系在絕緣絲線上的帶電小球N掛在橫桿上的P1處。當小球N靜止時，絲線與豎直方向的夾角為θ，如圖所示。在將懸點由P1處緩慢移到P2處的過程中，觀察到夾角θ增大。由此可知（）A.小球N帶負電B.懸點由P1處緩慢移到P2處的過程中，小球N受到的靜電力增大C.M與N間的靜電力大小與它們間的距離的平方成正比D.M與N間的靜電力大小與它們的電荷量乘積成正比4.如圖所示，在正點電荷Q產生的電場中有a、b兩點，用Ea、Eb分別表示a點和b點的電場強度大小，用φa、φb分別表示a點和b點的電勢，用Epa、Epb分別表示同一負試探電荷在a點和b點的電勢能。下列關系式正確的是（） A.，B.，C.，D.，5.某空間中存在磁場，一電流元放在某點受到的最大磁場力為F。下列說法正確的是（）A.該點處的磁感應強度大小為B.該點處的磁感應強度方向與F的方向相同C.如果電流元的電流增大，該點處的磁感應強度也增大D.如果撤去電流元，該點處的磁感應強度變?yōu)榱?.下列說法正確的是（）A.穿過某一回路的磁通量不為零，回路中將產生感應電動勢B.穿過某一回路磁通量發(fā)生變化，回路中將產生感應電動勢C.穿過某一回路的磁通量越大，產生的感應電動勢越大D.穿過某一回路磁通量變化越大，產生的感應電動勢越大7.在如圖所示的電路中，電源電動勢為E，內阻為r；滑動變阻器的總電阻R大于電源內阻；電流表和電壓表均可視為理想電表。閉合開關S，當滑動變阻器觸頭P從左端開始向右移動的過程中，下列說法正確的是（）A.電流表、電壓表的示數(shù)均增大B.電流表、電壓表的示數(shù)均減小C.電源的輸出功率增大 D.電源的輸出功率先增大后減小8.某同學做靜電感應實驗，想讓一個不帶電的導體球甲帶電，操作步驟及結論如下：①把甲球移近帶負電的絕緣導體球乙，但甲、乙兩球不接觸；②用手觸摸甲球；③手指移開；④移開乙球；⑤甲球帶正電；⑥甲球帶負電。上述操作過程和結論均正確的是（）A.①→②→③→④→⑤B.①→②→④→③→⑥C.①→②→③→④→⑥D.①→②→④→③→⑤9.如圖所示，勻強磁場的磁感應強度為B，直角三角形導線框abc通以恒定電流I，放置在磁場中。已知ab邊長為l，與磁場方向平行；bc邊長為2l，與磁場方向垂直。下列說法正確的是（）A.ab邊所受安培力大小為BIlB.bc邊所受安培力大小為BIlC.ca邊所受安培力大小為D.整個導線框所受安培力為010.某同學發(fā)現(xiàn)，一電源在使用過程中，當通過它的電流大小有明顯變化時，路端電壓的變化并不明顯。其原因可能是（　?。〢.電源內阻很大B.電源內阻很小C.電源電動勢很大D.電源電動勢很小11.某掃地機器人利用自身攜帶的小型吸塵部件吸塵。已知機器人電池容量為，電機兩端電壓為15V，吸塵時的額定功率為30W，輸出功率為22W。下列說法正確的是（）A.“”是能量單位B.吸塵時通過電機的電流為1.5AC.該機器人電機的電阻為5.5ΩD.理論上，該機器人充滿電后可工作1.5h12.如圖所示，利用電壓傳感器和電流傳感器觀察電容器的充、放電過程。先將單刀雙擲開關S置于接線柱1，給電容器充電；充電結束后，再將開關S置于接線柱2，電容器放電。傳感器采集所測電路的電壓、電流信號，得到電容器充、放電過程電壓U和電流I隨時間t 變化的圖像，分別如圖（甲）和（乙）所示。下列說法正確的是（　?。〢.電容器充電過程，電流和電壓都逐漸增大B.電容器充電過程，電壓逐漸增大而電流逐漸減小C.電容器放電過程，極板帶電量均勻減少D.電容器放電過程，電容器的電容減小13.如圖（甲）所示，100匝（圖中只畫了2匝）圓形線圈面積為0.01m2，電阻不計。線圈內存在方向垂直紙面向里且強度隨時間變化的磁場；t=0時，B=0。線圈兩端A、B與一個電壓傳感器相連，電壓傳感器測得A、B兩端的電壓按圖（乙）所示規(guī)律變化。在t=0.05s時（）A.磁感應強度隨時間的變化率為0.01T/sB.磁感應強度隨時間的變化率為20T/sC.穿過每匝線圈的磁通量為D.穿過每匝線圈的磁通量為14.我們知道，在勻強磁場中，帶電粒子的速度方向與磁感應強度方向平行或垂直時，帶電粒子將做勻速直線運動或勻速圓周運動；如果帶電粒子的速度方向與磁感應強度方向既不平行，又不垂直，帶電粒子將做螺旋線運動，如圖所示。粒子轉過一周所需的時間稱為回轉周期；粒子每轉一周前進的距離稱為螺距。根據(jù)運動的合成與分解思想，可解決此問題。下列說法不正確的是（　?。?A.螺旋的直徑與垂直磁感線的速度分量有關B.螺距與垂直磁感線的速度分量無關C.回轉周期與垂直磁感線速度分量有關D.具有相同的平行磁感線速度分量的同種帶電粒子，從同一點出發(fā)，經一個回轉周期后，將重新會聚到一點第二部分本部分共6題，共58分。15.多用電表是常用電學測量儀表，它既能測量電流又能測量電壓，還能測量電阻。（1）關于多用電表的使用，下列操作正確的是__________A．測燈泡電壓時，應按圖（甲）所示連線，測量時開關S應斷開B．測燈泡電流時，應按圖（乙）所示連線，測量時開關S應閉合C．測燈泡電阻時，應按圖（甲）所示連線，測量時開關S應斷開（2）某次用多用電表測量電阻和直流電壓時指針位置如圖所示，若選擇開關置于：①電阻“×1k”位置，則電阻的測量值為_________kΩ；②直流“10V”位置，則電壓的測量值為_________V。 16.某學習小組做“測量金屬絲的電阻率”的實驗。（1）使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d，某次測量時螺旋測微器的示數(shù)如圖所示，其讀數(shù)為_________mm。（2）圖中（甲）和（乙）是測量金屬絲電阻Rx的兩種電路，其主要區(qū)別是滑動變阻器的連接方式不同，一般稱甲為“分壓電路”，乙為“限流電路”。若需要待測電阻Rx兩端電壓從零開始連續(xù)變化，應選用___________（選填“甲”或“乙）電路。（3）測量金屬絲的電阻Rx時，某同學按“分壓電路”連接實驗器材，如圖所示。其中__________（選填“①”“②”或“③”）連線是錯誤的。 （4）該同學正確地完成了實驗操作，在U-I坐標系中標出了測量數(shù)據(jù)的坐標點，并描繪出了U-I圖線，如圖所示。根據(jù)圖線可知，該金屬絲的電阻值Rx=__________Ω（結果保留兩位有效數(shù)字）。（5）關于實驗誤差的分析，下列說法正確的是__________。A.多次測量金屬絲直徑求平均值可以減小系統(tǒng)誤差B.用U-I圖像處理實驗數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差C.電流表外接時，電壓表分流會導致電阻測量值偏小D.電流表外接時，電流表分壓會導致電阻測量值偏大（6）電導率σ是電阻率的倒數(shù)，常用單位是。某種飲用水的電導率約為。將該飲用水灌入一個高約12cm、容積約240mL的薄壁塑料瓶中，瓶的兩端用兩個略小于瓶底面積的固定金屬圓片電極密封，如圖所示。能否用圖中的實驗器材較為精確地測量該飲用水的電導率？簡要闡述理由。__________17.一水平放置的平行板電容器，兩極板間電場可視為勻強電場。一電子從兩極板間的中央點以初速度v0垂直于極板間的勻強電場飛入，恰能從下極板右邊緣飛出，如圖所示。已知兩極板間距為d，板長為L，電子的質量為m，電荷量為e。不計電子的重力。求：（1）電子在兩極板間的加速度大小a；（2）兩極板間電壓U；（3）在此過程中電場力對電子所做的功W。 18.質譜儀是一種研究帶電粒子的重要工具，它的構造原理如圖所示。粒子源S產生的帶正電粒子首先經M、N兩帶電金屬板間的電場加速，然后沿直線從縫隙O垂直于磁場方向進入磁感應強度為B的勻強磁場，在磁場中經過半個圓周打在照相底片上的P點。已知M、N兩板間電壓為U，粒子的質量為m、電荷量為q。若粒子進入電場時的速度、所受重力及粒子間的相互作用力均可忽略。（1）求粒子離開加速電場時速度的大小v；（2）求O、P兩點間的距離L；（3）有同學認為，若保持M、N兩板間電壓不變，增大兩板間距離，上述粒子將打在P點的下方。你認為這個說法是否正確？簡要說明理由。19.如圖（甲）所示，相距為L的平行金屬導軌置于水平面內，導軌間接有定值電阻R。質量為m的金屬棒ab與兩導軌垂直并保持良好接觸，整個裝置放在磁感應強度大小為B、方向垂直導軌平面向下的勻強磁場中。t=0時刻，對金屬棒ab施加一與導軌平行的恒定拉力F，使其由靜止開始做加速直線運動。不計金屬棒與導軌的電阻及金屬棒與導軌間的摩擦。（1）從t=0時刻開始計時，在圖（乙）所示的坐標系中定性畫出金屬棒ab的速度大小v隨時間t變化的圖像；并求出金屬棒ab的最大速度vm。（2）已知金屬棒ab從開始運動到速度達到最大時的位移為x，求在此過程中安培力對金屬棒ab所做的功WA。（3）本題中通過安培力做功實現(xiàn)了能量轉化。我們知道安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，洛倫茲力對運動電荷不做功，這似乎出現(xiàn)了矛盾，請結合圖（丙）所示情境，分析說明當金屬棒ab以速度v向右運動時，自由電子所受洛倫茲力是如何在能量轉化過程中起作用的？ 20.物理學中的宏觀現(xiàn)象與粒子的微觀行為之間存在必然聯(lián)系，從微觀角度分析宏觀現(xiàn)象產生的本質原因是物理學的重要研究方法。（1）如圖所示，一段橫截面積為S、長為L的直導線，單位體積內有n個自由電子，電子電荷量為e。該導線兩端加電壓時，自由電子定向移動的平均速率為v。a、請推導導線中的電流I與v之間關系式。b、將該通電直導線放在磁感應強度B的勻強磁場中，電流方向與磁感線垂直，導線所受安培力大小為F=BIL。請由安培力的表達式推導洛倫茲力的表達式f=evB。（2）如圖所示的霍爾元件，寬度和厚度分別為h和d，放在沿z方向的勻強磁場B中，當元件通有沿x方向的電流I時，在元件的上側面和下側面之間會產生電勢差U。已知該霍爾元件的載流子是電子，電荷量為e，單位體積中的自由電子數(shù)為n。a、請證明：b、由上問可知，在I、n、e、h一定的條件下，U與B成正比，由U的數(shù)值可以比較B的大小，因此可以用這種元件探測某空間磁場的磁感應強度。該元件的擺放的方向對測量結果是否有影響？簡要說明理由。 昌平區(qū)2023—2024學年第一學期高二年級期末質量抽測物理試卷本試卷共8頁，共100分?？荚嚂r長90分鐘。考生務必將答案答在答題卡上。在試卷上作答無效?？荚嚱Y束后，將答題卡交回。第一部分本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。1.下列物理量中，屬于矢量的是（　?。〢.電場強度B.電勢C.電流D.磁通量【答案】A【解析】【詳解】既有大小又有方向的物理量是矢量，如位移、速度、加速度、電場強度等。只有大小沒有方向的物理量是標量，如路程、質量、時間、電勢、電流、磁通量等。故選A。2.關于電荷，下列說法正確的是（）A.電荷量很小的電荷就是元電荷B.物體所帶的電荷量可以是任意的C.在國際單位制中，電荷量的單位是庫侖D.摩擦起電的過程實質上是創(chuàng)造電荷的過程【答案】C【解析】【詳解】A．元電荷指的是最小電荷量，電子和質子所帶的電荷量大小等于元電荷，A錯誤；B．物體所帶的電荷量一定是元電荷的整數(shù)倍，B錯誤；C．在國際單位制中，電荷量的單位是庫侖，C正確；D．摩擦起電的實質是電荷在兩個物體間發(fā)生了轉移，沒有創(chuàng)造電荷，D錯誤。故選C。3.一個帶正電的球體M放在絕緣支架上，把系在絕緣絲線上的帶電小球N掛在橫桿上的P1處。當小球N靜止時，絲線與豎直方向的夾角為θ，如圖所示。在將懸點由P1處緩慢移到P2處的過程中，觀察到夾角θ增大。由此可知（） A.小球N帶負電B.懸點由P1處緩慢移到P2處的過程中，小球N受到的靜電力增大C.M與N間的靜電力大小與它們間的距離的平方成正比D.M與N間的靜電力大小與它們的電荷量乘積成正比【答案】BD【解析】【詳解】A．小球N與M相互排斥，M、N帶同種電荷，M帶正電，N也帶正電，故A錯誤；B．懸點由P1處緩慢移到P2處的過程中，根據(jù)庫侖定律可知，小球N受到的靜電力增大，故B正確；CD．根據(jù)庫侖定律公式可知，，M與N間的電場力大小與間距的平方成反比，與電荷量的乘積成正比，故C錯誤，D正確。故選BD。4.如圖所示，在正點電荷Q產生的電場中有a、b兩點，用Ea、Eb分別表示a點和b點的電場強度大小，用φa、φb分別表示a點和b點的電勢，用Epa、Epb分別表示同一負試探電荷在a點和b點的電勢能。下列關系式正確的是（）A.，B.，C.，D.， 【答案】C【解析】【詳解】電場線的疏密程度表示電場強度的大小，故沿著電場線方向電勢逐漸降低，故負電荷在電勢高的地方電勢能小，故故選C。5.某空間中存在磁場，一電流元放在某點受到的最大磁場力為F。下列說法正確的是（）A.該點處的磁感應強度大小為B.該點處的磁感應強度方向與F的方向相同C.如果電流元的電流增大，該點處的磁感應強度也增大D.如果撤去電流元，該點處的磁感應強度變?yōu)榱恪敬鸢浮緼【解析】【詳解】A．一電流元放在某點受到的最大磁場力為F，則電流方向與磁場方向垂直，該點處的磁感應強度大小為故A正確；B．該點處的磁感應強度方向與F的方向垂直，故B錯誤；C．磁感應強度與磁場有關，如果電流元的電流增大，該點處的磁感應強度也不變，故C錯誤；D．如果撤去電流元，該點處的磁感應強度不變，故D錯誤。故選A。6.下列說法正確的是（）A.穿過某一回路的磁通量不為零，回路中將產生感應電動勢B.穿過某一回路的磁通量發(fā)生變化，回路中將產生感應電動勢C.穿過某一回路的磁通量越大，產生的感應電動勢越大 D.穿過某一回路的磁通量變化越大，產生的感應電動勢越大【答案】B【解析】【詳解】AB．穿過某一回路的磁通量發(fā)生變化，回路中將產生感應電動勢，故A錯誤，B正確；CD．由可知穿過某一回路的磁通量變化越快，產生的感應電動勢越大，故CD錯誤。故選B。7.在如圖所示的電路中，電源電動勢為E，內阻為r；滑動變阻器的總電阻R大于電源內阻；電流表和電壓表均可視為理想電表。閉合開關S，當滑動變阻器觸頭P從左端開始向右移動的過程中，下列說法正確的是（）A.電流表、電壓表的示數(shù)均增大B.電流表、電壓表的示數(shù)均減小C.電源的輸出功率增大D.電源的輸出功率先增大后減小【答案】D【解析】【詳解】AB．滑動變阻器觸頭P從左端開始向右移動的過程中，滑動變阻器接入電路中的電阻值逐漸減小，則電路中總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知電路中的電流增大，所以電流表的示數(shù)增大；由可知路端電壓減小，所以電壓表的示數(shù)減小，故AB錯誤；CD．電源的輸出功率當時電源的輸出功率最大，由于滑動變阻器的總電阻R大于電源內阻，當滑動變阻器觸頭P從左端開始向右移動的過程中，滑動變阻器接入電路中的電阻值逐漸減小，外電路的電阻先大于內阻再等于內阻最后小于內阻，所以電源的輸出功率先增大后減小，故C錯誤，D正確。 故選D。8.某同學做靜電感應實驗，想讓一個不帶電的導體球甲帶電，操作步驟及結論如下：①把甲球移近帶負電的絕緣導體球乙，但甲、乙兩球不接觸；②用手觸摸甲球；③手指移開；④移開乙球；⑤甲球帶正電；⑥甲球帶負電。上述操作過程和結論均正確的是（）A.①→②→③→④→⑤B.①→②→④→③→⑥C.①→②→③→④→⑥D.①→②→④→③→⑤【答案】A【解析】【詳解】AD．把不帶電的絕緣導體球甲移近帶負電的絕緣導體球乙，但甲、乙兩球不接觸；此時用手觸摸甲球，由于靜電感應，甲球帶正電，當手指移開之后，甲球所帶正電荷確定無法移走，此時移開乙球，從而甲球帶正電，A正確，D錯誤；BC．把不帶電的絕緣導體球甲移近帶負電的絕緣導體球乙，但甲、乙兩球不接觸；用手觸摸甲球，此時由于靜電感應，甲球帶正電，移開乙球后，甲球所帶正電荷回到大地，使甲球不帶電，在手指移開后，甲球確定不帶電，BC錯誤。故選A。9.如圖所示，勻強磁場的磁感應強度為B，直角三角形導線框abc通以恒定電流I，放置在磁場中。已知ab邊長為l，與磁場方向平行；bc邊長為2l，與磁場方向垂直。下列說法正確的是（）A.ab邊所受安培力大小為BIlB.bc邊所受安培力大小為BIlC.ca邊所受安培力大小為D.整個導線框所受安培力為0【答案】D【解析】【詳解】A．導線的ab邊與磁場平行，不受安培力的作用，故A錯誤； B．導線的bc邊與磁場垂直，受到的安培力大小為故B錯誤；C．導線ac與磁場垂直的有效長度是，則導線受到的安培力大小為故C錯誤；D．由左手定則可知導線的bc邊受到的安培力方向與導線ac邊受到的安培力方向相反，整個導線框所受安培力為0，故D正確。故選D。10.某同學發(fā)現(xiàn)，一電源在使用過程中，當通過它的電流大小有明顯變化時，路端電壓的變化并不明顯。其原因可能是（　?。〢.電源內阻很大B.電源內阻很小C.電源電動勢很大D.電源電動勢很小【答案】B【解析】【詳解】據(jù)閉合電路歐姆定律U=E-Ir可得當通過它的電流大小有明顯變化時，路端電壓的變化并不明顯，是由于電源的內阻太小導致的。故選B。11.某掃地機器人利用自身攜帶的小型吸塵部件吸塵。已知機器人電池容量為，電機兩端電壓為15V，吸塵時的額定功率為30W，輸出功率為22W。下列說法正確的是（）A.“”是能量單位B.吸塵時通過電機的電流為1.5AC.該機器人電機的電阻為5.5ΩD理論上，該機器人充滿電后可工作1.5h【答案】D【解析】【詳解】A．mA是電流的單位，h是時間的單位，根據(jù)q=It，可知“”是電荷量的單位；故A錯誤；B．吸塵時通過電機的電流為 故B錯誤；C．電機的熱功率由，解得該機器人電機的電阻為故C錯誤；D．由可得，理論上，該機器人充滿電后可工作時間故D正確。故選D。12.如圖所示，利用電壓傳感器和電流傳感器觀察電容器的充、放電過程。先將單刀雙擲開關S置于接線柱1，給電容器充電；充電結束后，再將開關S置于接線柱2，電容器放電。傳感器采集所測電路的電壓、電流信號，得到電容器充、放電過程電壓U和電流I隨時間t變化的圖像，分別如圖（甲）和（乙）所示。下列說法正確的是（　　）A.電容器充電過程，電流和電壓都逐漸增大B.電容器充電過程，電壓逐漸增大而電流逐漸減小C.電容器放電過程，極板帶電量均勻減少D.電容器放電過程，電容器的電容減小【答案】B【解析】【詳解】AB．電容器充電過程，電壓逐漸增大，電流逐漸減小，A錯誤，B正確；C．電容器放電過程，極板帶電量減少的越來越慢，不是均勻減少，C錯誤；D．電容器放電過程，電容器的電容不變，D錯誤。 故選B。13.如圖（甲）所示，100匝（圖中只畫了2匝）圓形線圈面積為0.01m2，電阻不計。線圈內存在方向垂直紙面向里且強度隨時間變化的磁場；t=0時，B=0。線圈兩端A、B與一個電壓傳感器相連，電壓傳感器測得A、B兩端的電壓按圖（乙）所示規(guī)律變化。在t=0.05s時（）A.磁感應強度隨時間的變化率為0.01T/sB.磁感應強度隨時間的變化率為20T/sC.穿過每匝線圈的磁通量為D.穿過每匝線圈的磁通量為【答案】C【解析】【詳解】AB．由圖可知在t=0.05s時的電壓根據(jù)法拉第電磁感應定律有解得AB錯誤；CD．由于感應電動勢隨時間均勻變化，可知磁感應強度變化率隨時間均勻變化，t=0時，B=0，則t=0.05s時的磁感應強度穿過每匝線圈的磁通量C正確，D錯誤。故選C。 14.我們知道，在勻強磁場中，帶電粒子的速度方向與磁感應強度方向平行或垂直時，帶電粒子將做勻速直線運動或勻速圓周運動；如果帶電粒子的速度方向與磁感應強度方向既不平行，又不垂直，帶電粒子將做螺旋線運動，如圖所示。粒子轉過一周所需的時間稱為回轉周期；粒子每轉一周前進的距離稱為螺距。根據(jù)運動的合成與分解思想，可解決此問題。下列說法不正確的是（　?。〢.螺旋的直徑與垂直磁感線的速度分量有關B.螺距與垂直磁感線的速度分量無關C.回轉周期與垂直磁感線的速度分量有關D.具有相同的平行磁感線速度分量的同種帶電粒子，從同一點出發(fā)，經一個回轉周期后，將重新會聚到一點【答案】C【解析】【詳解】A．與磁感線平行的速度分量不受洛倫茲力的影響，螺旋的直徑與垂直磁感線的速度分量有關，故A正確，不符合題意；B．螺距與垂直磁感線的速度分量無關，與磁感線平行的速度分量有關，故B正確，不符合題意；C．根據(jù)周期聯(lián)立得回轉周期與垂直磁感線的速度分量無關，故C錯誤，符合題意；D．具有相同平行磁感線速度分量的同種帶電粒子，回轉周期、螺距均相同，從同一點出發(fā)，經一個回轉周期后，將重新會聚到一點，故D正確，不符合題意。 故選C。第二部分本部分共6題，共58分。15.多用電表是常用的電學測量儀表，它既能測量電流又能測量電壓，還能測量電阻。（1）關于多用電表的使用，下列操作正確的是__________A．測燈泡電壓時，應按圖（甲）所示連線，測量時開關S應斷開B．測燈泡電流時，應按圖（乙）所示連線，測量時開關S應閉合C．測燈泡電阻時，應按圖（甲）所示連線，測量時開關S應斷開（2）某次用多用電表測量電阻和直流電壓時指針位置如圖所示，若選擇開關置于：①電阻“×1k”位置，則電阻的測量值為_________kΩ；②直流“10V”位置，則電壓的測量值為_________V?！敬鸢浮竣?BC②.10③.6.1【解析】【詳解】（1）[1]A．測電壓時，電壓表與小燈泡并聯(lián)，根據(jù)紅進黑出的規(guī)律，圖甲中紅、表筆法正確，測量時開關S應閉合，A錯誤：B．測電流時，電流表與小燈泡串聯(lián)，根據(jù)紅進黑出的規(guī)律，乙中紅、表筆接法正確，測量時開關S應閉合，B正確；C．測電阻時時，應將小燈泡與電源斷開，多用電表與小燈泡串聯(lián)構成閉合回路，C正確。故選BC。 （2）①[2]選擇開關指在電阻“×1k”時，讀數(shù)為10kΩ。②[3]選擇開關置于直流“10V”位置時，最小分度值為0.2V，應讀到0.1這一位，故讀數(shù)為6.1V。16.某學習小組做“測量金屬絲的電阻率”的實驗。（1）使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d，某次測量時螺旋測微器的示數(shù)如圖所示，其讀數(shù)為_________mm。（2）圖中（甲）和（乙）是測量金屬絲電阻Rx的兩種電路，其主要區(qū)別是滑動變阻器的連接方式不同，一般稱甲為“分壓電路”，乙為“限流電路”。若需要待測電阻Rx兩端電壓從零開始連續(xù)變化，應選用___________（選填“甲”或“乙）電路。（3）測量金屬絲的電阻Rx時，某同學按“分壓電路”連接實驗器材，如圖所示。其中__________（選填“①”“②”或“③”）連線是錯誤的。（4）該同學正確地完成了實驗操作，在U-I坐標系中標出了測量數(shù)據(jù)的坐標點，并描繪出了U-I圖線，如圖所示。根據(jù)圖線可知，該金屬絲的電阻值Rx=__________Ω（結果保留兩位有效數(shù)字）。 （5）關于實驗誤差的分析，下列說法正確的是__________。A.多次測量金屬絲直徑求平均值可以減小系統(tǒng)誤差B.用U-I圖像處理實驗數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差C.電流表外接時，電壓表分流會導致電阻測量值偏小D.電流表外接時，電流表分壓會導致電阻測量值偏大（6）電導率σ是電阻率的倒數(shù)，常用單位是。某種飲用水的電導率約為。將該飲用水灌入一個高約12cm、容積約240mL的薄壁塑料瓶中，瓶的兩端用兩個略小于瓶底面積的固定金屬圓片電極密封，如圖所示。能否用圖中的實驗器材較為精確地測量該飲用水的電導率？簡要闡述理由。__________【答案】①.0.900②.甲③.②④.4.3⑤.BC⑥.不能，由電阻定律和，可得塑料瓶中裝滿該飲用水后的電阻為。當該同學用上述裝置進行檢測時，電路中最大電流為，幾乎無法使電流表指針發(fā)生偏轉。因此不能用上述實驗裝置完成精確測量。【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)螺旋測微計的讀數(shù)法則，有0.5mm＋40.0×0.01mm=0.900mm（2）[2]實驗需要待測電阻Rx兩端電壓從零開始連續(xù)變化，故選用圖甲“分壓電路”。（3）[3]“分壓電路”的滑動變阻器應接下面兩個接線柱，故圖中②連線是錯誤的。（4）[4]根據(jù)U-I圖線可知，該金屬絲的電阻值（5）[5]A．用螺旋測微器多次測量金屬絲直徑并取平均值可以減小偶然誤差，故A錯誤；B．用U-I圖像處理實驗數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差，故B正確；CD．采用電流表外接，誤差來源于電壓表分流會導致電流的測量值較大，則電阻測量值偏小，故C 正確、D錯誤。故選BC。（6）[6]由電阻定律和可得塑料瓶中裝滿該飲用水后的電阻為當該同學用上述裝置進行檢測時，電路中最大電流為幾乎無法使電流表指針發(fā)生偏轉。因此不能用上述實驗裝置完成精確測量。17.一水平放置的平行板電容器，兩極板間電場可視為勻強電場。一電子從兩極板間的中央點以初速度v0垂直于極板間的勻強電場飛入，恰能從下極板右邊緣飛出，如圖所示。已知兩極板間距為d，板長為L，電子的質量為m，電荷量為e。不計電子的重力。求：（1）電子在兩極板間的加速度大小a；（2）兩極板間電壓U；（3）在此過程中電場力對電子所做的功W?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）電子做類平拋運動，水平方向豎直方向解得（2）根據(jù)牛頓第二定律 電子所受電場力兩板間電電壓解得（3）電子進入和離開電場兩點間電勢差為，電場力做功解得18.質譜儀是一種研究帶電粒子重要工具，它的構造原理如圖所示。粒子源S產生的帶正電粒子首先經M、N兩帶電金屬板間的電場加速，然后沿直線從縫隙O垂直于磁場方向進入磁感應強度為B的勻強磁場，在磁場中經過半個圓周打在照相底片上的P點。已知M、N兩板間電壓為U，粒子的質量為m、電荷量為q。若粒子進入電場時的速度、所受重力及粒子間的相互作用力均可忽略。（1）求粒子離開加速電場時速度的大小v；（2）求O、P兩點間的距離L；（3）有同學認為，若保持M、N兩板間電壓不變，增大兩板間距離，上述粒子將打在P點的下方。你認為這個說法是否正確？簡要說明理由。【答案】（1）；（2）；（3）見解析 【解析】【詳解】（1）帶電粒子在電場中加速，做根據(jù)動能定理解得（2）帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，設其軌道半徑為r。根據(jù)牛頓第二定律解得（3）不正確。由（2）結果可知：當q、m、U、B不變時，L不變，與M、N兩板間距無關，故粒子仍打在照相底片上的P點。19.如圖（甲）所示，相距為L的平行金屬導軌置于水平面內，導軌間接有定值電阻R。質量為m的金屬棒ab與兩導軌垂直并保持良好接觸，整個裝置放在磁感應強度大小為B、方向垂直導軌平面向下的勻強磁場中。t=0時刻，對金屬棒ab施加一與導軌平行的恒定拉力F，使其由靜止開始做加速直線運動。不計金屬棒與導軌的電阻及金屬棒與導軌間的摩擦。（1）從t=0時刻開始計時，在圖（乙）所示的坐標系中定性畫出金屬棒ab的速度大小v隨時間t變化的圖像；并求出金屬棒ab的最大速度vm。（2）已知金屬棒ab從開始運動到速度達到最大時的位移為x，求在此過程中安培力對金屬棒ab所做的功WA。（3）本題中通過安培力做功實現(xiàn)了能量轉化。我們知道安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，洛倫茲力對運動電荷不做功，這似乎出現(xiàn)了矛盾，請結合圖（丙）所示情境，分析說明當金屬棒ab以速度v向右運動時，自由電子所受洛倫茲力是如何在能量轉化過程中起作用的？ 【答案】（1）見解析，；（2）；（3）見解析【解析】【詳解】（1）金屬棒ab的速度大小v隨時間t變化的圖像如圖所示：金屬棒切割磁感線產生的感應電動勢回路中的感應電流金屬棒受到的安培力當速度v最大時，有解得（2）根據(jù)動能定理有解得 （3）自由電子所受洛倫茲力的示意圖如圖所示：設自由電子電荷量為e，垂直導體棒運動的速度為v時，受到沿棒方向的洛倫茲力該力使自由電子以速度u向b端移動，對自由電子做正功。在時間內，做功垂直棒方向的洛倫茲力該力阻礙電荷向右運動，對電荷做負功。在時間內，做功可見即導體棒中一個自由電荷所受的洛倫茲力合力做功為零。f1做正功，是產生電動勢的非靜電力，使電源的電能增加；f2做負功，宏觀上表現(xiàn)為安培力做負功，使機械能減少。大量自由電荷所受洛倫茲力做功的宏觀表現(xiàn)是將機械能轉化為等量的電能，在此過程中洛倫茲力通過兩個分力做功起到“傳遞”能量的作用。20.物理學中的宏觀現(xiàn)象與粒子的微觀行為之間存在必然聯(lián)系，從微觀角度分析宏觀現(xiàn)象產生的本質原因是物理學的重要研究方法。（1）如圖所示，一段橫截面積為S、長為L的直導線，單位體積內有n個自由電子，電子電荷量為e。該導線兩端加電壓時，自由電子定向移動的平均速率為v。a、請推導導線中的電流I與v之間關系式。 b、將該通電直導線放在磁感應強度B的勻強磁場中，電流方向與磁感線垂直，導線所受安培力大小為F=BIL。請由安培力的表達式推導洛倫茲力的表達式f=evB。（2）如圖所示的霍爾元件，寬度和厚度分別為h和d，放在沿z方向的勻強磁場B中，當元件通有沿x方向的電流I時，在元件的上側面和下側面之間會產生電勢差U。已知該霍爾元件的載流子是電子，電荷量為e，單位體積中的自由電子數(shù)為n。a、請證明：b、由上問可知，在I、n、e、h一定的條件下，U與B成正比，由U的數(shù)值可以比較B的大小，因此可以用這種元件探測某空間磁場的磁感應強度。該元件的擺放的方向對測量結果是否有影響？簡要說明理由?！敬鸢浮浚?）a、；b、見解析；（2）a、見解析；b、見解析【解析】【詳解】（1）a、以一段導線作為研究對象，導線的橫截面積為S，單位體積內的自由電子數(shù)為n，自由電子定向移動的平均速率為v，則時間t內通過導線橫截面的自由電子數(shù)為時間t內通過導線橫截面的電荷量根據(jù)電流的定義解得b、由前問推導可知，導線中電流導線所受安培力導線中自由電荷的總數(shù)運動電荷所受洛倫茲力與導線所受安培力的關系為 代入得推得（2）a、自由電子在洛倫茲力的作用下積累在導體的上側面，下側面帶等量的正電荷，當上下側面有穩(wěn)定的電勢差時，電場力和洛倫茲力平衡，則有上下側面間的電場可視為勻強電場，故有由電流的微觀表達式由此可證B、用霍爾元件探測空間磁場時，元件擺放方向對U有影響。因為洛侖茲力的大小與電子運動方向有關。若B的方向平行于I的方向，則U=0；若B的方向與I的方向垂直，U為最大值。所以使用時應該調整裝置方向找到最大值。