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2020-2021学年广西岑溪市高二下学期期中考试物理试题 解析版
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这是一份2020-2021学年广西岑溪市高二下学期期中考试物理试题 解析版，共19页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
广西岑溪市2020-2021学年高二下学期物理期中考试试卷
一、选择题（本题包括12个小题，共48分。每小题所给出的四个选项中，第1-8题只有一个选项符合题意，每题4分，第9-12题有多个选项符合题意，全部选对得4分，对而不全得2分，有错选或不选得0分．）
1.在下列四幅图中，能正确标明通电直导线所受安培力F方向的是（ ）
A. B. C. D.
2.两点电荷置于真空中，带电量均为 ，当它们相距为r时，其相互作用力为F；现把它们的电量均减小一半，再使它们的距离变为2r，则它们之间的相互作用力 的大小为（ ）
A. B. C. D. F
3.如图所示，是某电场的电场线和一条等势线（虚线）。下列说法正确的是（ ）
A. A点和B点的电场强度相同 B. A点的电势高于B点的电势
C. A附近的等差等势线比B附近稀疏 D. 负电荷在B点具有的电势能比在A点小
4.在方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中（ ）
A. b、d两点的磁感应强度大小相等 B. a、b两点的磁感应强度大小相等
C. c点的磁感应强度的值最大 D. a点的磁感应强度的值最小
5.质量为50 kg的铁块从5 m高处由静止自由下落，打在水泥桩上，与水泥桩撞击的时间是0.05 s，g取10 m/s2.撞击时，铁块对桩的平均冲击力为（ ）
A. 1.0×104 N B. 1.05×104 N C. 2.0×104 N D. 2.1×104 N
6.如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，电容器下极板接地。一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于静止状态，现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，下列说法正确的是（ ）
A. 带电油滴将竖直向下运动 B. P点的电势将降低
C. 电容器的电容增大，极板带电荷量不变 D. 电容器的电容增大，极板带电荷量增大
7.矩形导线框固定在匀强磁场中，如图甲所示，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向为垂直纸面向外，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，则（ ）
A. 0～t1时间内，导线框中电流的方向为adcba
B. 0～t1时间内，导线框中电流越来越小
C. 0～t2时间内，导线框中电流的方向始终为abcda
D. 0～t2时间内，导线框ab边受到的安培力大小恒定不变
8.如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，开关处于断开状态。下列说法中正确的是（ ）
A. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大
B. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变小
C. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变小
D. 若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大
9.氢原子的能级图如图所示，已知氢原子各能级的能量可以用 公式计算，现有大量处于n=5能级（图中未标出）的氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是（ ）
A. 这些氢原子一定能发出10种不同频率的可见光（可见光能量范围：1.62ev~3.11ev）
B. 已知钠的逸出功为2.29eV，则氢原子从n=5能级跃迁到n=2能级释放的光子可以从金属钠的表面打出光电子
C. 氢原子从n=5能级跃迁到n=1能级释放的光子波长最长
D. 氢原子从n=5能级跃迁到n=4能级时，氢原子能量减小，核外电子动能增加
10.如图所示，在x轴上方存在磁感应强度为B的匀强磁场，一个电子（质量为m，电荷量为q）从x轴上的O点以速度v斜向上射入磁场中，速度方向与x轴的夹角为45°并与磁场方向垂直．电子在磁场中运动一段时间后，从x轴上的P点射出磁场．则（ ）
A. 电了在磁场中运动的时间为 B. 电子在磁场中运动的时间为
C. OP两点间的距离为 D. OP两点间的距离为
11.如图甲所示，闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。规定垂直纸面向内为磁场的正方向，顺时针为线框中感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向。关于线框中的感应电流i与ad边所受的安培力F随时间t变化的图像，下列选项中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
12.如图甲，长木板A静止在光滑水平面上，质量为 的另一物体B（可看做质点）以水平速度 滑上长木板A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后运动过程中A、B的速度随时间变化情况如图乙所示，g取 ，下列说法正确的是（ ）
A. 木板A的最小长度为 B. A，B间的动摩擦因数为0.1
C. 木板获得的动能为 D. 系统损失的机械能为
第Ⅱ卷（非选择题 共62分）
二、实验题（本题包括2个小题，共16分．请把正确答案填在答题卡的相应横线上）
13.按照如图所示进行实验。
（1）分别接通“1、4”和“2、3”，导线偏转的角度不同，说明导线受到的力的大小与________有关。
（2）只上下交换磁极的位置以改变磁场方向，导线受力的方向________（选填“改变”或“不改变”）。
（3）只改变导线中电流的方向，导线受力的方向________（选填“改变”或“不改变”）。
（4）通过实验说明：安培力的方向与磁场方向、电流方向之间的关系满足________。
14.某同学利用实验室的器材研究一粗细均匀的导体棒（约为4Ω）的电阻率。
电压表V（量程15.0V，内阻约1kΩ）
电流表A（量程0.6A，内阻 ）
定值电阻 （阻值 ）
滑动变阻器 （最大阻值10Ω）
学生电源E（电动势20V）
开关S和若干导线。
（1）如图甲，用螺旋测微器测得导体棒的直径为________mm；如图乙，用游标卡尺测得导体棒的长度为________cm；
（2）请根据提供的器材，在图丙所示的方框中设计一个实验电路，尽可能精确地测量金属棒的阻值；
（3）实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电表的示数从零开始，根据实验数据选择合适标度描点，在方格纸上作图（如图丁），通过分析可得导体棒的电阻R=________Ω（保留一位小数），再根据电阻定律即可求得电阻率。从系统误差的角度分析，电阻 ________（填“>”“<”或“=”） 。
三、计算题（本题包括4小题，共46分，解答应写出必要的文字说明，方程式和主要演算步骤，只写出最后答案的不得分．有数值的计算题答案中必须明确写出数值和单位．）
15.如图所示，水平面上有一个固定光滑斜面，倾角为45º。现要使一个质量为m，电荷量q为的带正小球静止在斜面上，可以施加不同的电场。已知重力加速度为g。
（1）若场强方向竖直向上，求场强大小E1；
（2）若场强方向水平向左，求场强大小E2。
16.如图所示，质量为0.8kg的小车，在光滑水平面上保持静止状态，质量为0.2kg的物体（可视为质点）以 的水平速度冲上小车左端，物体最后相对于小车静止，物体与小车间的动摩擦因数为0.6，取重力加速度 。求：
（1）物体和小车相对静止时小车的速度是多少；
（2）从物体冲上小车到与小车相对静止所用的时间是多少。
17.如图所示，位于水平面内的两个平行金属导轨相距 ，一端与阻值 的电阻串联。一质量 、电阻 的导体棒静止放置于导轨上并与导轨垂直，可在导轨上滑动。导轨足够长且其电阻忽略不计。在导轨所在空间加上竖直方向的匀强磁场，磁感应强度大小 ，通电导体棒在水平向右的外力 的作用下由静止开始向右运动，导体棒与导轨间的摩擦力 。
（1）求导体棒运动的最大速度 。
（2）当导体棒的速度为其最大速度的一半时，求导体棒的加速度大小。
18.如图所示，在竖直平面内xOy坐标系的第一象限存在垂直纸面向里的勾强磁场，磁感应强度为B。在第二象限存在竖直向下的匀强电场，电场强度为E。一个质量为m、电荷量为 的带电粒子从x轴上的 点以某一速度沿与x轴正方向成 的方向射入磁场，并恰好垂直于y轴射出磁场。不计粒子重力。求：
（1）带电粒子射入磁场时的速度大小；
（2）带电粒子再次到达x轴时的速度大小；
（3）带电粒子在磁场和电场中运动的总时间。
答案解析部分
卷Ⅰ
一、选择题（本题包括12个小题，共48分。每小题所给出的四个选项中，第1-8题只有一个选项符合题意，每题4分，第9-12题有多个选项符合题意，全部选对得4分，对而不全得2分，有错选或不选得0分．）
1.在下列四幅图中，能正确标明通电直导线所受安培力F方向的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】 B
【考点】安培力
【解析】【解答】A．根据左手定则判断可知，安培力竖直向下，A不符合题意
B．根据左手定则判断可知，安培力竖直向下，B符合题意
C．根据左手定则判断可知，安培力竖直向下，C不符合题意
D．根据左手定则判断可知，安培力垂直纸面向外，D不符合题意
故答案为：B
【分析】左手定则；磁感线垂直穿过左手手心，四指指向电流的方向，拇指指向安培力的方向。
2.两点电荷置于真空中，带电量均为 ，当它们相距为r时，其相互作用力为F；现把它们的电量均减小一半，再使它们的距离变为2r，则它们之间的相互作用力 的大小为（ ）
A. B. C. D. F
【答案】 A
【考点】库仑定律
【解析】【解答】根据真空中点电荷间的库仑力为
而电量均减小一半，再使它们的距离变为2r，库仑力为
故答案为：A。
【分析】根据库仑定律进行求解。
3.如图所示，是某电场的电场线和一条等势线（虚线）。下列说法正确的是（ ）
A. A点和B点的电场强度相同 B. A点的电势高于B点的电势
C. A附近的等差等势线比B附近稀疏 D. 负电荷在B点具有的电势能比在A点小
【答案】 D
【考点】电场强度和电场线
【解析】【解答】AC.A点附近电场线比B点附近密集，所以A点的电场强度比B点的大，且A附近的等差等势线比B附近密集，AC不符合题意；
BD.沿电场线方向电势逐渐降低，所以A点的电势低于B点的电势。根据Ep=qφ可知负电荷在B点具有的电势能比在A点小，B不符合题意，D符合题意；
故答案为：D
【分析】电场线越密，电场强度越强，沿着电场线电势逐渐降低。
4.在方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中（ ）
A. b、d两点的磁感应强度大小相等 B. a、b两点的磁感应强度大小相等
C. c点的磁感应强度的值最大 D. a点的磁感应强度的值最小
【答案】 A
【考点】平行四边形定则
【解析】【解答】用右手螺旋定则判断通电直导线在 、 、 、 四个点上所产生的磁场方向，如图所示：
点有向上的磁场，还有电流产生的向上的磁场，电流产生的磁场和原磁场方向相同，叠加变大； 点有向上的磁场，还有电流产生的水平向左的磁场，叠加后磁感应强度的方向斜向左上； 点电流产生的磁感应强度和原磁感应强度方向相反，叠加变小； 点有向上的磁场，还有电流产生的水平向右的磁场，叠加后磁感应强度的方向斜向右上； 点与 点叠加后的磁场大小相等，但是方向不同； 、 两点叠加后的磁感应强度大小不相等； 点叠加后的磁感应强度的值最大， 点叠加后的磁感应强度的值最小，A符合题意，B、C、D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】利用安培定则可以判别通电导线周围磁感应强度的方向；结合匀强磁场的磁感应强度及平行四边形定则可以求出各点磁感应强度的大小。
5.质量为50 kg的铁块从5 m高处由静止自由下落，打在水泥桩上，与水泥桩撞击的时间是0.05 s，g取10 m/s2.撞击时，铁块对桩的平均冲击力为（ ）
A. 1.0×104 N B. 1.05×104 N C. 2.0×104 N D. 2.1×104 N
【答案】 B
【考点】牛顿第三定律，动量定理
【解析】【解答】铁块自由落体5 m的速度v0=10 m/s
选取铁块为研究对象，取竖直向上为正，根据动量定理
解得 ，根据牛顿第三定律铁块对桩和桩对铁块的力大小相等。
故答案为：B。
【分析】选取铁块为研究对象，根据动量定理和牛顿第三定律进行分析求解。
6.如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，电容器下极板接地。一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于静止状态，现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，下列说法正确的是（ ）
A. 带电油滴将竖直向下运动 B. P点的电势将降低
C. 电容器的电容增大，极板带电荷量不变
D. 电容器的电容增大，极板带电荷量增大
【答案】 D
【考点】电容器
【解析】【解答】CD．平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，d减小，由
可知，电容增大，由于始终与电源相连，电压不变，由
可知，极板带电量增大，C不符合题意，D符合题意；
A．由 可知，场强增大，油滴受到的电场力增大，故带电油滴将竖直向上运动，A不符合题意；
B．P点的电势等于P点到参考点（下极板）间的电势差，即
P到参考点间距离 不变，E增大，故P点的电势升高，B不符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据平行板电容器的决定式和匀强电场的表达式进行分析判断。
7.矩形导线框固定在匀强磁场中，如图甲所示，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向为垂直纸面向外，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，则（ ）
A. 0～t1时间内，导线框中电流的方向为adcba
B. 0～t1时间内，导线框中电流越来越小
C. 0～t2时间内，导线框中电流的方向始终为abcda
D. 0～t2时间内，导线框ab边受到的安培力大小恒定不变
【答案】 C
【考点】欧姆定律，楞次定律
【解析】【解答】ABC．0～t2时间内，图像的斜率不变，所以线圈中感应电动势的大小和方向均不变，根据楞次定律得电流方向为abcda。根据闭合电路的欧姆定律得感应电流的大小不变，AB不符合题意，C符合题意；
D．因为电流不变，但是磁场变化，所以导线框ab边受到的安培力大小和方向均改变，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据欧姆定律和楞次定律判断出线框电流的方向与电流的变化情况。
8.如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，开关处于断开状态。下列说法中正确的是（ ）
A. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大
B. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变小
C. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变小
D. 若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大
【答案】 C
【考点】欧姆定律，电路的动态变化分析
【解析】【解答】AB．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，负载电阻增大，副线圈电流I2变小，即流过R1的电流变小，R1两端的电压变小，消耗的功率变小，由于副线圈输出电压不变，故R2两端电压变大，电压表示数变大，AB不符合题意；
C．由 可知，匝数比不变的情况下，I1变小，即电流表A1示数变小，C符合题意；
D．若闭合开关S，副线圈电阻变小，电流I2变大，I1变大，由于R1两端电压变大，故R2两端电压变小，流过R2的电流变小，即A2示数变小，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，接入电路中的阻值变大，因输出电压不变，则总电流变小，根据欧姆定律确定各表的示数变化。
9.氢原子的能级图如图所示，已知氢原子各能级的能量可以用 公式计算，现有大量处于n=5能级（图中未标出）的氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是（ ）
A. 这些氢原子一定能发出10种不同频率的可见光（可见光能量范围：1.62ev~3.11ev）
B. 已知钠的逸出功为2.29eV，则氢原子从n=5能级跃迁到n=2能级释放的光子可以从金属钠的表面打出光电子
C. 氢原子从n=5能级跃迁到n=1能级释放的光子波长最长
D. 氢原子从n=5能级跃迁到n=4能级时，氢原子能量减小，核外电子动能增加
【答案】 B,D
【考点】氢原子光谱
【解析】【解答】A．大量处于 能级的氢原子向低能级跃迁，可能辐射出 种不同频率的光子，但是这些光子中只有3→2，4→2，5→2跃迁中产生的光子在可见光的范围内；A不符合题意；
B．氢原子从 能级跃迁到 能级释放的光子，其能量为
而光子的能量大于钠的逸出功为2.29eV，则用光子照射金属钠能发生光电效应，可以从金属钠的表面打出光电子，B符合题意；
C．氢原子从 能级跃迁到 能级释放的光子能量最大，则频率最大，波长最短，C不符合题意；
D．氢原子从 能级跃迁到 能级时向外辐射光子，原子的总能量减少，电子圆周的轨道半径变小，则核外电子运动的动能增加，D符合题意；
故答案为：BD。
【分析】根据数学组合公式求出氢原子可能辐射光子频率的种数，能级跃迁时，辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子频率越高，氢原子从高能级向低能级跃迁时，释放光子，电势能减小，动能增加，总能量减小。
10.如图所示，在x轴上方存在磁感应强度为B的匀强磁场，一个电子（质量为m，电荷量为q）从x轴上的O点以速度v斜向上射入磁场中，速度方向与x轴的夹角为45°并与磁场方向垂直．电子在磁场中运动一段时间后，从x轴上的P点射出磁场．则（ ）
A. 电了在磁场中运动的时间为 B. 电子在磁场中运动的时间为
C. OP两点间的距离为 D. OP两点间的距离为
【答案】 A,C
【考点】左手定则，洛伦兹力，带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
【解析】【解答】解：由题意可知电子在磁场做匀速圆周运动，转过的圆心角为90°，
所以运动的时间t= ，故A正确，B错误；
根据半径公式得：R= ，根据几何关系得：OP两点间的距离l= = ，故C正确，D错误．
故选AC
【分析】电子从x轴上与x轴的夹角为45°射入磁场做匀速圆周运动，最后从x轴上的P点射出磁场，则转过的圆心角为90°，根据周期公式及半径公式结合几何关系即可求解．
11.如图甲所示，闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。规定垂直纸面向内为磁场的正方向，顺时针为线框中感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向。关于线框中的感应电流i与ad边所受的安培力F随时间t变化的图像，下列选项中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】 B,C
【考点】安培力，楞次定律，法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】AB．由题图乙可知，0～1 s内，B增大，Φ增大，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，为负值；1～2 s内，磁通量不变，无感应电流；2～3 s内，B的方向垂直纸面向里，B减小，Φ减小，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，为正值；3～4 s内，B的方向垂直纸面向外，B增大，Φ增大，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，感应电流为正值，A不符合题意，B符合题意；
CD．由左手定则可知，在0～1 s内，ad边受到的安培力方向水平向右，是正值，根据F=BIL可知安培力均匀增加；1～2 s内无感应电流，ad边不受安培力，2～3 s，安培力方向水平向左，是负值且逐渐减小；3～4 s，安培力方向水平向右，是正值且逐渐变大；由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势E＝
感应电流
由B－t图象可知，在每一时间段内， 的大小是定值，在各时间段内I是定值，ad边受到的安培力F＝BIL，I、L不变，B均匀变化，则安培力F均匀变化，不是定值，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】1.B-t图象斜率 ， 根据法拉第电磁感应定律结合欧姆定律，E＝ ， ， 电流看图象斜率，0-1s磁场增加，根据右手定则，电流为逆时针，为负值。所以1-2s电流为0,2-4s电流为正。
2.根据安培力公式F＝BIL，B均匀变化，则安培力F均匀变化。
12.如图甲，长木板A静止在光滑水平面上，质量为 的另一物体B（可看做质点）以水平速度 滑上长木板A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后运动过程中A、B的速度随时间变化情况如图乙所示，g取 ，下列说法正确的是（ ）
A. 木板A的最小长度为 B. A，B间的动摩擦因数为0.1
C. 木板获得的动能为 D. 系统损失的机械能为
【答案】 B,D
【考点】v-t图象，动量守恒定律，牛顿第二定律
【解析】【解答】A．由图象面积等于位移可知共速时，物体B的位移为1.5m，木板A的位移为0.5m，所以木板最小长度为1m，A不符合题意；
B．由动量守恒定律mBv0=(mA+mB)v
解得mA=3kg
由图象可知木板A的加速度为1m/s2 ， 根据μmBg=mAaA
得出动摩擦因数为μ=0.1
B符合题意．
C．从图可以看出，最后的共同速度为1m/s，由EKA＝ mAv2=1.5J
可得木板A的获得的动能为1.5J，C不符合题意；
D．系统损失的机械能
代入数据得∆E=3J
D符合题意；
故答案为：BD。
【分析】v-t图像的面积表示物体运动的位移；根据动量守恒定律和牛顿第二定律进行分析求解。
第Ⅱ卷（非选择题 共62分）
二、实验题（本题包括2个小题，共16分．请把正确答案填在答题卡的相应横线上）
13.按照如图所示进行实验。
（1）分别接通“1、4”和“2、3”，导线偏转的角度不同，说明导线受到的力的大小与________有关。
（2）只上下交换磁极的位置以改变磁场方向，导线受力的方向________（选填“改变”或“不改变”）。
（3）只改变导线中电流的方向，导线受力的方向________（选填“改变”或“不改变”）。
（4）通过实验说明：安培力的方向与磁场方向、电流方向之间的关系满足________。
【答案】 （1）导线在磁场中的长度
（2）改变
（3）改变
（4）左手定则
【考点】安培力
【解析】【解答】（1）分别接通“2、3”和“1、4”，通电的导体棒长度变化，发现轻绳的摆动角度发生变化，这说明安培力的大小与导线在磁场中的长度有关；
（2）安培力的方向是由磁感应强度B的方向和电流方向共同决定的，故只上下交换磁极的位置以改变磁场方向，则导线受力的方向改变；
（3）安培力的方向是由磁感应强度B的方向和电流方向共同决定的，只改变导线中电流的方向，导线受力的方向改变；
（4）安培力的方向与磁场方向、电流方向之间的关系满足左手定则，安培力的方向垂直磁感应强度B的方向和电流方向所构成的平面。
【分析】分别接通“2、3”和“1、4”，通电的导体棒长度变化；安培力的方向是由磁感应强度B的方向和电流方向共同决定的；安培力的方向与磁场方向、电流方向之间的关系满足左手定则。
14.某同学利用实验室的器材研究一粗细均匀的导体棒（约为4Ω）的电阻率。
电压表V（量程15.0V，内阻约1kΩ）
电流表A（量程0.6A，内阻 ）
定值电阻 （阻值 ）
滑动变阻器 （最大阻值10Ω）
学生电源E（电动势20V）
开关S和若干导线。
（1）如图甲，用螺旋测微器测得导体棒的直径为________mm；如图乙，用游标卡尺测得导体棒的长度为________cm；
（2）请根据提供的器材，在图丙所示的方框中设计一个实验电路，尽可能精确地测量金属棒的阻值；
（3）实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电表的示数从零开始，根据实验数据选择合适标度描点，在方格纸上作图（如图丁），通过分析可得导体棒的电阻R=________Ω（保留一位小数），再根据电阻定律即可求得电阻率。从系统误差的角度分析，电阻 ________（填“>”“<”或“=”） 。
【答案】 （1）4.620；10.14
（2）
（3）4.6；=
【考点】测定金属的电阻率
【解析】【解答】(1)用螺旋测微器测得导体棒的直径为4.5mm+0.01mm×12.0=4.620mm
用游标卡尺测得导体棒的长度为10.1cm+0.1mm×4=10.14cm
(2)要求尽可能精确地测量金属棒的阻值，而滑动变阻器的总阻值较小，则用分压式可以多测几组数据；电压表的量程为15V，则待测电阻的电流最大为
则0.6A的电流表量程太小，不安全，而电流表内阻已知，且有定值电阻，则可以用电流表与定值电阻串联，定值电阻能分部分电压且能精确的得到待测电阻阻值，而电流表选择内接法可以消除系统误差，故电路图如图。
(3)根据伏安法可知
解得Rx=25Ω-RA-R0=25Ω-0.4Ω-20Ω=4.6Ω
因电流表用内接法，且电流表的内阻和定值电阻的阻值已知，则两者分压的系统误差可以消除，则电阻的测量值等于真实值。
【分析】（1）根据螺旋测微器的读数方法进行读数；
（2）根据实验原理画出电路图；
（3）根据伏安法从而求出导体棒的电阻，从而比较测量值和真实值的大小。
三、计算题（本题包括4小题，共46分，解答应写出必要的文字说明，方程式和主要演算步骤，只写出最后答案的不得分．有数值的计算题答案中必须明确写出数值和单位．）
15.如图所示，水平面上有一个固定光滑斜面，倾角为45º。现要使一个质量为m，电荷量q为的带正小球静止在斜面上，可以施加不同的电场。已知重力加速度为g。
（1）若场强方向竖直向上，求场强大小E1；
（2）若场强方向水平向左，求场强大小E2。
【答案】 （1）解：重力和电场力二力平衡
解得
（2）解：重力、弹力和电场力三力平衡
解得
【考点】共点力平衡条件的应用，物体的受力分析，电场力
【解析】【分析】1.受力分析，二力平衡， ，求解电场强度。2.受力分析，三力平衡， 求解电场强度。
16.如图所示，质量为0.8kg的小车，在光滑水平面上保持静止状态，质量为0.2kg的物体（可视为质点）以 的水平速度冲上小车左端，物体最后相对于小车静止，物体与小车间的动摩擦因数为0.6，取重力加速度 。求：
（1）物体和小车相对静止时小车的速度是多少；
（2）从物体冲上小车到与小车相对静止所用的时间是多少。
【答案】 （1）对物块与小车，相互作用过程满足动量守恒，以物块的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得m2v0=（m1+m2）v
代入数据解得v=0.6 m/s
（2）对物块，由动量定理得-μm2gt=m2v-m2v0
代入数据解得t=0.4s
【考点】动量定理，动量守恒定律
【解析】【分析】（1）根据动量守恒定律得到 物体和小车相对静止时小车的速度 ；
（2） 对物块，由动量定理求出 从物体冲上小车到与小车相对静止所用的时间。
17.如图所示，位于水平面内的两个平行金属导轨相距 ，一端与阻值 的电阻串联。一质量 、电阻 的导体棒静止放置于导轨上并与导轨垂直，可在导轨上滑动。导轨足够长且其电阻忽略不计。在导轨所在空间加上竖直方向的匀强磁场，磁感应强度大小 ，通电导体棒在水平向右的外力 的作用下由静止开始向右运动，导体棒与导轨间的摩擦力 。
（1）求导体棒运动的最大速度 。
（2）当导体棒的速度为其最大速度的一半时，求导体棒的加速度大小。
【答案】 （1）解：导体棒匀速运动时的速度最大，设最大速度为 ，则导体棒切割磁感线产生的感应电动势
导体棒中的电流
导体棒所受的安培力
导体棒匀速运动时，有
联立解得
（2）解：当导体棒的速度
解得
【考点】安培力，欧姆定律，法拉第电磁感应定律，牛顿第二定律
【解析】【分析】 （1）由体棒切割磁感线产生的感应电动势 公式及欧姆定律和安培力公式结合平衡条件求出导体棒的最大速度；
（2）根据牛顿第二定律求出导体棒的加速度。
18.如图所示，在竖直平面内xOy坐标系的第一象限存在垂直纸面向里的勾强磁场，磁感应强度为B。在第二象限存在竖直向下的匀强电场，电场强度为E。一个质量为m、电荷量为 的带电粒子从x轴上的 点以某一速度沿与x轴正方向成 的方向射入磁场，并恰好垂直于y轴射出磁场。不计粒子重力。求：
（1）带电粒子射入磁场时的速度大小；
（2）带电粒子再次到达x轴时的速度大小；
（3）带电粒子在磁场和电场中运动的总时间。
【答案】 （1）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由射入点、射出点可确定轨迹圆的圆心 ，如图
设轨迹半径为 ，根据几何关系有
解得
根据洛伦兹力提供向心力，有
解得
（2）根据几何关系知，射出点的纵坐标为
设带电粒子再次到达x轴时的速度大小为 ，根据动能定理有
解得
（3）带电粒子在磁场中运动的周期为
设带电粒子在磁场中的运动时间为 ，结合几何关系知
设带电粒子在电场中的运动时间为 ，有
解得
所以带电粒子在磁场和电场中运动的总时间为
【考点】平抛运动，动能定理的综合应用，带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
【解析】【分析】（1）根据几何关系可知该粒子在磁场中运动轨迹的半径，再结合洛伦兹力提供向心力从而求出该粒子射入磁场时的速度大小；
（2）根据动能定理求出 带电粒子在磁场和电场中运动的总时间 ；
（3）根据线速度与周期的关系式求出 带电粒子在磁场中运动的周期 ，再根据类平抛运动求出 带电粒子在电场中的运动时间 。
广西岑溪市2020-2021学年高二下学期物理期中考试试卷
一、选择题（本题包括12个小题，共48分。每小题所给出的四个选项中，第1-8题只有一个选项符合题意，每题4分，第9-12题有多个选项符合题意，全部选对得4分，对而不全得2分，有错选或不选得0分．）
1.在下列四幅图中，能正确标明通电直导线所受安培力F方向的是（ ）
A. B. C. D.
2.两点电荷置于真空中，带电量均为 ，当它们相距为r时，其相互作用力为F；现把它们的电量均减小一半，再使它们的距离变为2r，则它们之间的相互作用力 的大小为（ ）
A. B. C. D. F
3.如图所示，是某电场的电场线和一条等势线（虚线）。下列说法正确的是（ ）
A. A点和B点的电场强度相同 B. A点的电势高于B点的电势
C. A附近的等差等势线比B附近稀疏 D. 负电荷在B点具有的电势能比在A点小
4.在方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中（ ）
A. b、d两点的磁感应强度大小相等 B. a、b两点的磁感应强度大小相等
C. c点的磁感应强度的值最大 D. a点的磁感应强度的值最小
5.质量为50 kg的铁块从5 m高处由静止自由下落，打在水泥桩上，与水泥桩撞击的时间是0.05 s，g取10 m/s2.撞击时，铁块对桩的平均冲击力为（ ）
A. 1.0×104 N B. 1.05×104 N C. 2.0×104 N D. 2.1×104 N
6.如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，电容器下极板接地。一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于静止状态，现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，下列说法正确的是（ ）
A. 带电油滴将竖直向下运动 B. P点的电势将降低
C. 电容器的电容增大，极板带电荷量不变 D. 电容器的电容增大，极板带电荷量增大
7.矩形导线框固定在匀强磁场中，如图甲所示，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向为垂直纸面向外，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，则（ ）
A. 0～t1时间内，导线框中电流的方向为adcba
B. 0～t1时间内，导线框中电流越来越小
C. 0～t2时间内，导线框中电流的方向始终为abcda
D. 0～t2时间内，导线框ab边受到的安培力大小恒定不变
8.如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，开关处于断开状态。下列说法中正确的是（ ）
A. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大
B. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变小
C. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变小
D. 若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大
9.氢原子的能级图如图所示，已知氢原子各能级的能量可以用 公式计算，现有大量处于n=5能级（图中未标出）的氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是（ ）
A. 这些氢原子一定能发出10种不同频率的可见光（可见光能量范围：1.62ev~3.11ev）
B. 已知钠的逸出功为2.29eV，则氢原子从n=5能级跃迁到n=2能级释放的光子可以从金属钠的表面打出光电子
C. 氢原子从n=5能级跃迁到n=1能级释放的光子波长最长
D. 氢原子从n=5能级跃迁到n=4能级时，氢原子能量减小，核外电子动能增加
10.如图所示，在x轴上方存在磁感应强度为B的匀强磁场，一个电子（质量为m，电荷量为q）从x轴上的O点以速度v斜向上射入磁场中，速度方向与x轴的夹角为45°并与磁场方向垂直．电子在磁场中运动一段时间后，从x轴上的P点射出磁场．则（ ）
A. 电了在磁场中运动的时间为 B. 电子在磁场中运动的时间为
C. OP两点间的距离为 D. OP两点间的距离为
11.如图甲所示，闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。规定垂直纸面向内为磁场的正方向，顺时针为线框中感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向。关于线框中的感应电流i与ad边所受的安培力F随时间t变化的图像，下列选项中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
12.如图甲，长木板A静止在光滑水平面上，质量为 的另一物体B（可看做质点）以水平速度 滑上长木板A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后运动过程中A、B的速度随时间变化情况如图乙所示，g取 ，下列说法正确的是（ ）
A. 木板A的最小长度为 B. A，B间的动摩擦因数为0.1
C. 木板获得的动能为 D. 系统损失的机械能为
第Ⅱ卷（非选择题 共62分）
二、实验题（本题包括2个小题，共16分．请把正确答案填在答题卡的相应横线上）
13.按照如图所示进行实验。
（1）分别接通“1、4”和“2、3”，导线偏转的角度不同，说明导线受到的力的大小与________有关。
（2）只上下交换磁极的位置以改变磁场方向，导线受力的方向________（选填“改变”或“不改变”）。
（3）只改变导线中电流的方向，导线受力的方向________（选填“改变”或“不改变”）。
（4）通过实验说明：安培力的方向与磁场方向、电流方向之间的关系满足________。
14.某同学利用实验室的器材研究一粗细均匀的导体棒（约为4Ω）的电阻率。
电压表V（量程15.0V，内阻约1kΩ）
电流表A（量程0.6A，内阻 ）
定值电阻 （阻值 ）
滑动变阻器 （最大阻值10Ω）
学生电源E（电动势20V）
开关S和若干导线。
（1）如图甲，用螺旋测微器测得导体棒的直径为________mm；如图乙，用游标卡尺测得导体棒的长度为________cm；
（2）请根据提供的器材，在图丙所示的方框中设计一个实验电路，尽可能精确地测量金属棒的阻值；
（3）实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电表的示数从零开始，根据实验数据选择合适标度描点，在方格纸上作图（如图丁），通过分析可得导体棒的电阻R=________Ω（保留一位小数），再根据电阻定律即可求得电阻率。从系统误差的角度分析，电阻 ________（填“>”“<”或“=”） 。
三、计算题（本题包括4小题，共46分，解答应写出必要的文字说明，方程式和主要演算步骤，只写出最后答案的不得分．有数值的计算题答案中必须明确写出数值和单位．）
15.如图所示，水平面上有一个固定光滑斜面，倾角为45º。现要使一个质量为m，电荷量q为的带正小球静止在斜面上，可以施加不同的电场。已知重力加速度为g。
（1）若场强方向竖直向上，求场强大小E1；
（2）若场强方向水平向左，求场强大小E2。
16.如图所示，质量为0.8kg的小车，在光滑水平面上保持静止状态，质量为0.2kg的物体（可视为质点）以 的水平速度冲上小车左端，物体最后相对于小车静止，物体与小车间的动摩擦因数为0.6，取重力加速度 。求：
（1）物体和小车相对静止时小车的速度是多少；
（2）从物体冲上小车到与小车相对静止所用的时间是多少。
17.如图所示，位于水平面内的两个平行金属导轨相距 ，一端与阻值 的电阻串联。一质量 、电阻 的导体棒静止放置于导轨上并与导轨垂直，可在导轨上滑动。导轨足够长且其电阻忽略不计。在导轨所在空间加上竖直方向的匀强磁场，磁感应强度大小 ，通电导体棒在水平向右的外力 的作用下由静止开始向右运动，导体棒与导轨间的摩擦力 。
（1）求导体棒运动的最大速度 。
（2）当导体棒的速度为其最大速度的一半时，求导体棒的加速度大小。
18.如图所示，在竖直平面内xOy坐标系的第一象限存在垂直纸面向里的勾强磁场，磁感应强度为B。在第二象限存在竖直向下的匀强电场，电场强度为E。一个质量为m、电荷量为 的带电粒子从x轴上的 点以某一速度沿与x轴正方向成 的方向射入磁场，并恰好垂直于y轴射出磁场。不计粒子重力。求：
（1）带电粒子射入磁场时的速度大小；
（2）带电粒子再次到达x轴时的速度大小；
（3）带电粒子在磁场和电场中运动的总时间。
答案解析部分
卷Ⅰ
一、选择题（本题包括12个小题，共48分。每小题所给出的四个选项中，第1-8题只有一个选项符合题意，每题4分，第9-12题有多个选项符合题意，全部选对得4分，对而不全得2分，有错选或不选得0分．）
1.在下列四幅图中，能正确标明通电直导线所受安培力F方向的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】 B
【考点】安培力
【解析】【解答】A．根据左手定则判断可知，安培力竖直向下，A不符合题意
B．根据左手定则判断可知，安培力竖直向下，B符合题意
C．根据左手定则判断可知，安培力竖直向下，C不符合题意
D．根据左手定则判断可知，安培力垂直纸面向外，D不符合题意
故答案为：B
【分析】左手定则；磁感线垂直穿过左手手心，四指指向电流的方向，拇指指向安培力的方向。
2.两点电荷置于真空中，带电量均为 ，当它们相距为r时，其相互作用力为F；现把它们的电量均减小一半，再使它们的距离变为2r，则它们之间的相互作用力 的大小为（ ）
A. B. C. D. F
【答案】 A
【考点】库仑定律
【解析】【解答】根据真空中点电荷间的库仑力为
而电量均减小一半，再使它们的距离变为2r，库仑力为
故答案为：A。
【分析】根据库仑定律进行求解。
3.如图所示，是某电场的电场线和一条等势线（虚线）。下列说法正确的是（ ）
A. A点和B点的电场强度相同 B. A点的电势高于B点的电势
C. A附近的等差等势线比B附近稀疏 D. 负电荷在B点具有的电势能比在A点小
【答案】 D
【考点】电场强度和电场线
【解析】【解答】AC.A点附近电场线比B点附近密集，所以A点的电场强度比B点的大，且A附近的等差等势线比B附近密集，AC不符合题意；
BD.沿电场线方向电势逐渐降低，所以A点的电势低于B点的电势。根据Ep=qφ可知负电荷在B点具有的电势能比在A点小，B不符合题意，D符合题意；
故答案为：D
【分析】电场线越密，电场强度越强，沿着电场线电势逐渐降低。
4.在方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中（ ）
A. b、d两点的磁感应强度大小相等 B. a、b两点的磁感应强度大小相等
C. c点的磁感应强度的值最大 D. a点的磁感应强度的值最小
【答案】 A
【考点】平行四边形定则
【解析】【解答】用右手螺旋定则判断通电直导线在 、 、 、 四个点上所产生的磁场方向，如图所示：
点有向上的磁场，还有电流产生的向上的磁场，电流产生的磁场和原磁场方向相同，叠加变大； 点有向上的磁场，还有电流产生的水平向左的磁场，叠加后磁感应强度的方向斜向左上； 点电流产生的磁感应强度和原磁感应强度方向相反，叠加变小； 点有向上的磁场，还有电流产生的水平向右的磁场，叠加后磁感应强度的方向斜向右上； 点与 点叠加后的磁场大小相等，但是方向不同； 、 两点叠加后的磁感应强度大小不相等； 点叠加后的磁感应强度的值最大， 点叠加后的磁感应强度的值最小，A符合题意，B、C、D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】利用安培定则可以判别通电导线周围磁感应强度的方向；结合匀强磁场的磁感应强度及平行四边形定则可以求出各点磁感应强度的大小。
5.质量为50 kg的铁块从5 m高处由静止自由下落，打在水泥桩上，与水泥桩撞击的时间是0.05 s，g取10 m/s2.撞击时，铁块对桩的平均冲击力为（ ）
A. 1.0×104 N B. 1.05×104 N C. 2.0×104 N D. 2.1×104 N
【答案】 B
【考点】牛顿第三定律，动量定理
【解析】【解答】铁块自由落体5 m的速度v0=10 m/s
选取铁块为研究对象，取竖直向上为正，根据动量定理
解得 ，根据牛顿第三定律铁块对桩和桩对铁块的力大小相等。
故答案为：B。
【分析】选取铁块为研究对象，根据动量定理和牛顿第三定律进行分析求解。
6.如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，电容器下极板接地。一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于静止状态，现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，下列说法正确的是（ ）
A. 带电油滴将竖直向下运动 B. P点的电势将降低
C. 电容器的电容增大，极板带电荷量不变
D. 电容器的电容增大，极板带电荷量增大
【答案】 D
【考点】电容器
【解析】【解答】CD．平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，d减小，由
可知，电容增大，由于始终与电源相连，电压不变，由
可知，极板带电量增大，C不符合题意，D符合题意；
A．由 可知，场强增大，油滴受到的电场力增大，故带电油滴将竖直向上运动，A不符合题意；
B．P点的电势等于P点到参考点（下极板）间的电势差，即
P到参考点间距离 不变，E增大，故P点的电势升高，B不符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据平行板电容器的决定式和匀强电场的表达式进行分析判断。
7.矩形导线框固定在匀强磁场中，如图甲所示，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向为垂直纸面向外，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，则（ ）
A. 0～t1时间内，导线框中电流的方向为adcba
B. 0～t1时间内，导线框中电流越来越小
C. 0～t2时间内，导线框中电流的方向始终为abcda
D. 0～t2时间内，导线框ab边受到的安培力大小恒定不变
【答案】 C
【考点】欧姆定律，楞次定律
【解析】【解答】ABC．0～t2时间内，图像的斜率不变，所以线圈中感应电动势的大小和方向均不变，根据楞次定律得电流方向为abcda。根据闭合电路的欧姆定律得感应电流的大小不变，AB不符合题意，C符合题意；
D．因为电流不变，但是磁场变化，所以导线框ab边受到的安培力大小和方向均改变，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据欧姆定律和楞次定律判断出线框电流的方向与电流的变化情况。
8.如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，开关处于断开状态。下列说法中正确的是（ ）
A. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大
B. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变小
C. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变小
D. 若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大
【答案】 C
【考点】欧姆定律，电路的动态变化分析
【解析】【解答】AB．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，负载电阻增大，副线圈电流I2变小，即流过R1的电流变小，R1两端的电压变小，消耗的功率变小，由于副线圈输出电压不变，故R2两端电压变大，电压表示数变大，AB不符合题意；
C．由 可知，匝数比不变的情况下，I1变小，即电流表A1示数变小，C符合题意；
D．若闭合开关S，副线圈电阻变小，电流I2变大，I1变大，由于R1两端电压变大，故R2两端电压变小，流过R2的电流变小，即A2示数变小，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，接入电路中的阻值变大，因输出电压不变，则总电流变小，根据欧姆定律确定各表的示数变化。
9.氢原子的能级图如图所示，已知氢原子各能级的能量可以用 公式计算，现有大量处于n=5能级（图中未标出）的氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是（ ）
A. 这些氢原子一定能发出10种不同频率的可见光（可见光能量范围：1.62ev~3.11ev）
B. 已知钠的逸出功为2.29eV，则氢原子从n=5能级跃迁到n=2能级释放的光子可以从金属钠的表面打出光电子
C. 氢原子从n=5能级跃迁到n=1能级释放的光子波长最长
D. 氢原子从n=5能级跃迁到n=4能级时，氢原子能量减小，核外电子动能增加
【答案】 B,D
【考点】氢原子光谱
【解析】【解答】A．大量处于 能级的氢原子向低能级跃迁，可能辐射出 种不同频率的光子，但是这些光子中只有3→2，4→2，5→2跃迁中产生的光子在可见光的范围内；A不符合题意；
B．氢原子从 能级跃迁到 能级释放的光子，其能量为
而光子的能量大于钠的逸出功为2.29eV，则用光子照射金属钠能发生光电效应，可以从金属钠的表面打出光电子，B符合题意；
C．氢原子从 能级跃迁到 能级释放的光子能量最大，则频率最大，波长最短，C不符合题意；
D．氢原子从 能级跃迁到 能级时向外辐射光子，原子的总能量减少，电子圆周的轨道半径变小，则核外电子运动的动能增加，D符合题意；
故答案为：BD。
【分析】根据数学组合公式求出氢原子可能辐射光子频率的种数，能级跃迁时，辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子频率越高，氢原子从高能级向低能级跃迁时，释放光子，电势能减小，动能增加，总能量减小。
10.如图所示，在x轴上方存在磁感应强度为B的匀强磁场，一个电子（质量为m，电荷量为q）从x轴上的O点以速度v斜向上射入磁场中，速度方向与x轴的夹角为45°并与磁场方向垂直．电子在磁场中运动一段时间后，从x轴上的P点射出磁场．则（ ）
A. 电了在磁场中运动的时间为 B. 电子在磁场中运动的时间为
C. OP两点间的距离为 D. OP两点间的距离为
【答案】 A,C
【考点】左手定则，洛伦兹力，带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
【解析】【解答】解：由题意可知电子在磁场做匀速圆周运动，转过的圆心角为90°，
所以运动的时间t= ，故A正确，B错误；
根据半径公式得：R= ，根据几何关系得：OP两点间的距离l= = ，故C正确，D错误．
故选AC
【分析】电子从x轴上与x轴的夹角为45°射入磁场做匀速圆周运动，最后从x轴上的P点射出磁场，则转过的圆心角为90°，根据周期公式及半径公式结合几何关系即可求解．
11.如图甲所示，闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。规定垂直纸面向内为磁场的正方向，顺时针为线框中感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向。关于线框中的感应电流i与ad边所受的安培力F随时间t变化的图像，下列选项中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】 B,C
【考点】安培力，楞次定律，法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】AB．由题图乙可知，0～1 s内，B增大，Φ增大，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，为负值；1～2 s内，磁通量不变，无感应电流；2～3 s内，B的方向垂直纸面向里，B减小，Φ减小，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，为正值；3～4 s内，B的方向垂直纸面向外，B增大，Φ增大，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，感应电流为正值，A不符合题意，B符合题意；
CD．由左手定则可知，在0～1 s内，ad边受到的安培力方向水平向右，是正值，根据F=BIL可知安培力均匀增加；1～2 s内无感应电流，ad边不受安培力，2～3 s，安培力方向水平向左，是负值且逐渐减小；3～4 s，安培力方向水平向右，是正值且逐渐变大；由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势E＝
感应电流
由B－t图象可知，在每一时间段内， 的大小是定值，在各时间段内I是定值，ad边受到的安培力F＝BIL，I、L不变，B均匀变化，则安培力F均匀变化，不是定值，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】1.B-t图象斜率 ， 根据法拉第电磁感应定律结合欧姆定律，E＝ ， ， 电流看图象斜率，0-1s磁场增加，根据右手定则，电流为逆时针，为负值。所以1-2s电流为0,2-4s电流为正。
2.根据安培力公式F＝BIL，B均匀变化，则安培力F均匀变化。
12.如图甲，长木板A静止在光滑水平面上，质量为 的另一物体B（可看做质点）以水平速度 滑上长木板A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后运动过程中A、B的速度随时间变化情况如图乙所示，g取 ，下列说法正确的是（ ）
A. 木板A的最小长度为 B. A，B间的动摩擦因数为0.1
C. 木板获得的动能为 D. 系统损失的机械能为
【答案】 B,D
【考点】v-t图象，动量守恒定律，牛顿第二定律
【解析】【解答】A．由图象面积等于位移可知共速时，物体B的位移为1.5m，木板A的位移为0.5m，所以木板最小长度为1m，A不符合题意；
B．由动量守恒定律mBv0=(mA+mB)v
解得mA=3kg
由图象可知木板A的加速度为1m/s2 ， 根据μmBg=mAaA
得出动摩擦因数为μ=0.1
B符合题意．
C．从图可以看出，最后的共同速度为1m/s，由EKA＝ mAv2=1.5J
可得木板A的获得的动能为1.5J，C不符合题意；
D．系统损失的机械能
代入数据得∆E=3J
D符合题意；
故答案为：BD。
【分析】v-t图像的面积表示物体运动的位移；根据动量守恒定律和牛顿第二定律进行分析求解。
第Ⅱ卷（非选择题 共62分）
二、实验题（本题包括2个小题，共16分．请把正确答案填在答题卡的相应横线上）
13.按照如图所示进行实验。
（1）分别接通“1、4”和“2、3”，导线偏转的角度不同，说明导线受到的力的大小与________有关。
（2）只上下交换磁极的位置以改变磁场方向，导线受力的方向________（选填“改变”或“不改变”）。
（3）只改变导线中电流的方向，导线受力的方向________（选填“改变”或“不改变”）。
（4）通过实验说明：安培力的方向与磁场方向、电流方向之间的关系满足________。
【答案】 （1）导线在磁场中的长度
（2）改变
（3）改变
（4）左手定则
【考点】安培力
【解析】【解答】（1）分别接通“2、3”和“1、4”，通电的导体棒长度变化，发现轻绳的摆动角度发生变化，这说明安培力的大小与导线在磁场中的长度有关；
（2）安培力的方向是由磁感应强度B的方向和电流方向共同决定的，故只上下交换磁极的位置以改变磁场方向，则导线受力的方向改变；
（3）安培力的方向是由磁感应强度B的方向和电流方向共同决定的，只改变导线中电流的方向，导线受力的方向改变；
（4）安培力的方向与磁场方向、电流方向之间的关系满足左手定则，安培力的方向垂直磁感应强度B的方向和电流方向所构成的平面。
【分析】分别接通“2、3”和“1、4”，通电的导体棒长度变化；安培力的方向是由磁感应强度B的方向和电流方向共同决定的；安培力的方向与磁场方向、电流方向之间的关系满足左手定则。
14.某同学利用实验室的器材研究一粗细均匀的导体棒（约为4Ω）的电阻率。
电压表V（量程15.0V，内阻约1kΩ）
电流表A（量程0.6A，内阻 ）
定值电阻 （阻值 ）
滑动变阻器 （最大阻值10Ω）
学生电源E（电动势20V）
开关S和若干导线。
（1）如图甲，用螺旋测微器测得导体棒的直径为________mm；如图乙，用游标卡尺测得导体棒的长度为________cm；
（2）请根据提供的器材，在图丙所示的方框中设计一个实验电路，尽可能精确地测量金属棒的阻值；
（3）实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电表的示数从零开始，根据实验数据选择合适标度描点，在方格纸上作图（如图丁），通过分析可得导体棒的电阻R=________Ω（保留一位小数），再根据电阻定律即可求得电阻率。从系统误差的角度分析，电阻 ________（填“>”“<”或“=”） 。
【答案】 （1）4.620；10.14
（2）
（3）4.6；=
【考点】测定金属的电阻率
【解析】【解答】(1)用螺旋测微器测得导体棒的直径为4.5mm+0.01mm×12.0=4.620mm
用游标卡尺测得导体棒的长度为10.1cm+0.1mm×4=10.14cm
(2)要求尽可能精确地测量金属棒的阻值，而滑动变阻器的总阻值较小，则用分压式可以多测几组数据；电压表的量程为15V，则待测电阻的电流最大为
则0.6A的电流表量程太小，不安全，而电流表内阻已知，且有定值电阻，则可以用电流表与定值电阻串联，定值电阻能分部分电压且能精确的得到待测电阻阻值，而电流表选择内接法可以消除系统误差，故电路图如图。
(3)根据伏安法可知
解得Rx=25Ω-RA-R0=25Ω-0.4Ω-20Ω=4.6Ω
因电流表用内接法，且电流表的内阻和定值电阻的阻值已知，则两者分压的系统误差可以消除，则电阻的测量值等于真实值。
【分析】（1）根据螺旋测微器的读数方法进行读数；
（2）根据实验原理画出电路图；
（3）根据伏安法从而求出导体棒的电阻，从而比较测量值和真实值的大小。
三、计算题（本题包括4小题，共46分，解答应写出必要的文字说明，方程式和主要演算步骤，只写出最后答案的不得分．有数值的计算题答案中必须明确写出数值和单位．）
15.如图所示，水平面上有一个固定光滑斜面，倾角为45º。现要使一个质量为m，电荷量q为的带正小球静止在斜面上，可以施加不同的电场。已知重力加速度为g。
（1）若场强方向竖直向上，求场强大小E1；
（2）若场强方向水平向左，求场强大小E2。
【答案】 （1）解：重力和电场力二力平衡
解得
（2）解：重力、弹力和电场力三力平衡
解得
【考点】共点力平衡条件的应用，物体的受力分析，电场力
【解析】【分析】1.受力分析，二力平衡， ，求解电场强度。2.受力分析，三力平衡， 求解电场强度。
16.如图所示，质量为0.8kg的小车，在光滑水平面上保持静止状态，质量为0.2kg的物体（可视为质点）以 的水平速度冲上小车左端，物体最后相对于小车静止，物体与小车间的动摩擦因数为0.6，取重力加速度 。求：
（1）物体和小车相对静止时小车的速度是多少；
（2）从物体冲上小车到与小车相对静止所用的时间是多少。
【答案】 （1）对物块与小车，相互作用过程满足动量守恒，以物块的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得m2v0=（m1+m2）v
代入数据解得v=0.6 m/s
（2）对物块，由动量定理得-μm2gt=m2v-m2v0
代入数据解得t=0.4s
【考点】动量定理，动量守恒定律
【解析】【分析】（1）根据动量守恒定律得到 物体和小车相对静止时小车的速度 ；
（2） 对物块，由动量定理求出 从物体冲上小车到与小车相对静止所用的时间。
17.如图所示，位于水平面内的两个平行金属导轨相距 ，一端与阻值 的电阻串联。一质量 、电阻 的导体棒静止放置于导轨上并与导轨垂直，可在导轨上滑动。导轨足够长且其电阻忽略不计。在导轨所在空间加上竖直方向的匀强磁场，磁感应强度大小 ，通电导体棒在水平向右的外力 的作用下由静止开始向右运动，导体棒与导轨间的摩擦力 。
（1）求导体棒运动的最大速度 。
（2）当导体棒的速度为其最大速度的一半时，求导体棒的加速度大小。
【答案】 （1）解：导体棒匀速运动时的速度最大，设最大速度为 ，则导体棒切割磁感线产生的感应电动势
导体棒中的电流
导体棒所受的安培力
导体棒匀速运动时，有
联立解得
（2）解：当导体棒的速度
解得
【考点】安培力，欧姆定律，法拉第电磁感应定律，牛顿第二定律
【解析】【分析】 （1）由体棒切割磁感线产生的感应电动势 公式及欧姆定律和安培力公式结合平衡条件求出导体棒的最大速度；
（2）根据牛顿第二定律求出导体棒的加速度。
18.如图所示，在竖直平面内xOy坐标系的第一象限存在垂直纸面向里的勾强磁场，磁感应强度为B。在第二象限存在竖直向下的匀强电场，电场强度为E。一个质量为m、电荷量为 的带电粒子从x轴上的 点以某一速度沿与x轴正方向成 的方向射入磁场，并恰好垂直于y轴射出磁场。不计粒子重力。求：
（1）带电粒子射入磁场时的速度大小；
（2）带电粒子再次到达x轴时的速度大小；
（3）带电粒子在磁场和电场中运动的总时间。
【答案】 （1）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由射入点、射出点可确定轨迹圆的圆心 ，如图
设轨迹半径为 ，根据几何关系有
解得
根据洛伦兹力提供向心力，有
解得
（2）根据几何关系知，射出点的纵坐标为
设带电粒子再次到达x轴时的速度大小为 ，根据动能定理有
解得
（3）带电粒子在磁场中运动的周期为
设带电粒子在磁场中的运动时间为 ，结合几何关系知
设带电粒子在电场中的运动时间为 ，有
解得
所以带电粒子在磁场和电场中运动的总时间为
【考点】平抛运动，动能定理的综合应用，带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
【解析】【分析】（1）根据几何关系可知该粒子在磁场中运动轨迹的半径，再结合洛伦兹力提供向心力从而求出该粒子射入磁场时的速度大小；
（2）根据动能定理求出 带电粒子在磁场和电场中运动的总时间 ；
（3）根据线速度与周期的关系式求出 带电粒子在磁场中运动的周期 ，再根据类平抛运动求出 带电粒子在电场中的运动时间 。
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