北京市大兴区2025-2026学年高二上学期1月期末测试区级物理试题（试卷+解析）

这是一份北京市大兴区2025-2026学年高二上学期1月期末测试区级物理试题（试卷+解析），共28页。试卷主要包含了01等内容，欢迎下载使用。
2026．01
考生须知
1．本试卷共9页，共两部分，21道小题，满分100分。考试时间90分钟。
2．在试卷和答题卡上准确填写学校名称、班级、姓名和准考证号。
3．试题答案一律填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。
4．在答题卡上，选择题用2B铅笔作答，其他题用黑色字迹签字笔作答。
第一部分 选择题
本部分共14题，每题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 下图中标出了匀强磁场的磁感应强度B、通电直导线中的电流I和它受到的安培力F的方向，其中正确的是（ ）
A. B. C. D.
2. 某区域的电场线分布如图所示，电场中有A、B两点。A、B两点的电场强度大小分别为，电势分别为。下列判断正确的是（ ）
A.
B.
C. 将正电荷从A点移到B点电场力做负功
D. 正电荷在A点的电势能大于在B点的电势能
3. 如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是（ ）
A. 闭合开关瞬间，线圈M和线圈P相互吸引
B. 闭合开关，达到稳定后，电流表的示数不为0
C. 断开开关瞬间，流过电流表的电流方向由b到a
D. 断开开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场方向向左
4. 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，不能使电容器带电
B. 实验中，只将电容器b板向右靠近a板，静电计指针的张角变小
C. 实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角不变
D. 实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大
5. 如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器R的滑片P向下移动时，下列说法中正确的是（ ）
A. 电流表示数变小B. 电压表示数变大
C. 电阻的电功率变大D. 电源的总功率变大
6. 如图所示，导体棒原来不带电，现将一个电荷量为的点电荷放在棒的中心轴线上，它到导体棒中心O的距离为L。静电力常量为k，当导体棒达到静电平衡后，下列说法正确的是（ ）
A. 感应电荷在导体棒上均匀分布
B. 棒右端电势比左端电势高
C. 棒上感应电荷在O点产生的电场强度方向向右
D. 棒上感应电荷在O点产生的电场强度大小为
7. 如图所示平面内，有静止的等量异号点电荷，M、N两点关于两电荷连线对称，M、P两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是（ ）
A. M点的场强比P点的场强大
B. N点的电势比P点的电势高
C. M点的场强与N点的场强相同
D. 电子在M点的电势能比在P点的电势能大
8. 通过实验，描绘出某电阻中电流与两端电压的关系曲线如图所示，在实验过程中，电阻的横截面积和长度保持不变，设电阻阻值为R，其材料电阻率为ρ，由图可知，随着电阻两端的电压增大，则（ ）
A. R增大，ρ增大B. R增大，ρ不变C. R减小，ρ减小D. R减小，ρ不变
9. 图是电子射线管的示意图。接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下（z轴方向）偏转，在下列措施中可采用的是（ ）
A. 加一磁场，磁场方向沿z轴负方向
B. 加一磁场，磁场方向沿y轴正方向
C. 加一电场，电场方向沿z轴负方向
D. 加一电场，电场方向沿y轴正方向
10. 一台电动机，线圈的电阻是0.4Ω，当它两端加220V电压时，通过的电流是5A。则下列关于这台电动机的说法正确的是（ ）
A. 消耗的电功率是B. 发热的功率是1100W
C. 输出功率是1090WD. 将电能转化为机械能的效率为80%
11. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U形导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。时ab以水平向右的初速度开始运动，经过一段时间停在导体框上。在此过程中（ ）
A. 导体棒做匀减速直线运动B. 导体棒中感应电流的方向为a→b
C. 电阻R消耗总电能为D. 时刻，金属棒受到的安培力大小为
12. 如图所示，将带铁芯的线圈L与灯泡A并联，接到电源上。先闭合开关S，电路稳定后灯泡A正常发光；然后断开开关S，灯泡A先闪亮一下，再熄灭。下列说法正确的是（ ）
A. 断开开关S的瞬间，通过灯泡A的电流方向为a→b
B. 断开开关S的瞬间，通过灯泡A的电流比电路稳定时通过灯泡A的电流大
C. 闭合开关S的瞬间，线圈L不会产生自感电动势
D. 闭合开关S的瞬间，通过线圈L的电流比电路稳定时通过线圈L的电流大
13. 图甲是洛伦兹力演示仪。图乙是演示仪结构图，玻璃泡内充有稀薄的气体，由电子枪发射电子束，在电子束通过时能够显示电子的径迹。图丙是励磁线圈的原理图，两线圈之间产生近似匀强磁场，线圈中电流越大磁场越强，磁场的方向与两个线圈中心的连线平行。电子速度的大小和磁感应强度可以分别通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节。若电子枪垂直磁场方向发射电子，给励磁线圈通电后，能看到电子束的径迹呈圆形。关于电子束的轨道半径，下列说法正确的是（ ）
A. 只增大电子枪的加速电压，轨道半径不变
B. 只增大电子枪的加速电压，轨道半径变小
C. 只增大励磁线圈中的电流，轨道半径不变
D. 只增大励磁线圈中的电流，轨道半径变小
14. 如图是一种精确测量质量的装置原理示意图，竖直平面内，质量恒为M的称重框架由托盘和矩形线圈组成。线圈的一边始终处于垂直线圈平面的匀强磁场中，磁感应强度不变。测量分两个步骤，步骤①如图甲：托盘内放置待测物块，其质量用m表示，线圈中通大小为I的电流，使称重框架受力平衡；步骤②如图乙：线圈处于断开状态，取下物块，保持线圈不动，磁场以速率v匀速向下运动，测得线圈中感应电动势为E。利用上述测量结果可得出m的值，重力加速度为g。下列说法正确的有（ ）
A. 线圈电阻为B.
C. v越大，则E越小D. 步骤②中，a点电势低于b点电势
第二部分 非选择题
本部分共7题，共58分。
15. 为探究感应电流产生的条件和方向，现将带铁芯的线圈A、滑动变阻器、电池组、线圈B、电流计及开关按如图所示连接。在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以判断（ ）
A. 线圈A向上移动，电流计指针向右偏转
B. 滑动变阻器的滑片P匀速向左滑动，电流计指针静止在中央
C. 滑动变阻器的滑片P向右加速滑动电流计指针向左偏转
D. 断开开关，电流计指针向左偏转
16. 采用伏安法较精确地测量阻值约4Ω的金属丝的电阻率，可选择的器材如下：电源E（电动势约为3V）
电流表（量程0~0.6A，内阻约为0.125Ω）
电流表（量程0~3A，内阻约为0.025Ω）
电压表V（量程0~3V，内阻约为3kΩ）
滑动变阻器（最大阻值为20Ω）
滑动变阻器（最大阻值为1750Ω）
开关及导线若干
（1）为使测量准确、操作方便，电流表应选择__________（选填“”或“”）；滑动变阻器应选择__________（选填“”或“”）；实验电路图应选用下图__________（选填“甲”或“乙”）；由于电表内阻的影响，金属丝电阻的测量值与真实值相比__________（选填“偏大”或“偏小”）。
（2）若通过实验已获得：金属丝直径d、金属丝的电阻R，以及金属丝的长度l，则金属丝电阻率__________。（用d、l、R表示）
17. 某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图1所示电路，所用器材如下：
电压表（量程0~3V，内阻很大）；
电流表（量程0~0.6A）；
电阻箱（阻值0~999.9Ω）；
干电池一节、开关一个和导线若干。
（1）根据图1，完成图2中的实物图连线。________
（2）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的U-I图像如图3所示，则干电池的电动势__________V（保留3位有效数字）、内阻__________Ω（保留2位有效数字）。
（3）该小组根据记录数据进一步探究，作出图像如图4所示，该图像的纵截距为a，同时由（2）问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻__________（用E、r和a表示）。
（4）考虑到电压表内阻的影响，本实验干电池内阻的测量值与真实值相比“偏大”还是“偏小”？ ___简要说明该误差产生的原因。___
以下题目为论证计算题，要求写出必要的文字说明、方程式和结果。有数值计算的题，结果必须明确写出数值和单位。
18. 质谱仪的工作原理示意图如图所示，它由速度选择器和有边界的偏转磁场构成。速度选择器由两块水平放置的金属板构成，两金属板间的距离为d，上极板与电源正极相连，下极板与电源负极相连；板间匀强磁场的磁感应强度为，方向垂直纸面向里。偏转磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为，方向垂直纸面向外。当两金属板间的电势差为U时，一束带电粒子从狭缝射入，沿直线通过速度选择器，从磁场边界上的点垂直磁场方向射入偏转磁场，经历半个圆周打在照相底片上的A点，测得和A点之间的距离为。粒子所受重力及粒子间的相互作用均可忽略。
（1）求带电粒子从速度选择器射出时的速度大小v；
（2）求带电粒子的比荷；
（3）另外一束带电粒子也从狭缝射入，保持其他条件不变，粒子最终垂直打在照相底片上的C点，和C点之间的距离大于L。比较这两束粒子，说明你能得到的结论（至少两个），并阐述理由。
19. 如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为。偏转电场可看作匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d。
（1）忽略电子所受重力，求电子：
a．射入偏转电场时的初速度；
b．从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离；
c．从电场射出时的动能。
（2）分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法。在解决（1）问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因。已知，，，，。
20.
（1）如图1所示，固定于水平面的U形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，金属框的两平行导轨间距为l。金属棒MN在外力的作用下，沿框架以速度v向右做匀速直线运动，运动过程中金属棒始终垂直于两平行导轨并接触良好。请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒MN切割磁感线产生的感应电动势的大小；
（2）变化的磁场会在空间中激发感生电场。如图2所示，空间存在一个垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为，磁场区域半径为R。一半径为r的圆形导线环垂直磁场方向放置，其圆心O与圆形磁场区域的中心重合。如果磁感应强度B随时间t的变化关系为，其中k为大于0的常量。求圆形导线环中的感应电动势的大小；
（3）电源是通过非静电力做功把其它形式能转化为电势能的装置，电源的电动势是电源内部非静电力所做的功与所移动的电荷量之比。已知电子的电荷量为e。求（1）的金属棒中电子受到的沿棒方向的非静电力的大小和（2）的导线环中电子受到的非静电力的大小。2025~2026学年度第一学期期末练习
高二物理
2026．01
考生须知
1．本试卷共9页，共两部分，21道小题，满分100分。考试时间90分钟。
2．在试卷和答题卡上准确填写学校名称、班级、姓名和准考证号。
3．试题答案一律填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。
4．在答题卡上，选择题用2B铅笔作答，其他题用黑色字迹签字笔作答。
第一部分 选择题
本部分共14题，每题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 下图中标出了匀强磁场的磁感应强度B、通电直导线中的电流I和它受到的安培力F的方向，其中正确的是（ ）
A B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据左手定则可知，通电直导线所受安培力水平向左，故A错误；
B．根据左手定则可知，通电直导线所受安培力水平向左，故B错误；
C．根据左手定则可知，通电直导线所受安培力垂直于纸面向里，故C错误；
D．该图中磁感应强度方向、电流方向、安培力方向符合左手定则，故D正确。
故选D。
2. 某区域的电场线分布如图所示，电场中有A、B两点。A、B两点的电场强度大小分别为，电势分别为。下列判断正确的是（ ）
A.
B.
C. 将正电荷从A点移到B点电场力做负功
D. 正电荷在A点的电势能大于在B点的电势能
【答案】C
【解析】
【详解】A．电场线的疏密代表场强的大小，电场线越密代表场强越大，电场线越疏代表场强越小，显然A点处的电场线密，B点处的电场线疏，故，故A错误；
B．沿电场线的方向电势降落，故，故B错误；
C．A点与B点电势差
将正电荷从A点移到B点电场力做功，故电场力做负功，故C正确；
D．正电荷在电势高的地方电势能大，因为，故正电荷在A点的电势能小于在B点的电势能，故D错误。
故选C。
3. 如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是（ ）
A. 闭合开关瞬间，线圈M和线圈P相互吸引
B. 闭合开关，达到稳定后，电流表的示数不为0
C. 断开开关瞬间，流过电流表的电流方向由b到a
D. 断开开关瞬间，线圈P中感应电流磁场方向向左
【答案】C
【解析】
【详解】A．闭合开关瞬间，穿过线圈P的磁通量增加，根据楞次定律的推论（感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因）可知，线圈M和线圈P相互排斥，故A错误；
B．闭合开关，达到稳定后，穿过线圈P的磁通量不变，线圈P中感应电流为零，电流表的示数为0，故B错误；
CD．断开开关之前，线圈M中的电流方向为逆时针（从右向左看），穿过线圈P的磁场向右，断开开关瞬间，穿过线圈P的磁通量减少，根据楞次定律可知，线圈P中的感应电流的磁场向右，根据右手螺旋定则可知，线圈P中的电流为逆时针（从右向左看），流过电流表的电流方向由b到a，故C正确，D错误。
故选C。
4. 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，不能使电容器带电
B. 实验中，只将电容器b板向右靠近a板，静电计指针的张角变小
C. 实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角不变
D. 实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大
【答案】B
【解析】
【详解】A．实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，则a板带电，由于静电感应，b板会带等量异种电荷，即电容器带电，故A错误；
BC．根据和，可得
若只将电容器b板向右靠近a板，即d减小，由于Q不变，则U减小，静电计指针的张角变小；若只在极板间插入有机玻璃板，即增大，由于Q不变，则U减小，静电计指针的张角变小，故B正确，C错误；
D．电容器的电容由电容器本身的性质（相对介电常数、两极板的正对面积、两极板间的距离）决定，与带电量多少无关，故只增加极板带电量，则电容不变，故D错误。
故选B。
5. 如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器R的滑片P向下移动时，下列说法中正确的是（ ）
A. 电流表示数变小B. 电压表示数变大
C. 电阻的电功率变大D. 电源的总功率变大
【答案】D
【解析】
【详解】AB．当滑动变阻器R的滑片P向下移动时，滑动变阻器R接入电路的阻值变小，滑动变阻器R和电阻并联的电阻变小，整个电路的电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流变大，内电压变大，电压表的示数变小，通过电阻的电流变小，则电流表的示数变大，故AB错误；
C．通过的电流变小，则电阻的电功率变小，故C错误；
D．总电流变大，根据可知，电源的总功率变大，故D正确。
故选D。
6. 如图所示，导体棒原来不带电，现将一个电荷量为的点电荷放在棒的中心轴线上，它到导体棒中心O的距离为L。静电力常量为k，当导体棒达到静电平衡后，下列说法正确的是（ ）
A. 感应电荷在导体棒上均匀分布
B. 棒右端电势比左端电势高
C. 棒上感应电荷在O点产生的电场强度方向向右
D. 棒上感应电荷在O点产生的电场强度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．当导体棒达到静电平衡后，由于同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引，导体棒左端带负电，右端带正电，感应电荷集中在导体棒两端，故A错误；
B．导体棒处于静电平衡状态，整个导体棒是一个等势体，故棒上所有位置电势相等，故B错误；
CD．导体棒内的电场强度处处为零，所以，在棒内任意一点，棒上感应电荷产生的电场强度与点电荷产生的电场强度等大反向，点电荷在O点产生的电场强度方向向右，故棒上感应电荷在O点产生的电场强度方向向左，结合点电荷的场强公式可知，棒上感应电荷在O点产生的电场强度大小为，故C错误，D正确。
故选D。
7. 如图所示的平面内，有静止的等量异号点电荷，M、N两点关于两电荷连线对称，M、P两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是（ ）
A. M点的场强比P点的场强大
B. N点的电势比P点的电势高
C. M点的场强与N点的场强相同
D. 电子在M点的电势能比在P点的电势能大
【答案】B
【解析】
【详解】AC．这两个点电荷周围的电场线分布如图所示
根据对称性可知，M点的场强和P点的场强大小相等；M点的场强与N点的场强大小相等，但方向不同，所以，这两点场强不同，故AC错误；
BD．沿着电场线方向电势降低，故M点的电势比P点的电势高，电子带负电，根据可知，电子在M点的电势能比在P点的电势能小；又根据对称性可知，M点和N点电势相等，故N点的电势比P点的电势高，故B正确，D错误。
故选B。
8. 通过实验，描绘出某电阻中的电流与两端电压的关系曲线如图所示，在实验过程中，电阻的横截面积和长度保持不变，设电阻阻值为R，其材料电阻率为ρ，由图可知，随着电阻两端的电压增大，则（ ）
A. R增大，ρ增大B. R增大，ρ不变C. R减小，ρ减小D. R减小，ρ不变
【答案】C
【解析】
【详解】图像上的点与原点连线的斜率表示，由图可知，图像上的点与原点的连线越来越陡，表示电阻R减小，根据可知，ρ减小。
故选C。
9. 图是电子射线管的示意图。接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下（z轴方向）偏转，在下列措施中可采用的是（ ）
A. 加一磁场，磁场方向沿z轴负方向
B. 加一磁场，磁场方向沿y轴正方向
C. 加一电场，电场方向沿z轴负方向
D. 加一电场，电场方向沿y轴正方向
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向，由左手定则知电子受洛伦兹力的方向沿y轴负方向，电子不会沿z轴向下偏转，故A错误；
B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向，由左手定则知电子受洛伦兹力的方向沿z轴负方向，电子沿z轴向下偏转，故B正确；
C．加一电场，电场方向沿z轴负方向，电子受电场力沿z轴正方向，电子不会沿z轴向下偏转，故C错误；
D．加一电场，电场方向沿y轴正方向，电子受电场力沿y轴负方向，电子不会沿z轴向下偏转，故D错误；
故选B。
10. 一台电动机，线圈的电阻是0.4Ω，当它两端加220V电压时，通过的电流是5A。则下列关于这台电动机的说法正确的是（ ）
A. 消耗的电功率是B. 发热的功率是1100W
C. 输出的功率是1090WD. 将电能转化为机械能的效率为80%
【答案】C
【解析】
【详解】A．消耗的电功率是，A错误；
B．发热的功率是，B错误；
C．输出的功率是，C正确；
D．将电能转化为机械能的效率为，D错误。
故选C。
11. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U形导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。时ab以水平向右的初速度开始运动，经过一段时间停在导体框上。在此过程中（ ）
A. 导体棒做匀减速直线运动B. 导体棒中感应电流的方向为a→b
C. 电阻R消耗的总电能为D. 时刻，金属棒受到的安培力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】ABD．导体棒向右运动，根据右手定则可知，电流方向为，再根据左手定则可知，导体棒受到向左的安培力，故导体棒向右减速运动，根据法拉第电磁感应定律可知，时刻，产生的感应电动势为
又，
联立得
则导体棒的速度越小，所受安培力就越小，根据牛顿第二定律可知，导体棒的加速度逐渐减小，故AB错误，D正确；
C．根据能量守恒可知，导体棒减少的动能等于整个电路产生的焦耳热，因R与r串联，则产生的热量与电阻成正比，则电阻R消耗的总电能为，故C错误。
故选D。
12. 如图所示，将带铁芯的线圈L与灯泡A并联，接到电源上。先闭合开关S，电路稳定后灯泡A正常发光；然后断开开关S，灯泡A先闪亮一下，再熄灭。下列说法正确的是（ ）
A. 断开开关S的瞬间，通过灯泡A的电流方向为a→b
B. 断开开关S的瞬间，通过灯泡A的电流比电路稳定时通过灯泡A的电流大
C. 闭合开关S的瞬间，线圈L不会产生自感电动势
D. 闭合开关S的瞬间，通过线圈L的电流比电路稳定时通过线圈L的电流大
【答案】B
【解析】
【详解】AB．断开开关S前，线圈L中的电流为a→b，断开开关S的瞬间，线圈L产生自感电动势，阻碍线圈L中电流的变化，线圈L相当于一个电源，和灯泡A组成闭合回路，故通过灯泡A的电流方向为b→a，因灯泡A先闪亮一下，再熄灭，所以，通过灯泡A的电流比电路稳定时通过灯泡A的电流大，故A错误，B正确；
CD．闭合开关S的瞬间，线圈L会产生自感电动势阻碍电流的变化，所以，通过线圈L的电流比电路稳定时通过线圈L的电流小，故CD错误。
故选B。
13. 图甲是洛伦兹力演示仪。图乙是演示仪结构图，玻璃泡内充有稀薄的气体，由电子枪发射电子束，在电子束通过时能够显示电子的径迹。图丙是励磁线圈的原理图，两线圈之间产生近似匀强磁场，线圈中电流越大磁场越强，磁场的方向与两个线圈中心的连线平行。电子速度的大小和磁感应强度可以分别通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节。若电子枪垂直磁场方向发射电子，给励磁线圈通电后，能看到电子束的径迹呈圆形。关于电子束的轨道半径，下列说法正确的是（ ）
A. 只增大电子枪的加速电压，轨道半径不变
B. 只增大电子枪的加速电压，轨道半径变小
C. 只增大励磁线圈中的电流，轨道半径不变
D. 只增大励磁线圈中的电流，轨道半径变小
【答案】D
【解析】
【详解】电子在加速电场中加速，由动能定理得
电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得
AB．只增大电子枪的加速电压，电子的轨道半径变大，故AB错误；
CD．只增大励磁线圈中的电流，电流产生磁场的磁感应强度增强，则电子的轨道半径变小，故C错误，D正确。
故选D。
14. 如图是一种精确测量质量的装置原理示意图，竖直平面内，质量恒为M的称重框架由托盘和矩形线圈组成。线圈的一边始终处于垂直线圈平面的匀强磁场中，磁感应强度不变。测量分两个步骤，步骤①如图甲：托盘内放置待测物块，其质量用m表示，线圈中通大小为I的电流，使称重框架受力平衡；步骤②如图乙：线圈处于断开状态，取下物块，保持线圈不动，磁场以速率v匀速向下运动，测得线圈中感应电动势为E。利用上述测量结果可得出m的值，重力加速度为g。下列说法正确的有（ ）
A. 线圈电阻为B.
C. v越大，则E越小D. 步骤②中，a点电势低于b点电势
【答案】B
【解析】
【详解】A．电流I是图甲中通入的电流，电动势E是图乙中产生的感应电动势，二者没有对应关系，所以，线圈电阻不是，故A错误；
B．设线圈的ab边长为L，磁感应强度大小为B，线圈电阻为R，则对于图甲有
对于图乙有
联立得，故B正确；
C．由可知，v越大，则E越大，故C错误；
D．图乙中，ab边相对磁场向上运动，根据右手定则可知，a点相当于电源正极，b点相当于电源负极，故a点电势高于b点电势，故D错误。
故选B。
第二部分 非选择题
本部分共7题，共58分。
15. 为探究感应电流产生的条件和方向，现将带铁芯的线圈A、滑动变阻器、电池组、线圈B、电流计及开关按如图所示连接。在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以判断（ ）
A. 线圈A向上移动，电流计指针向右偏转
B. 滑动变阻器的滑片P匀速向左滑动，电流计指针静止在中央
C. 滑动变阻器滑片P向右加速滑动电流计指针向左偏转
D. 断开开关，电流计指针向左偏转
【答案】AC
【解析】
【详解】滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，则线圈A中的电流减小，穿过线圈B的磁通量减小，电流计指针向右偏转。即线圈A中的电流方向在保持与题干情况相同的条件下，只要穿过线圈B的磁通量减小，电流计指针就向右偏转，相反，只要穿过线圈B的磁通量增大，电流计指针就向左偏转。
A．线圈A向上移动，线圈A中的电流方向与题干情况相同，穿过线圈B的磁通量减小，电流计指针也应向右偏转，故A正确；
B．滑动变阻器的滑片P匀速向左滑动，线圈A中的电流方向与题干情况相同，滑动变阻器接入电路的阻值增大，则线圈A中的电流减小，穿过线圈B的磁通量减小，电流计指针向右偏转，故B错误；
C．滑动变阻器的滑片P向右加速滑动，线圈A中的电流方向与题干情况相同，滑动变阻器接入电路的阻值减小，则线圈A中的电流增大，穿过线圈B的磁通量增大，电流计指针向左偏转，故C正确；
D．断开开关，线圈A中的电流方向与题干情况相同，则穿过线圈B的磁通量减小，电流计指针向右偏转，故D错误。
故选AC。
16. 采用伏安法较精确地测量阻值约4Ω的金属丝的电阻率，可选择的器材如下：电源E（电动势约为3V）
电流表（量程0~0.6A，内阻约0.125Ω）
电流表（量程0~3A，内阻约为0.025Ω）
电压表V（量程0~3V，内阻约为3kΩ）
滑动变阻器（最大阻值为20Ω）
滑动变阻器（最大阻值为1750Ω）
开关及导线若干
（1）为使测量准确、操作方便，电流表应选择__________（选填“”或“”）；滑动变阻器应选择__________（选填“”或“”）；实验电路图应选用下图__________（选填“甲”或“乙”）；由于电表内阻的影响，金属丝电阻的测量值与真实值相比__________（选填“偏大”或“偏小”）。
（2）若通过实验已获得：金属丝直径d、金属丝的电阻R，以及金属丝的长度l，则金属丝电阻率__________。（用d、l、R表示）
【答案】（1） ①. ②. ③. 甲 ④. 偏小
（2）
【解析】
【小问1详解】
[1]电路中最大电流不会超过0.75A，电流表的量程太大，测量误差太大，故电流表应选择，可用滑动变阻器控制电路，使电流表的示数不超过0.6A；
[2]为了操作方便，滑动变阻器应选择总阻值大于待测电阻且总阻值较小的；
[3]由于
所以，应将电流表外接，故实验电路应选图甲；
[4]电压表测量的是金属丝两端的电压，但由于电压表的分流作用，电流表的测量值偏大，根据可知，金属丝电阻的测量值与真实值相比偏小。
【小问2详解】
根据，
可得
17. 某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图1所示电路，所用器材如下：
电压表（量程0~3V，内阻很大）；
电流表（量程0~0.6A）；
电阻箱（阻值0~999.9Ω）；
干电池一节、开关一个和导线若干。
（1）根据图1，完成图2中的实物图连线。________
（2）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的U-I图像如图3所示，则干电池的电动势__________V（保留3位有效数字）、内阻__________Ω（保留2位有效数字）。
（3）该小组根据记录数据进一步探究，作出图像如图4所示，该图像的纵截距为a，同时由（2）问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻__________（用E、r和a表示）。
（4）考虑到电压表内阻的影响，本实验干电池内阻的测量值与真实值相比“偏大”还是“偏小”？ ___简要说明该误差产生的原因。___
【答案】（1） （2） ①. 1.58 ②. 0.63##0.60##0.61##0.62##0.64##0.65##0.66##0.67##0.68##0.69
（3）
（4） ①. 偏小 ②. 实验测得的是电压表内阻与电源内阻的并联的阻值。
【解析】
【小问1详解】
电路图的连接如图所示
【小问2详解】
[1][2]图像的纵截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源内阻，故，
【小问3详解】
根据闭合电路欧姆定律有
整理得
则有
解得
【小问4详解】
[1][2] 实验中测得的电池内阻偏小，原因是实验测得的是电压表内阻与电源内阻的并联的阻值。
以下题目为论证计算题，要求写出必要的文字说明、方程式和结果。有数值计算的题，结果必须明确写出数值和单位。
18. 质谱仪的工作原理示意图如图所示，它由速度选择器和有边界的偏转磁场构成。速度选择器由两块水平放置的金属板构成，两金属板间的距离为d，上极板与电源正极相连，下极板与电源负极相连；板间匀强磁场的磁感应强度为，方向垂直纸面向里。偏转磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为，方向垂直纸面向外。当两金属板间的电势差为U时，一束带电粒子从狭缝射入，沿直线通过速度选择器，从磁场边界上的点垂直磁场方向射入偏转磁场，经历半个圆周打在照相底片上的A点，测得和A点之间的距离为。粒子所受重力及粒子间的相互作用均可忽略。
（1）求带电粒子从速度选择器射出时的速度大小v；
（2）求带电粒子的比荷；
（3）另外一束带电粒子也从狭缝射入，保持其他条件不变，粒子最终垂直打在照相底片上的C点，和C点之间的距离大于L。比较这两束粒子，说明你能得到的结论（至少两个），并阐述理由。
【答案】（1）
（2）
（3）见解析
【解析】
【小问1详解】
设带电粒子的电荷量为q，因为该粒子在金属板间做匀速直线运动，所以
又
解得
【小问2详解】
带电粒子在偏转磁场中做匀速圆周运动，设圆周运动的半径为R，根据牛顿第二定律有
又
解得
【小问3详解】
可得到的结论
①两束带电粒子都带正电荷。理由：根据左手定则判定两束带电粒子在偏转磁场中点的受力方向都由点指向A点。
②两束带电粒子的速度大小相等。理由：只有速度的带电粒子才能沿直线通过速度选择器。
③打在C点的带电粒子的比荷小于打在A点的带电粒子的比荷。理由：带电粒子的比荷（式中R为带电粒子在偏转磁场中做圆周运动的半径），而且打在C点的带电粒子在偏转磁场中的半径大。
19. 如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为。偏转电场可看作匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d。
（1）忽略电子所受重力，求电子：
a．射入偏转电场时的初速度；
b．从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离；
c．从电场射出时的动能。
（2）分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法。在解决（1）问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因。已知，，，，。
【答案】（1）a．，b．，c．
（2）见解析
【解析】
【详解】（1）a．根据功和能的关系，有
电子射入偏转电场的初速度
b．在偏转电场中，电子的运动时间
竖直方向加速度满足
偏转距离
c．由动能定理
可得
（2）考虑电子所受重力和电场力的数量级，有
重力
电场力
由于，因此不需要考虑电子所受重力。
20.
（1）如图1所示，固定于水平面的U形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，金属框的两平行导轨间距为l。金属棒MN在外力的作用下，沿框架以速度v向右做匀速直线运动，运动过程中金属棒始终垂直于两平行导轨并接触良好。请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒MN切割磁感线产生的感应电动势的大小；
（2）变化的磁场会在空间中激发感生电场。如图2所示，空间存在一个垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为，磁场区域半径为R。一半径为r的圆形导线环垂直磁场方向放置，其圆心O与圆形磁场区域的中心重合。如果磁感应强度B随时间t的变化关系为，其中k为大于0的常量。求圆形导线环中的感应电动势的大小；
（3）电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置，电源的电动势是电源内部非静电力所做的功与所移动的电荷量之比。已知电子的电荷量为e。求（1）的金属棒中电子受到的沿棒方向的非静电力的大小和（2）的导线环中电子受到的非静电力的大小。
【答案】（1）
（2）
（3）①，②
【解析】
【小问1详解】
在内金属框架和棒所围面积的变化量是
则穿过闭合电路的磁通量的变化量是
根据法拉第电磁感应定律
解得感应电动势
【小问2详解】
由
得
根据法拉第电磁感应定律
解得
【小问3详解】
①金属棒MN向右切割磁感线时，棒中的电子受到沿棒向下的洛伦兹力充当非静电力。
由
解得
②在很短的时间内导线环中电子的位移为，非静电力对电子做的功为，电子沿着导线环运动一周，非静电力做的功
根据电动势定义
解得