浙江诸暨市2025-2026学年第一学期期末考试高二物理试题（试卷+解析）

这是一份浙江诸暨市2025-2026学年第一学期期末考试高二物理试题（试卷+解析），共30页。试卷主要包含了选择题Ⅰ，选择题Ⅱ，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1. 如图所示，在磁感应强度为的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为，把和的乘积叫作穿过这个面积的磁通量。在国际单位制中，磁通量的单位符号是（ ）
A. B. C. D.
2. 在全自动洗衣机中设有多段式水位自动感应装置，如图所示。该水位传感器属于以下四种类型传感器中的（ ）
A. 压力传感器B. 温度传感器C. 生物传感器D. 红外线传感器
3. 如图所示为某电场中的等势面，取无穷远处电势为0，以下说法正确的是（ ）
A. 正电荷从点移到点，电势能增加
B. 负电荷从点移到点过程中电场力做负功
C. 同一点电荷分别位于点和点时所受的电场力相同
D. 将电子从无穷远处移到点，电场力所做的功为
4. 如图所示，在以下四种情况中，关于小磁针极指向的描述正确的是（ ）

A. 图1中，通电圆环内小磁针极垂直纸面向内
B. 在图2中，通电导线下方小磁针极垂直纸面向外
C. 在图3中，通电螺线管内部的小磁针极水平向右
D. 在图4中，地球赤道上的小磁针极指向地理南极
5. 如图所示是1932年物理学家劳伦斯发明的回旋加速器装置，其主体部分是两个形金属盒，两金属盒处于垂直盒底的匀强磁场中，、分别与高频交流电源两极相连，不计带电粒子通过盒间窄缝的时间及相对论效应，下列说法正确的是（ ）
A. 带电粒子从磁场中获得能量
B. 带电粒子每次经过窄缝时都被加速
C. 增大加速电场的电压，可使粒子射出加速器时的动能增大
D. 为使带电粒子每次通过窄缝时都被加速，交变电流频率要不断调整
6. 如图所示，矩形线圈在匀强磁场中以边为轴匀速转动，从上向下看，线圈以逆时针方向转动。已知边长为，边长为，转动角速度为，磁场的磁感应强度为，线圈的电阻为。以下说法正确的是（ ）
A. 在图示位置时线圈的磁通量为0，感应电动势为0
B. 在线圈转动的过程中，、两点的电势差始终为0
C. 从图示位置转过的过程中，通过导线某截面的电量为
D. 从图示位置开始计时，感应电流的瞬时值表达式为
7. 关于电磁振荡、电磁波、电磁感应现象的四幅图像，以下说法正确的是（ ）

A. 关于图1，分析发现振荡电路正在充电
B. 关于图2，振荡电路变成开放电路，电磁波发射变得困难
C. 关于图3，变化的磁场周围产生电场，跟闭合电路是否存在无关
D. 关于图4，开关闭合时线圈有自感现象，开关断开时线圈没有自感现象
8. 如图所示，一个连同装备共有的航天员，脱离宇宙飞船后，在离飞船的位置与飞船处于相对静止的状态。装备中有一个高压气源，能以的速度喷出气体。航天员为了能在内返回飞船，他需要在开始返回的瞬间一次性向后喷出的气体约为（ ）
A. B. C. D.
9. 如图甲所示，在外圆半径为、内圆半径为的圆环区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示，其中、均已知。将匝数为、半径为、电阻为的金属线圈放在图甲的磁场中静止不动，线圈的圆心与圆环中心重合，不计线圈之间的安培力作用，下列说法正确的是（ ）
A. 在时刻，线圈中的磁通量为
B. 线圈中产生的感应电动势大小为
C. 在时刻，线圈受到的安培力为
D. 时间内，线圈产生的焦耳热为
10. 如图所示，两个边长均为的正三角形区域和关于点对称，两个区域内均存在垂直纸面向外匀强磁场，区域右侧有平行于和的匀强电场。质量为、带电荷量为的带正电粒子（不计重力），从点沿平行方向以速度射入，经中点进入电场，最终从点沿平行方向以速度射出。下列说法正确的是（ ）
A. 电场的电场强度大小为B. 磁场的磁感应强度大小为
C. 粒子在磁场中运动的时间为D. 粒子在电场中运动的时间为
二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
11. 无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、射线，都是电磁波。按电磁波的波长或频率顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。不同的电磁波由于具有不同的波长（或频率），因此具有不同的特性，下列有关说法正确的是（ ）
A. 无线电波可以用于广播及其他信号的传输
B. 红外线可以灭菌消毒，促进人体对钙的吸收
C. 紫外线照射会使物质发出荧光，这是夜视仪工作的基础
D. 射线具有很强的穿透本领，机场安检时能探测到箱内的物品
12. 某兴趣小组研究小电动机能量转换的实验电路如图所示。通过调节滑动变阻器的阻值，使电动机在空载转动、负载转动和卡住不动三个状态下，电压表读数保持时，分别测得电流表读数如下表所示，电压表和电流表均可视为理想电表，下列说法正确的是（ ）
A. 电动机的内阻为B. 空载转动时电动机的热功率为
C. 负载转动时电动机的机械效率为50%D. 卡住不动时电动机消耗的电功率最小
13. 有一条河流，河水流量为，落差为。现利用它来发电，水电站的总效率为，发电机的输出电压为。水电站到用户之间要进行远距离输电，两地间输电线的总电阻为，允许输电线上损失的功率为发电机输出功率的，用户需要的电压为。假定所用的变压器都是理想变压器，重力加速度取，下列说法正确的是（ ）
A. 发电机输出功率为B. 在输电线上的电流为
C. 升压变压器匝数比为D. 降压变压器的匝数比为
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共58分）
14.实验题（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三题共14分）
14. 长度是物理学中基本的物理量，长度的测量是最基本的测量，根据测量要求的不同，可选用精度更高的测量工具。
（1）图1中游标卡尺读数为________；
（2）图2中螺旋测微器的读数为________；
15. 为测量某电源的电动势和内阻，设计实验电路如图所示。实验器材：
A.待测电源（电动势约为，内阻小于）
B.电压表（量程，内阻约）
C.电流表（量程，内阻约）
D.两个定值电阻：、
E.滑动变阻器（最大值）、开关、导线若干。
（1）定值电阻应选________（选填“”或“”）；
（2）某同学连接的实物电路如图所示，检查时发现有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是________（选填“①”、“②”或“③”）；
（3）电路连接正确后，测量得到几组电压表读数和对应的电流表读数，并作出图像如图所示，根据图像可知：电源电动势________；电源内阻________。
（4）根据电路图原理可知实验的系统误差：电源电动势的测量值________真实值；电源内阻的测量值________真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）
16. 在“观察电容器的充、放电现象”的实验中，电路结构如图所示。
（1）先将开关拨到1，观察电压表的示数逐渐________（选填“减小”或“增大”）；再将开关拨到2，通过电流表的电流方向________（选填“向左”或“向右”）；
（2）在放电时观察电流随时间的变化，每隔读出电流表的示数，并将数据记录在表格中。根据表格中的数据描点作出图线如图所示，已知图线与坐标所围的面积约为195个方格，则电容器放电前所带的电荷量为________：若电源电动势，则该电容器的电容为________。改变电阻箱的阻值，重复进行实验；改变电源的输出电压，再重复进行实验。实验表明：电容器储存的电荷量与放电电路中的电阻箱的电阻大小________（选填“有关”或“无关”）；对放电的时间起决定作用的是________（选填“”、“”或“”）；
17. 如图所示，电源电动势，内阻，定值电阻，，，电容器的电容，电流表为理想电表。闭合开关，稳定后
（1）求电流表的示数；
（2）求电容器的带电量和电源的输出功率；
（3）若将电流表换成理想电压表，求电压表的示数。
18. 如图所示，平行金属板M和N水平放置，上极板M带正电荷，下极板N带负电荷。带负电的金属小球A恰好处于静止状态，其质量、电荷量，另一不带电的金属小球B位于小球A的正上方，其质量，已知小球A与上极板相距，与下极板相距。现将小球B在靠近上极板处由静止开始自由下落，小球B与小球A相遇发生弹性正碰，碰撞时间极短，碰后两小球均带的负电荷。设小球A和小球B均可视为质点，重力加速度取。
（1）求两金属板之间的电势差；
（2）求碰后小球B到达金属板M所用的时间；
（3）求碰后小球A到达金属板N时的速度大小。
19. 如图所示，在光滑水平面上，型导轨的质量，其间距，另有一导体棒垂直放置在导轨上，其质量，接入导轨间电阻。垂直水平面向上匀强磁场的磁感应强度大小，磁场左侧边界与型导轨的边相距。导体棒以的初速度开始向右运动，不计导轨电阻，导轨足够长，重力加速度取。
（1）若导体棒光滑，
①求开始时导体棒加速度的大小和方向；
②求导体棒向前滑行的距离；
（2）若导体棒与导轨间的动摩擦因数为，并且开始时在导体棒上加一水平向右的外力，使导体棒保持初速度做匀速运动，在型导轨的边运动到边界过程中
①求此过程中所用的时间和流过导体棒的电荷量；
②求外力做功。
20. 某一具有加速器和速度选择器的质谱仪原理如图所示。为粒子加速器，加速电压为；为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度大小为，两板间距为；为偏转分离器，质谱仪中有方向垂直纸面、磁感应强度大小为的匀强磁场。现有一群质量、电荷量的正粒子，由静止开始经加速器加速后，恰好都能通过速度选择器，粒子从小孔进入分离器后做匀速圆周运动，最后落在探测板上。不计粒子的重力和粒子间的相互作用。
（1）判断质谱仪中磁场的方向______（选填“向内”或“向外”）；
（2）求加速后粒子速度和速度选择器两板间电压；
（3）求粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径；
（4）若粒子以一定入射角进入质谱仪，并且质谱仪中的磁场出现了的波动，求粒子落在探测板上位置的长度。（已知，；结果保留两位有效数字）电动机状态
空载转动
负载转动
卡住不动
0.20
0.30
0.60
诸暨市2025-2026学年第一学期期末考试试题高二物理
一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 如图所示，在磁感应强度为的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为，把和的乘积叫作穿过这个面积的磁通量。在国际单位制中，磁通量的单位符号是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据定义式，其单位应为特斯拉乘以平方米，即
在国际单位制中，磁通量的专用单位就是韦伯，且
故选D。
2. 在全自动洗衣机中设有多段式水位自动感应装置，如图所示。该水位传感器属于以下四种类型传感器中的（ ）
A. 压力传感器B. 温度传感器C. 生物传感器D. 红外线传感器
【答案】A
【解析】
【详解】全自动洗衣机的多段式水位自动感应装置，是通过检测由水位高度产生的压力或气压变化来判断水位的，因此属于压力传感器。
故选A。
3. 如图所示为某电场中的等势面，取无穷远处电势为0，以下说法正确的是（ ）
A. 正电荷从点移到点，电势能增加
B. 负电荷从点移到点过程中电场力做负功
C. 同一点电荷分别位于点和点时所受的电场力相同
D. 将电子从无穷远处移到点，电场力所做的功为
【答案】B
【解析】
【详解】A．正电荷从点移到点，电势减小，结合和可知，电势能减小，故A错误；
B．因，，则
即负电荷从点移到点过程中电场力做负功，故B正确；
C．点和点的电势相等，但等差等势线的密度不同，则电场强度大小不同，由可知同一点电荷分别位于点和点时所受的电场力大小不同，方向也不同，故C错误；
D．将电子从无穷远处移到点，电场力所做的功为，故D错误。
故选B。
4. 如图所示，在以下四种情况中，关于小磁针极指向的描述正确的是（ ）

A. 在图1中，通电圆环内小磁针极垂直纸面向内
B. 在图2中，通电导线下方小磁针极垂直纸面向外
C. 在图3中，通电螺线管内部的小磁针极水平向右
D. 在图4中，地球赤道上的小磁针极指向地理南极
【答案】C
【解析】
【详解】A．由右手定则可知甲图中小磁针所在位置磁场方向垂直纸面向外，即N极垂直纸面向外，故A错误；
B．由右手定则可知乙图中小磁针所在位置的磁场方向垂直纸面向里，即N极垂直纸面向里，故B错误；
C．由右手定则可知丙图中小磁针所在位置的磁场方向水平向右，即N极水平向右，故C正确；
D．由于地磁场的北极在地理南极附近，故丁图中N极指向地理北极，故D错误。
故选C。
5. 如图所示是1932年物理学家劳伦斯发明的回旋加速器装置，其主体部分是两个形金属盒，两金属盒处于垂直盒底的匀强磁场中，、分别与高频交流电源两极相连，不计带电粒子通过盒间窄缝的时间及相对论效应，下列说法正确的是（ ）
A 带电粒子从磁场中获得能量
B. 带电粒子每次经过窄缝时都被加速
C. 增大加速电场的电压，可使粒子射出加速器时的动能增大
D. 为使带电粒子每次通过窄缝时都被加速，交变电流频率要不断调整
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．带电粒子每次经过窄缝时都被加速，带电粒子在电场中获得能量，粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有
解得
粒子获得的最大动能
由此可知粒子射出加速器时的动能与磁感应强度B和盒半径R有关，与加速电场的电压U无关，故B正确，AC错误；
D．粒子在磁场中做匀速圆周运动，加速电场变化的频率与粒子在磁场中运动频率相等，所以不需要不断调整交变电流的频率，故D错误。
故选B。
6. 如图所示，矩形线圈在匀强磁场中以边为轴匀速转动，从上向下看，线圈以逆时针方向转动。已知边长为，边长为，转动角速度为，磁场的磁感应强度为，线圈的电阻为。以下说法正确的是（ ）
A. 在图示位置时线圈的磁通量为0，感应电动势为0
B. 在线圈转动的过程中，、两点的电势差始终为0
C. 从图示位置转过的过程中，通过导线某截面的电量为
D. 从图示位置开始计时，感应电流的瞬时值表达式为
【答案】D
【解析】
【详解】A．图示位置中，线圈平面与磁场方向平行，磁通量为0，但此时cd边垂直切割磁感线，感应电动势最大，故A错误；
B．cd边切割磁感线，产生感应电动势，故cd边可视为电源的内阻，其他三边可视为电源的外电阻，根据
可知当感应电流的瞬时值为零时，则、两点的电势差为零；当感应电流的瞬时值不为零时，则、两点的电势差不为零，故B错误；
C．根据，，，
联立可得，故C错误；
D．图示位置为感应电动势最大值位置，感应电动势瞬时值表达式为
根据闭合电路的欧姆定律，可得感应电流瞬时值为，故D正确。
故选D。
7. 关于电磁振荡、电磁波、电磁感应现象的四幅图像，以下说法正确的是（ ）

A. 关于图1，分析发现振荡电路正在充电
B. 关于图2，振荡电路变成开放电路，电磁波发射变得困难
C. 关于图3，变化的磁场周围产生电场，跟闭合电路是否存在无关
D. 关于图4，开关闭合时线圈有自感现象，开关断开时线圈没有自感现象
【答案】C
【解析】
【详解】A．在图1所示的LC振荡电路中，电场方向向下，说明电容器上极板带正电，下极板带负电。磁场方向向下，根据右手螺旋定则，可知线圈中的电流方向为顺时针（从上往下看）。电流从电容器的正极板流出，流向负极板，因此电容器正在放电，故A错误；
B．图2振荡电路变成开放电路，电磁波发射变得容易，故B错误；
C．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场会在其周围产生电场，这种电场的存在与是否有闭合电路无关，故C正确；
D．关于图4，开关闭合、断开时线圈都有自感现象，故D错误。
故选C。
8. 如图所示，一个连同装备共有的航天员，脱离宇宙飞船后，在离飞船的位置与飞船处于相对静止的状态。装备中有一个高压气源，能以的速度喷出气体。航天员为了能在内返回飞船，他需要在开始返回的瞬间一次性向后喷出的气体约为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】已知距离s=45m，时间t=10min=600s，可得航天员返回飞船所需的最小速度
初始时航天员与气体均静止，系统总动量为0。设喷气前系统质量M=100kg，喷出气体质量为m，气体速度u=50m/s，取航天员运动方向为正方向，由系统动量守恒有
代入数值得
故选B。
9. 如图甲所示，在外圆半径为、内圆半径为的圆环区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示，其中、均已知。将匝数为、半径为、电阻为的金属线圈放在图甲的磁场中静止不动，线圈的圆心与圆环中心重合，不计线圈之间的安培力作用，下列说法正确的是（ ）
A. 在时刻，线圈中的磁通量为
B. 线圈中产生的感应电动势大小为
C. 在时刻，线圈受到的安培力为
D. 时间内，线圈产生的焦耳热为
【答案】D
【解析】
【详解】A．线圈有效面积为，所以时刻，磁通量，故A错误；
B．根据法拉第电磁感应定律
其中
所以，故B错误；
C．由于线圈是闭合的，且处于同一磁场中，所受安培力合力为零，故C错误；
D．由欧姆定律，
电流大小恒定，根据焦耳定律可得，故D正确。
故选D。
10. 如图所示，两个边长均为的正三角形区域和关于点对称，两个区域内均存在垂直纸面向外匀强磁场，区域右侧有平行于和的匀强电场。质量为、带电荷量为的带正电粒子（不计重力），从点沿平行方向以速度射入，经中点进入电场，最终从点沿平行方向以速度射出。下列说法正确的是（ ）
A. 电场的电场强度大小为B. 磁场的磁感应强度大小为
C. 粒子在磁场中运动的时间为D. 粒子在电场中运动的时间为
【答案】C
【解析】
【详解】B．粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹如图所示
由几何关系可知，半径为
根据牛顿第二定律可得
解得，故B错误；
C．由几何关系可知，粒子在上方磁场中运动的圆心角为
所用时间为
根据运动的对称性可知，粒子在下方磁场中运动的时间与在上方磁场中运动的时间相等，所以粒子在磁场中运动的时间为，故C正确；
D．粒子在电场中，向下做匀速直线运动，速度大小为
则运动时间为
解得，故D错误；
A．粒子在电场中，先向右减速，后向左加速，根据运动的对称性可知，粒子向右的初速度和向左的末速度大小均为
根据牛顿第二定律
又
解得，故A错误。
故选C。
二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
11. 无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、射线，都是电磁波。按电磁波的波长或频率顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。不同的电磁波由于具有不同的波长（或频率），因此具有不同的特性，下列有关说法正确的是（ ）
A. 无线电波可以用于广播及其他信号的传输
B. 红外线可以灭菌消毒，促进人体对钙的吸收
C. 紫外线照射会使物质发出荧光，这是夜视仪工作的基础
D. 射线具有很强的穿透本领，机场安检时能探测到箱内的物品
【答案】AD
【解析】
【详解】A．无线电波的波长较长、频率较低，适用于广播及其他信号的传输，故A正确；
B．紫外线可以灭菌消毒，促进人体对钙的吸收，故B错误；
C．紫外线照射会使物质发出荧光，但夜视仪是红外线的热效应工作的，故C错误；
D．射线具有很强的穿透本领，可用于机场安检探测箱内的物品，故D正确。
故选AD。
12. 某兴趣小组研究小电动机能量转换的实验电路如图所示。通过调节滑动变阻器的阻值，使电动机在空载转动、负载转动和卡住不动三个状态下，电压表读数保持时，分别测得电流表读数如下表所示，电压表和电流表均可视为理想电表，下列说法正确的是（ ）
A. 电动机的内阻为B. 空载转动时电动机的热功率为
C. 负载转动时电动机的机械效率为50%D. 卡住不动时电动机消耗的电功率最小
【答案】AC
【解析】
【详解】A．电动机卡住不动时，可以看成纯电阻电路，根据欧姆定律可得，电动机的内阻，故A正确；
B．由题可知，电动机空载时的热功率为，故B错误；
C．由题可知，负载转动时电机的电功率
此时线圈的热功率为
负载转动时电动机的机械效率为，故C正确；
D．根据电功率可知，电压一定时，电流越大，电功率越大，因此电动机在空载转动时，电流最小，电动机消耗的电功率最小，故D错误。
故选AC。
13. 有一条河流，河水流量为，落差为。现利用它来发电，水电站的总效率为，发电机的输出电压为。水电站到用户之间要进行远距离输电，两地间输电线的总电阻为，允许输电线上损失的功率为发电机输出功率的，用户需要的电压为。假定所用的变压器都是理想变压器，重力加速度取，下列说法正确的是（ ）
A. 发电机输出功率为B. 在输电线上的电流为
C. 升压变压器的匝数比为D. 降压变压器的匝数比为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．发电机的输出功率，A错误；
B．输电线上损失的功率为P损=10%P=I2R
解得输电线上的电流，B正确；
C．则升压变压器输出电压V
则升压变压器的匝数比，C错误；
D．输电线上的电压减少U损=IR=200V
则输入降压变压器的电压U3=U2−U损=2000V−200V=1800V
则降压变压器的匝数比，D正确。
故选BD。
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共58分）
14.实验题（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三题共14分）
14. 长度是物理学中基本的物理量，长度的测量是最基本的测量，根据测量要求的不同，可选用精度更高的测量工具。
（1）图1中游标卡尺的读数为________；
（2）图2中螺旋测微器的读数为________；
【答案】（1）18.3
（2）4.800
【解析】
小问1详解】
游标卡尺的主尺部分读数为18mm，游标尺上有10小格，分度值为0.1mm，游标尺上的第3格与主尺对齐，读数为
总的读数结果为
【小问2详解】
螺旋测微器固定刻度部分读数为4.5mm，活动刻度部分读数为0.300mm
总的读数结果为
15. 为测量某电源的电动势和内阻，设计实验电路如图所示。实验器材：
A.待测电源（电动势约为，内阻小于）
B.电压表（量程，内阻约）
C.电流表（量程，内阻约）
D.两个定值电阻：、
E.滑动变阻器（最大值）、开关、导线若干。
（1）定值电阻应选________（选填“”或“”）；
（2）某同学连接的实物电路如图所示，检查时发现有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是________（选填“①”、“②”或“③”）；
（3）电路连接正确后，测量得到几组电压表读数和对应的电流表读数，并作出图像如图所示，根据图像可知：电源电动势________；电源内阻________。
（4）根据电路图原理可知实验的系统误差：电源电动势的测量值________真实值；电源内阻的测量值________真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）
【答案】（1）
（2）① （3） ①. ②.
（4） ①. 小于 ②. 小于
【解析】
【小问1详解】
由于待测电源的电动势较小(约为)，为了使电流表指针有明显偏转，定值电阻选择规格较小的
【小问2详解】
电压表应测量滑动变阻器两端的电压，因此电压表的负接线柱应与滑动变阻器左上方的接线柱相连，因此导线①连接不当。
【小问3详解】
[1][2]根据闭合电路的欧姆定律可得
结合图像可得，电源的电动势为
电源的内阻
【小问4详解】
[4][5]由图示可知，伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法，由于电压表分流作用，电流表测量值偏小，当外电路短路时，电流测量值等于真实值，电源的U-I图像如图所示
由图像可知，电动势测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值。
16. 在“观察电容器的充、放电现象”的实验中，电路结构如图所示。
（1）先将开关拨到1，观察电压表的示数逐渐________（选填“减小”或“增大”）；再将开关拨到2，通过电流表的电流方向________（选填“向左”或“向右”）；
（2）在放电时观察电流随时间变化，每隔读出电流表的示数，并将数据记录在表格中。根据表格中的数据描点作出图线如图所示，已知图线与坐标所围的面积约为195个方格，则电容器放电前所带的电荷量为________：若电源电动势，则该电容器的电容为________。改变电阻箱的阻值，重复进行实验；改变电源的输出电压，再重复进行实验。实验表明：电容器储存的电荷量与放电电路中的电阻箱的电阻大小________（选填“有关”或“无关”）；对放电的时间起决定作用的是________（选填“”、“”或“”）；
【答案】（1） ①. 增大 ②. 向左
（2） ①. ②. ③. 无关 ④.
【解析】
【小问1详解】
[1] 先将开关拨到1，电容器充电， 由可知电容器两端电压逐渐增大，观察电压表的示数逐渐增大；
[2] 先将开关拨到1，电容器上极板与电源正极相连，带正电。再将开关拨到2，电容器放电，通过电流表的电流方向向左。
【小问2详解】
[1] 图线一个小格表示电荷量
图线包围的面积表示电容器放电前所带的电荷量，故电容器放电前所带的电荷量为
[2] 若电源电动势，电容器充电后两端电压.
则该电容器的电容为
[3] 改变电阻箱的阻值，重复进行实验；改变电源的输出电压，再重复进行实验。实验表明：电容器储存的电荷量与放电电路中的电阻箱的电阻大小无关；
[4] 对放电的时间起决定作用的是。
17. 如图所示，电源电动势，内阻，定值电阻，，，电容器的电容，电流表为理想电表。闭合开关，稳定后
（1）求电流表的示数；
（2）求电容器的带电量和电源的输出功率；
（3）若将电流表换成理想电压表，求电压表的示数。
【答案】（1）
（2），
（3）
【解析】
【小问1详解】
由题可知，当S闭合后，、并联与串联，则有
根据闭合电路的欧姆定律可得
结合串、并联电路特点可知，并联电路部分的电压
则电流表的示数为
【小问2详解】
由电路结构可知，电容器两端的电压等于路端电压，根据欧姆定律可得
则电容器的电荷量
电源的输出功率
【小问3详解】
换成电压表后，开路，此时、串联，电压表测量两端的电压，根据闭合电路的欧姆定律可得
则电压表的示数为
18. 如图所示，平行金属板M和N水平放置，上极板M带正电荷，下极板N带负电荷。带负电的金属小球A恰好处于静止状态，其质量、电荷量，另一不带电的金属小球B位于小球A的正上方，其质量，已知小球A与上极板相距，与下极板相距。现将小球B在靠近上极板处由静止开始自由下落，小球B与小球A相遇发生弹性正碰，碰撞时间极短，碰后两小球均带的负电荷。设小球A和小球B均可视为质点，重力加速度取。
（1）求两金属板之间的电势差；
（2）求碰后小球B到达金属板M所用的时间；
（3）求碰后小球A到达金属板N时的速度大小。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
带负电的金属小球A恰好处于静止状态，则有
解得两金属板间的电场强度为，方向竖直向下
故两金属板之间的电势差为
【小问2详解】
设B与A碰撞之前的速度为，则有，解得
小球B与小球A相遇发生弹性正碰，碰撞时间极短，满足动量守恒
机械能守恒
解得，
此时B受到的电场力为，方向竖直向上
重力为，方向竖直向下
可见二者二力平衡，故B之后做匀速运动，碰后小球B到达金属板M所用的时间为
【小问3详解】
碰后对A应用牛顿第二定律，解得
由，解得
故碰后小球A到达金属板N时的速度大小为。
19. 如图所示，在光滑水平面上，型导轨的质量，其间距，另有一导体棒垂直放置在导轨上，其质量，接入导轨间电阻。垂直水平面向上匀强磁场的磁感应强度大小，磁场左侧边界与型导轨的边相距。导体棒以的初速度开始向右运动，不计导轨电阻，导轨足够长，重力加速度取。
（1）若导体棒光滑，
①求开始时导体棒加速度的大小和方向；
②求导体棒向前滑行的距离；
（2）若导体棒与导轨间的动摩擦因数为，并且开始时在导体棒上加一水平向右的外力，使导体棒保持初速度做匀速运动，在型导轨的边运动到边界过程中
①求此过程中所用的时间和流过导体棒的电荷量；
②求外力做的功。
【答案】（1）①，方向水平向左；②
（2）①，；②
【解析】
【小问1详解】
①开始时导体棒产生的电动势为
电路中的电流大小为
根据右手定则可知，电流方向为由到；则导体棒受到的安培力大小为
根据左手定则可得，安培力的方向水平向左；根据牛顿第二定律可得
解得
方向与安培力方向相同，水平向左；
②导体棒向前滑行过程中，根据动量定理
其中
联立，解得
【小问2详解】
①导体棒和导轨间的摩擦力大小为
则对导轨，根据牛顿第二定律可得
解得
假设型导轨的边运动到边界过程中，导轨还未加速到与导体棒共速，则
解得
此时，导轨的速度大小为
所以，假设不成立。导轨先加速到与导体棒共速后匀速直线，则设加速时间为，则
加速位移大小为
匀速的时间为
型导轨的边运动到边界过程中所用的时间为
流过导体棒的电荷量为
解得
②导轨加速时
此过程，外力做的功为
其中
解得
导轨匀速时
此过程，外力做的功为
其中
解得
所以，外力做的功为
20. 某一具有加速器和速度选择器的质谱仪原理如图所示。为粒子加速器，加速电压为；为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度大小为，两板间距为；为偏转分离器，质谱仪中有方向垂直纸面、磁感应强度大小为的匀强磁场。现有一群质量、电荷量的正粒子，由静止开始经加速器加速后，恰好都能通过速度选择器，粒子从小孔进入分离器后做匀速圆周运动，最后落在探测板上。不计粒子的重力和粒子间的相互作用。
（1）判断质谱仪中磁场方向______（选填“向内”或“向外”）；
（2）求加速后粒子速度和速度选择器两板间电压；
（3）求粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径；
（4）若粒子以一定的入射角进入质谱仪，并且质谱仪中的磁场出现了的波动，求粒子落在探测板上位置的长度。（已知，；结果保留两位有效数字）
【答案】（1）向内 （2）,
（3）
（4）
【解析】
【小问1详解】
在进入偏转磁场中向右偏转，由左手定则可得的方向向内。
【小问2详解】
在加速电场中，由动能定理可得
解得
在速度选择器中有
且有
联立解得
【小问3详解】
磁场中,由洛伦兹力提供向心力得
解得
【小问4详解】
当且时，粒子落点最近，由洛伦兹力提供向心力
解得
由几何关系得
当且时，粒子落点最远，由洛伦兹力提供向心力
解得
由几何关系得
粒子落在探测板上位置的长度。电动机状态
空载转动
负载转动
卡住不动
0.20
0.30
0.60