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2024年春高二物理人教版开学检测卷（B卷）(含答案)
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这是一份2024年春高二物理人教版开学检测卷（B卷）(含答案)，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．如图，四根完全相同的均匀带正电绝缘长棒对称放置在长方体的四条长边上.移去a处的绝缘棒，假定另外三根绝缘棒电荷分布不变.关于长方体几何中心O点处电场强度方向和电势的变化，下列说法正确的是( )
A.电场强度方向垂直指向a，电势减小B.电场强度方向垂直指向c，电势减小
C.电场强度方向垂直指向a，电势增大D.电场强度方向垂直指向c，电势增大
2．如图所示的电路中，闭合开关S，灯正常发光.由于电路突然出现故障，发现灯变亮，灯变暗，电流表的读数变小，则发生的故障可能是（电源内阻不计）( )
A.断路B.断路C.短路D.短路
3．对磁现象的研究中有一种“磁荷观点”.人们假定，在N极上聚集着正磁荷，在S极上聚集着负磁荷，由此可以将磁现象与电现象类比，得出一系列相似的定律，引入相似的概念.例如磁的库仑定律、磁场强度、磁偶极矩等，在“磁荷观点”中磁场强度定义：其大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值，其方向与正磁荷在该处所受磁场力方向相同.则一个磁荷量为6 N·m/A（磁荷量的单位是“牛·米每安”）的磁荷在磁场强度为3 A/m（磁场强度的单位是“安每米”）的磁场中受到的磁场力为( )
A.18 NB.0.5 NC.2 ND.3 N
4．“雪如意”是我国首座国际标准跳台滑雪场地。跳台滑雪运动中，裁判员主要根据运动员在空中的飞行距离和动作姿态评分。运动员在进行跳台滑雪时大致经过四个阶段：①助滑阶段，运动员两腿尽量深蹲，顺着助滑道的倾斜面下滑；②起跳阶段，当进入起跳区时，运动员两腿猛蹬滑道快速伸直，同时上体向前伸展；③飞行阶段，在空中运动员保持身体与滑雪板基本平行、两臂伸直贴放于身体两侧的姿态；④着陆阶段，运动员落地时两腿屈膝，两臂左右平伸。下列说法正确的是( )
A.助滑阶段，运动员深蹲是为了减小与滑道之间的摩擦力
B.起跳阶段，运动员猛蹬滑道主要是为了增加向上的速度
C.飞行阶段，运动员所采取的姿态是为了增加水平方向的速度
D.着陆阶段，运动员两腿屈膝是为了减少与地面的作用时间
5．如图所示，质量分别为m和的小物块P和Q，用轻质弹簧连接后放在水平地面上，P通过一根水平轻绳连接到墙上。P的下表面光滑，Q与地面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用水平拉力将Q向右缓慢拉开一段距离，撤去拉力后，Q恰好能保持静止。弹簧形变始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为k，重力加速度大小为g。若剪断轻绳，P在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为( )
A.B.C.D.
6．某同学为了研究水波的传播特点，在水面上放置波源和浮标，两者的间距为L。时刻，波源开始从平衡位置沿y轴在竖直方向做简谐运动，产生的水波沿水平方向传播（视为简谐波），时刻传到浮标处使浮标开始振动，此时波源刚好位于正向最大位移处，波源和浮标的振动图像分别如图中的实线和虚线所示，则( )
A.浮标的振动周期为B.水波的传播速度大小为
C.时刻浮标沿y轴负方向运动D.水波的波长为
7．完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮。2021年12月，在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，在过球心O的平面内，用单色平行光照射这一水球。下列说法正确的是( )
A.此单色光从空气进入水球，频率一定变大
B.此单色光从空气进入水球，频率一定变小
C.若光线1在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射
D.若光线2在N处发生全反射，光线1在M处一定发生全反射
8．如图所示，两光屏间放有两个透振方向相互平行的偏振片，现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到偏振片P上，再通过偏振片Q。现以光的传播方向为轴使偏振片P由图示位置旋转90°，下列说法正确的是( )
A.间为偏振光B.间为自然光
C.间的光线亮度逐渐变暗D.光屏N上的光线亮度逐渐变暗
9．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B。L形导线通以恒定电流I，放置在磁场中。已知ab边长为，与磁场方向垂直，bc边长为l，与磁场方向平行。该导线受到的安培力为( )
A.0B.C.D.
10．如图所示，MN和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，在O点存在沿垂直纸面向里匀速运动的电子束，。在处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的电子受到的洛伦兹力大小为。若将M处长直导线移至P处，则O点的电子受到的洛伦兹力大小为，则与之比为( )
A.B.C.1:1D.1:2
二、多选题
11．如图甲所示，真空中有一带负电的点电荷Q，固定在x轴上的某处，在坐标轴上的两点分别放置正的试探电荷（电荷量可调），其受到的静电力F跟试探电荷的电荷量q的关系如图乙中所示.取沿x轴正方向为静电力F的正方向，下列说法正确的是( )
A.B点电场强度方向一定沿x轴负方向
B.两点电场强度方向可能相同
C.A点的电场强度大小大于B点的电场强度大小
D.点电荷Q可能在A点的左侧
12．如图为两点电荷的电场等势面分布示意图，位于x轴上，相邻等势面的电势差为3 V。若x轴上的M点和N点位于0 V等势面上，P为某等势面上一点，则( )
A.N点的电场强度大小比M点的大B.Q为正电荷
C.M点的电场方向沿x轴负方向D.P点与M点的电势差为12 V
三、实验题
13．某同学用图（a）所示电路探究小灯泡的伏安特性，所用器材有：小灯泡（额定电压2.5 V，额定电流0.3 A）、电压表（量程300 mV，内阻300 Ω）、电流表（量程300 mA，内阻0.27 Ω）、定值电阻、滑动变阻器（阻值0~20 Ω）、电阻箱（最大阻值9999.9 Ω）、电源E（电动势6 V，内阻不计）、开关S、导线若干.完成下列填空：
（1）有3个阻值分别为10 Ω、20 Ω、30 Ω的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在0~300 mA的曲线，应选取阻值为________Ω的定值电阻；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的_______（填“a”或“b”）端；
（3）在流过电流表的电流较小时，将电阻箱的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读取电压表和电流表的示数，结果如图（b）所示.当流过电流表的电流为10 mA时，小灯泡的电阻为_______Ω（保留1位有效数字）；
（4）为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3 V，该同学经计算知，应将的阻值调整为_______Ω；然后调节滑动变阻器，测得数据如下表所示：
（5）由图（b）和上表可知，随流过小灯泡电流的增加，其灯丝的电阻_______（填“增大”“减小”或“不变”）；
（6）该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为160 mA，可得此时小灯泡的电功率_______W（保留2位有效数字）；当流过电流表的电流为300 mA时，小灯泡的电功率为，则_______（保留至整数）.
14．一实验小组利用图（a）所示的电路测量一电池的电动势E（约1.5 V）和内阻r（小于2 Ω）.图中电压表量程为1 V，内阻；定值电阻；电阻箱R，最大阻值为999.9 Ω；S为开关.按电路图连接电路.完成下列填空：
（1）为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以选_______Ω（填“5.0”或“15.0”）；
（2）闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表的相应读数U；
（3）根据图（a）所示电路，用和r表示，得_______；
（4）利用测量数据，作图线，如图（b）所示；
（5）通过图（b）可得_______V（保留2位小数），_______Ω（保留1位小数）；
（6）若将图（a）中的电压表当成理想电表，得到的电源电动势为，由此产生的误差为_______%.
四、计算题
15．如图所示，光滑斜面与光滑竖直圆弧轨道相切于A点，B点为圆弧轨道的最低点，C点为圆弧轨道的最高点，整个空间存在水平向左的匀强电场.一质量为、电荷量为的带电小球从斜面上由静止释放，小球始终能沿轨道运动.已知电场强度，斜面与水平方向的夹角，圆弧轨道半径取，，.
（1）求刚释放小球时小球的加速度a的大小；
（2）若小球恰能到达C点，求释放点到A点的距离s及此运动过程中小球对轨道的最大压力.
（3）若电场方向反向，大小不变，小球能到达C点，试求小球运动过程中对轨道的最大压力.
16．回旋加速器的工作原理如图甲所示，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间狭缝的间距为d，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，被加速粒子的质量为m，电荷量为，加在狭缝间的交变电压如图乙所示，电压值的大小为，周期。一束该种粒子在时间内从A处均匀地飘入狭缝，其初速度视为零。现考虑粒子在狭缝中的运动时间，假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动，不考虑粒子间的相互作用。求：
（1）出射粒子的动能；
（2）粒子从飘入狭缝至动能达到所需的总时间。
17．如图，光滑水平面上有两个等高且足够长的滑板A和B，质量分别为1 kg和2 kg，A右端和B左端分别放置物块C和D，物块的质量均为1 kg，A和C以相同速度向右运动，B和D以相同速度向左运动，在某时刻发生碰撞，作用时间极短，碰撞后C与D粘在一起形成一个新物块，A与B粘在一起形成一个新滑板，物块与滑板之间的动摩擦因数均为。重力加速度大小取。求：
（1）若，新物块和新滑板速度的大小和方向；
（2）若，从碰撞后到新物块与新滑板相对静止过程两者相对位移的大小。
参考答案
1．答案：A
解析：从右侧观察，作出带电绝缘棒在O点处产生的电场强度方向如图所示，因为绝缘棒完全相同，所以四根绝缘棒在O点处产生的电场强度大小相等，设每根绝缘棒在O点处产生的电势为，开始时，O点处电场强度为零，电势，移去a处的绝缘棒后，三处的绝缘棒在O点处产生的合电场强度与a处的绝缘棒在O点处产生的电场强度大小相等、方向相反，即电场强度方向垂直指向a，O点处的电势，电势减小，A正确.
2．答案：A
解析：简化电路如图所示.若断路，则电路中总电阻增大，总电流减小，右侧部分总电阻不变，则右侧分压将减小，电流表A的读数变小，灯变暗，灯两端的电压将增大，则灯将变亮，A正确；若断路，则电路中总电阻增大，总电流减小，可知变暗，故B错误；若短路，则被短路，电路中总电阻将减小，电路中电流增大，灯两端的电压增大，变亮，两端的电压减小，灯变暗，总电流变大，通过的电流变小，则电流表的读数将增大，故C错误；若短路，则电路中总电阻减小，电路中电流增大，变亮，两端的电压减小，故变暗，总电流变大，通过的电流变小，则电流表A的示数增大，故D错误.
3．答案：A
解析：磁荷在磁场中受到的磁场力磁场强度×磁荷量，故选项A正确.
4．答案：B
解析：助滑阶段，运动员深蹲是为了减小与空气之间的摩擦力，A错误；起跳阶段，运动员猛蹬滑道，增大了滑道对人的作用力，根据动量定理可知，在相同时间内，增加了向上的速度，B正确；飞行阶段，运动员所采取的姿态是为了增大受到的升力，C错误；着陆阶段，运动员两腿屈膝下蹲可以延长落地时间，根据动量定理可知，可以减少身体受到的平均冲击力，D错误。
5．答案：C
解析：设轻质弹簧原长为向右缓慢移动并恰好静止时，轻质弹簧形变量为。由于最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则有，解得。剪断轻绳后，P向右运动，之后以轻质弹簧处于原长时的位置为中心，在水平方向做简谐运动，则P在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为，选项C正确。
6．答案：A
解析：由振动图像可知，波源在时刻开始向上振动，时间内波源从平衡位置运动到正向最大位移处，则有，浮标的振动周期等于波源的振动周期，为，A正确；波经过时间传到距离为L的浮标处，则波速，B错误；由虚线图像可知，浮标在时刻沿y轴正方向运动，C错误；水波的波长为，D错误。故选A。
7．答案：C
解析：单色光由空气进入水球，光的频率并不发生改变，AB错误；由光路图可知，光线2在N点的入射角大于光线1在M点的入射角，若光线1在M点发生全反射，则光线2的入射角一定大于临界角，则光线2一定能在N点发生全反射，C正确；若光线2在N点发生全反射，光线1在M点不一定发生全反射，D错误。
8．答案：D
解析：间为自然光，经过偏振片P后变为偏振光，间为偏振光，A、B错误；偏振片P由图示位置旋转90°的过程中，间的光线亮度不变，屏上光线亮度逐渐变暗，当偏振片P与偏振片Q垂直时，光屏上最暗，C错误，D正确。故选D。
9．答案：C
解析：
10．答案：B
解析：设移动前每根导线在O点产生的磁感应强度大小为，方向竖直向下，则电子在O点受到的洛伦兹力为；当M处长直导线移至P处时，O点合磁感应强度大小为，电子在O点受到的洛伦兹力为，则与之比为，B正确。
11．答案：AC
解析：由题图乙可知，正的试探电荷在B点受到的电场力方向沿x轴负方向，则B点电场强度方向一定沿x轴负方向，A正确；由题图乙可知，正的试探电荷在A点受到的电场力方向沿x轴正方向，则A点电场强度方向一定沿x轴正方向，两点电场强度方向相反，B错误；根据电场强度定义式可知，题图乙中图线的斜率绝对值表示该点的电场强度大小，可知A点的电场强度大小大于B点的电场强度大小，C正确；负点电荷产生的电场方向由无穷远处指向点电荷，由于A点电场强度方向沿x轴正方向，故点电荷Q不可能在A点的左侧，D错误.
12．答案：AD
解析：等差等势线的密度体现场强的大小，由题图可知N点的等差等势线比M点的更密，则N点的电场强度大小比M点的大，故A正确；沿着电场线方向电势逐渐降低，由题图可知电场线由N指向Q，则Q为负电荷，故B错误；沿着电场线方向电势逐渐降低，结合各等势线的电势高低关系可知M点的电场方向沿x轴正方向，故C错误；M点与N点等势，均为0 V，P点与N点之间有四个等势线间隔，而相邻等势面的电势差为3 V，则P点与M点的电势差为12 V，故D正确。
13．答案：(1)10
(2)a
(3)0.7
(4)2700.0
(5)增大
(6)0.074；10
解析：(1)灯泡的额定电流为0.3 A，当流过灯泡的电流为300 mA时，假设滑动变阻器的滑片位于b端，灯泡两端的电压为额定电压2.5 V，则两端的电压，定值电阻，故选择定值电阻时其阻值不能超过11.7 Ω，故应选取阻值为10 Ω的定值电阻.
(2)滑动变阻器采用分压式接法，为保护电路，应让小灯泡分压为零，在闭合开关前，应将滑片置于a端.
(3)由题图(b)可知时，，则.
(4)由题意可知，，解得，故应将电阻箱调为2700.0 Ω.
(5)通过(b)图及表格可知，随着U增加，I增加，图线中各点与坐标原点的连线的斜率逐渐增大，故灯丝的电阻增大.
(6)由表格可知时，，则小灯泡两端电压，所以，当时，，则小灯泡两端电压，所以，所以.
14．答案：(1)15.0
(3)
(5)1.54；1.1
(6)5.19
解析：(1)定值电阻与电压表并联，总电阻，干路允许的最大电流为，电路中总电阻最小值约为，闭合开关前电阻箱接入电路的电阻值，因此闭合开关前电阻箱接入电路的电阻值选15.0 Ω；
(3)电路中总电流为，整理得；
(5)根据(3)中得到的关系式，代入数据可得，延长图线，得到图线与纵轴交点为，得，图线斜率为，解得；
(6)若将题图(a)中的电压表当成理想电压表，则电路中电流为，整理得图线斜率为，解得，.
15．答案：(1)
(2)1.2 m；67.5 N，方向与竖直方向成37°角斜向右下
(3)75 N，方向与竖直方向成37°角斜向左下
解析：(1)对小球受力分析，小球所受电场力水平向右，且小球始终沿轨道运动，根据牛顿第二定律有，
解得.
(2)若小球恰好能到达C点，在C点，由牛顿第二定律有，
从释放到到达C点，由动能定理得
联立解得.
设小球于B点右侧某位置达到最大速度，该位置和圆心连线与竖直方向成α角，则该位置小球对轨道的压力最大，由受力分析得，解得.
由释放点到该位置的过程，由动能定理，有，
解得，
对该位置，由牛顿第二定律得，
解得，
由牛顿第三定律得小球对轨道的最大压力大小为67.5 N，方向与竖直方向成37°角斜向右下.
(3)设小球于B点左侧D处达到最大速度，D与圆心O的连线与竖直方向的夹角为β，同(2)解得，
沿如图所示OD方向，若小球能到达C点，应能先通过E点(等效最高点)，当小球恰好通过E点时，受力分析得
解得.
小球由D到E过程，由动能定理得，
其中，解得，
对小球经过D点，由牛顿第二定律得，
解得，
由牛顿第三定律得小球运动过程中对轨道的最大压力大小为75 N，方向与竖直方向成37°角斜向左下.
16、
（1）答案：
解析：粒子运动半径为R时，，且
解得
（2）答案：
解析：粒子被加速n次达到动能，则
粒子在狭缝间做匀加速运动，设n次经过狭缝的总时间为，加速度，则有
又有
解得
17．答案：（1）见解析
（2）1.875 m
解析：（1）A与B碰撞后粘在一起形成新滑板，规定水平向右为正方向，根据动量守恒定律有
解得
由于，所以，即新滑板的速度大小为，方向水平向右。
C与D碰撞后粘在一起形成新物块，规定水平向右为正方向，根据动量守恒定律有
解得
由于，所以，即新物块的速度大小为，方向水平向右。
（2）若，代入（1）中结果得
新物块与新滑板组成的系统动量守恒，从碰撞后瞬间到新物块与新滑板达到共速的过程中，根据动量守恒定律有
解得
根据功能关系有
解得从碰后到相对静止过程两者的相对位移大小
24.0
46.0
76.0
110.0
128.0
152.0
184.0
216.0
250.0
140.0
160.0
180.0
200.0
220.0
240.0
260.0
280.0
300.0
一、单选题
1．如图，四根完全相同的均匀带正电绝缘长棒对称放置在长方体的四条长边上.移去a处的绝缘棒，假定另外三根绝缘棒电荷分布不变.关于长方体几何中心O点处电场强度方向和电势的变化，下列说法正确的是( )
A.电场强度方向垂直指向a，电势减小B.电场强度方向垂直指向c，电势减小
C.电场强度方向垂直指向a，电势增大D.电场强度方向垂直指向c，电势增大
2．如图所示的电路中，闭合开关S，灯正常发光.由于电路突然出现故障，发现灯变亮，灯变暗，电流表的读数变小，则发生的故障可能是（电源内阻不计）( )
A.断路B.断路C.短路D.短路
3．对磁现象的研究中有一种“磁荷观点”.人们假定，在N极上聚集着正磁荷，在S极上聚集着负磁荷，由此可以将磁现象与电现象类比，得出一系列相似的定律，引入相似的概念.例如磁的库仑定律、磁场强度、磁偶极矩等，在“磁荷观点”中磁场强度定义：其大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值，其方向与正磁荷在该处所受磁场力方向相同.则一个磁荷量为6 N·m/A（磁荷量的单位是“牛·米每安”）的磁荷在磁场强度为3 A/m（磁场强度的单位是“安每米”）的磁场中受到的磁场力为( )
A.18 NB.0.5 NC.2 ND.3 N
4．“雪如意”是我国首座国际标准跳台滑雪场地。跳台滑雪运动中，裁判员主要根据运动员在空中的飞行距离和动作姿态评分。运动员在进行跳台滑雪时大致经过四个阶段：①助滑阶段，运动员两腿尽量深蹲，顺着助滑道的倾斜面下滑；②起跳阶段，当进入起跳区时，运动员两腿猛蹬滑道快速伸直，同时上体向前伸展；③飞行阶段，在空中运动员保持身体与滑雪板基本平行、两臂伸直贴放于身体两侧的姿态；④着陆阶段，运动员落地时两腿屈膝，两臂左右平伸。下列说法正确的是( )
A.助滑阶段，运动员深蹲是为了减小与滑道之间的摩擦力
B.起跳阶段，运动员猛蹬滑道主要是为了增加向上的速度
C.飞行阶段，运动员所采取的姿态是为了增加水平方向的速度
D.着陆阶段，运动员两腿屈膝是为了减少与地面的作用时间
5．如图所示，质量分别为m和的小物块P和Q，用轻质弹簧连接后放在水平地面上，P通过一根水平轻绳连接到墙上。P的下表面光滑，Q与地面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用水平拉力将Q向右缓慢拉开一段距离，撤去拉力后，Q恰好能保持静止。弹簧形变始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为k，重力加速度大小为g。若剪断轻绳，P在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为( )
A.B.C.D.
6．某同学为了研究水波的传播特点，在水面上放置波源和浮标，两者的间距为L。时刻，波源开始从平衡位置沿y轴在竖直方向做简谐运动，产生的水波沿水平方向传播（视为简谐波），时刻传到浮标处使浮标开始振动，此时波源刚好位于正向最大位移处，波源和浮标的振动图像分别如图中的实线和虚线所示，则( )
A.浮标的振动周期为B.水波的传播速度大小为
C.时刻浮标沿y轴负方向运动D.水波的波长为
7．完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮。2021年12月，在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，在过球心O的平面内，用单色平行光照射这一水球。下列说法正确的是( )
A.此单色光从空气进入水球，频率一定变大
B.此单色光从空气进入水球，频率一定变小
C.若光线1在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射
D.若光线2在N处发生全反射，光线1在M处一定发生全反射
8．如图所示，两光屏间放有两个透振方向相互平行的偏振片，现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到偏振片P上，再通过偏振片Q。现以光的传播方向为轴使偏振片P由图示位置旋转90°，下列说法正确的是( )
A.间为偏振光B.间为自然光
C.间的光线亮度逐渐变暗D.光屏N上的光线亮度逐渐变暗
9．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B。L形导线通以恒定电流I，放置在磁场中。已知ab边长为，与磁场方向垂直，bc边长为l，与磁场方向平行。该导线受到的安培力为( )
A.0B.C.D.
10．如图所示，MN和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，在O点存在沿垂直纸面向里匀速运动的电子束，。在处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的电子受到的洛伦兹力大小为。若将M处长直导线移至P处，则O点的电子受到的洛伦兹力大小为，则与之比为( )
A.B.C.1:1D.1:2
二、多选题
11．如图甲所示，真空中有一带负电的点电荷Q，固定在x轴上的某处，在坐标轴上的两点分别放置正的试探电荷（电荷量可调），其受到的静电力F跟试探电荷的电荷量q的关系如图乙中所示.取沿x轴正方向为静电力F的正方向，下列说法正确的是( )
A.B点电场强度方向一定沿x轴负方向
B.两点电场强度方向可能相同
C.A点的电场强度大小大于B点的电场强度大小
D.点电荷Q可能在A点的左侧
12．如图为两点电荷的电场等势面分布示意图，位于x轴上，相邻等势面的电势差为3 V。若x轴上的M点和N点位于0 V等势面上，P为某等势面上一点，则( )
A.N点的电场强度大小比M点的大B.Q为正电荷
C.M点的电场方向沿x轴负方向D.P点与M点的电势差为12 V
三、实验题
13．某同学用图（a）所示电路探究小灯泡的伏安特性，所用器材有：小灯泡（额定电压2.5 V，额定电流0.3 A）、电压表（量程300 mV，内阻300 Ω）、电流表（量程300 mA，内阻0.27 Ω）、定值电阻、滑动变阻器（阻值0~20 Ω）、电阻箱（最大阻值9999.9 Ω）、电源E（电动势6 V，内阻不计）、开关S、导线若干.完成下列填空：
（1）有3个阻值分别为10 Ω、20 Ω、30 Ω的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在0~300 mA的曲线，应选取阻值为________Ω的定值电阻；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的_______（填“a”或“b”）端；
（3）在流过电流表的电流较小时，将电阻箱的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读取电压表和电流表的示数，结果如图（b）所示.当流过电流表的电流为10 mA时，小灯泡的电阻为_______Ω（保留1位有效数字）；
（4）为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3 V，该同学经计算知，应将的阻值调整为_______Ω；然后调节滑动变阻器，测得数据如下表所示：
（5）由图（b）和上表可知，随流过小灯泡电流的增加，其灯丝的电阻_______（填“增大”“减小”或“不变”）；
（6）该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为160 mA，可得此时小灯泡的电功率_______W（保留2位有效数字）；当流过电流表的电流为300 mA时，小灯泡的电功率为，则_______（保留至整数）.
14．一实验小组利用图（a）所示的电路测量一电池的电动势E（约1.5 V）和内阻r（小于2 Ω）.图中电压表量程为1 V，内阻；定值电阻；电阻箱R，最大阻值为999.9 Ω；S为开关.按电路图连接电路.完成下列填空：
（1）为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以选_______Ω（填“5.0”或“15.0”）；
（2）闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表的相应读数U；
（3）根据图（a）所示电路，用和r表示，得_______；
（4）利用测量数据，作图线，如图（b）所示；
（5）通过图（b）可得_______V（保留2位小数），_______Ω（保留1位小数）；
（6）若将图（a）中的电压表当成理想电表，得到的电源电动势为，由此产生的误差为_______%.
四、计算题
15．如图所示，光滑斜面与光滑竖直圆弧轨道相切于A点，B点为圆弧轨道的最低点，C点为圆弧轨道的最高点，整个空间存在水平向左的匀强电场.一质量为、电荷量为的带电小球从斜面上由静止释放，小球始终能沿轨道运动.已知电场强度，斜面与水平方向的夹角，圆弧轨道半径取，，.
（1）求刚释放小球时小球的加速度a的大小；
（2）若小球恰能到达C点，求释放点到A点的距离s及此运动过程中小球对轨道的最大压力.
（3）若电场方向反向，大小不变，小球能到达C点，试求小球运动过程中对轨道的最大压力.
16．回旋加速器的工作原理如图甲所示，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间狭缝的间距为d，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，被加速粒子的质量为m，电荷量为，加在狭缝间的交变电压如图乙所示，电压值的大小为，周期。一束该种粒子在时间内从A处均匀地飘入狭缝，其初速度视为零。现考虑粒子在狭缝中的运动时间，假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动，不考虑粒子间的相互作用。求：
（1）出射粒子的动能；
（2）粒子从飘入狭缝至动能达到所需的总时间。
17．如图，光滑水平面上有两个等高且足够长的滑板A和B，质量分别为1 kg和2 kg，A右端和B左端分别放置物块C和D，物块的质量均为1 kg，A和C以相同速度向右运动，B和D以相同速度向左运动，在某时刻发生碰撞，作用时间极短，碰撞后C与D粘在一起形成一个新物块，A与B粘在一起形成一个新滑板，物块与滑板之间的动摩擦因数均为。重力加速度大小取。求：
（1）若，新物块和新滑板速度的大小和方向；
（2）若，从碰撞后到新物块与新滑板相对静止过程两者相对位移的大小。
参考答案
1．答案：A
解析：从右侧观察，作出带电绝缘棒在O点处产生的电场强度方向如图所示，因为绝缘棒完全相同，所以四根绝缘棒在O点处产生的电场强度大小相等，设每根绝缘棒在O点处产生的电势为，开始时，O点处电场强度为零，电势，移去a处的绝缘棒后，三处的绝缘棒在O点处产生的合电场强度与a处的绝缘棒在O点处产生的电场强度大小相等、方向相反，即电场强度方向垂直指向a，O点处的电势，电势减小，A正确.
2．答案：A
解析：简化电路如图所示.若断路，则电路中总电阻增大，总电流减小，右侧部分总电阻不变，则右侧分压将减小，电流表A的读数变小，灯变暗，灯两端的电压将增大，则灯将变亮，A正确；若断路，则电路中总电阻增大，总电流减小，可知变暗，故B错误；若短路，则被短路，电路中总电阻将减小，电路中电流增大，灯两端的电压增大，变亮，两端的电压减小，灯变暗，总电流变大，通过的电流变小，则电流表的读数将增大，故C错误；若短路，则电路中总电阻减小，电路中电流增大，变亮，两端的电压减小，故变暗，总电流变大，通过的电流变小，则电流表A的示数增大，故D错误.
3．答案：A
解析：磁荷在磁场中受到的磁场力磁场强度×磁荷量，故选项A正确.
4．答案：B
解析：助滑阶段，运动员深蹲是为了减小与空气之间的摩擦力，A错误；起跳阶段，运动员猛蹬滑道，增大了滑道对人的作用力，根据动量定理可知，在相同时间内，增加了向上的速度，B正确；飞行阶段，运动员所采取的姿态是为了增大受到的升力，C错误；着陆阶段，运动员两腿屈膝下蹲可以延长落地时间，根据动量定理可知，可以减少身体受到的平均冲击力，D错误。
5．答案：C
解析：设轻质弹簧原长为向右缓慢移动并恰好静止时，轻质弹簧形变量为。由于最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则有，解得。剪断轻绳后，P向右运动，之后以轻质弹簧处于原长时的位置为中心，在水平方向做简谐运动，则P在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为，选项C正确。
6．答案：A
解析：由振动图像可知，波源在时刻开始向上振动，时间内波源从平衡位置运动到正向最大位移处，则有，浮标的振动周期等于波源的振动周期，为，A正确；波经过时间传到距离为L的浮标处，则波速，B错误；由虚线图像可知，浮标在时刻沿y轴正方向运动，C错误；水波的波长为，D错误。故选A。
7．答案：C
解析：单色光由空气进入水球，光的频率并不发生改变，AB错误；由光路图可知，光线2在N点的入射角大于光线1在M点的入射角，若光线1在M点发生全反射，则光线2的入射角一定大于临界角，则光线2一定能在N点发生全反射，C正确；若光线2在N点发生全反射，光线1在M点不一定发生全反射，D错误。
8．答案：D
解析：间为自然光，经过偏振片P后变为偏振光，间为偏振光，A、B错误；偏振片P由图示位置旋转90°的过程中，间的光线亮度不变，屏上光线亮度逐渐变暗，当偏振片P与偏振片Q垂直时，光屏上最暗，C错误，D正确。故选D。
9．答案：C
解析：
10．答案：B
解析：设移动前每根导线在O点产生的磁感应强度大小为，方向竖直向下，则电子在O点受到的洛伦兹力为；当M处长直导线移至P处时，O点合磁感应强度大小为，电子在O点受到的洛伦兹力为，则与之比为，B正确。
11．答案：AC
解析：由题图乙可知，正的试探电荷在B点受到的电场力方向沿x轴负方向，则B点电场强度方向一定沿x轴负方向，A正确；由题图乙可知，正的试探电荷在A点受到的电场力方向沿x轴正方向，则A点电场强度方向一定沿x轴正方向，两点电场强度方向相反，B错误；根据电场强度定义式可知，题图乙中图线的斜率绝对值表示该点的电场强度大小，可知A点的电场强度大小大于B点的电场强度大小，C正确；负点电荷产生的电场方向由无穷远处指向点电荷，由于A点电场强度方向沿x轴正方向，故点电荷Q不可能在A点的左侧，D错误.
12．答案：AD
解析：等差等势线的密度体现场强的大小，由题图可知N点的等差等势线比M点的更密，则N点的电场强度大小比M点的大，故A正确；沿着电场线方向电势逐渐降低，由题图可知电场线由N指向Q，则Q为负电荷，故B错误；沿着电场线方向电势逐渐降低，结合各等势线的电势高低关系可知M点的电场方向沿x轴正方向，故C错误；M点与N点等势，均为0 V，P点与N点之间有四个等势线间隔，而相邻等势面的电势差为3 V，则P点与M点的电势差为12 V，故D正确。
13．答案：(1)10
(2)a
(3)0.7
(4)2700.0
(5)增大
(6)0.074；10
解析：(1)灯泡的额定电流为0.3 A，当流过灯泡的电流为300 mA时，假设滑动变阻器的滑片位于b端，灯泡两端的电压为额定电压2.5 V，则两端的电压，定值电阻，故选择定值电阻时其阻值不能超过11.7 Ω，故应选取阻值为10 Ω的定值电阻.
(2)滑动变阻器采用分压式接法，为保护电路，应让小灯泡分压为零，在闭合开关前，应将滑片置于a端.
(3)由题图(b)可知时，，则.
(4)由题意可知，，解得，故应将电阻箱调为2700.0 Ω.
(5)通过(b)图及表格可知，随着U增加，I增加，图线中各点与坐标原点的连线的斜率逐渐增大，故灯丝的电阻增大.
(6)由表格可知时，，则小灯泡两端电压，所以，当时，，则小灯泡两端电压，所以，所以.
14．答案：(1)15.0
(3)
(5)1.54；1.1
(6)5.19
解析：(1)定值电阻与电压表并联，总电阻，干路允许的最大电流为，电路中总电阻最小值约为，闭合开关前电阻箱接入电路的电阻值，因此闭合开关前电阻箱接入电路的电阻值选15.0 Ω；
(3)电路中总电流为，整理得；
(5)根据(3)中得到的关系式，代入数据可得，延长图线，得到图线与纵轴交点为，得，图线斜率为，解得；
(6)若将题图(a)中的电压表当成理想电压表，则电路中电流为，整理得图线斜率为，解得，.
15．答案：(1)
(2)1.2 m；67.5 N，方向与竖直方向成37°角斜向右下
(3)75 N，方向与竖直方向成37°角斜向左下
解析：(1)对小球受力分析，小球所受电场力水平向右，且小球始终沿轨道运动，根据牛顿第二定律有，
解得.
(2)若小球恰好能到达C点，在C点，由牛顿第二定律有，
从释放到到达C点，由动能定理得
联立解得.
设小球于B点右侧某位置达到最大速度，该位置和圆心连线与竖直方向成α角，则该位置小球对轨道的压力最大，由受力分析得，解得.
由释放点到该位置的过程，由动能定理，有，
解得，
对该位置，由牛顿第二定律得，
解得，
由牛顿第三定律得小球对轨道的最大压力大小为67.5 N，方向与竖直方向成37°角斜向右下.
(3)设小球于B点左侧D处达到最大速度，D与圆心O的连线与竖直方向的夹角为β，同(2)解得，
沿如图所示OD方向，若小球能到达C点，应能先通过E点(等效最高点)，当小球恰好通过E点时，受力分析得
解得.
小球由D到E过程，由动能定理得，
其中，解得，
对小球经过D点，由牛顿第二定律得，
解得，
由牛顿第三定律得小球运动过程中对轨道的最大压力大小为75 N，方向与竖直方向成37°角斜向左下.
16、
（1）答案：
解析：粒子运动半径为R时，，且
解得
（2）答案：
解析：粒子被加速n次达到动能，则
粒子在狭缝间做匀加速运动，设n次经过狭缝的总时间为，加速度，则有
又有
解得
17．答案：（1）见解析
（2）1.875 m
解析：（1）A与B碰撞后粘在一起形成新滑板，规定水平向右为正方向，根据动量守恒定律有
解得
由于，所以，即新滑板的速度大小为，方向水平向右。
C与D碰撞后粘在一起形成新物块，规定水平向右为正方向，根据动量守恒定律有
解得
由于，所以，即新物块的速度大小为，方向水平向右。
（2）若，代入（1）中结果得
新物块与新滑板组成的系统动量守恒，从碰撞后瞬间到新物块与新滑板达到共速的过程中，根据动量守恒定律有
解得
根据功能关系有
解得从碰后到相对静止过程两者的相对位移大小
24.0
46.0
76.0
110.0
128.0
152.0
184.0
216.0
250.0
140.0
160.0
180.0
200.0
220.0
240.0
260.0
280.0
300.0
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