浙江省台州市2022-2023高二上学期期末考试物理试题（原卷版+解析版）

台州市2022学年第一学期高二年级期末质量评估试题
物理
注意事项：
1．本卷共8页，21小题，满分100分，考试时间90分钟；
2．用蓝、黑色水笔书写答案，考试结束只需将答题卷交回；
3．本卷中重力加速度均取。
选择题部分
一、选择题Ⅰ（本题共12小题，每小题3分，共36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. 下列采用国际单位制基本单位表示磁感应强度单位的是（　　）
A. B. C. D.
2. 下列说法正确的是（　　）
A. 不适用于计算电动机产生的焦耳热
B. 洛伦兹力的方向与带电粒子的速度方向一定垂直
C. 纯电阻电路中电源的输出功率越大，电源的效率越高
D. 通电导线放入磁场中不受安培力，说明该处磁感应强度为零
3. 许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，下列选项中说法正确的是（　　）
A. 欧姆发现了欧姆定律，揭示了热与电的联系
B. 楞次发现了电流的磁效应，揭示了电与磁的联系
C. 法拉第发现总结了电磁感应定律，揭示了磁与电的联系
D. 赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论
4. 台州市运动员黄雨婷在2022年国际射联射击世锦赛中创造历史，勇夺世锦赛两金一银，并收获两张奥运会入场券。如图是黄雨婷参加10米气步枪个人赛。下列说法正确的是（　　）
A. 子弹在空中飞行过程中，重力的冲量为零
B. 子弹在空中飞行过程中，机械能不守恒
C. 扣动扳机后，子弹和枪整体机械能守恒
D. 扣动扳机后，子弹和枪整体水平方向动量守恒
5. 下列说法中正确的是（　　）
A. 在电路中，电流的方向总是从高电势流向低电势
B. 给电容器充电时，电流从正极板流出，流入负极板
C. 单位时间内通过导体截面的电量越大，电流就越大
D. 物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向，故电流是矢量
6. 如图，有市民带着金属探测仪探测埋在河滩沙石下的古铜钱等。对此，有关文物部门发布通告，严禁任何个人以任何形式进行水下文物考古调查、勘探、发掘等活动。“金属探测仪”装置主要应用物理原理与下面装置应用原理相同的是（　　）
A. 高频冶炼 B. 微波炉
C. 高压电工服 D. 电吹风
7. 如图所示，是单针头静电纺丝装置示意图，静电纺丝装置主要分为三个部分：高压直流电源、喷丝装置和目标接地收集板。喷丝头与接地收集板间一般接有电压，它们之间形成强电场，以便对喷头喷出的带电聚合物进行高倍拉伸纺丝，图中虚线为电场线，位于平行于收集板的同一直线上。下列说法正确的是（　　）
A. 两点电场强度相同
B. 电场中电势差
C. 负电荷在点的电势能小于其在点的电势能
D. 在点静止释放一电子，仅在电场力作用下将沿着虚线运动
8. 2022年卡塔尔世界杯，中国制造大放异彩，其中卡塔尔首座光伏电站由“中国电建”建设。光伏发电作为清洁电能已广泛应用，如图为某太阳能电池板，每块电池板的面积为。晴天时，电池板每平方米每秒接收到的太阳能为，电池板的光电转化效率为。下列说法正确的是（　　）
A. 太阳能的利用，说明能量可以创生
B. 电池板的光电转化效率25%表示此过程能量不守恒
C. 晴天时太阳照射，每块电池板产生的电能
D. 晴天时的一天，一块电池板产生的电能可供10盛的白炽灯正常工作约
9. 地球是一个巨大的磁体，台州地区地表附近的磁感应强度大约为，忽略磁偏角影响，在该地区下列说法正确的是（　　）
A. 某中学电学实验室指南针静止时N极都指向地理南极
B. 物理课上，老师在讲台上静置一带正电小球，该小球受到洛伦兹力指向地理北极
C. 某同学正在直道上向北骑行自行车，轮胎金属辐条上离轴越远电势越高
D. 某同学正在直道上向北骑行自行车，则车头金属横梁的左侧把手电势高
10. 如图为某款配送机器人内部电路结构简化图，正常工作时电源输出电压为，输出电流为，内阻不可忽略。整机净重，在某次配送服务时载重，匀速行驶速度为，行驶过程中受到的阻力大小为总重力的0.2倍。不计电动机的摩擦损耗，则下列说法正确的是（　　）
A. 正常工作时电源的总功率为 B. 匀速运行时的机械功率为
C. 该机器人内部热功率为 D. 该电动机的线圈电阻为
11. 某同学利用电流传感器设计了图1所示的电路来观察电容器充、放电过程，电源电动势为，内阻。先将开关S接1，待充电完成后，把开关S与2接通，电容器通过电阻R放电，电流传感器将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的图像如图2所示。下列说法正确的是（　　）
A. 全部放电过程中释放的电荷量约为
B. 只减小电阻R，放电时间将变短
C. 只减小电阻R，新得到的曲线与横轴所围面积变小
D. 只减小电阻R，新得到的曲线与纵轴的交点值变小
12. 如图，粗细均匀的正方形线框由相同材质的金属导线连接而成，边长为L。恒流源（电源未画出）的两端与顶点a、d相连，线框通过从a点流入d点流出的恒定电流I。整个装置处于垂直于线框的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。线框以边为轴从图示位置转过的过程中，则（　　）
A. 图示位置正方形线框受到安培力为
B. 转过时，线框平行磁场不受安培力作用
C. 转动过程中，线框受到安培力的大小一直减小
D. 转动过程中，线框受到安培力的方向不断变化
二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题3分，共9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3分，选对但不选全的得1分，有选错的得0分）
13. 锡纸取火是直接用适当宽度的锡纸条两端接入电池正负极，锡纸条形状如图所示。已知锡纸条上ab、bc、cd段长度相等，下列说法正确的是（　　）
A. 三段中ab段功率最大，易熔断
B. 三段中cd段锡纸体积大，电阻大
C. 三段中自由电荷定向移动速度相同
D. 锡的电阻较小，直接与电池正负极相连，容易造成烧伤危险
14. 如图所示，三根完全相同的轻质绝缘细杆，通过金属铰链组合成支架，杆可绕铰链自由转动，每根杆下端分别固定有带电小球，支架静放在绝缘粗糙的水平桌面上。已知三根细杆对称分布，与竖直方向的夹角均为，长为。质量均为，电荷量均为且可看成点电荷。静电力常量为，。则（　　）
A. A球受到5个力作用
B. A球受到桌面的摩擦力方向垂直指向
C. 每根杆对P球的作用力大小为
D. 同时减小杆与竖直方向夹角时，小球对桌面的压力减小
15. 图为神舟十五号与神舟十四号航天员“顺利会师”太空合影。由于在空间站运行轨道上存在密度为的均匀稀薄气体，为了维持空间站做匀速圆周运动，需要对空间站施加一个与速度方向相同的推动力。若稀薄气体相对地心静止，碰到空间站后气体立刻与空间站速度相同。已知空间站垂直速度方向的面积为S，离地面高度为，地球半径为，地球表面的重力加速度为。则（　　）
A. 空间站运行速度为 B. 空间站推动力发动机功率为0
C. 单位时间内推动的空气质量为 D. 对空间站施加动力的大小为
三、非选择题（本题共6小题，共55分）
16. 某实验小组在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，从实验室器材柜中发现有以下8种器材可选用。
①检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系时，需要选用的实验仪器是______（多选）。
②若按要求连接好实验电路，将电流表与线圈组成一个闭合回路，当N极插入线圈时，电流表的指针向右偏转。则条形磁铁的S极插入线圈的过程中，电流表的指针向______偏转（选填“左”或“右”）。
17. 图1是用气垫导轨“验证动量守恒定律”的装置（实物、示意图），气垫导轨上安装了光电门1、光电门2两个光电门，两滑块上均固定竖直遮光条。
①小组成员用游标卡尺测得滑块A上遮光条的宽度如图2所示，则______；
②实验前需调节导轨水平，接通气源后，给滑块一初速度，使它从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门2的时间大于通过光电门1的时间。为达到实验要求，可调节旋钮Q使轨道右端______（选填“升高”或“降低”）一些；
③若滑块A和遮光条的总质量为，A遮光条宽度为，滑块B和遮光条的总质量为，B遮光条宽度为。将滑块B静置于两光电门之间，滑块A静置于光电门1右侧，给滑块A一向左初速度，经过光电门1并与B发生碰撞，碰后A被弹回，再次经过光电门1，B经过光电门2后被锁定。光电门1先后记录的挡光时间为、，光电门2记录的挡光时间为。实验中两滑块的质量应满足______（选填“＞”、“＜”或“＝”）。若滑块A、B碰撞过程动量守恒，满足的表达式______（请用题目中给出的已知量字母表示）。
18. 某同学在“练习使用多用电表”实验中测量一只如图1所示白炽灯泡（，）的电阻。
①在使用前发现电表指针位置如图2所示，该同学应该调节哪个位置______（选“A”或“B”）。
②该同学选择合适倍率测量灯泡的电阻，正确操作后，指针示数如图3所示，则多用电表欧姆挡选择的是______（选“”或“”）。
19. 如图是实验室一款方块叠层电池，某同学测量该电池的电动势和内阻（电动势约和内阻约），准备了如下器材：
电流表A（量程为，内阻为），
电阻箱（最大阻值为），
电阻箱（最大阻值为），
开关S和导线若干
①由于电流表的量程太小，需将电流表改装成量程为的电压表，则电流表应与电阻箱______（选填“并联”“串联”“并联”或“串联”），并将该电阻箱的阻值调为______。
②请在答题卷中连接完整实物图。______
③调节另一只电阻箱的阻值，读出相应电流表示数，获得多组数据，分别计算出和的值，并将其描在坐标中（如图所示）。若不考虑电表分流对电路的影响，则根据图可得该电池的电动势______V，内阻______。（结果保留3位有效数字）
20. 如图所示，将质量为的带电小球P用绝缘细线悬挂在点，小球离地高度。空间有足够大的方向水平向右、大小为的匀强电场，小球处于静止状态，细线与竖直方向成。现把细线剪断，小球落在地面上。（）
（1）求小球所带的电荷量大小；
（2）求小球静止时细线的拉力大小；
（3）求小球落地时的速度。
21. 如图所示，传送带在两半径为R的转轮A、B带动下顺时针转动，A、B距离为L。某时刻在A端轻放上一质量为M=5m的物块，当物块运动到传送带中点时，与传送带保持相对静止，物块到达B点后恰好能做平抛运动。若此时有一颗质量为m的子弹水平向右射入其中（作用时间极短），并停留在里面，一起平抛落在固定挡板CD上。以B为坐标原点，在竖直面内建立坐标系，y轴竖直向下，挡板形状满足的关系。
（1）求物块与传送带间的动摩擦因数；
（2）求物块在传送带上运动时间；
（3）求子弹初速度为何值时，物块和子弹组成的系统落在挡板上时动能最小。
22. 如图所示，倾斜放置的两足够长平行金属导轨，导轨平面与水平面的夹角为，导轨间距为，上端通过单刀双掷开关S连接有阻值为的电阻和电容的电容器，单刀双掷开关S可分别与接线柱1、2相连。两导轨间自上而下依次间隔分布着垂直斜面向上的匀强磁场区域17个，前16个相邻磁场间距均为，第17个磁场区域足够长，磁感应强度与相等。一质量、长、电阻的金属棒，初位置与磁场上边界的距离。金属棒与磁场区域及以上导轨间滑动摩擦因数，出磁场后金属棒与导轨间滑动摩擦因数。开始时开关S和接线柱1接通，将金属棒由静止释放，金属棒在前16个磁场区域中均做匀速直线运动。不计导轨电阻，金属棒与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。求：
（1）金属棒进入第1个磁场区域时的速度；
（2）磁感应强度的大小；
（3）当金属棒进入时，将开关S从1拨到2，求金属棒最后的运动速度大小。
23. 如图所示，空间直角坐标系中，M、N为竖直放置两金属板构成的加速器，两板间电压为。荧光屏位于平面上，虚线分界面将金属板N、荧光屏Q间的区域分为宽度均为d的Ⅰ、Ⅱ两部分，与平面平行，连线与轴重合。区域Ⅰ、Ⅱ内分别充满沿轴负方向的匀强磁场和轴正方向匀强电场，磁感应强度大小为、电场强度大小为。一质量为、电荷量为的粒子，从M板上的点静止释放，经加速器加速后从N板上的孔射出，最后打在荧光屏Q上。不考虑粒子的重力，足够大，不计M、N间的边缘效应。求：
（1）粒子在点速度大小及在磁场中做圆周运动的半径；
（2）粒子经过分界面时到轴的距离；
（3）粒子打到若光屏Q上的位置，用坐标（表示）。台州市2022学年第一学期高二年级期末质量评估试题
物理
注意事项：
1．本卷共8页，21小题，满分100分，考试时间90分钟；
2．用蓝、黑色水笔书写答案，考试结束只需将答题卷交回；
3．本卷中重力加速度均取。
选择题部分
一、选择题Ⅰ（本题共12小题，每小题3分，共36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. 下列采用国际单位制基本单位表示磁感应强度单位的是（　　）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】磁感应强度为磁感应强度单位为T，则有
1T===1
故选A。
2. 下列说法正确的是（　　）
A. 不适用于计算电动机产生的焦耳热
B. 洛伦兹力的方向与带电粒子的速度方向一定垂直
C. 纯电阻电路中电源的输出功率越大，电源的效率越高
D. 通电导线放入磁场中不受安培力，说明该处磁感应强度为零
【答案】B
【解析】
【详解】A．焦耳定律适用于任何电路中的焦耳热的计算，故A错误；
B．由左手定则可知，洛伦兹力的方向与带电粒子的速度方向一定垂直，故B正确；
C．由效率的表达式
可知，外阻越大，电源的效率越高。但当电源的输出功率最大时，外阻、内阻阻值相等，此时效率只有50%，故C错误。
D．通电导线平行放在某处不受安培力作用，可能是电流的方向与磁场方向平行，该处的磁感应强度不一定为零，故D错误。
故选B。
3. 许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，下列选项中说法正确的是（　　）
A. 欧姆发现了欧姆定律，揭示了热与电的联系
B. 楞次发现了电流的磁效应，揭示了电与磁的联系
C. 法拉第发现总结了电磁感应定律，揭示了磁与电的联系
D. 赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论
【答案】D
【解析】
【详解】A．欧姆发现了欧姆定律，焦耳通过实验揭示了热与电的联系，故A错误；
B．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电与磁的联系，故B错误；
C．法拉第发现了电磁感应现象总结了产生电磁感应的条件，揭示了磁与电的联系，但韦伯和纽曼发现了电磁感应定律，故C错误；
D．麦克斯韦提出了电磁场理论，并预言了电磁波的存在，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，故D正确。
故选D。
4. 台州市运动员黄雨婷在2022年国际射联射击世锦赛中创造历史，勇夺世锦赛两金一银，并收获两张奥运会入场券。如图是黄雨婷参加10米气步枪个人赛。下列说法正确的是（　　）
A. 子弹在空中飞行过程中，重力的冲量为零
B. 子弹在空中飞行过程中，机械能不守恒
C. 扣动扳机后，子弹和枪整体机械能守恒
D. 扣动扳机后，子弹和枪整体水平方向动量守恒
【答案】B
【解析】
【详解】A．子弹在空中飞行过程中，重力的冲量不为零，故A错误；
B．子弹在空中飞行过程中，受阻力做功，机械能不守恒，故B正确；
C．扣动扳机后，有化学能转化为机械能，子弹和枪整体机械能不守恒，故C错误；
D．扣动扳机后，子弹和枪整体受肩膀的作用力，水平方向动量不守恒，故D错误；
故选B。
5. 下列说法中正确的是（　　）
A. 在电路中，电流的方向总是从高电势流向低电势
B. 给电容器充电时，电流从正极板流出，流入负极板
C. 单位时间内通过导体截面的电量越大，电流就越大
D. 物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向，故电流是矢量
【答案】C
【解析】
【详解】A．在外电路中，电流的方向总从高电势流向低电势；在电源内部，电流的方向从低电势流向高电势，故A错误；
B．给电容器充电时，电流从负极板流出，流入正极板，故B错误；
C．由电流强度的定义可知，单位时间内通过导体截面的电量越大，电流就越大，故C正确；
D．物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向，虽然电流有方向，但是它的运算不适用于平行四边形法则，所以电流是标量，故D错误。
故选C。
6. 如图，有市民带着金属探测仪探测埋在河滩沙石下的古铜钱等。对此，有关文物部门发布通告，严禁任何个人以任何形式进行水下文物考古调查、勘探、发掘等活动。“金属探测仪”装置主要应用物理原理与下面装置应用原理相同的是（　　）
A. 高频冶炼 B. 微波炉
C. 高压电工服 D. 电吹风
【答案】A
【解析】
【详解】A．“金属探测仪”装置利用了电磁感应的原理，高频冶炼也利用了电磁感应原理，故A正确；
B．微波炉是利用电磁波加热原理，没有利用电磁感应，故B错误；
C．高压电工服利用了静电屏蔽原理，没有利用电磁感应，故C错误；
D．电吹风利用了电机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热元件加热，形成热风后从出风口吹出，没有利用电磁感应，故D错误。
故选A。
7. 如图所示，是单针头静电纺丝装置示意图，静电纺丝装置主要分为三个部分：高压直流电源、喷丝装置和目标接地收集板。喷丝头与接地收集板间一般接有电压，它们之间形成强电场，以便对喷头喷出的带电聚合物进行高倍拉伸纺丝，图中虚线为电场线，位于平行于收集板的同一直线上。下列说法正确的是（　　）
A. 两点电场强度相同
B. 电场中电势差
C. 负电荷在点的电势能小于其在点的电势能
D. 在点静止释放一电子，仅在电场力作用下将沿着虚线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．电场强度是矢量，两点关于中间的直线对称，则场强的大小相同，而方向不同，则电场强度不同，故A错误；
B．由对称性可知，点电势等于点电势，而线段上电场强度均不与AB垂直，所以AB电势不同，则AC电势不同，所有
故B错误；
C．根据电源连接可知喷丝头带正电，接地收集板带负电，而等势线与电场线总是垂直，根据等势线的分布可知
由可知，负电荷在点的电势能小于其在点的电势能，故C正确；
D．虚线是曲线，曲线上任意一点的切线方向指向了带电粒子在此处的受力方向而非速度方向，则带电粒子在静电场中无法始终沿某一条弯曲的电场线运动，即在点静止释放一电子，仅在电场力作用下不能沿着虚线运动，故D错误。
故选C。
8. 2022年卡塔尔世界杯，中国制造大放异彩，其中卡塔尔首座光伏电站由“中国电建”建设。光伏发电作为清洁电能已广泛应用，如图为某太阳能电池板，每块电池板的面积为。晴天时，电池板每平方米每秒接收到的太阳能为，电池板的光电转化效率为。下列说法正确的是（　　）
A. 太阳能的利用，说明能量可以创生
B. 电池板的光电转化效率25%表示此过程能量不守恒
C. 晴天时太阳照射，每块电池板产生的电能
D. 晴天时的一天，一块电池板产生的电能可供10盛的白炽灯正常工作约
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据能量守恒定律，能量既不能凭空消失，也不能凭空产生，只能从一个物体转移到另一个物体上，故A错误；
B．电池板的光电转化效率25%只是表示太阳能有25%能转化成电能，并不代表能量不守恒，故B错误；
C．由题意可知晴天时太阳照射2h，每块电池板的产生的电能
故C正确；
D．晴天时的一天，日照按8h计算，一块电池板产生的电能为
能让十盏60W的白炽灯工作的时间
故D错误。
故选C。
9. 地球是一个巨大的磁体，台州地区地表附近的磁感应强度大约为，忽略磁偏角影响，在该地区下列说法正确的是（　　）
A. 某中学电学实验室指南针静止时N极都指向地理南极
B. 物理课上，老师在讲台上静置一带正电小球，该小球受到洛伦兹力指向地理北极
C. 某同学正在直道上向北骑行自行车，轮胎金属辐条上离轴越远电势越高
D. 某同学正在直道上向北骑行自行车，则车头金属横梁的左侧把手电势高
【答案】D
【解析】
【详解】A．受地磁场的影响，可以在水平面自由转动的小磁针，静止时，根据N极所指的方向就是地球的北极，故A错误；
B．老师在讲台上静置一带正电小球，该小球不受洛伦兹力作用，故B错误；
C．自行车向北行驶时，辐条没有切割地磁场的磁感线，而车头金属横梁切割竖直向下的分量，根据右手定则判断可知，车头金属横梁的左侧把手电势高，故C错误，D正确；
故选D。
10. 如图为某款配送机器人内部电路结构简化图，正常工作时电源输出电压为，输出电流为，内阻不可忽略。整机净重，在某次配送服务时载重，匀速行驶速度为，行驶过程中受到的阻力大小为总重力的0.2倍。不计电动机的摩擦损耗，则下列说法正确的是（　　）
A. 正常工作时电源的总功率为 B. 匀速运行时的机械功率为
C. 该机器人内部热功率为 D. 该电动机的线圈电阻为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据
可知电源的输出功率为
由于电源的内阻不可忽略，所以正常工作时电源的总功率大于电源的输出功率，故A错误；
B．行驶过程中受到的阻力大小为
匀速行驶时牵引力和阻力相等，所以匀速运行时的机械功率为
故B错误；
C．该电动机的热功率为
机器人内部的热功率大于电动机的热功率，如还包括电源的热功率，故C错误；
D．根据
可知
故D正确。
故选D。
11. 某同学利用电流传感器设计了图1所示的电路来观察电容器充、放电过程，电源电动势为，内阻。先将开关S接1，待充电完成后，把开关S与2接通，电容器通过电阻R放电，电流传感器将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的图像如图2所示。下列说法正确的是（　　）
A. 全部放电过程中释放的电荷量约为
B. 只减小电阻R，放电时间将变短
C. 只减小电阻R，新得到的曲线与横轴所围面积变小
D. 只减小电阻R，新得到的曲线与纵轴的交点值变小
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据q=It可知，I-t图像的面积等于电容器全部放电过程中释放的电荷量，则约为
选项A错误；
B．只减小电阻R，放电的平均电流变大，则放电时间将变短，选项B正确；
C．因曲线与横轴所围面积等于电容器的带电量，则只减小电阻R，新得到的曲线与横轴所围面积不变，选项C错误；
D．只减小电阻R，开始放电时的电流变大，则新得到的曲线与纵轴的交点值变大，选项D错误。
故选B。
12. 如图，粗细均匀的正方形线框由相同材质的金属导线连接而成，边长为L。恒流源（电源未画出）的两端与顶点a、d相连，线框通过从a点流入d点流出的恒定电流I。整个装置处于垂直于线框的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。线框以边为轴从图示位置转过的过程中，则（　　）
A. 图示位置正方形线框受到安培力为
B. 转过时，线框平行磁场不受安培力作用
C. 转动过程中，线框受到安培力的大小一直减小
D. 转动过程中，线框受到安培力的方向不断变化
【答案】A
【解析】
【详解】A．粗细均匀的正方形线框由相同材质的金属导线连接而成，则有并联电路ad电阻为R，则并联电路abcd电阻为3R，可知两支路电流分别为，根据左手定则，结合对称性可知，ab边与cd边所受安培力等大方向，这两边所受安培力的合力为0，ad边与bc边所受安培力均水平向右，则线框所受安培力为
故A正确；
B．转过时，线框平行磁场，ab边与cd边中电流与磁场平行，这两边不受安培力，而ad边与bc边中电流大小不变，方向仍然与磁场垂直，即线框受到的安培力仍然为，故B错误；
CD．转动过程中，根据对称性可知，ab边与cd边所受安培力始终等大方向，这两边所受安培力的合力始终为0，而ad边与bc边中电流大小不变，方向始终与磁场垂直，即线框受到的安培力始终为，方向始终水平向右，故CD错误。
故选A。
二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题3分，共9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3分，选对但不选全的得1分，有选错的得0分）
13. 锡纸取火是直接用适当宽度的锡纸条两端接入电池正负极，锡纸条形状如图所示。已知锡纸条上ab、bc、cd段长度相等，下列说法正确的是（　　）
A. 三段中ab段功率最大，易熔断
B. 三段中cd段锡纸体积大，电阻大
C. 三段中自由电荷定向移动速度相同
D. 锡的电阻较小，直接与电池正负极相连，容易造成烧伤危险
【答案】AD
【解析】
【详解】B．根据电阻的决定式有
由于锡纸条上ab、bc、cd段长度相等，根据图形可知，ab、bc、cd段锡纸条横截面积的平均值
可知
即三段中cd段锡纸体积大，横截面积大，电阻小，故B错误；
A．三段锡纸条可以看为串联，通过三段锡纸条的电流相等，根据
由于
则有
即三段中ab段功率最大，易熔断，故A正确；
C．根据电流的微观定义式有
三段锡纸条串联关系，电流相等，由于
则有
故C错误；
D．锡电阻较小，直接与电池正负极相连，通过电路的电流较大，容易造成烧伤危险，故D正确。
故选AD。
14. 如图所示，三根完全相同的轻质绝缘细杆，通过金属铰链组合成支架，杆可绕铰链自由转动，每根杆下端分别固定有带电小球，支架静放在绝缘粗糙的水平桌面上。已知三根细杆对称分布，与竖直方向的夹角均为，长为。质量均为，电荷量均为且可看成点电荷。静电力常量为，。则（　　）
A. A球受到5个力作用
B. A球受到桌面的摩擦力方向垂直指向
C. 每根杆对P球的作用力大小为
D. 同时减小杆与竖直方向夹角时，小球对桌面的压力减小
【答案】BC
【解析】
【详解】C．对P球作受力分析如图所示
库仑力大小
由平衡条件可得
每根杆对P球的作用力大小为
故C正确；
A．对A作受力分析如图所示
由于与库仑力大小未知，则杆受力方向未知，A球受到重力、支持力、摩擦力、B、C、P的斥力作用，故A错误；
B．FBA，FCA的合力方向由A指向D，FPA在桌面方向的分力也是由A指向D，则摩擦力的方向垂直指向，故B正确；
D．将金属铰链和小球作为整体，同时减小杆与竖直方向夹角时，小球对桌面的压力仍为4mg，故D错误。
故选BC
15. 图为神舟十五号与神舟十四号航天员“顺利会师”太空合影。由于在空间站运行轨道上存在密度为的均匀稀薄气体，为了维持空间站做匀速圆周运动，需要对空间站施加一个与速度方向相同的推动力。若稀薄气体相对地心静止，碰到空间站后气体立刻与空间站速度相同。已知空间站垂直速度方向的面积为S，离地面高度为，地球半径为，地球表面的重力加速度为。则（　　）
A. 空间站运行速度为 B. 空间站推动力发动机的功率为0
C. 单位时间内推动的空气质量为 D. 对空间站施加动力的大小为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．由
可得空间站运行速度为
故A错误；
BCD．碰到稀薄气体过程中，设空间站对稀薄气体的作用力大小为F，经过t时间，以稀薄气体为对象，则有
单位时间内推动的空气质量为
根据动量定理可得
可得对空气的推力为
根据牛顿第三定律对空间站施加动力的大小为，则空间站推动力发动机的功率为
故B错误，CD正确。
故选CD。
三、非选择题（本题共6小题，共55分）
16. 某实验小组在“探究影响感应电流方向因素”实验中，从实验室器材柜中发现有以下8种器材可选用。
①检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系时，需要选用的实验仪器是______（多选）。
②若按要求连接好实验电路，将电流表与线圈组成一个闭合回路，当N极插入线圈时，电流表的指针向右偏转。则条形磁铁的S极插入线圈的过程中，电流表的指针向______偏转（选填“左”或“右”）。
【答案】 ①. ACDG ②. 左
【解析】
【详解】①[1]检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系时，只需要用干电池、电流表、电键和定值电阻组成回路即可，即需要选用的实验仪器是ACDG。
②[2]若按要求连接好实验电路，将电流表与线圈组成一个闭合回路，当N极插入线圈时，磁通量向下增加，此时电流表的指针向右偏转。则条形磁铁的S极插入线圈的过程中，磁通量向上增加，则此时电流表的指针向左偏转。
17. 图1是用气垫导轨“验证动量守恒定律”的装置（实物、示意图），气垫导轨上安装了光电门1、光电门2两个光电门，两滑块上均固定竖直遮光条。
①小组成员用游标卡尺测得滑块A上遮光条的宽度如图2所示，则______；
②实验前需调节导轨水平，接通气源后，给滑块一初速度，使它从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门2的时间大于通过光电门1的时间。为达到实验要求，可调节旋钮Q使轨道右端______（选填“升高”或“降低”）一些；
③若滑块A和遮光条的总质量为，A遮光条宽度为，滑块B和遮光条的总质量为，B遮光条宽度为。将滑块B静置于两光电门之间，滑块A静置于光电门1右侧，给滑块A一向左初速度，经过光电门1并与B发生碰撞，碰后A被弹回，再次经过光电门1，B经过光电门2后被锁定。光电门1先后记录的挡光时间为、，光电门2记录的挡光时间为。实验中两滑块的质量应满足______（选填“＞”、“＜”或“＝”）。若滑块A、B碰撞过程动量守恒，满足的表达式______（请用题目中给出的已知量字母表示）。
【答案】 ①. 0.55 ②. 升高 ③. ④.
【解析】
【详解】①[1]根据游标卡尺的读数可得，测得滑块A上遮光条的宽度为
②[2]滑块从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门2的时间大于通过光电门1的时间，说明滑块在轨道上做减速运动，即轨道的右端低左端高。为了使得滑块在轨道上做匀速直线运动，则需调节旋钮Q使轨道右端升高一些。
③[3]滑块A与静止的滑块B发生碰撞后，要滑块A运动方向反向，则要满足滑块A的质量小于滑块B的质量，即。
[4]取向左的为正方向，则碰撞前滑块A的速度为
碰撞后滑块A的速度为
，方向向右
碰撞后滑块B的速度为
则若滑块A、B碰撞过程动量守恒，满足的表达式为
18. 某同学在“练习使用多用电表”实验中测量一只如图1所示白炽灯泡（，）的电阻。
①在使用前发现电表指针位置如图2所示，该同学应该调节哪个位置______（选“A”或“B”）。
②该同学选择合适倍率测量灯泡的电阻，正确操作后，指针示数如图3所示，则多用电表欧姆挡选择的是______（选“”或“”）。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】①[1]在使用前发现电表指针位置不在电流“0”刻度线，需机械调零，应调节A；
②[2] 白炽灯泡的名牌为（，），其电阻为
由于同学使用多用电表测量灯泡电阻时，经过灯泡的电流较小，灯泡温度较低，电阻较小，只有几十欧，所以多用电表选用倍率。
19. 如图是实验室一款方块叠层电池，某同学测量该电池的电动势和内阻（电动势约和内阻约），准备了如下器材：
电流表A（量程为，内阻为），
电阻箱（最大阻值为），
电阻箱（最大阻值为），
开关S和导线若干。
①由于电流表的量程太小，需将电流表改装成量程为的电压表，则电流表应与电阻箱______（选填“并联”“串联”“并联”或“串联”），并将该电阻箱的阻值调为______。
②请在答题卷中连接完整实物图。______
③调节另一只电阻箱的阻值，读出相应电流表示数，获得多组数据，分别计算出和的值，并将其描在坐标中（如图所示）。若不考虑电表分流对电路的影响，则根据图可得该电池的电动势______V，内阻______。（结果保留3位有效数字）
【答案】 ①. 串联 ②. 44500 ③. ④. 8.90 ⑤. 19.8##19.9##20.0##20.1##20.2
【解析】
【详解】①[1]根据电表的改装，应将给电流表串联一个电阻，从而将其改装为电压表，将
的电流表改装成的9V电压表，则有
代入数据解得
可知应选串联，故填串联；
[2]应将电阻箱的阻值调为，故填；
②[3]完整实物图为
③[4][5]如图所示
由闭合电路欧姆电路得
形变得
连接数据图，如图所示
得
解得
故填8.90；
由
而图的斜率为
联立解得内阻为
故填20.0。
20. 如图所示，将质量为的带电小球P用绝缘细线悬挂在点，小球离地高度。空间有足够大的方向水平向右、大小为的匀强电场，小球处于静止状态，细线与竖直方向成。现把细线剪断，小球落在地面上。（）
（1）求小球所带的电荷量大小；
（2）求小球静止时细线的拉力大小；
（3）求小球落地时的速度。
【答案】（1）；（2）；（3），速度方向与竖直方向成
【解析】
【详解】（1）对球受力分析，有
解得
（2）对球受力分析有
解得
（3）竖直方向
得
加速度
则速度为
速度方向与竖直方向成。
21. 如图所示，传送带在两半径为R的转轮A、B带动下顺时针转动，A、B距离为L。某时刻在A端轻放上一质量为M=5m的物块，当物块运动到传送带中点时，与传送带保持相对静止，物块到达B点后恰好能做平抛运动。若此时有一颗质量为m的子弹水平向右射入其中（作用时间极短），并停留在里面，一起平抛落在固定挡板CD上。以B为坐标原点，在竖直面内建立坐标系，y轴竖直向下，挡板形状满足的关系。
（1）求物块与传送带间的动摩擦因数；
（2）求物块在传送带上运动的时间；
（3）求子弹的初速度为何值时，物块和子弹组成的系统落在挡板上时动能最小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）在B点，根据牛顿第二定律有
所以
物块从A运动到中点过程，有
解得
（2）匀加速阶段的时间为
匀速阶段的时间为
所以物块在传送带上运动的总时间为
（3）根据平抛运动的规律有
所以动能为
由此可知，当y=2R时，动能最小值，此时
所以
子弹与木块碰撞过程动量守恒，则
解得
22. 如图所示，倾斜放置的两足够长平行金属导轨，导轨平面与水平面的夹角为，导轨间距为，上端通过单刀双掷开关S连接有阻值为的电阻和电容的电容器，单刀双掷开关S可分别与接线柱1、2相连。两导轨间自上而下依次间隔分布着垂直斜面向上的匀强磁场区域17个，前16个相邻磁场间距均为，第17个磁场区域足够长，磁感应强度与相等。一质量、长、电阻的金属棒，初位置与磁场上边界的距离。金属棒与磁场区域及以上导轨间滑动摩擦因数，出磁场后金属棒与导轨间滑动摩擦因数。开始时开关S和接线柱1接通，将金属棒由静止释放，金属棒在前16个磁场区域中均做匀速直线运动。不计导轨电阻，金属棒与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。求：
（1）金属棒进入第1个磁场区域时的速度；
（2）磁感应强度的大小；
（3）当金属棒进入时，将开关S从1拨到2，求金属棒最后的运动速度大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）金属棒在非磁场区域的加速度为
根据动力学公式
解得金属棒进入第1个磁场区域时的速度为
（2）由于金属棒在非磁场区域做匀加速运动，根据动力学公式有
解得金属棒进入第16个磁场区域时的速度为
金属棒做匀速直线运动，有
金属棒中的感应电流为
解得磁感应强度的大小为
（3）由于金属棒在磁场区域中，根据动量定理有
对电容器有
解得
23. 如图所示，空间直角坐标系中，M、N为竖直放置的两金属板构成的加速器，两板间电压为。荧光屏位于平面上，虚线分界面将金属板N、荧光屏Q间的区域分为宽度均为d的Ⅰ、Ⅱ两部分，与平面平行，连线与轴重合。区域Ⅰ、Ⅱ内分别充满沿轴负方向的匀强磁场和轴正方向匀强电场，磁感应强度大小为、电场强度大小为。一质量为、电荷量为的粒子，从M板上的点静止释放，经加速器加速后从N板上的孔射出，最后打在荧光屏Q上。不考虑粒子的重力，足够大，不计M、N间的边缘效应。求：
（1）粒子在点速度大小及在磁场中做圆周运动的半径；
（2）粒子经过分界面时到轴的距离；
（3）粒子打到若光屏Q上的位置，用坐标（表示）。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）粒子在电场加速过程，根据动能定理有
解得
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
结合上述解得
（2）作出粒子在磁场中的运动轨迹如图所示
根据几何关系有
解得
可知粒子经过分界面时到Z轴距离为
（3）在区域Ⅱ电场中，粒子在轴上移动的时间为
在轴上匀速直线运动，则有
所以在轴的横坐标为
在轴上做初速度为0的匀加速直线运动，则有