黑龙江省大庆市名校2022-2023学年高二下学期物理开学考试试卷
一、单选题(本题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)
1．下列关于教材中四幅插图的说法，不正确的是( )
A．图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转的慢
B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈中会产生大量热量，从而冶炼金属
C．图两中，当人对着话简讲话时线圈中会产生强弱变化的电流，这利用了电磁感应原理
D．图丁是毫安表的表头，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起， 这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理
2．如图所示，R1和R2是材料相同、厚度相同、表面均为正方形的导体，R1边长为2L， R2边长为L，若R1的阻值为8Ω，则R2的阻值为( )
A．64Ω B．16Ω C．8Ω D．4Ω
3．如图所示为某一电路的一部分，其中R1=10Ω， R2=R3=20Ω，下列关于R1、R1、R3消耗的电功率P1、P2、P3，以及R1、R1、R3两端的电压U1、U2、 U3的关系正确的是( )
A．U1：U2：U3=1：2：2 B．U1：U2：U3=1：1：1
C．P1：P2：P3=1：1：1 D．P1：P2：P3=1：2：2
4．（2017高二上·浦东期中）如图所示电路，电源电压U恒定，由于某元件出现故障，使得灯L1变亮，灯L2不亮，其原因可能是（ ）
A．R1断路 B．R2断路 C．R2短路 D．R1短路
5．如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图像，其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况，下列说法正确的是( )
A．阴影部分的面积表示电源的输出功率
B．阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率
C．当满足α=β时，电源的效率最高
D．当满足α= β时，电源的效率小于50%
6．（2020·浙江选考）特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示，两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流 和 ， 。a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点距离相等，d点位于b点正下方。不考虑地磁场的影响，则（ ）
A．b点处的磁感应强度大小为0
B．d点处的磁感应强度大小为0
C．a点处的磁感应强度方向竖直向下
D．c点处的磁感应强度方向竖直向下
7．如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、 LB是两个相同的灯泡，电阻R2的阻值约等于R1的三倍，则( )
A．闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些
B．闭合开关S时，LA、LB“慢慢”亮起来，最终LB更亮一些
C．电路接通稳定后，断开开关S时，LA“慢慢”熄灭，LB闪亮后才“慢慢”熄灭
D．电路接通稳定后，断开开关S时，LA“慢慢”熄灭，LB“慢慢”熄灭，并没有闪亮一下
8．如图所示，一个有矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。一个三角形闭合导线框，由位置1(左)沿纸面匀速运动到位置2(右)。取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t=0)，规定逆时针方向为电流的正方向，则下图中能正确反映线框中电流与时间关系的是( )
A． B．
C． D．
9．如图所示的两个半径为R的半圆形中空金属盒D1、D2置于真空中，两盒间留有一狭缝；在两盒的狹缝处加上大小为U的高频交变电压，空间中存在着磁感应强度大小为B、方向垂直向上穿过盒面的匀强磁场。从粒子源P引出质量为m、电荷量为q的粒子，粒子初速度视为零，在狭缝间被电场加速，在D形盒内做匀速圆周运动，最终从边缘的出口处引出。不考虑相对论效应和重力影响，忽略粒子在狭缝间运动的时间，则( )
A．所加交流电的周期与磁场的磁感应强度B的大小无关
B．加速电压U越大，粒子最终引出D形盒时的动能就越大1
C．粒子最终引出D形盒时的动能与加速电压成正比
D．粒子第一次加速后和第二次加速后速度大小之比是1：
10．如图所示，匀强磁场的方向竖直向下，磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管，在水平拉力F的作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口飞出，则( )
A．小球带负电
B．小球离开管口前的运动轨迹是一条直线
C．洛伦兹力对小球做正功
D．拉力F应逐渐增大
二、多选题(本题共4小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，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．下列关于电磁波的说法，正确的是( )
A．无线电波波动性很强，广泛用于通信、广播、导航等领域
B．紫外线的热效应很强，可用来加热烘干物体
C．γ射线的杀伤作用和穿透作用都很强，可用于肿瘤切除手术
D．电磁波的传播需要介质，在真空中不可以传播
12．交警使用的某型号酒精测试仪如图甲，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均为理想电表。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是( )
A．电压表的示数变小，电流表的示数变大.
B．电压表的示数变小，电流表的示数变小
C．酒精气体浓度越大，电源的输出功率越大
D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变
13．小明在家研究微型水泵电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0 A和1.0V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0V。则当这台电动机正常运转时( )
A．电动机的内阻为7.5Ω B．电动机的内阻为1.0Ω
C．电动机的输出功率为26.0W D．电动机的输出功率为28.0W
14．1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素的研究荣获了诺贝尔化学奖。若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是( )
A． 该束带电粒子带正电
B．速度选择器的P1极板带正电
C．能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于
D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷越大
三、实验题(每空2分，共14分)
15．某同学在实验室测量一新材料制成的圆柱体的电阻率时，分别用螺旋测微器和游标卡尺测出圆柱体的直径和长度如图所示
则该圆柱体横截面的直径为 mm；长度为 mm。
16．现有一同学测定一节干电池电动势E和内阻r(已知E约为1.5V， r约为1Ω)。.
（1）该同学采用图1所示电路，为了完成该实验，选择实验器材时，在电路的a、b两点间可接入的器件是 .
A．一个定值电阻 B．电阻箱 C．滑动变阻器
（2）为了使实验结果更精确，在选择实验仪器时，首先用多用电表测量电压表的内阻大小，其中电压表V的内阻示数如图2所示，测量时选择“x 1000”挡，则内阻大小为 Ω，为了调节方便且测量精度更高，电流表和电压表应选 (选填选项前的字母)。
A.电流表(0~0.6A)，电压表(0~3V) B.电流表(0~0.6A)，电压表(0~15V)
C.电流表(0~3V)，电压表(0~ 3V) D.电流表(0~3A)，电压表(0~15V)
（3）经过多次测量，他们记录了多组电流表示数I和电压表示数U，并在图3中画出了U-I图像。
由图像可以得出，此干电池的电动势的测量值E = V(保留三位有效数字)，内阻的测量值r=_ _Ω(保留两位有效数字)。
四、计算题(本题共3小题，共30分)
17．如图所示的电路中，电阻R1=9Ω，R2= 15Ω，R3= 30Ω， 电源内电阻r= 1Ω，闭合开关S，理想电流表的示数I2 = 0.4A。
求：
（1）流过电阻R1的电流I的大小；
（2）电源的总功率P。
18．如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=1000，线圈面积S=200cm2，线圈的电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R=9Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。
求：
（1）线圈中的感应电流的大小和方向( 顺时针或者逆时针)；
（2）前4s内通过R的电荷量。
19．如图所示，一个质量为m、电荷量为q的正离子，在D处沿图示方向以一定的速度射入磁感应强度为B的匀强磁场中，此磁场方向垂直纸面向里，结果离子正好从距A点为d的小孔C沿垂直于电场方向进入匀强电场，此电场方向与AC平行且向上，最后离子打在G处，而G处距A点2d， AG垂直于AC。不计离子重力，离子运动轨迹在纸面内。
求：
（1）此离子进入电场时的速度大小；
（2）离子从D处运动到G处所需时间为多少；
（3）离子到达G处时的动能为多少。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】涡流、电磁阻尼、电磁驱动
【解析】【解答】A. 由电磁驱动原理，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转的慢 ，A不符合题意
B.当炉外线圈通入高频交流电时，铁块中会产生大量热量，从而冶炼金属，B符合题意；
C.当人对着话简讲话时线圈中会产生强弱变化的电流，这利用了电磁感应原理，C不符合题意；
D.毫安表的表头，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起， 这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理 ，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】了解电磁感应原理、电磁驱动原理、电磁阻尼原理时解题的关键。
2．【答案】C
【知识点】电阻定律
【解析】【解答】设导体的电阻率为，厚度为d，则，，，，由有：，所以，故C符合题意
故答案为：C
【分析】R1、R2时材料相同、厚度相同、表面均为正方体的导体，根据电阻定律求解即可。
3．【答案】B
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】AB.因R2、R3并联，所以。R2、R3并联电阻为：。因R1、R23串联，所以：，综上：，故A不符合题意，B符合题意；
CD.令，则R1消耗的电功率为：，R2、R3消耗的功率为：，综上：，故CD均不符合题意。
故答案为：B
【分析】R2和R3并联之后与R1串联，并且R2和R3的电阻相等，根据串并联关系和电功率公式分析求解即可。
4．【答案】D
【知识点】欧姆定律；串联电路和并联电路的特点及应用；电路动态分析
【解析】【解答】解：A、若R1断路，则总电阻变大，总电流变小，L1变暗，不符合题意，A不符合题意；
B、若R2断路，电路不通，则灯L1和灯L2都不亮，B不符合题意；
C、若R2短路，总电阻变小，总电流变大，灯L1变亮，但L2也是发光的，C不符合题意；
D、若R1短路，总电阻变小，总电流变大，灯L1变亮，L2被短路，不亮，D符合题意；
故答案为：D
【分析】灯L1变亮，代表流过L1电流变大，电路中总电阻变小，应该是R2短路，或R1短路，若R2短路，总电阻变小，总电流变大，灯L1变亮，但L2也是发光的，所以应该是R1短路。
5．【答案】A
【知识点】闭合电路的欧姆定律
【解析】【解答】AB.阴影部分面积为路端电压与电流的乘积，即为电源的输出功率。故A符合题意，B不符合题意；
CD.电源的效率：。可见，越大，R越大，效率越大， 所以当α=β时，不是最高。故CD均不符合题意。
故答案为：A
【分析】两条图线的交点为电源的路端电压和电路中的电流。根据电源效率与电阻的关系判断效率的高低。
6．【答案】C
【知识点】磁感应强度
【解析】【解答】A．通电直导线周围产生磁场方向由安培定判断，如图所示
在b点产生的磁场方向向上， 在b点产生的磁场方向向下，因为
即
则在b点的磁感应强度不为零，A不符合题意；
BCD．如图所示，d点处的磁感应强度不为零，a点处的磁感应强度竖直向下，c点处的磁感应强度竖直向上，BD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】空间中的磁感应功能强度为两个磁场的叠加，是通电导线产生的磁场，结合电流的方向利用安培定则判断，进而求解a、b、c、d的磁感应强度。
7．【答案】C
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】AB.闭合开关时，LB与电阻串联，不产生自感现象，LB立即变亮；而LA与线圈串联，当电流增大时，线圈要产生自感电动势，要阻碍电流的增大，所以电流只能慢慢变大，故LA慢慢亮起来。由于电阻R2的阻值约为R1的三倍，所以稳定后LA更亮一些。故AB均不符合题意；
CD.断开开关时，线圈与两个电阻和两个灯泡构成闭合回路，回路中电流减小，线圈中要产生自感电动势，要阻碍电流的减小，所以回路中的电流会慢慢减小，但由于开始时回路中流的是LA的电流，所以LA慢慢熄灭，LB闪亮一下再慢慢熄灭。故C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】线圈中的电流变化时会产生自感电动势，自感电动势会阻碍电流的变化。
8．【答案】C
【知识点】电磁感应中的图像类问题
【解析】【解答】三角形导线框进入过程，原磁场方向垂直纸面向里，磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流磁场垂直纸面向外，由右手定则可判断感应电流方向为逆时针；三角形导线框完全进入后，磁通量不变，无感应电流；三角形导线框穿出过程，原磁场方向仍垂直纸面向里，磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流磁场垂直纸面向里，由右手定则可判断感应电流方向为顺时针，又规定逆时针方向为电流的正方向，所以AD不符合题意；
三角形导线框进入、穿出过程，线框有效的切割长度均先均匀增大后减小，由可知，i也先均匀增大后均匀减小，所以C符合题意。
故答案为：C
【分析】先由楞次定律结合导线框中磁通量的变化情况可以判断感应电流的方向，再由分段分析感应电流的大小，即可选择图象。
9．【答案】D
【知识点】质谱仪和回旋加速器
【解析】【解答】A.要对粒子同步加速，交流电的周期必须与粒子在磁场中的运动周期相等，即，可见，所加交流电的周期与磁场的磁感应强度B的大小有关，故A不符合题意；
BC.粒子最终引出D形盒时，满足：，可得；，可见粒子的最终动能与加速度电压U无关，故BC均不符合题意；
D.由功能关系，粒子第一次加速后和第二次加速度后动能大小之比为：1：2，即，解得：，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】回旋加速度是根据粒子在电场中加速度、在磁场中偏转来加速的，由洛伦兹力提供向心力可以求出粒子的最大速度，从而可求最大动能，明确最大动能的决定因素。在加速过程中交流电的周期必须与粒子在磁场中的运动周期相等。根据功能关系得到第一次、第二次加速后的动能之比，进而得到速度之比。
10．【答案】D
【知识点】类比法；运动的合成与分解；洛伦兹力的计算
【解析】【解答】A.带点小球能从试管口飞出，说明小球受到指向管口的洛伦兹力，根据左手定则，可判断小球带正电，故A不符合题意；
B.设小球在管子运动方向的速度为v1，则小球沿管子方向受到的洛伦兹力为：，可见，不变，可判断小球做类平抛运动，轨迹是一条抛物线，故B不符合题意；
C.洛伦兹力总是与速度垂直，不做功，故C不符合题意；
D.设小球沿管子方向运动的速度为v2，则小球垂直于管子向左的洛伦兹力为：，可见v2增大，f2增大，而，所以F逐渐增大，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】小球能从管口飞出，说明小球受到指向管口的洛伦兹力，由左手定则，分析电性。小球参与2个方向的运动：沿管子方向的匀加速运动和垂直于管子方向的匀速直线运动，根据受力情况结合运动情况可判断轨迹、F的变化情况。
11．【答案】A,C
【知识点】电磁波的应用
【解析】【解答】A.无线电波波动性很强，广泛用于通信、广播、导航等领域，故A符合题意；
B.紫外线具有较强的杀菌消毒作用，不能用于烘干物体，故B不符合题意；
C.γ射线的杀伤作用和穿透作用都很强，可用于肿瘤切除手术，故C符合题意；
D.电磁波的传播不需要介质，在真空中也可以传播，故D不符合题意。
故答案为：AC
【分析】掌握电磁波的基本性质、电磁波中各光谱的作用以及在生活中的应用。属于知识层次，要解决此类问题需要加强基础知识的记忆和积累。
12．【答案】A,D
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】ABD.当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，R减小，由知：I变大，即电流表示数变大。由知：电压表示数变小，，故AD符合题意，B不符合题意；
C.，因不知道R0+R与r的具体关系，故无法确定酒精气体浓度越大时，电源的输出功率如何变化，故C不符合题意。
故答案为：AD
【分析】当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，分析R阻值的变化情况，根据闭合电路欧姆定律分析电表示数变化和电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比。根据内外电阻的关系分析电源输出功率的变化情况。
13．【答案】B,C
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】AB.电动机停止转动时，可得电动机的内阻为：；故B符合题意，A不符合题意；
CD.电动机正常工作时，电动机的输入功率：，热功率为：，所以输出功率为：，故C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC
【分析】电动机停止转动时，电路为纯电阻电路，由部分电路欧姆定律可求电动机的内阻；电动机正常工作时，电路为非纯电阻电路，电动机的输入功率等于线圈上消耗的功率和输出功率之和。
14．【答案】A,B
【知识点】质谱仪和回旋加速器
【解析】【解答】A.在B2磁场中，由带电粒子向下偏转知，洛伦兹力方向向下，又磁场的方向垂直纸面向外，根据左手定则可判断带电粒子带正电，A符合题意
B.在速度选择器中，根据左手定则可判断洛伦兹力方向竖直向上，则电场力的方向竖直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器的P1极板带正电，B符合题意
C.粒子能通过狭缝，电场力与洛伦兹力平衡，则有：，解得：，C不符合题意；
D.在B2磁场中，由牛顿第二定律有：，解得：，v、B一定，r越大，越小，故D不符合题意。
故答案为：AB
【分析】A.根据带电粒子在磁场中的偏转情况确定带电粒子的电性；
B.根据速度选择题的原理求能通过狭缝s0的带电粒子的速度；
C.根据粒子在速度选择器中电场力和洛伦兹力平衡确定P1极板的带电情况；
D.在磁场中，由洛伦兹力提供向心力求比荷，再看与半径的关系。
15．【答案】4.700；42.40
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用
【解析】【解答】螺旋测微器的精确度为0.01mm，其读数=固定刻度读数+可动刻度读数。圆柱体横截面的直径为：；
20分度的游标卡尺精确度为0.05mm，其读数=主尺读数+游标尺读数。长度为：。
故答案为：4.700mm 42.40mm
【分析】螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；游标卡尺主尺示数与游标尺示数之和为游标卡尺的读数。读数时还要注意精确度。
16．【答案】（1）B；C
（2）15000；A
（3）1.48；0.77
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）实验采用的伏安法测电源电动势和内阻，为了能得到多组数据，a、b两点间可接入电阻箱或滑动变阻器，故BC符合题意；
（2） 测量时选择“x 1000”挡 ，表盘示数为15，则内阻大小为；电动势约为1.5V，所以电压表选0~3V，电路中的电流不宜过大，所以电流表选0~0.6A；
（3）图3的关系式为：，可见图线与纵轴交点坐标表示电动势，图线斜率绝对值表示内阻，所以，E=1.48V，。
故答案为：（1）BC；（2）15000 A；（3）1.48 0.77
【分析】（1）根据实验原理分析解答；
（2）根据实验原理估算电流、电压确定所要用电表；
（3）根据闭合电路欧姆定律求出图像3的关系式，由关系式结合图像求电动势和内阻。
17．【答案】（1）解：则电阻 两端电压为
根据欧姆定律可知，通过电阻 的电流大小
根据并联电路规律可知，流过 的电流大小为
（2）解：根据闭合电路欧姆定律可知
电源总功率为
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【分析】（1）根据部分电路欧姆定律先求R2两端电压，根据并联电路特点可知电阻R2、R3两端的电压相等。根据部分电路欧姆定律求R3中电流，R1中电流等于电阻R2和电阻R3中的电流之和；
（2）根据闭合电路欧姆定律求得电源电动势，在由求解总功率。
18．【答案】（1）解：由图像可知
由闭合电路欧姆定律得
根据楞次定律可得线圈中的感应电流的方向为逆时针
（2）解：前4s内通过R的电荷量
【知识点】电流、电源的概念；闭合电路的欧姆定律；楞次定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律结合图像可求得感应电动势，再由闭合电路欧姆定律可求得线圈中感应电流的大小。根据线圈中磁通量的变化情况，再由楞次定律和右手定则判断线圈中感应电流的方向；
（2）根据电流的定义式求解。
19．【答案】（1）解：正离子轨迹如图所示，
圆周运动半径 ，由几何关系得： ，即：
离子在磁场中运动，洛仑磁力提供向心力：
联立解得：
（2）解：离子在磁场中运动的速度为 ，则离子在磁场中运动的周期为：
根据轨迹得，离子在磁场中偏转角为 ，做圆周运动的时间为：
代入得到：
离子从 运动到 做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，所需的时间：
由 得，
故离子从 的总时间为：
（3）解：设电场强度为 ，对离子在电场中的运动过程，有：
，
由动能定理得：
解得：
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】（1）画轨迹找圆心，由几何关系求半径，由洛伦兹力提供向心力求离子进入电场时的速度；
（2）由洛伦兹力提供向心力求出周期，由几何关系求轨迹对应的圆心角，可求得离子在磁场中运动的时间。离子在电场中做类平抛运动，沿AG方向做匀速直线运动，由速度公式可求得离子在电场中运动的时间，进而求得从D到G所需的时间；
（3）由牛顿第二定律和运动学公式求得电场强度E，再根据动能定理求出离子到达G处时的动能。
黑龙江省大庆市名校2022-2023学年高二下学期物理开学考试试卷
一、单选题(本题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)
1．下列关于教材中四幅插图的说法，不正确的是( )
A．图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转的慢
B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈中会产生大量热量，从而冶炼金属
C．图两中，当人对着话简讲话时线圈中会产生强弱变化的电流，这利用了电磁感应原理
D．图丁是毫安表的表头，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起， 这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理
【答案】B
【知识点】涡流、电磁阻尼、电磁驱动
【解析】【解答】A. 由电磁驱动原理，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转的慢 ，A不符合题意
B.当炉外线圈通入高频交流电时，铁块中会产生大量热量，从而冶炼金属，B符合题意；
C.当人对着话简讲话时线圈中会产生强弱变化的电流，这利用了电磁感应原理，C不符合题意；
D.毫安表的表头，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起， 这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理 ，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】了解电磁感应原理、电磁驱动原理、电磁阻尼原理时解题的关键。
2．如图所示，R1和R2是材料相同、厚度相同、表面均为正方形的导体，R1边长为2L， R2边长为L，若R1的阻值为8Ω，则R2的阻值为( )
A．64Ω B．16Ω C．8Ω D．4Ω
【答案】C
【知识点】电阻定律
【解析】【解答】设导体的电阻率为，厚度为d，则，，，，由有：，所以，故C符合题意
故答案为：C
【分析】R1、R2时材料相同、厚度相同、表面均为正方体的导体，根据电阻定律求解即可。
3．如图所示为某一电路的一部分，其中R1=10Ω， R2=R3=20Ω，下列关于R1、R1、R3消耗的电功率P1、P2、P3，以及R1、R1、R3两端的电压U1、U2、 U3的关系正确的是( )
A．U1：U2：U3=1：2：2 B．U1：U2：U3=1：1：1
C．P1：P2：P3=1：1：1 D．P1：P2：P3=1：2：2
【答案】B
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】AB.因R2、R3并联，所以。R2、R3并联电阻为：。因R1、R23串联，所以：，综上：，故A不符合题意，B符合题意；
CD.令，则R1消耗的电功率为：，R2、R3消耗的功率为：，综上：，故CD均不符合题意。
故答案为：B
【分析】R2和R3并联之后与R1串联，并且R2和R3的电阻相等，根据串并联关系和电功率公式分析求解即可。
4．（2017高二上·浦东期中）如图所示电路，电源电压U恒定，由于某元件出现故障，使得灯L1变亮，灯L2不亮，其原因可能是（ ）
A．R1断路 B．R2断路 C．R2短路 D．R1短路
【答案】D
【知识点】欧姆定律；串联电路和并联电路的特点及应用；电路动态分析
【解析】【解答】解：A、若R1断路，则总电阻变大，总电流变小，L1变暗，不符合题意，A不符合题意；
B、若R2断路，电路不通，则灯L1和灯L2都不亮，B不符合题意；
C、若R2短路，总电阻变小，总电流变大，灯L1变亮，但L2也是发光的，C不符合题意；
D、若R1短路，总电阻变小，总电流变大，灯L1变亮，L2被短路，不亮，D符合题意；
故答案为：D
【分析】灯L1变亮，代表流过L1电流变大，电路中总电阻变小，应该是R2短路，或R1短路，若R2短路，总电阻变小，总电流变大，灯L1变亮，但L2也是发光的，所以应该是R1短路。
5．如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图像，其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况，下列说法正确的是( )
A．阴影部分的面积表示电源的输出功率
B．阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率
C．当满足α=β时，电源的效率最高
D．当满足α= β时，电源的效率小于50%
【答案】A
【知识点】闭合电路的欧姆定律
【解析】【解答】AB.阴影部分面积为路端电压与电流的乘积，即为电源的输出功率。故A符合题意，B不符合题意；
CD.电源的效率：。可见，越大，R越大，效率越大， 所以当α=β时，不是最高。故CD均不符合题意。
故答案为：A
【分析】两条图线的交点为电源的路端电压和电路中的电流。根据电源效率与电阻的关系判断效率的高低。
6．（2020·浙江选考）特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示，两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流 和 ， 。a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点距离相等，d点位于b点正下方。不考虑地磁场的影响，则（ ）
A．b点处的磁感应强度大小为0
B．d点处的磁感应强度大小为0
C．a点处的磁感应强度方向竖直向下
D．c点处的磁感应强度方向竖直向下
【答案】C
【知识点】磁感应强度
【解析】【解答】A．通电直导线周围产生磁场方向由安培定判断，如图所示
在b点产生的磁场方向向上， 在b点产生的磁场方向向下，因为
即
则在b点的磁感应强度不为零，A不符合题意；
BCD．如图所示，d点处的磁感应强度不为零，a点处的磁感应强度竖直向下，c点处的磁感应强度竖直向上，BD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】空间中的磁感应功能强度为两个磁场的叠加，是通电导线产生的磁场，结合电流的方向利用安培定则判断，进而求解a、b、c、d的磁感应强度。
7．如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、 LB是两个相同的灯泡，电阻R2的阻值约等于R1的三倍，则( )
A．闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些
B．闭合开关S时，LA、LB“慢慢”亮起来，最终LB更亮一些
C．电路接通稳定后，断开开关S时，LA“慢慢”熄灭，LB闪亮后才“慢慢”熄灭
D．电路接通稳定后，断开开关S时，LA“慢慢”熄灭，LB“慢慢”熄灭，并没有闪亮一下
【答案】C
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】AB.闭合开关时，LB与电阻串联，不产生自感现象，LB立即变亮；而LA与线圈串联，当电流增大时，线圈要产生自感电动势，要阻碍电流的增大，所以电流只能慢慢变大，故LA慢慢亮起来。由于电阻R2的阻值约为R1的三倍，所以稳定后LA更亮一些。故AB均不符合题意；
CD.断开开关时，线圈与两个电阻和两个灯泡构成闭合回路，回路中电流减小，线圈中要产生自感电动势，要阻碍电流的减小，所以回路中的电流会慢慢减小，但由于开始时回路中流的是LA的电流，所以LA慢慢熄灭，LB闪亮一下再慢慢熄灭。故C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】线圈中的电流变化时会产生自感电动势，自感电动势会阻碍电流的变化。
8．如图所示，一个有矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。一个三角形闭合导线框，由位置1(左)沿纸面匀速运动到位置2(右)。取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t=0)，规定逆时针方向为电流的正方向，则下图中能正确反映线框中电流与时间关系的是( )
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】电磁感应中的图像类问题
【解析】【解答】三角形导线框进入过程，原磁场方向垂直纸面向里，磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流磁场垂直纸面向外，由右手定则可判断感应电流方向为逆时针；三角形导线框完全进入后，磁通量不变，无感应电流；三角形导线框穿出过程，原磁场方向仍垂直纸面向里，磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流磁场垂直纸面向里，由右手定则可判断感应电流方向为顺时针，又规定逆时针方向为电流的正方向，所以AD不符合题意；
三角形导线框进入、穿出过程，线框有效的切割长度均先均匀增大后减小，由可知，i也先均匀增大后均匀减小，所以C符合题意。
故答案为：C
【分析】先由楞次定律结合导线框中磁通量的变化情况可以判断感应电流的方向，再由分段分析感应电流的大小，即可选择图象。
9．如图所示的两个半径为R的半圆形中空金属盒D1、D2置于真空中，两盒间留有一狭缝；在两盒的狹缝处加上大小为U的高频交变电压，空间中存在着磁感应强度大小为B、方向垂直向上穿过盒面的匀强磁场。从粒子源P引出质量为m、电荷量为q的粒子，粒子初速度视为零，在狭缝间被电场加速，在D形盒内做匀速圆周运动，最终从边缘的出口处引出。不考虑相对论效应和重力影响，忽略粒子在狭缝间运动的时间，则( )
A．所加交流电的周期与磁场的磁感应强度B的大小无关
B．加速电压U越大，粒子最终引出D形盒时的动能就越大1
C．粒子最终引出D形盒时的动能与加速电压成正比
D．粒子第一次加速后和第二次加速后速度大小之比是1：
【答案】D
【知识点】质谱仪和回旋加速器
【解析】【解答】A.要对粒子同步加速，交流电的周期必须与粒子在磁场中的运动周期相等，即，可见，所加交流电的周期与磁场的磁感应强度B的大小有关，故A不符合题意；
BC.粒子最终引出D形盒时，满足：，可得；，可见粒子的最终动能与加速度电压U无关，故BC均不符合题意；
D.由功能关系，粒子第一次加速后和第二次加速度后动能大小之比为：1：2，即，解得：，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】回旋加速度是根据粒子在电场中加速度、在磁场中偏转来加速的，由洛伦兹力提供向心力可以求出粒子的最大速度，从而可求最大动能，明确最大动能的决定因素。在加速过程中交流电的周期必须与粒子在磁场中的运动周期相等。根据功能关系得到第一次、第二次加速后的动能之比，进而得到速度之比。
10．如图所示，匀强磁场的方向竖直向下，磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管，在水平拉力F的作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口飞出，则( )
A．小球带负电
B．小球离开管口前的运动轨迹是一条直线
C．洛伦兹力对小球做正功
D．拉力F应逐渐增大
【答案】D
【知识点】类比法；运动的合成与分解；洛伦兹力的计算
【解析】【解答】A.带点小球能从试管口飞出，说明小球受到指向管口的洛伦兹力，根据左手定则，可判断小球带正电，故A不符合题意；
B.设小球在管子运动方向的速度为v1，则小球沿管子方向受到的洛伦兹力为：，可见，不变，可判断小球做类平抛运动，轨迹是一条抛物线，故B不符合题意；
C.洛伦兹力总是与速度垂直，不做功，故C不符合题意；
D.设小球沿管子方向运动的速度为v2，则小球垂直于管子向左的洛伦兹力为：，可见v2增大，f2增大，而，所以F逐渐增大，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】小球能从管口飞出，说明小球受到指向管口的洛伦兹力，由左手定则，分析电性。小球参与2个方向的运动：沿管子方向的匀加速运动和垂直于管子方向的匀速直线运动，根据受力情况结合运动情况可判断轨迹、F的变化情况。
二、多选题(本题共4小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，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．下列关于电磁波的说法，正确的是( )
A．无线电波波动性很强，广泛用于通信、广播、导航等领域
B．紫外线的热效应很强，可用来加热烘干物体
C．γ射线的杀伤作用和穿透作用都很强，可用于肿瘤切除手术
D．电磁波的传播需要介质，在真空中不可以传播
【答案】A,C
【知识点】电磁波的应用
【解析】【解答】A.无线电波波动性很强，广泛用于通信、广播、导航等领域，故A符合题意；
B.紫外线具有较强的杀菌消毒作用，不能用于烘干物体，故B不符合题意；
C.γ射线的杀伤作用和穿透作用都很强，可用于肿瘤切除手术，故C符合题意；
D.电磁波的传播不需要介质，在真空中也可以传播，故D不符合题意。
故答案为：AC
【分析】掌握电磁波的基本性质、电磁波中各光谱的作用以及在生活中的应用。属于知识层次，要解决此类问题需要加强基础知识的记忆和积累。
12．交警使用的某型号酒精测试仪如图甲，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均为理想电表。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是( )
A．电压表的示数变小，电流表的示数变大.
B．电压表的示数变小，电流表的示数变小
C．酒精气体浓度越大，电源的输出功率越大
D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变
【答案】A,D
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】ABD.当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，R减小，由知：I变大，即电流表示数变大。由知：电压表示数变小，，故AD符合题意，B不符合题意；
C.，因不知道R0+R与r的具体关系，故无法确定酒精气体浓度越大时，电源的输出功率如何变化，故C不符合题意。
故答案为：AD
【分析】当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，分析R阻值的变化情况，根据闭合电路欧姆定律分析电表示数变化和电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比。根据内外电阻的关系分析电源输出功率的变化情况。
13．小明在家研究微型水泵电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0 A和1.0V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0V。则当这台电动机正常运转时( )
A．电动机的内阻为7.5Ω B．电动机的内阻为1.0Ω
C．电动机的输出功率为26.0W D．电动机的输出功率为28.0W
【答案】B,C
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】AB.电动机停止转动时，可得电动机的内阻为：；故B符合题意，A不符合题意；
CD.电动机正常工作时，电动机的输入功率：，热功率为：，所以输出功率为：，故C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC
【分析】电动机停止转动时，电路为纯电阻电路，由部分电路欧姆定律可求电动机的内阻；电动机正常工作时，电路为非纯电阻电路，电动机的输入功率等于线圈上消耗的功率和输出功率之和。
14．1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素的研究荣获了诺贝尔化学奖。若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是( )
A． 该束带电粒子带正电
B．速度选择器的P1极板带正电
C．能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于
D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷越大
【答案】A,B
【知识点】质谱仪和回旋加速器
【解析】【解答】A.在B2磁场中，由带电粒子向下偏转知，洛伦兹力方向向下，又磁场的方向垂直纸面向外，根据左手定则可判断带电粒子带正电，A符合题意
B.在速度选择器中，根据左手定则可判断洛伦兹力方向竖直向上，则电场力的方向竖直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器的P1极板带正电，B符合题意
C.粒子能通过狭缝，电场力与洛伦兹力平衡，则有：，解得：，C不符合题意；
D.在B2磁场中，由牛顿第二定律有：，解得：，v、B一定，r越大，越小，故D不符合题意。
故答案为：AB
【分析】A.根据带电粒子在磁场中的偏转情况确定带电粒子的电性；
B.根据速度选择题的原理求能通过狭缝s0的带电粒子的速度；
C.根据粒子在速度选择器中电场力和洛伦兹力平衡确定P1极板的带电情况；
D.在磁场中，由洛伦兹力提供向心力求比荷，再看与半径的关系。
三、实验题(每空2分，共14分)
15．某同学在实验室测量一新材料制成的圆柱体的电阻率时，分别用螺旋测微器和游标卡尺测出圆柱体的直径和长度如图所示
则该圆柱体横截面的直径为 mm；长度为 mm。
【答案】4.700；42.40
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用
【解析】【解答】螺旋测微器的精确度为0.01mm，其读数=固定刻度读数+可动刻度读数。圆柱体横截面的直径为：；
20分度的游标卡尺精确度为0.05mm，其读数=主尺读数+游标尺读数。长度为：。
故答案为：4.700mm 42.40mm
【分析】螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；游标卡尺主尺示数与游标尺示数之和为游标卡尺的读数。读数时还要注意精确度。
16．现有一同学测定一节干电池电动势E和内阻r(已知E约为1.5V， r约为1Ω)。.
（1）该同学采用图1所示电路，为了完成该实验，选择实验器材时，在电路的a、b两点间可接入的器件是 .
A．一个定值电阻 B．电阻箱 C．滑动变阻器
（2）为了使实验结果更精确，在选择实验仪器时，首先用多用电表测量电压表的内阻大小，其中电压表V的内阻示数如图2所示，测量时选择“x 1000”挡，则内阻大小为 Ω，为了调节方便且测量精度更高，电流表和电压表应选 (选填选项前的字母)。
A.电流表(0~0.6A)，电压表(0~3V) B.电流表(0~0.6A)，电压表(0~15V)
C.电流表(0~3V)，电压表(0~ 3V) D.电流表(0~3A)，电压表(0~15V)
（3）经过多次测量，他们记录了多组电流表示数I和电压表示数U，并在图3中画出了U-I图像。
由图像可以得出，此干电池的电动势的测量值E = V(保留三位有效数字)，内阻的测量值r=_ _Ω(保留两位有效数字)。
【答案】（1）B；C
（2）15000；A
（3）1.48；0.77
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）实验采用的伏安法测电源电动势和内阻，为了能得到多组数据，a、b两点间可接入电阻箱或滑动变阻器，故BC符合题意；
（2） 测量时选择“x 1000”挡 ，表盘示数为15，则内阻大小为；电动势约为1.5V，所以电压表选0~3V，电路中的电流不宜过大，所以电流表选0~0.6A；
（3）图3的关系式为：，可见图线与纵轴交点坐标表示电动势，图线斜率绝对值表示内阻，所以，E=1.48V，。
故答案为：（1）BC；（2）15000 A；（3）1.48 0.77
【分析】（1）根据实验原理分析解答；
（2）根据实验原理估算电流、电压确定所要用电表；
（3）根据闭合电路欧姆定律求出图像3的关系式，由关系式结合图像求电动势和内阻。
四、计算题(本题共3小题，共30分)
17．如图所示的电路中，电阻R1=9Ω，R2= 15Ω，R3= 30Ω， 电源内电阻r= 1Ω，闭合开关S，理想电流表的示数I2 = 0.4A。
求：
（1）流过电阻R1的电流I的大小；
（2）电源的总功率P。
【答案】（1）解：则电阻 两端电压为
根据欧姆定律可知，通过电阻 的电流大小
根据并联电路规律可知，流过 的电流大小为
（2）解：根据闭合电路欧姆定律可知
电源总功率为
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【分析】（1）根据部分电路欧姆定律先求R2两端电压，根据并联电路特点可知电阻R2、R3两端的电压相等。根据部分电路欧姆定律求R3中电流，R1中电流等于电阻R2和电阻R3中的电流之和；
（2）根据闭合电路欧姆定律求得电源电动势，在由求解总功率。
18．如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=1000，线圈面积S=200cm2，线圈的电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R=9Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。
求：
（1）线圈中的感应电流的大小和方向( 顺时针或者逆时针)；
（2）前4s内通过R的电荷量。
【答案】（1）解：由图像可知
由闭合电路欧姆定律得
根据楞次定律可得线圈中的感应电流的方向为逆时针
（2）解：前4s内通过R的电荷量
【知识点】电流、电源的概念；闭合电路的欧姆定律；楞次定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律结合图像可求得感应电动势，再由闭合电路欧姆定律可求得线圈中感应电流的大小。根据线圈中磁通量的变化情况，再由楞次定律和右手定则判断线圈中感应电流的方向；
（2）根据电流的定义式求解。
19．如图所示，一个质量为m、电荷量为q的正离子，在D处沿图示方向以一定的速度射入磁感应强度为B的匀强磁场中，此磁场方向垂直纸面向里，结果离子正好从距A点为d的小孔C沿垂直于电场方向进入匀强电场，此电场方向与AC平行且向上，最后离子打在G处，而G处距A点2d， AG垂直于AC。不计离子重力，离子运动轨迹在纸面内。
求：
（1）此离子进入电场时的速度大小；
（2）离子从D处运动到G处所需时间为多少；
（3）离子到达G处时的动能为多少。
【答案】（1）解：正离子轨迹如图所示，
圆周运动半径 ，由几何关系得： ，即：
离子在磁场中运动，洛仑磁力提供向心力：
联立解得：
（2）解：离子在磁场中运动的速度为 ，则离子在磁场中运动的周期为：
根据轨迹得，离子在磁场中偏转角为 ，做圆周运动的时间为：
代入得到：
离子从 运动到 做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，所需的时间：
由 得，
故离子从 的总时间为：
（3）解：设电场强度为 ，对离子在电场中的运动过程，有：
，
由动能定理得：
解得：
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】（1）画轨迹找圆心，由几何关系求半径，由洛伦兹力提供向心力求离子进入电场时的速度；
（2）由洛伦兹力提供向心力求出周期，由几何关系求轨迹对应的圆心角，可求得离子在磁场中运动的时间。离子在电场中做类平抛运动，沿AG方向做匀速直线运动，由速度公式可求得离子在电场中运动的时间，进而求得从D到G所需的时间；
（3）由牛顿第二定律和运动学公式求得电场强度E，再根据动能定理求出离子到达G处时的动能。
