陕西省渭南市大荔县2022-2023学年高二上学期物理期末试卷
一、单选题
1．电场线、等势面均可形象的描述电场。某区域的电场分布如图所示，带箭头的实线为电场线，虚线为等势面，A、B、C三点的电场强度分别为、、，电势分别为、、。关于这三点电场强度大小和电势的比较，下列判断正确的是（ ）
A． B． C． D．
2．若电场中， a、b两点间的电势差Uab=1V ，将一电子从a点移到b点克服电场力做的功为1eV，则（ ）
A．场强方向一定由b指向a B．场强方向一定由a指向b
C．电子的电势能增加1 eV D．电子的电势能减少1 eV
3．正常情况下空气是不导电的，但如果空气中的电场很强，空气也可以被击穿，空气被击穿时会看到电火花或闪电。若观察到某次闪电的火花长约100m，且已知空气的击穿电场强度为，那么发生此次闪电的电势差约为（ ）
A． B． C． D．
4．如图，在电子射线管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则电子束将会（ ）
A．向上偏转 B．向下偏转 C．向纸内偏转 D．向纸外偏转
5．如图，是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布，线圈中a、b两条导线长均为，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。则（ ）
A．该磁场是匀强磁场
B．线圈平面总与磁场方向垂直
C．线圈将逆时针方向转动
D．a、b导线受到的安培力大小总为
6．家用电热水器，在使用时具有漏电危险，当发生漏电时，电流会经过水管中的水与人体相连从而发生意外事故。“隔电墙”可以在一定程度上保护人体的安全，其装置如图甲所示，其内部结构是一个螺旋状的绝缘管道，结构如图乙，它实质上是将水管的水道变得更细更长，安装位置如图丙。下列说法正确的是（ ）
A．“隔电墙”是通过增加管道中水的电阻来减小电流从而保护人体安全
B．“隔电墙”是靠减小水流速度来减小电流从而保护人体安全
C．“隔电墙”是通过增加管道中水的电阻率从而保护人体安全
D．“隔电墙”能完全隔断电流从而保护人体安全
7．如图所示的电路中，电源的电动势和内阻分别为E和r，当闭合开关S，向左移动滑动变阻器的滑片时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数变大 B．电流表的示数不变
C．电压表的示数变大 D．电压表的示数不变
二、多选题
8．加在某台电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为R，下列说法正确的是（ ）
A．通过电动机线圈的电流为
B．通过电动机线圈的电流为
C．电动机输出的机械功率为
D．电动机输出的机械功率为
9．如图所示，甲、乙两个电表的内部电路都是由一个灵敏电流表G和一个电阻箱R组成。下列说法中正确的是（ ）
A．甲表是电压表，R增大时量程增大
B．甲表是电流表，R增大时量程减小
C．乙表是电压表，R增大时量程增大
D．乙表是电流表，R增大时量程减小
三、单选题
10．如图为某一种电容式位移传感器工作时的简化模型图。当被测物体在左右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动，连接电容器的静电计会显示电容器两极板间电势差的变化，进而能测出电容的变化，最后就能探测到物体位移的变化。若被测物体向左移动，则（ ）
A．电容器电容C增大 B．电容器所带的电荷量Q增大
C．电容器两极板间的电势差U减小 D．静电计指针偏角增大
四、多选题
11．如图所示，竖直平面内有水平向左的匀强电场，M点与N点在同一电场线上。两个质量相等的带正电荷的粒子，以相同的速度分别从M点和N点同时垂直进入电场，两粒子都能经过P点。不计两粒子的重力和粒子间的库仑力。则在此过程中，从M点进入的粒子（ ）
A．电荷量较小 B．比荷较小
C．到达P点用时较短 D．经过P点的速度较小
12．如图所示的天平可用来测定磁感应强度B。天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为l，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流I（方向如图）时，在天平左、右两边加上质量各为、的砝码，天平平衡。当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡。由此可知磁感应强度B（ ）
A．方向垂直纸面向里 B．方向垂直纸面向外
C．大小为 D．大小为
五、实验题
13．小王同学做测量一节干电池的电动势和内阻的实验。
（1）小王先用多用电表（图1）粗测这节干电池的电动势，他应该把选择开关旋转到 （填“直流2.5V”、“”或“交流10V”）挡，测量时多用电表的表盘指针如图2所示，其读数为 V；
（2）然后小王又采用图3所示的电路进行测量。根据实验数据作出U－I图像，如图4所示，根据图像可知该电池电动势的测量值E＝ V，内阻r＝ 。（E和r的测量值均保留3位有效数字）
14．在“测量金属丝电阻率”的实验中，可供选用的器材如下：
待测金属丝：（阻值约，额定电流约0.5A）；
A．电压表：V（量程3V，内阻约）；
B．电流表：（量程0.6A，内阻约）；
C．电流表：（量程3A，内阻约）；
D．电源：E（电动势3V，内阻不计）；
E.滑动变阻器：（最大阻值约）；
F.滑动变阻器：（最大阻值约）；
G.螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线。
（1）用螺旋测微器测量金属丝直径，示数如图所示，读数为 mm；
（2）若滑动变阻器采用限流接法，设计了如图所示的电路，为使测量尽量精确，电流表应选 （选填“”或“”），滑动变阻器应选 （选填“”或“”），接线柱“11”应该连接 （选填“9”或“10”）；
（3）在上述操作正确的情况下，待测金属丝电阻的测量值比真实值偏 （选填“大”或“小”），引起实验误差的主要原因是 （选填“电流表分压”“电压表分流”或“电源内阻”）。
六、解答题
15．如图所示，两平行光滑导轨相距为L=0.20m，所在的平面与水平面的夹角为，整个导轨处于竖直向下的，磁感应强度B=0.8T匀强磁场中。导轨、滑动变阻器、开关S与电源连接，电源电动势E=10V，内阻。金属棒MN的质量为m=0.01kg，电阻，与导轨接触良好。当开关S闭合时，MN恰好平衡。重力加速度g取。求：
（1）金属棒MN受到的安培力大小；
（2）通过金属棒MN的电流大小；
（3）变阻器接入电路中的阻值大小。
16．如图所示，C为固定的、电荷量为Q的正点电荷，A、B两点在C的正上方和C相距分别为h和。将另一质量为m、带电荷量未知的点电荷D从A点由静止释放，运动到B点时速度正好又变为零，若此电荷在A点处的加速度为，g为重力加速度，静电力常量为k，求：
（1）此电荷所带电荷量q和在B点处的加速度；
（2）A、B两点间的电势差。
17．一台质谱仪的工作原理图如图所示，电荷量均为＋q、质量不同的离子飘入电压为U0的加速电场，其初速度几乎为零．这些离子经加速后通过狭缝O沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，最后打在底片上．已知放置底片的区域MN=L，且OM=L.某次测量发现MN中左侧区域MQ损坏，检测不到离子，但右侧区域QN仍能正常检测到离子．在适当调节加速电压后，原本打在MQ区域的离子即可在QN区域检测到．
（1）求原本打在MN中点P点的离子质量m；
（2）为使原本打在P点的离子能打在QN区域，求加速电压U的调节范围．
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】电场线；电势
【解析】【解答】AB．电场线分布的疏密程度表示电场的强弱，根据图形可知，A位置的电场线分布比B位置与C位置的密集一些，可知，A位置的电场强度大于B位置与C位置的电场强度，AB不符合题意；
CD．沿电场线电势降低，根据图形可知 ，
C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】电场线分布的疏密程度表示电场的强弱，沿着电场线电势逐渐降低。
2．【答案】C
【知识点】电场力做功；电势
【解析】【解答】AB．由题可知，a点电势高于b点电势，而场强方向与两点的电势高低没有直接对应关系，沿电场线（场强）方向是电势降低最快的方向，其他方向也可以电势减低，所以场强不一定由a指向b，也不可能由b指向a，AB不符合题意；
CD．电子克服电场力做的功为1eV，则电子的电势能增加1eV，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】沿着电场线的方向电势逐渐降低，结合功能关系得出电势能的变化情况。
3．【答案】A
【知识点】电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】ABCD．根据电场强度与电势差关系式
A符合题意；B、C、D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用匀强电场电场强度的表达式得出发生此次闪电的电势差 。
4．【答案】A
【知识点】左手定则—磁场对带电粒子的作用；右手定则
【解析】【解答】根据安培定则可知，通电长直导线在阴极射线管处的磁场方向垂直纸面向外，由图可知电子束运动方向由左向右，根据左手定则可知电子束受到的洛伦兹力方向向上，所以向上偏转，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据安培定则得出通电导线周围的磁场方向，通过左手定则得出电子的偏转情况。
5．【答案】D
【知识点】安培力
【解析】【解答】A.该磁场明显不是匀强磁场，匀强磁场应该是一系列平行的磁感线，方向相同，A不符合题意；
B.由图可知，线圈平面总与磁场方向平行，B不符合题意；
C.由左手定则可知，a受到的安培力向上，b受到的安培力向下，故线圈顺时针旋转，C不符合题意；
D.a、b导线始终与磁感线垂直，故受到的安培力大小总为 ，D符合题意。
故答案为：D
【分析】匀强磁场磁感应是等间距平行直线，通过左手定则得出安培力的方向。
6．【答案】A
【知识点】电阻定律
【解析】【解答】根据电阻定律可知
水的电阻率不变，在该情况下，将水流变长，横截面积变小来增大电阻，减小电流，从而对人体起到保护作用，但不能完全隔断电流。
故答案为：A。
【分析】利用电阻电阻定律得出水的电阻变化情况，从而起到保护作用。
7．【答案】C
【知识点】闭合电路的欧姆定律；电路动态分析
【解析】【解答】AB.由图可知，电流表测量的干路电流，向左移动滑动变阻器的滑片时，滑动变阻器接入电阻变大，干路电流，减小，即电流表的示数变小，AB不符合题意；
CD.由图可知，电压表测量的外电压，干路电流减小，由可知，电压表示数变大，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】由滑动变阻器的阻值变化情况，应用闭合电路欧姆定律分析电压表和电流表的变化情况。
8．【答案】B,D
【知识点】电功率和电功；欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【解答】A．电动机正常工作时，属于非纯电阻用电器，欧姆定律不适用，A不符合题意；
B．根据电功率计算式
可知通过电动机线圈的电流为
B符合题意；
CD．电动机的发热功率为
根据电动机中能量转化特征，可知电动机输出的机械功率为
C不符合题意；D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】非纯电阻电路中欧姆定律不适用，利用电功率得出电动机线圈中的电流以及电动机输出的机械功率。
9．【答案】B,C
【知识点】表头的改装；欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【解答】AB．电流表改装由灵敏电流计并联电阻组成，所以甲表是电流表，R增大时，甲表中变阻器分流减小，量程减小，A不符合题意，B符合题意；
CD．电压表改装由灵敏电流计串联电阻组成，所以乙表是电压表，R增大时，乙表中变阻器分压变大，量程增大，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】根据电表的改装以及欧姆定律得出R量程的变化情况。
10．【答案】D
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】A．根据
当若被测物体向左移动，电介质板随之在电容器两极板之间向左移动，则介电常数 减小，则电容减小，A不符合题意；
B．根据图形可知，电容器与电源断开连接，当忽略静电计电荷量的变化时，电容器极板带电量不变，B不符合题意；
C．根据
结合上述解得
可知，当若被测物体向左移动，电介质板随之在电容器两极板之间向左移动，则介电常数 减小，则极板间电势差U增大，C不符合题意；
D．根据上述，极板间电压增大，则静电计指针偏角 增大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据电容器的定义式和决定式得出电容器电容的变化情况和两极板间电势差的变化情况。
11．【答案】B,D
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】AB．粒子在电场中做类平抛运动，水平方向上做匀加速直线运动，则有
竖直方向上做匀速直线运动，则有
解得
根据图形可知，两粒子竖直分位移y相等，从M点进入的粒子的水平分位移x小一些，可知，从M点进入的粒子的比荷较小，由于质量关系不确定，则电荷量的关系也不确定，A不符合题意，B符合题意；
C．根据上述有
由于两粒子竖直分位移y相等，可知，两粒子到达P点时间相等，C不符合题意；
D．根据
解得
根据上述，从M点进入的粒子的比荷较小，水平分位移较小，可知该粒子经过P点的速度较小，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】粒子在偏转电场中做类平抛运动，结合类平抛运动的规律得出粒子的比荷，利用动能定理得出粒子速度的表达式。
12．【答案】A,D
【知识点】左手定则—磁场对带电粒子的作用
【解析】【解答】B．若B的方向垂直纸面向外，开始线圈所受安培力的方向向向上，电流反向后，安培力变为竖直向下，为保持平衡，应在天平左边加砝码，不符合题意，B不符合题意；
ACD．若B的方向垂直纸面向里，电流方向顺时针，开始线圈所受安培力竖直向下，大小为BIl，设线圈质量为m0，根据平衡力的平衡条件得
电流反向后，线圈所受安培力竖直向上，大小为BIl，根据平衡得
解得
AD符合题意，C不符合题意。
故答案为：AD。
【分析】根据磁场B的方向垂直纸面向外和向里是根据左手定则判断线圈是否平衡，结合共点力平衡得出磁感应强度的表达式。
13．【答案】（1）直流2.5V；
（2） ；
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）选择开关旋转到“直流2.5V”有图示多用电表可知，多用表的分度值为0.05V，所以多用电表的读数为
（2）根据闭合电路欧姆定律可知：
可知图像的纵坐标的截距等于电源电动势，斜率表示电源内阻，即 ，
【分析】（1）根据多用电表直流电压档的读数原理得出电表的读数；
（2）结合闭合电路欧姆定律得出U-I的关系式，结合图形得出电源的电动势和内阻。
14．【答案】（1）1.771（1770~1772）
（2）；；10
（3）小；电压表分流
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）根据螺旋测微器的读数规律，该读数为1.5mm+0.01×27.1mm=1.771mm
（2）电压表量程为3V，则通过金属丝的电流的最大值
为了确保电流表的安全与精度，电流表应该选择量程06A，即选择 ；
由于控制电路采用限流式，为了实验数据的连续性强，滑动变阻器应该选择总阻值与待测电阻阻值相差不太大的，即滑动变阻器选择最大阻值为 ，即滑动变阻器选择 ；
由于
可知，实验时，电流表的分压影响较大，应该排除电流表分压，测量电路采用电流表外接法，即接线柱“11”应该连接“10”。
（3）上述操作中待测电阻的测量值
实验采用电流表的外接法，由于电压表的分流，导致电流的测量值大于通过待测电阻的电流，则待测金属丝电阻的测量值比真实值偏小，引起实验误差的主要原因是电压表分流。
【分析】（1）根据螺旋测微器的读数原理得出金属丝的直径；
（2）根据通过金属丝的最大电流选择的电流表，结合电流表的内外接法判断得出接线柱的接法；
（3）利用待测电阻的测量值的表达式以及电流表的外接法得出电阻测量值和真实值的大小关系。
15．【答案】（1）金属棒处于平衡状态，对金属棒进行受力分析有
解得
（2）根据上述，安培力
解得
（3）根据闭合电路欧姆定律有
解得
【知识点】闭合电路的欧姆定律
【解析】【分析】（1）对金属棒进行受力分析，根据共点力平衡得出安培力的大小；
（2）根据安培力的表达式得出电流的大小；
（3）结合闭合电路欧姆定律得出滑动变阻器接入电路的电阻。
16．【答案】（1）由题意可知，电荷D先加速下降后减速下降，故带正电，在A点，由牛顿第二定律可得
可解得 ，
设电荷D在B处的加速度为aB，由牛顿第二定律可得
可解得 ，方向竖直向上
（2）从A到B过程，由动能定理可得
可解得 。
【知识点】牛顿第二定律；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）电荷D运动的过程在AB两点利用牛顿第二定律得出加速度的大小和方向；
（2） 从A到B过程，由动能定理得出 A、B两点间的电势差 。
17．【答案】（1）离子在电场中加速时有qU0= mv2
在磁场中做匀速圆周运动由洛伦兹力提供向心力得qvB=m ，
解得 ，
代入r0= L，解得m=
（2）由(1)知，U= ，离子打在Q点r= L，则U= ，
离子打在N点r=L，则U= ，
则电压的调节范围为 .
【知识点】带电粒子在电场中的加速；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）粒子在加速电场中根据动能定理得出粒子射入磁场的速度，结合洛伦兹力提供向心力得出原本打在MN中点P点的离子质量；
（2）根据几何关系得出加速电压U的调节范围 。
陕西省渭南市大荔县2022-2023学年高二上学期物理期末试卷
一、单选题
1．电场线、等势面均可形象的描述电场。某区域的电场分布如图所示，带箭头的实线为电场线，虚线为等势面，A、B、C三点的电场强度分别为、、，电势分别为、、。关于这三点电场强度大小和电势的比较，下列判断正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】电场线；电势
【解析】【解答】AB．电场线分布的疏密程度表示电场的强弱，根据图形可知，A位置的电场线分布比B位置与C位置的密集一些，可知，A位置的电场强度大于B位置与C位置的电场强度，AB不符合题意；
CD．沿电场线电势降低，根据图形可知 ，
C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】电场线分布的疏密程度表示电场的强弱，沿着电场线电势逐渐降低。
2．若电场中， a、b两点间的电势差Uab=1V ，将一电子从a点移到b点克服电场力做的功为1eV，则（ ）
A．场强方向一定由b指向a B．场强方向一定由a指向b
C．电子的电势能增加1 eV D．电子的电势能减少1 eV
【答案】C
【知识点】电场力做功；电势
【解析】【解答】AB．由题可知，a点电势高于b点电势，而场强方向与两点的电势高低没有直接对应关系，沿电场线（场强）方向是电势降低最快的方向，其他方向也可以电势减低，所以场强不一定由a指向b，也不可能由b指向a，AB不符合题意；
CD．电子克服电场力做的功为1eV，则电子的电势能增加1eV，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】沿着电场线的方向电势逐渐降低，结合功能关系得出电势能的变化情况。
3．正常情况下空气是不导电的，但如果空气中的电场很强，空气也可以被击穿，空气被击穿时会看到电火花或闪电。若观察到某次闪电的火花长约100m，且已知空气的击穿电场强度为，那么发生此次闪电的电势差约为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】ABCD．根据电场强度与电势差关系式
A符合题意；B、C、D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用匀强电场电场强度的表达式得出发生此次闪电的电势差 。
4．如图，在电子射线管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则电子束将会（ ）
A．向上偏转 B．向下偏转 C．向纸内偏转 D．向纸外偏转
【答案】A
【知识点】左手定则—磁场对带电粒子的作用；右手定则
【解析】【解答】根据安培定则可知，通电长直导线在阴极射线管处的磁场方向垂直纸面向外，由图可知电子束运动方向由左向右，根据左手定则可知电子束受到的洛伦兹力方向向上，所以向上偏转，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据安培定则得出通电导线周围的磁场方向，通过左手定则得出电子的偏转情况。
5．如图，是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布，线圈中a、b两条导线长均为，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。则（ ）
A．该磁场是匀强磁场
B．线圈平面总与磁场方向垂直
C．线圈将逆时针方向转动
D．a、b导线受到的安培力大小总为
【答案】D
【知识点】安培力
【解析】【解答】A.该磁场明显不是匀强磁场，匀强磁场应该是一系列平行的磁感线，方向相同，A不符合题意；
B.由图可知，线圈平面总与磁场方向平行，B不符合题意；
C.由左手定则可知，a受到的安培力向上，b受到的安培力向下，故线圈顺时针旋转，C不符合题意；
D.a、b导线始终与磁感线垂直，故受到的安培力大小总为 ，D符合题意。
故答案为：D
【分析】匀强磁场磁感应是等间距平行直线，通过左手定则得出安培力的方向。
6．家用电热水器，在使用时具有漏电危险，当发生漏电时，电流会经过水管中的水与人体相连从而发生意外事故。“隔电墙”可以在一定程度上保护人体的安全，其装置如图甲所示，其内部结构是一个螺旋状的绝缘管道，结构如图乙，它实质上是将水管的水道变得更细更长，安装位置如图丙。下列说法正确的是（ ）
A．“隔电墙”是通过增加管道中水的电阻来减小电流从而保护人体安全
B．“隔电墙”是靠减小水流速度来减小电流从而保护人体安全
C．“隔电墙”是通过增加管道中水的电阻率从而保护人体安全
D．“隔电墙”能完全隔断电流从而保护人体安全
【答案】A
【知识点】电阻定律
【解析】【解答】根据电阻定律可知
水的电阻率不变，在该情况下，将水流变长，横截面积变小来增大电阻，减小电流，从而对人体起到保护作用，但不能完全隔断电流。
故答案为：A。
【分析】利用电阻电阻定律得出水的电阻变化情况，从而起到保护作用。
7．如图所示的电路中，电源的电动势和内阻分别为E和r，当闭合开关S，向左移动滑动变阻器的滑片时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数变大 B．电流表的示数不变
C．电压表的示数变大 D．电压表的示数不变
【答案】C
【知识点】闭合电路的欧姆定律；电路动态分析
【解析】【解答】AB.由图可知，电流表测量的干路电流，向左移动滑动变阻器的滑片时，滑动变阻器接入电阻变大，干路电流，减小，即电流表的示数变小，AB不符合题意；
CD.由图可知，电压表测量的外电压，干路电流减小，由可知，电压表示数变大，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】由滑动变阻器的阻值变化情况，应用闭合电路欧姆定律分析电压表和电流表的变化情况。
二、多选题
8．加在某台电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为R，下列说法正确的是（ ）
A．通过电动机线圈的电流为
B．通过电动机线圈的电流为
C．电动机输出的机械功率为
D．电动机输出的机械功率为
【答案】B,D
【知识点】电功率和电功；欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【解答】A．电动机正常工作时，属于非纯电阻用电器，欧姆定律不适用，A不符合题意；
B．根据电功率计算式
可知通过电动机线圈的电流为
B符合题意；
CD．电动机的发热功率为
根据电动机中能量转化特征，可知电动机输出的机械功率为
C不符合题意；D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】非纯电阻电路中欧姆定律不适用，利用电功率得出电动机线圈中的电流以及电动机输出的机械功率。
9．如图所示，甲、乙两个电表的内部电路都是由一个灵敏电流表G和一个电阻箱R组成。下列说法中正确的是（ ）
A．甲表是电压表，R增大时量程增大
B．甲表是电流表，R增大时量程减小
C．乙表是电压表，R增大时量程增大
D．乙表是电流表，R增大时量程减小
【答案】B,C
【知识点】表头的改装；欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【解答】AB．电流表改装由灵敏电流计并联电阻组成，所以甲表是电流表，R增大时，甲表中变阻器分流减小，量程减小，A不符合题意，B符合题意；
CD．电压表改装由灵敏电流计串联电阻组成，所以乙表是电压表，R增大时，乙表中变阻器分压变大，量程增大，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】根据电表的改装以及欧姆定律得出R量程的变化情况。
三、单选题
10．如图为某一种电容式位移传感器工作时的简化模型图。当被测物体在左右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动，连接电容器的静电计会显示电容器两极板间电势差的变化，进而能测出电容的变化，最后就能探测到物体位移的变化。若被测物体向左移动，则（ ）
A．电容器电容C增大 B．电容器所带的电荷量Q增大
C．电容器两极板间的电势差U减小 D．静电计指针偏角增大
【答案】D
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】A．根据
当若被测物体向左移动，电介质板随之在电容器两极板之间向左移动，则介电常数 减小，则电容减小，A不符合题意；
B．根据图形可知，电容器与电源断开连接，当忽略静电计电荷量的变化时，电容器极板带电量不变，B不符合题意；
C．根据
结合上述解得
可知，当若被测物体向左移动，电介质板随之在电容器两极板之间向左移动，则介电常数 减小，则极板间电势差U增大，C不符合题意；
D．根据上述，极板间电压增大，则静电计指针偏角 增大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据电容器的定义式和决定式得出电容器电容的变化情况和两极板间电势差的变化情况。
四、多选题
11．如图所示，竖直平面内有水平向左的匀强电场，M点与N点在同一电场线上。两个质量相等的带正电荷的粒子，以相同的速度分别从M点和N点同时垂直进入电场，两粒子都能经过P点。不计两粒子的重力和粒子间的库仑力。则在此过程中，从M点进入的粒子（ ）
A．电荷量较小 B．比荷较小
C．到达P点用时较短 D．经过P点的速度较小
【答案】B,D
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】AB．粒子在电场中做类平抛运动，水平方向上做匀加速直线运动，则有
竖直方向上做匀速直线运动，则有
解得
根据图形可知，两粒子竖直分位移y相等，从M点进入的粒子的水平分位移x小一些，可知，从M点进入的粒子的比荷较小，由于质量关系不确定，则电荷量的关系也不确定，A不符合题意，B符合题意；
C．根据上述有
由于两粒子竖直分位移y相等，可知，两粒子到达P点时间相等，C不符合题意；
D．根据
解得
根据上述，从M点进入的粒子的比荷较小，水平分位移较小，可知该粒子经过P点的速度较小，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】粒子在偏转电场中做类平抛运动，结合类平抛运动的规律得出粒子的比荷，利用动能定理得出粒子速度的表达式。
12．如图所示的天平可用来测定磁感应强度B。天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为l，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流I（方向如图）时，在天平左、右两边加上质量各为、的砝码，天平平衡。当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡。由此可知磁感应强度B（ ）
A．方向垂直纸面向里 B．方向垂直纸面向外
C．大小为 D．大小为
【答案】A,D
【知识点】左手定则—磁场对带电粒子的作用
【解析】【解答】B．若B的方向垂直纸面向外，开始线圈所受安培力的方向向向上，电流反向后，安培力变为竖直向下，为保持平衡，应在天平左边加砝码，不符合题意，B不符合题意；
ACD．若B的方向垂直纸面向里，电流方向顺时针，开始线圈所受安培力竖直向下，大小为BIl，设线圈质量为m0，根据平衡力的平衡条件得
电流反向后，线圈所受安培力竖直向上，大小为BIl，根据平衡得
解得
AD符合题意，C不符合题意。
故答案为：AD。
【分析】根据磁场B的方向垂直纸面向外和向里是根据左手定则判断线圈是否平衡，结合共点力平衡得出磁感应强度的表达式。
五、实验题
13．小王同学做测量一节干电池的电动势和内阻的实验。
（1）小王先用多用电表（图1）粗测这节干电池的电动势，他应该把选择开关旋转到 （填“直流2.5V”、“”或“交流10V”）挡，测量时多用电表的表盘指针如图2所示，其读数为 V；
（2）然后小王又采用图3所示的电路进行测量。根据实验数据作出U－I图像，如图4所示，根据图像可知该电池电动势的测量值E＝ V，内阻r＝ 。（E和r的测量值均保留3位有效数字）
【答案】（1）直流2.5V；
（2） ；
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）选择开关旋转到“直流2.5V”有图示多用电表可知，多用表的分度值为0.05V，所以多用电表的读数为
（2）根据闭合电路欧姆定律可知：
可知图像的纵坐标的截距等于电源电动势，斜率表示电源内阻，即 ，
【分析】（1）根据多用电表直流电压档的读数原理得出电表的读数；
（2）结合闭合电路欧姆定律得出U-I的关系式，结合图形得出电源的电动势和内阻。
14．在“测量金属丝电阻率”的实验中，可供选用的器材如下：
待测金属丝：（阻值约，额定电流约0.5A）；
A．电压表：V（量程3V，内阻约）；
B．电流表：（量程0.6A，内阻约）；
C．电流表：（量程3A，内阻约）；
D．电源：E（电动势3V，内阻不计）；
E.滑动变阻器：（最大阻值约）；
F.滑动变阻器：（最大阻值约）；
G.螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线。
（1）用螺旋测微器测量金属丝直径，示数如图所示，读数为 mm；
（2）若滑动变阻器采用限流接法，设计了如图所示的电路，为使测量尽量精确，电流表应选 （选填“”或“”），滑动变阻器应选 （选填“”或“”），接线柱“11”应该连接 （选填“9”或“10”）；
（3）在上述操作正确的情况下，待测金属丝电阻的测量值比真实值偏 （选填“大”或“小”），引起实验误差的主要原因是 （选填“电流表分压”“电压表分流”或“电源内阻”）。
【答案】（1）1.771（1770~1772）
（2）；；10
（3）小；电压表分流
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）根据螺旋测微器的读数规律，该读数为1.5mm+0.01×27.1mm=1.771mm
（2）电压表量程为3V，则通过金属丝的电流的最大值
为了确保电流表的安全与精度，电流表应该选择量程06A，即选择 ；
由于控制电路采用限流式，为了实验数据的连续性强，滑动变阻器应该选择总阻值与待测电阻阻值相差不太大的，即滑动变阻器选择最大阻值为 ，即滑动变阻器选择 ；
由于
可知，实验时，电流表的分压影响较大，应该排除电流表分压，测量电路采用电流表外接法，即接线柱“11”应该连接“10”。
（3）上述操作中待测电阻的测量值
实验采用电流表的外接法，由于电压表的分流，导致电流的测量值大于通过待测电阻的电流，则待测金属丝电阻的测量值比真实值偏小，引起实验误差的主要原因是电压表分流。
【分析】（1）根据螺旋测微器的读数原理得出金属丝的直径；
（2）根据通过金属丝的最大电流选择的电流表，结合电流表的内外接法判断得出接线柱的接法；
（3）利用待测电阻的测量值的表达式以及电流表的外接法得出电阻测量值和真实值的大小关系。
六、解答题
15．如图所示，两平行光滑导轨相距为L=0.20m，所在的平面与水平面的夹角为，整个导轨处于竖直向下的，磁感应强度B=0.8T匀强磁场中。导轨、滑动变阻器、开关S与电源连接，电源电动势E=10V，内阻。金属棒MN的质量为m=0.01kg，电阻，与导轨接触良好。当开关S闭合时，MN恰好平衡。重力加速度g取。求：
（1）金属棒MN受到的安培力大小；
（2）通过金属棒MN的电流大小；
（3）变阻器接入电路中的阻值大小。
【答案】（1）金属棒处于平衡状态，对金属棒进行受力分析有
解得
（2）根据上述，安培力
解得
（3）根据闭合电路欧姆定律有
解得
【知识点】闭合电路的欧姆定律
【解析】【分析】（1）对金属棒进行受力分析，根据共点力平衡得出安培力的大小；
（2）根据安培力的表达式得出电流的大小；
（3）结合闭合电路欧姆定律得出滑动变阻器接入电路的电阻。
16．如图所示，C为固定的、电荷量为Q的正点电荷，A、B两点在C的正上方和C相距分别为h和。将另一质量为m、带电荷量未知的点电荷D从A点由静止释放，运动到B点时速度正好又变为零，若此电荷在A点处的加速度为，g为重力加速度，静电力常量为k，求：
（1）此电荷所带电荷量q和在B点处的加速度；
（2）A、B两点间的电势差。
【答案】（1）由题意可知，电荷D先加速下降后减速下降，故带正电，在A点，由牛顿第二定律可得
可解得 ，
设电荷D在B处的加速度为aB，由牛顿第二定律可得
可解得 ，方向竖直向上
（2）从A到B过程，由动能定理可得
可解得 。
【知识点】牛顿第二定律；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）电荷D运动的过程在AB两点利用牛顿第二定律得出加速度的大小和方向；
（2） 从A到B过程，由动能定理得出 A、B两点间的电势差 。
17．一台质谱仪的工作原理图如图所示，电荷量均为＋q、质量不同的离子飘入电压为U0的加速电场，其初速度几乎为零．这些离子经加速后通过狭缝O沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，最后打在底片上．已知放置底片的区域MN=L，且OM=L.某次测量发现MN中左侧区域MQ损坏，检测不到离子，但右侧区域QN仍能正常检测到离子．在适当调节加速电压后，原本打在MQ区域的离子即可在QN区域检测到．
（1）求原本打在MN中点P点的离子质量m；
（2）为使原本打在P点的离子能打在QN区域，求加速电压U的调节范围．
【答案】（1）离子在电场中加速时有qU0= mv2
在磁场中做匀速圆周运动由洛伦兹力提供向心力得qvB=m ，
解得 ，
代入r0= L，解得m=
（2）由(1)知，U= ，离子打在Q点r= L，则U= ，
离子打在N点r=L，则U= ，
则电压的调节范围为 .
【知识点】带电粒子在电场中的加速；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）粒子在加速电场中根据动能定理得出粒子射入磁场的速度，结合洛伦兹力提供向心力得出原本打在MN中点P点的离子质量；
（2）根据几何关系得出加速电压U的调节范围 。
