2024-2025学年山东省青岛市四区县（胶州、平度、黄岛、城阳）高二上学期期中考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024—2025学年度第一学期第一学段模块检测高二物理注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，只需要上交答题卡。1.奥斯特的电流磁效应实验具有划时代的意义，引领人类进入了电气时代。下列关于电和磁的说法正确的是（）A.对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大B.电磁波谱按波长由小到大排列的顺序是，射线、紫外线、可见光、红外线C.在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场D.电场强度和磁感应强度都采用比值定义法，它们的方向与力F的方向相同或相反【答案】B【解析】A．对于给定的电源，从负极到正极移动单位正电荷非静电力做功越多，电动势就越大，故A错误；B．电磁波谱按波长由小到大排列的顺序是射线、X射线、紫外线、可见光、红外线，故B正确；C．在均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，在均匀变化的磁场周围产生恒定的电场，故C错误；D．电场强度和磁感应强度都采用都采用比值定义法，电场强度的方向与正电荷受力方向相同，与负电荷受力方向相反，磁场强度方向与磁场力的方向垂直，故D错误。故选B。2.某同学设计了一个测量微弱磁场的实验装置。先在水平实验台上放置一枚小磁针，发现小磁针N极指北，然后他把一直导线沿南北方向置于小磁针正上方，并通入恒定电流，发现小磁针的N极稳定后指向为北偏西45°，设通电直导线的磁场在小磁针位置的磁感强度大小为B，已知当地地磁场的磁感应强度的水平分量大小为。下列说法正确的是（）A.直导线中通入的电流方向由南向北B.的方向由北向南C.，方向水平向东D.，方向水平向东【答案】A【解析】B．由地磁场特点，可知地磁场从南方指向北方，即B0的方向由南向北，故B错误；A．由题意可知，小磁针稳定时的N极指向为北偏西，而地磁场方向为由南至向北，故电流产生的磁场方向为由东向西，结合安培定则，可知电流方向为由南向北，故A正确；CD．由电流的磁场方向指向西、地磁场的方向指向北、两个磁场的合磁场方向为北偏西45°，可得到两个磁感应强度的大小关系为即方向为指向西，故CD错误。故选A。3.A、B、C三个立方体金属块棱长相等，两接线柱分别位于各自相对的两侧面中心，分别接入电路后进行测量。在同一U-I坐标系中各描出一组金属块两端的电压U和对应通过的电流I，发现三点在同一直线上，但未过坐标原点，如图甲所示。现将A、B、C按图乙方式连接到某一恒压电源上，下列说法正确的是（）A.A、B、C的电阻一样大B.图乙中，通过C的电流小于通过A的电流C.图乙中，A两端电压等于B两端的电压D.图乙中，A、B消耗的总电功率小于C消耗的电功率【答案】D【解析】A．在U-I图像中，图上各点与原点连线的斜率表示电阻，由图甲可知三者电阻大小为故A错误；B．在图乙中，A和B串联，然后和C并联，根据并联电路各支路两端电压相等，则通过A、B的电流为通过C的电流为由上面A的分析可知故B错误；C．通过A、B的电流相等，根据串联电路电压分配规律可知A两端的电压大于B两端的电压，故C错误；D．根据上面B的分析可知，通过C的电流大于通过A、B的电流，根据功率公式P=UI可知，图乙中，A、B消耗的总电功率小于C消耗的电功率，故D正确。故选D。4.如图所示，某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流Ⅰ变化的图线画在了同一坐标系中，下列说法正确的是（）A.反应电源的输出功率PR随电流I变化的是曲线bB.电源电动势为3V，电源内阻为2ΩC.b、c线交点的横坐标为1.5AD.当电流为1.0A时，外电路的电阻为1Ω【答案】C【解析】A．由电源消耗功率和电源内部消耗功率表达式PE=EIPr=I2r可知电源的输出功率PR=EI-I2r则a是直线，表示的是电源消耗的总电功率，b是抛物线，表示的是电源内电阻上消耗的功率，c表示外电阻的功率即为电源的输出功率PR，所以A错误；B．由图可知，当短路时，电流为3A，总功率P=9W；则由P=EI可知E=3V内阻故B错误；C．bc的交点表示内阻消耗的功率等于输出功率，则外电阻等于内阻，此时电路的电流选项C正确；D．当电流为1.0A时，根据解得外电路的电阻为R＇=2Ω选项D错误。故选C。5.如图所示，KN和LM是圆心为O、半径分别为ON和OM的同心圆弧，在O处有电流方向垂直纸面向外的载流直导线。用一根导线围成KLMN回路，当回路中沿图示方向通过电流时（电源未在图中画出），下列说法正确的是（）A.KL边受到垂直纸面向里的力B.线框KLMN将向右平动C.MN边垂直纸面向里运动D.线框KLMN将在纸面内绕通过O点并垂直纸面的轴转动【答案】C【解析】A．根据题意可知，垂直纸面的导线，电流方向向外，根据安培定则可知，其磁感线是以导线为圆心的逆时针方向的一系列同心圆，再根据左手定则可知，KL边受到的安培力垂直纸面向外，则将垂直纸面向外运动，故A错误；C．根据左手定则可知，MN边受到安培力垂直纸面向里，则将垂直纸面向里运动；故C正确；BD．线框KLMN的KL边受到垂直纸面向外运动，MN边垂直纸面向里运动，从右侧观察线框KLMN做逆时针转动，故BD错误。故选C。6.如图所示，匀强磁场中固定一水平金属棒，金属棒两端点F1与F2刚好是绝缘椭圆轨道的两焦点，磁场方向垂直于椭圆面向外。一根金属丝绕过绝缘笔P与F1、F2相接，金属丝处于拉直状态。在绝缘笔沿椭圆轨道从长轴一端A点到另一端B点带动金属丝运动过程中，下列说法正确的是（）A.穿过的磁通量先减小后增大B.中感应电流方向先顺时针后逆时针C.先有扩张趋势后有收缩趋势D.金属棒所受安培力方向先向下后向上【答案】B【解析】A．在绝缘笔沿椭圆轨道从长轴一端A点到另一端B点带动金属丝运动过程中，的面积先增大后减小，故磁通量先增大后减小，A错误；B．由“增反减同”可知，中感应电流方向先顺时针后逆时针，B正确；C．根据“增缩减扩”，可知金属丝先有收缩趋势后有扩张趋势。故C错误；D．金属棒中的感应电流先向左后向右，根据左手定则可知，金属棒所受安培力方向先向上后向下。故D错误。故选B。7.如图所示的电路中，电源电压恒定不变。当闭合开关S时，灯L1、L2正常发光。由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的示数变大。不考虑温度变化对电阻的影响，根据上述现象判断发生的故障可能是（）A.R1断路 B.R2断路 C.R3短路 D.R4短路【答案】D【解析】A．若R1断路，则原来与之并联的L1两端电压变大，电路中总电阻变大，总电流变小，则L2并联这部分所分的电压变小，故L1变亮，L2变暗，电流表的示数变小，故A错误；B．若R2断路，则整个电路断路，则L1、L2均不亮，电流表无示数，故B错误；C．若R3短路，电路中的总电阻减小，总电流增大，L1部分电路分得的电压增大，L1消耗的功率增大，L1变亮，电流表以及L2所在的并联支路电压减小，则电流表读数减小，L2支路电流变大，可知L2变亮，电流表读数变小，故C错误；D．若R4短路，电路中的总电阻减小，总电流增大，L1部分电路分得的电压增大，L1消耗的功率增大，L1变亮，又因为R2两端电压变大，则L2及与之并联的支路电压均减小，则流过L2的电流减小，流过电流表的电流增大，则L2变暗，电流表的示数变大，故D正确；故选D。8.一质量为m、电荷量为-q的圆环，套在与水平面成θ角的足够长的粗糙细杆上，圆环的直径略大于杆的直径，细杆处于垂直纸面向里的匀强磁场中。现给圆环沿杆左上方的初速度，取初速度的方向为正方向，以后的运动过程中圆环运动的v-t图像不可能是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】圆环沿杆向上运动时，所受到的洛伦兹力垂直杆向上，若则杆对圆环的弹力垂直杆向下，随着速度减小，洛伦兹力越来越小，先减小到零再反向增大，因摩擦力故也先减小后增大，圆环减速的加速度也先减小后增大，当速度减为零时；若物体将静止；若物体沿杆向下加速，所受洛伦兹力垂直杆向下，洛伦兹力随速度增大而增大，增大，也增大，圆环加速的加速度将减小，减小到零后做匀速直线运动。圆环沿杆向上运动时，所受到的洛伦兹力垂直杆向上，若则杆对圆环的弹力垂直杆向上，随着速度减小，洛伦兹力越来越小，越来越大，因摩擦力故也越来越大，物体减速的加速度也越来越大，当速度减为零时，若物体将静止；若物体沿杆向下加速，所受洛伦兹力垂直杆向下，洛伦兹力随速度增大而增大，增大，也增大，圆环加速的加速度将减小，减小到零后做匀速直线运动。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.如图所示，将两个相同的电流计分别改装成电流表A1（0~3A）和电流表A2（0~0.6A），把这两个电流表并联接入电路。下列说法中正确的是（）A.A1和A2的内阻之比为5：1B.A1的指针半偏时，A2的指针也半偏C.A1的读数为1A时，A2的读数为0.4AD.A1的读数为2A时，干路的电流为2.4A【答案】BD【解析】A．两表由相同的电流计分别改装成，两表量程不同电表内阻不同，量程大的内阻小，A1的内阻小于A2的内阻，故A错误；B．电流表是由电流计并联一个电阻改装而成，两电流表并联，知两表头也并联，流过两表头的电流相等，所以A1的指针半偏时，A2的指针也半偏，故B正确；C．两电流表指针偏转角总是相同，量程之比为5：1，即A1和A2的示数之比总是5：1，当A1的读数为1A时，A2的读数为0.2A，故C错误；D．两电流表指针偏转角总是相同，量程之比为5：1，即A1和A2的示数之比总是5：1，当A1的读数为2A时，A2的读数为0.4A，干路的电流故D正确。故选BD。10.我国建造的第一台回旋加速器的工作原理如图所示，其核心部分是两个D形盒，两盒中间接入交变电压。粒子源О置于D形盒的圆心附近，能不断释放出带电粒子，忽略粒子在电场中运动的时间，不考虑加速过程中引起的粒子质量变化。现用该回旋加速器分别对、粒子进行加速，下列说法正确的是（）A.粒子能获得的最大动能跟所加交变电压的大小有关B.两种粒子离开出口处的动能之比为C.两种粒子在回旋加速器中运动的时间相等D.两种粒子在回旋加速器中运动的时间不相等【答案】BC【解析】A．粒子在磁场中的最大轨道半径为D形盒的半径，对应速度也最大，则有最大动能为所以粒子能获得的最大动能跟所加交变电压的大小无关，故A错误；B．粒子离开出口处的动能最大，为，由粒子的质量数为2，电荷数为1；粒子的质量数为4，电荷数为2，可知粒子的出口处的动能为粒子的两倍，故B正确；CD．设粒子加速的次数为n则有则粒子运动的时间由解得可知，两种粒子在回旋加速器中运动的时间相等，故C正确，D错误。故选BC。11.如图所示，空间中有一底角为60°的等腰梯形，上底与腰长均为L，梯形内部存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，下底bc的中点e处有一粒子源，可以向bc上方任意方向射出速度大小可变的电子，已知电子的比荷为k，下列说法正确的是（）A.若粒子可以到达a点，则其最小速度为B.若粒子可以到达ab边，则其最小速度为C.ab、ad边有粒子射出，则dc边一定有粒子射出D.到达a点和到达d点的粒子一定具有相同的速率【答案】AB【解析】A．当粒子到达a点时，速度刚好水平时，此时速度最小，轨迹如图所示根据几何关系解得根据洛伦兹力提供向心力联立可得故A正确；B．粒子与ab边界相切时，速度最小，轨迹如图所示根据几何关系解得根据洛伦兹力提供向心力联立可得故B正确；C．粒子运动轨迹如图所示从ab和ad边射出的粒子，没有从cd边射出，故C错误；D．粒子运动轨迹如图所示根据几何关系解得由此可知到达d点的半径是唯一的，而到达a点的半径可以不同，所以到达a点和到达d点的粒子不一定具有相同的速率，故D错误。故选AB。12.如图所示，电路中电源的电动势为E、内阻为r，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器，其最大阻值为R0.已知r<R2，R1<R0，各电表均为理想电表。闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P由变阻器的中点向左端滑动的过程中，下列说法正确的是（）A.V的示数先变小后变大B.电源的输出功率先变大后变小C.刚开始一小段时间内A1示数减少量大于A2示数增加量D.最后的一小段时间内A1示数减少量小于A2示数增加量【答案】ACD【解析】A．电路中是变阻器滑片左端的电阻R左和定值电阻R1串联，然后和变阻器滑片右端的电阻并联，然后和定值电阻R2串联。因为R1＜R0，所以当R右=R1+R左时，并联部分的电阻最大，则电路中的总电阻最大，所以当滑动变阻器的滑动触头P由变阻器的中点向左端滑动的过程中，电路当中的总电阻先增大后减小，根据闭合电路的欧姆定律可知，干路中的电流先减小后增大，所以电阻R2两端的电压即V的读数先减小后增大，故A正确；B．电源的输出功率为当时电源的输出功率最大，因为，所以滑动变阻器的滑动触头P由变阻器的中点向左端滑动的过程中，R并先增大后减小，外电路的总电阻也是先增大后减小，一直都是大于电源内阻的，则电源的输出功率先减小后增大，故B错误；C．由上面的分析可知，刚开始一小段时间内并联部分的电阻增大，干路电流减小，则并联部分分得的电压增大，R1支路的电阻减小，则A2的示数增大，因为干路电流减小，所以通过R右部分的电流减小，即A1示数减小，所以A2示数的增加量小于A1示数的减少量，故C正确；D．由上面的分析可知，最后的一小段时间内并联部分的电阻减小，干路电流变大，则并联部分分得的电压减小，而R右部分电阻增大，则通过R右的电流减小，即A1示数减小，但是电路中的总电流增大，所以通过R1部分的变流增大，即A2示数增大，且A2示数的增加量大于A1示数的减少量，故D正确。故选ACD。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.某物理学习小组的两位同学采用“伏安法”测金属丝的电阻率，实验室备有下列实验器材：A．电压表（量程0~3V、内阻约为15kΩ）B．电压表（量程0~15V，内阻约为75kΩ）C．电流表（量程0~3A、内阻约为0.2Ω）D．电流表（量程0~0.6A，内阻约为1Ω）E、滑动变阻器（最大阻值为10Ω，0.6A）F、滑动变阻器（最大阻值为200Ω，0.1A）G、电池组（电压为3V）H、待测金属丝（阻值约为5Ω）I、开关S，导线若干，米尺，螺旋测微器等（1）为减小实验误差，应选用的实验器材有___________（填器材前面的序号）；（2）两位同学分别设计了甲、乙两个电路图，如图所示。本实验选用___________（选填“甲”或“乙”）图比较合适；（3）实验中用螺旋测微器测量金属丝的直径，螺旋测微器校零时示数如图丙所示，测量金属丝直径时示数如图丁所示，则金属丝的直径d=___________mm。【答案】（1）ADEGHI（2）甲（3）0.511【解析】（1）[1]由于电源的电动势为3V，所以电压表应选A；被测电阻约为5Ω，电路中的最大电流约为故电流表应选D；根据变阻器允许通过的最大电流可知，变阻器应选E。还需要电源、待测金属丝、导线等，故应选用的实验器材有ADEGHI；（2）[1]由于应采用电流表外接法，应选图甲所示电路；（3）[1]由图丙可知，螺旋测微器的零误差为故图丁读数为所以金属丝直径为14.某实验兴趣小组欲测定一内阻可调的化学电池的电动势。该小组设计了如图甲所示的测量电路，图中R为电阻箱，M、N为该化学电池的正、负极（可认为反应只发生在两极附近），P、Q为靠近正、负极的两个探针，电池槽中间有一打气管道，用打气筒向电池内打气或从电池内抽气，可以改变中间长方体容器内电解质溶液的高低，从而改变电池的内阻。主要实验步骤如下：①按图甲连接电路，将电阻箱阻值调为R0；②闭合开关S，向电池内打气，观察并测量中间长方体容器内电解质溶液的高度h，记录电流表的示数I；③重复步骤②，对应不同的h值，得到多组h、I的测量数据。回答下列问题：（1）已知中间长方体容器的长为L，宽为d，容器内电解质溶液的电阻率为，则电池的内阻r=___________；（2）该小组成员利用图像来处理获得的多组实验数据，若以作为横轴，则以__________为纵轴，通过描点可作出如图乙所示的线性关系图像；（3）根据实验所测得的数据和图乙中所标注的字母，可得该化学电池的电动势E=_________（R0、a为已知量）；（4）若在PQ之间接一电压表，保持h不变，调节电阻箱使其阻值变小，则电压表示数将___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。【答案】（1）（2）（3）（4）变大【解析】（1）根据电阻定律有电池的内阻（2）根据闭合电路欧姆定律得解得则若以作为横轴，则以为纵轴，通过描点可作出如图乙所示的线性关系图像。（3）根据图像纵轴截距有解得该化学电池的电动势（4）若在PQ之间接一电压表，则电压表测量内电压，电阻箱使其阻值变小，电流变大，则内电压变大。15.2022年12月，我国“西电东送”的国家重大工程——口鹤滩水电站全部机组投产发电，如图所示。白鹤滩水电站位于金沙江干流河段上，坝址平均流量Q=1.3×1011m3，共安装16台单机容量为100万千瓦的水轮发电机组，每台发电机组平均发电时间为3.6×103h。若白鹤滩水电站大坝蓄水水面与水轮机组位置的高度差H=200m，已知火电每发一度电大约需排放二氧化碳1kg，水的密度=1.0×103kg/m3，重力加速度g=10m/s2.，求：（1）相比于同功率的火电厂，每年可减少二氧化碳的排放量；（2）白鹤滩水电站将水能转化为电能的效率（结果保留3位有效数字）。【答案】（1）（2）【解析】（1）依题意，水电站所有发电机组每年的发电总量为故每年减少二氧化碳的排放量为（2）每年平均流过坝址的水的总质量为下落过程减少的重力势能为转化为电能的总能量为故转化为电能的效率为16.某同学在学习了磁场对通电导线的作用力后产生想法，设计了一个简易的“电磁秤”。如图所示，两平行金属导轨CD、EF间距L=0.1m，与水平面夹角为37°，两导轨与电动势E0=9V内阻不计的电源、电流表（量程0~3A）、开关S、滑动变阻器R（阻值范围为0~100Ω）相连。质量M=0.14kg、电阻R0=2Ω的金属棒MN垂直于导轨放置，空间施加竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=5T，垂直接在金属棒中点的轻绳与导轨平面平行，跨过定滑轮后另一端接有秤盘。在秤盘中放入待测物体，闭合开关S，调节滑动变阻器，当金属棒平衡时，通过读取电流表的读数就可以知道待测物体的质量。已知秤盘中不放物体且金属棒静止时电流表读数I0=0.1A．其余电阻、摩擦以及轻绳质量均不计，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。（1）求秤盘的质量m0；（2）求此“电磁秤”能称量的最大质量及此时滑动电阻器接入电路的阻值；（3）为了便于得出秤盘上物体质量m的大小，请写出m与I的表达式。【答案】（1）（2）0.116kg（3）（0.1A<I<3A)【解析】（1）秤盘中不放物体且金属棒静止时电流表读数为I0=0.1A，对金属棒受力分析，根据平衡条件可得代入数据解得即代入数据解得对金属棒以及所称物体、秤盘受力分析，根据平衡条件可得代入数据解得（3）电流表示数与所称物体的质量满足关系式代入数据解得（0.1A<I<3A)17.如图甲所示，R1、R2、R4均为定值电阻，R2=6Ω，R4=2Ω，R3为滑动变阻器，最大阻值为6Ω，电容器的电容C=100μF，电表均为理想电表。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，电路稳定时读出电压表和电流表的示数，得到U-I关系如图乙所示。求：（1）电源的电动势E和R1的阻值；（2）当滑片P移到R3正中间位置时，电容器上带的电荷量Q；（3）滑片P从a移到b的过程中，滑动变阻器R3的最大功率P。【答案】（1），（2）（3）【解析】（1）由闭合电路的欧姆定律可得结合电路图及U-I关系图有，解得，根据电路图串联电路有代入数值得（2）当滑片P移到R3正中间位置时，R2和联并,则并联电阻为由闭合电路的欧姆定律可得根据电路图，则电容两端的电压为电容所带的电荷量（3）并联部分两端的电阻由闭合电路的欧姆定律可得则并联部分两端的电压的功率为代入数值整理得当即时，的功率最大，代入得18.如图所示，在平面直角坐标系xOy中，第三象限内有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E，其他区域内有垂直纸面向外的匀强磁场。在y轴上垂直xOy平面放置一块足够长的金属板，金属板上A点坐标为（0，-3L），在A处有一粒子源，可在xOy平面内向y轴右侧任意方向发射速度大小在0~之间，质量为m，电荷量为-q的同种粒子。金属板上有粒子击中的最大长度为12L。在x轴负半轴上磁场与电场之间有薄隔离层，带电粒子每次穿越隔离层时，其电荷量和运动方向都不变，速率变为原来的k倍（k<1），粒子重力不计。（1）求磁感应强度B的大小；（2）金属板上的C点坐标为（0，3L），在C处有一小孔，粒子源发射的部分粒子经过C小孔进入第二象限，求这部分粒子沿x轴方向的分速度；（3）若从C点进入第二象限的粒子速度大小为，方向与y轴正半轴夹角为锐角，求粒子第二次穿过x轴时经过D点的坐标；（4）当第（3）问中的带电粒子第一次进入电场后，立即改变磁感应强度B的大小（改变后保持不变），使带电粒子能经过G点（-d，0），其中d>9L，求改变后的磁感应强度B的可能值。【答案】（1）（2）（3）（-9L，0）（4）（n=1，2，3…）【解析】（1）由于金属板上有粒子击中的最大长度为12L，可知粒子在磁场中的最大轨道半径又由于可知（2）设粒子速度为v，若粒子经过C点时，速度与y轴夹角为，利用对称性如图，可知圆心一定在x轴上，则而联立解得（3）若从C点进入第二象限的粒子速度大小为，可知轨道半径圆心在x轴上，利用几何关系可知，第二次经过x轴时到O点的距离因此第二次穿过x轴时经过D点的坐标为（-9L，0）。（4）第二次经过x轴后，速度变为向下减速到零，然后向上加速度，再次穿过x轴向上进入第二象限后，速度变为在改变后的磁场中向左，恰好旋转半个圆周，根据可知在磁场中的半径为然后再次穿过x轴，进入电场，再返回磁场，每次向左偏转，且每次偏转的半径与上一次半径之比设经过n次偏转到达G点，则整理得解得（n=1，2，3…）2024—2025学年度第一学期第一学段模块检测高二物理注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，只需要上交答题卡。1.奥斯特的电流磁效应实验具有划时代的意义，引领人类进入了电气时代。下列关于电和磁的说法正确的是（）A.对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大B.电磁波谱按波长由小到大排列的顺序是，射线、紫外线、可见光、红外线C.在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场D.电场强度和磁感应强度都采用比值定义法，它们的方向与力F的方向相同或相反【答案】B【解析】A．对于给定的电源，从负极到正极移动单位正电荷非静电力做功越多，电动势就越大，故A错误；B．电磁波谱按波长由小到大排列的顺序是射线、X射线、紫外线、可见光、红外线，故B正确；C．在均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，在均匀变化的磁场周围产生恒定的电场，故C错误；D．电场强度和磁感应强度都采用都采用比值定义法，电场强度的方向与正电荷受力方向相同，与负电荷受力方向相反，磁场强度方向与磁场力的方向垂直，故D错误。故选B。2.某同学设计了一个测量微弱磁场的实验装置。先在水平实验台上放置一枚小磁针，发现小磁针N极指北，然后他把一直导线沿南北方向置于小磁针正上方，并通入恒定电流，发现小磁针的N极稳定后指向为北偏西45°，设通电直导线的磁场在小磁针位置的磁感强度大小为B，已知当地地磁场的磁感应强度的水平分量大小为。下列说法正确的是（）A.直导线中通入的电流方向由南向北B.的方向由北向南C.，方向水平向东D.，方向水平向东【答案】A【解析】B．由地磁场特点，可知地磁场从南方指向北方，即B0的方向由南向北，故B错误；A．由题意可知，小磁针稳定时的N极指向为北偏西，而地磁场方向为由南至向北，故电流产生的磁场方向为由东向西，结合安培定则，可知电流方向为由南向北，故A正确；CD．由电流的磁场方向指向西、地磁场的方向指向北、两个磁场的合磁场方向为北偏西45°，可得到两个磁感应强度的大小关系为即方向为指向西，故CD错误。故选A。3.A、B、C三个立方体金属块棱长相等，两接线柱分别位于各自相对的两侧面中心，分别接入电路后进行测量。在同一U-I坐标系中各描出一组金属块两端的电压U和对应通过的电流I，发现三点在同一直线上，但未过坐标原点，如图甲所示。现将A、B、C按图乙方式连接到某一恒压电源上，下列说法正确的是（）A.A、B、C的电阻一样大B.图乙中，通过C的电流小于通过A的电流C.图乙中，A两端电压等于B两端的电压D.图乙中，A、B消耗的总电功率小于C消耗的电功率【答案】D【解析】A．在U-I图像中，图上各点与原点连线的斜率表示电阻，由图甲可知三者电阻大小为故A错误；B．在图乙中，A和B串联，然后和C并联，根据并联电路各支路两端电压相等，则通过A、B的电流为通过C的电流为由上面A的分析可知故B错误；C．通过A、B的电流相等，根据串联电路电压分配规律可知A两端的电压大于B两端的电压，故C错误；D．根据上面B的分析可知，通过C的电流大于通过A、B的电流，根据功率公式P=UI可知，图乙中，A、B消耗的总电功率小于C消耗的电功率，故D正确。故选D。4.如图所示，某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流Ⅰ变化的图线画在了同一坐标系中，下列说法正确的是（）A.反应电源的输出功率PR随电流I变化的是曲线bB.电源电动势为3V，电源内阻为2ΩC.b、c线交点的横坐标为1.5AD.当电流为1.0A时，外电路的电阻为1Ω【答案】C【解析】A．由电源消耗功率和电源内部消耗功率表达式PE=EIPr=I2r可知电源的输出功率PR=EI-I2r则a是直线，表示的是电源消耗的总电功率，b是抛物线，表示的是电源内电阻上消耗的功率，c表示外电阻的功率即为电源的输出功率PR，所以A错误；B．由图可知，当短路时，电流为3A，总功率P=9W；则由P=EI可知E=3V内阻故B错误；C．bc的交点表示内阻消耗的功率等于输出功率，则外电阻等于内阻，此时电路的电流选项C正确；D．当电流为1.0A时，根据解得外电路的电阻为R＇=2Ω选项D错误。故选C。5.如图所示，KN和LM是圆心为O、半径分别为ON和OM的同心圆弧，在O处有电流方向垂直纸面向外的载流直导线。用一根导线围成KLMN回路，当回路中沿图示方向通过电流时（电源未在图中画出），下列说法正确的是（）A.KL边受到垂直纸面向里的力B.线框KLMN将向右平动C.MN边垂直纸面向里运动D.线框KLMN将在纸面内绕通过O点并垂直纸面的轴转动【答案】C【解析】A．根据题意可知，垂直纸面的导线，电流方向向外，根据安培定则可知，其磁感线是以导线为圆心的逆时针方向的一系列同心圆，再根据左手定则可知，KL边受到的安培力垂直纸面向外，则将垂直纸面向外运动，故A错误；C．根据左手定则可知，MN边受到安培力垂直纸面向里，则将垂直纸面向里运动；故C正确；BD．线框KLMN的KL边受到垂直纸面向外运动，MN边垂直纸面向里运动，从右侧观察线框KLMN做逆时针转动，故BD错误。故选C。6.如图所示，匀强磁场中固定一水平金属棒，金属棒两端点F1与F2刚好是绝缘椭圆轨道的两焦点，磁场方向垂直于椭圆面向外。一根金属丝绕过绝缘笔P与F1、F2相接，金属丝处于拉直状态。在绝缘笔沿椭圆轨道从长轴一端A点到另一端B点带动金属丝运动过程中，下列说法正确的是（）A.穿过的磁通量先减小后增大B.中感应电流方向先顺时针后逆时针C.先有扩张趋势后有收缩趋势D.金属棒所受安培力方向先向下后向上【答案】B【解析】A．在绝缘笔沿椭圆轨道从长轴一端A点到另一端B点带动金属丝运动过程中，的面积先增大后减小，故磁通量先增大后减小，A错误；B．由“增反减同”可知，中感应电流方向先顺时针后逆时针，B正确；C．根据“增缩减扩”，可知金属丝先有收缩趋势后有扩张趋势。故C错误；D．金属棒中的感应电流先向左后向右，根据左手定则可知，金属棒所受安培力方向先向上后向下。故D错误。故选B。7.如图所示的电路中，电源电压恒定不变。当闭合开关S时，灯L1、L2正常发光。由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的示数变大。不考虑温度变化对电阻的影响，根据上述现象判断发生的故障可能是（）A.R1断路 B.R2断路 C.R3短路 D.R4短路【答案】D【解析】A．若R1断路，则原来与之并联的L1两端电压变大，电路中总电阻变大，总电流变小，则L2并联这部分所分的电压变小，故L1变亮，L2变暗，电流表的示数变小，故A错误；B．若R2断路，则整个电路断路，则L1、L2均不亮，电流表无示数，故B错误；C．若R3短路，电路中的总电阻减小，总电流增大，L1部分电路分得的电压增大，L1消耗的功率增大，L1变亮，电流表以及L2所在的并联支路电压减小，则电流表读数减小，L2支路电流变大，可知L2变亮，电流表读数变小，故C错误；D．若R4短路，电路中的总电阻减小，总电流增大，L1部分电路分得的电压增大，L1消耗的功率增大，L1变亮，又因为R2两端电压变大，则L2及与之并联的支路电压均减小，则流过L2的电流减小，流过电流表的电流增大，则L2变暗，电流表的示数变大，故D正确；故选D。8.一质量为m、电荷量为-q的圆环，套在与水平面成θ角的足够长的粗糙细杆上，圆环的直径略大于杆的直径，细杆处于垂直纸面向里的匀强磁场中。现给圆环沿杆左上方的初速度，取初速度的方向为正方向，以后的运动过程中圆环运动的v-t图像不可能是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】圆环沿杆向上运动时，所受到的洛伦兹力垂直杆向上，若则杆对圆环的弹力垂直杆向下，随着速度减小，洛伦兹力越来越小，先减小到零再反向增大，因摩擦力故也先减小后增大，圆环减速的加速度也先减小后增大，当速度减为零时；若物体将静止；若物体沿杆向下加速，所受洛伦兹力垂直杆向下，洛伦兹力随速度增大而增大，增大，也增大，圆环加速的加速度将减小，减小到零后做匀速直线运动。圆环沿杆向上运动时，所受到的洛伦兹力垂直杆向上，若则杆对圆环的弹力垂直杆向上，随着速度减小，洛伦兹力越来越小，越来越大，因摩擦力故也越来越大，物体减速的加速度也越来越大，当速度减为零时，若物体将静止；若物体沿杆向下加速，所受洛伦兹力垂直杆向下，洛伦兹力随速度增大而增大，增大，也增大，圆环加速的加速度将减小，减小到零后做匀速直线运动。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.如图所示，将两个相同的电流计分别改装成电流表A1（0~3A）和电流表A2（0~0.6A），把这两个电流表并联接入电路。下列说法中正确的是（）A.A1和A2的内阻之比为5：1B.A1的指针半偏时，A2的指针也半偏C.A1的读数为1A时，A2的读数为0.4AD.A1的读数为2A时，干路的电流为2.4A【答案】BD【解析】A．两表由相同的电流计分别改装成，两表量程不同电表内阻不同，量程大的内阻小，A1的内阻小于A2的内阻，故A错误；B．电流表是由电流计并联一个电阻改装而成，两电流表并联，知两表头也并联，流过两表头的电流相等，所以A1的指针半偏时，A2的指针也半偏，故B正确；C．两电流表指针偏转角总是相同，量程之比为5：1，即A1和A2的示数之比总是5：1，当A1的读数为1A时，A2的读数为0.2A，故C错误；D．两电流表指针偏转角总是相同，量程之比为5：1，即A1和A2的示数之比总是5：1，当A1的读数为2A时，A2的读数为0.4A，干路的电流故D正确。故选BD。10.我国建造的第一台回旋加速器的工作原理如图所示，其核心部分是两个D形盒，两盒中间接入交变电压。粒子源О置于D形盒的圆心附近，能不断释放出带电粒子，忽略粒子在电场中运动的时间，不考虑加速过程中引起的粒子质量变化。现用该回旋加速器分别对、粒子进行加速，下列说法正确的是（）A.粒子能获得的最大动能跟所加交变电压的大小有关B.两种粒子离开出口处的动能之比为C.两种粒子在回旋加速器中运动的时间相等D.两种粒子在回旋加速器中运动的时间不相等【答案】BC【解析】A．粒子在磁场中的最大轨道半径为D形盒的半径，对应速度也最大，则有最大动能为所以粒子能获得的最大动能跟所加交变电压的大小无关，故A错误；B．粒子离开出口处的动能最大，为，由粒子的质量数为2，电荷数为1；粒子的质量数为4，电荷数为2，可知粒子的出口处的动能为粒子的两倍，故B正确；CD．设粒子加速的次数为n则有则粒子运动的时间由解得可知，两种粒子在回旋加速器中运动的时间相等，故C正确，D错误。故选BC。11.如图所示，空间中有一底角为60°的等腰梯形，上底与腰长均为L，梯形内部存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，下底bc的中点e处有一粒子源，可以向bc上方任意方向射出速度大小可变的电子，已知电子的比荷为k，下列说法正确的是（）A.若粒子可以到达a点，则其最小速度为B.若粒子可以到达ab边，则其最小速度为C.ab、ad边有粒子射出，则dc边一定有粒子射出D.到达a点和到达d点的粒子一定具有相同的速率【答案】AB【解析】A．当粒子到达a点时，速度刚好水平时，此时速度最小，轨迹如图所示根据几何关系解得根据洛伦兹力提供向心力联立可得故A正确；B．粒子与ab边界相切时，速度最小，轨迹如图所示根据几何关系解得根据洛伦兹力提供向心力联立可得故B正确；C．粒子运动轨迹如图所示从ab和ad边射出的粒子，没有从cd边射出，故C错误；D．粒子运动轨迹如图所示根据几何关系解得由此可知到达d点的半径是唯一的，而到达a点的半径可以不同，所以到达a点和到达d点的粒子不一定具有相同的速率，故D错误。故选AB。12.如图所示，电路中电源的电动势为E、内阻为r，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器，其最大阻值为R0.已知r<R2，R1<R0，各电表均为理想电表。闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P由变阻器的中点向左端滑动的过程中，下列说法正确的是（）A.V的示数先变小后变大B.电源的输出功率先变大后变小C.刚开始一小段时间内A1示数减少量大于A2示数增加量D.最后的一小段时间内A1示数减少量小于A2示数增加量【答案】ACD【解析】A．电路中是变阻器滑片左端的电阻R左和定值电阻R1串联，然后和变阻器滑片右端的电阻并联，然后和定值电阻R2串联。因为R1＜R0，所以当R右=R1+R左时，并联部分的电阻最大，则电路中的总电阻最大，所以当滑动变阻器的滑动触头P由变阻器的中点向左端滑动的过程中，电路当中的总电阻先增大后减小，根据闭合电路的欧姆定律可知，干路中的电流先减小后增大，所以电阻R2两端的电压即V的读数先减小后增大，故A正确；B．电源的输出功率为当时电源的输出功率最大，因为，所以滑动变阻器的滑动触头P由变阻器的中点向左端滑动的过程中，R并先增大后减小，外电路的总电阻也是先增大后减小，一直都是大于电源内阻的，则电源的输出功率先减小后增大，故B错误；C．由上面的分析可知，刚开始一小段时间内并联部分的电阻增大，干路电流减小，则并联部分分得的电压增大，R1支路的电阻减小，则A2的示数增大，因为干路电流减小，所以通过R右部分的电流减小，即A1示数减小，所以A2示数的增加量小于A1示数的减少量，故C正确；D．由上面的分析可知，最后的一小段时间内并联部分的电阻减小，干路电流变大，则并联部分分得的电压减小，而R右部分电阻增大，则通过R右的电流减小，即A1示数减小，但是电路中的总电流增大，所以通过R1部分的变流增大，即A2示数增大，且A2示数的增加量大于A1示数的减少量，故D正确。故选ACD。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.某物理学习小组的两位同学采用“伏安法”测金属丝的电阻率，实验室备有下列实验器材：A．电压表（量程0~3V、内阻约为15kΩ）B．电压表（量程0~15V，内阻约为75kΩ）C．电流表（量程0~3A、内阻约为0.2Ω）D．电流表（量程0~0.6A，内阻约为1Ω）E、滑动变阻器（最大阻值为10Ω，0.6A）F、滑动变阻器（最大阻值为200Ω，0.1A）G、电池组（电压为3V）H、待测金属丝（阻值约为5Ω）I、开关S，导线若干，米尺，螺旋测微器等（1）为减小实验误差，应选用的实验器材有___________（填器材前面的序号）；（2）两位同学分别设计了甲、乙两个电路图，如图所示。本实验选用___________（选填“甲”或“乙”）图比较合适；（3）实验中用螺旋测微器测量金属丝的直径，螺旋测微器校零时示数如图丙所示，测量金属丝直径时示数如图丁所示，则金属丝的直径d=___________mm。【答案】（1）ADEGHI（2）甲（3）0.511【解析】（1）[1]由于电源的电动势为3V，所以电压表应选A；被测电阻约为5Ω，电路中的最大电流约为故电流表应选D；根据变阻器允许通过的最大电流可知，变阻器应选E。还需要电源、待测金属丝、导线等，故应选用的实验器材有ADEGHI；（2）[1]由于应采用电流表外接法，应选图甲所示电路；（3）[1]由图丙可知，螺旋测微器的零误差为故图丁读数为所以金属丝直径为14.某实验兴趣小组欲测定一内阻可调的化学电池的电动势。该小组设计了如图甲所示的测量电路，图中R为电阻箱，M、N为该化学电池的正、负极（可认为反应只发生在两极附近），P、Q为靠近正、负极的两个探针，电池槽中间有一打气管道，用打气筒向电池内打气或从电池内抽气，可以改变中间长方体容器内电解质溶液的高低，从而改变电池的内阻。主要实验步骤如下：①按图甲连接电路，将电阻箱阻值调为R0；②闭合开关S，向电池内打气，观察并测量中间长方体容器内电解质溶液的高度h，记录电流表的示数I；③重复步骤②，对应不同的h值，得到多组h、I的测量数据。回答下列问题：（1）已知中间长方体容器的长为L，宽为d，容器内电解质溶液的电阻率为，则电池的内阻r=___________；（2）该小组成员利用图像来处理获得的多组实验数据，若以作为横轴，则以__________为纵轴，通过描点可作出如图乙所示的线性关系图像；（3）根据实验所测得的数据和图乙中所标注的字母，可得该化学电池的电动势E=_________（R0、a为已知量）；（4）若在PQ之间接一电压表，保持h不变，调节电阻箱使其阻值变小，则电压表示数将___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。【答案】（1）（2）（3）（4）变大【解析】（1）根据电阻定律有电池的内阻（2）根据闭合电路欧姆定律得解得则若以作为横轴，则以为纵轴，通过描点可作出如图乙所示的线性关系图像。（3）根据图像纵轴截距有解得该化学电池的电动势（4）若在PQ之间接一电压表，则电压表测量内电压，电阻箱使其阻值变小，电流变大，则内电压变大。15.2022年12月，我国“西电东送”的国家重大工程——口鹤滩水电站全部机组投产发电，如图所示。白鹤滩水电站位于金沙江干流河段上，坝址平均流量Q=1.3×1011m3，共安装16台单机容量为100万千瓦的水轮发电机组，每台发电机组平均发电时间为3.6×103h。若白鹤滩水电站大坝蓄水水面与水轮机组位置的高度差H=200m，已知火电每发一度电大约需排放二氧化碳1kg，水的密度=1.0×103kg/m3，重力加速度g=10m/s2.，求：（1）相比于同功率的火电厂，每年可减少二氧化碳的排放量；（2）白鹤滩水电站将水能转化为电能的效率（结果保留3位有效数字）。【答案】（1）（2）【解析】（1）依题意，水电站所有发电机组每年的发电总量为故每年减少二氧化碳的排放量为（2）每年平均流过坝址的水的总质量为下落过程减少的重力势能为转化为电