陕西省咸阳市高新一中2023—2024学年度第一学期第三次质量检测
高二物理
时间：75分钟 满分：100分
一、单项选择题（共计8道小题，每题3分，共计24分）
1．下列关于磁感应强度的说法正确的是（ ）
A．一小段通电导体放在磁场A处，受到的磁场力比B处的大，说明A处的磁感应强度比B处的磁感应强度大
B．由可知，某处的磁感应强度的大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比，与导线的I、L成反比
C．一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零
D．小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向
2．在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为E。已知一半径为r的球形雨滴在此电场中不升不落，重力加速度g，水的密度为ρ。这雨滴携带的电荷量可表示为（ ）
A． B． C． D．
3．如图所示，实线为某电场的电场线，虚线为某一带负电粒子在只有电场力作用下的运动轨迹，M、N为运动轨迹上的两点，下列说法中正确的是（ ）
A．该粒子在M点的动能一定小于在N点的动能
B．该粒子在M点的电势能一定小于在N点的电势能
C．M点的电势一定高于N点的电势
D．该粒子在M点的加速度一定大于在N点的加速度
4．小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，为图线P点处的切线，为U轴的垂线，为I轴的垂线．则下列说法中正确的是（ ）
A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小
B．对应P点，小灯泡的电阻为
C．对应P点，小灯泡的电阻为
D．对应P点，小灯泡的功率为图中曲线和直线所围的面积
5．机器人（Robot）是一种能够半自主或全自主工作的智能机器，可以服务人类生活。如图甲所示，某款波士顿动力黄狗机器人的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻未知的直流电源两端时，电动机恰好能正常工作，内部电路如图乙所示，下列说法中正确的是（ ）
A．电源的内阻为
B．电动机的输出功率为UI
C．电动机消耗的总功率为EI
D．电源的输出功率为EI-I2R
6．如图所示，电流计的内阻，满偏电流,, ，则下列说法正确的是（ ）
A．当S1和S2均断开时，虚线框中可等效为电流表，最大量程是0.1A
B．当S1和S2均断开时，虚线框中可等效为电压表，最大量程是1V
C．当S1和S2均闭合时，虚线框中可等效为电流表，最大量程是0.1A
D．当S1和S2均闭合时，虚线框中可等效为电压表，最大量程是1V
7．两电荷量分别为和的点电荷放在x轴上的O，M两点，两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中A，N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则下列说法正确的是（ ）
A．N点的电场强度大小为零
B．q1
D．将一负点电荷从N点移到D点，电势能先减少后增加
8．通电长直导线在其周围空间某点处产生磁场的磁感应强度大小（k为常量，I为导线中的电流，r为该点到长直导线的距离）。如图，两根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于的直角三角形的顶点a、b处，导线中电流方向如图所示。若a处导线电流大小为I时，c处磁感应强度方向平行于ab向右，，则b处导线中电流的大小为（ ）
A．I B．2I C．3I D．4I
二 多项选择题（共计4道小题，每题6分，共计24分，漏选得3分，错选不得分）
9．一匀强电场的方向平行于平面，平面内、、三点的位置如图所示，三点的电势分别为、、。下列说法正确的是（ ）
A．坐标原点的电势为
B．电场强度的大小为
C．电场强度的方向从c点指向a点
D．电子从b点运动到坐标原点，电场力做功为
10．如图是某品牌电动汽车的标识牌，以下说法正确的是（ ）
整车型号 CH830BEV
最大设计总质量 1 800 kg
动力电池容量 60 A·h
驱动电机额定功率 30 kW
驱动电机型号 WXMP30LO
车辆设计代号VIN LVFAD1A3440000003
A．该电池的容量为60 A·h
B．若该电池以6 A的电流放电，可以工作10 h
C．若该电池以6 A的电流放电，可以工作60 h
D．该电池充满电可贮存的电荷量为60 C
11．利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域。图中一块长为a、宽为b、厚为c的半导体样品薄片放在沿y轴正方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。当有大小为I、沿x轴正方向的恒定电流通过样品板时，会在与z轴垂直的两个侧面之间产生电势差，这一现象称为霍尔效应。其原理是薄片中的带电粒子受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累，于是上、下表面间建立起电场EH，同时产生霍尔电压UH。当导电粒子所受的静电力与洛伦兹力处处相等时，EH和UH达到稳定值，UH的大小与I和B满足关系UH＝kHIB，其中kH称为霍尔元件灵敏度，kH越大，灵敏度越高。半导体内导电粒子——“载流子”有两种：自由电子和空穴(空穴可视为能自由移动的带正电粒子)，若每个载流子所带电荷量的绝对值为e，薄片内单位体积中导电的电子数为n。下列说法中正确的是( )
A．若载流子是自由电子，半导体样品的上表面电势低
B．磁感应强度大小为B＝
C．在其他条件不变时，半导体薄片的厚度c越大，霍尔元件灵敏度越高
D．在其他条件不变时，单位体积中导电的电子数n越大，霍尔元件灵敏度越低
12．如图所示的电路中，电源的电动势为、内阻为，为电容器，和为定值电阻，为光敏电阻（阻值随光照增强而减小），为理想电流表，为灵敏电流计，已知。当开关闭合且电路稳定后，在逐渐增大对的光照强度的过程中（ ）
A．表的示数变大 B．电源的输出功率变大
C．电源内部消耗的热功率变小 D．表中有从至的电流
三、实验题（共2小题，共20分。）
13．某同学要测定某金属丝的电阻率（金属丝的电阻约为）
（1）用螺旋测微器测出金属丝的直径d，读数如图所示，则直径 ；
（2）为了测定金属丝的电阻，实验室提供了以下器材：
A．电压表，内阻约为、
B．电流表，内阻约为、
C．滑动变阻器 D．滑动变阻器
E.两节干电池 F.开关及导线若干
在本实验中，电压表的量程应选 V，电流表的量程应选 A；滑动变阻器应选 （填“C”或“D”）；
（3）合适的电路图应为图中的 （填“甲”或“乙”）测量值 （填偏小或偏大）；
（4）调节滑动变阻器，测量多组电压、电流的值，作出图像，求得金属丝的电阻为，若测得金属丝的长度为L，金属丝的直径为d，则金属丝的电阻率 （用相关物理量符号表示）。
14．某物理小组设计了如图所示的电路来测量一节干电池的电动势和内电阻。
（1）在图1中，①应为 表，②应为 表。（填“电流”或“电压”）
（2）为了减小实验误差，电表①应与电表②的接线柱 连接。（填“A”或“B”）
（3）正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记录多组U和I的值，并以U为纵坐标、I为横坐标，作出的U-I图像如图2所示，则该干电池的电动势E= V、内阻r= Ω。（结果均保留三位有效数字）
（4）本实验的系统误差是 引起的。（选填“电压表分流’或“电流表分压”）
四、计算题（共3小题，共32分。）
15．（10分）如图所示，两滑块A、B位于光滑水平面上，已知A的质量，B的质量，滑块B的左端连有轻质弹簧，弹簧开始处于自由伸长状态。现使滑块A以的速度水平向右运动，通过弹簧与静止的滑块B相互作用（整个过程弹簧没有超过弹性限度），直至分开，求：
（1）滑块通过弹簧相互作用过程中弹簧的最大弹性势能；
（2）滑块A与B分开时，两者的速度分别为多少？
16．（10）如图所示，两平行金属导轨相距L=20cm，与水平面成θ=37°角放置，上端接有一电源，电动势E=3V，内阻r=1Ω，导轨上水平放置一质量为M=0.02kg、电阻R=2Ω的导体棒，空间存在与竖直平面平行的匀强磁场，要使导体棒静止在导轨上，（不计摩擦，sin37°=0.6，g=10m/s2）
（1）若磁场竖直向下，求磁场磁感应强度的大小；
（2）若要使磁场的磁感应强度最小，求磁场方向和磁场磁感应强度的大小。
17．（12分）如图所示，为示波管工作原理图。现有一质量为m电量为e的电子经加速电场AB加速后进入偏转电场CD，最后打到荧光屏上。已知加速电压为U1，偏转电场电压为U2，板间距为d，板长为L，右侧到荧光屏水平距离为S。
求：(1)电子从加速电场射出时的速度大小；
(2)电子从偏转电场射出时的偏转距离y；
(3)电子打到荧光屏上的侧移距离Y。
参考答案：
1．D
【解析】A．安培力的大小不仅与B、I、L的大小有关系，还与B与I的夹角有关系，故A错误；
B．公式只是一个计算式，磁感强度是磁场本身的性质，与放不放电流元没有关系，故B错误；
C．当电流与磁场方向平行时所受安培力为零，但磁场不一定为零，故C错误；
D．人们规定小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向，故D正确。
故选D。
2．A
【解析】带电雨滴在电场力和重力作用下保持静止，电场力和重力必定等大反向，根据平衡条件
又
联立解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
3．A
【解析】ABC．从粒子的运动轨迹可以看出，电场力的方向是沿电场线切线方向向下的，故从M点到N点，电场力方向与速度方向成锐角，电场力做正功，粒子的动能增大，该粒子在M点的动能小于在N点的动能；电势能减小，该粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，又因为粒子带负电，故M点的电势一定低于N点的电势；故A正确，BC错误；
D．根据电场线的疏密程度表示电场强度的大小，可知M点的电场强度小于N点的电场强度，故该粒子在M点受到电场力小于在N点受到电场力，在M点的加速度小于在N点的加速度，故D错误。
故选A。
4． C
【解析】A．由图可知流过小灯泡的电流I随所加电压U变化的图线为非线性关系，可知小灯泡的电阻随所加电压的增大而逐渐增大，选项A错误；
BC．根据欧姆定律，对应P点，小灯泡的电阻应为R＝
选项B错误，C正确；
D．对应P点，小灯泡的功率为P＝U1I2
也就是图中矩形PQOM所围面积，选项D错误。
故选C。
5．A
【解析】A．根据闭合电路欧姆定律得
解得
A正确；
B．电动机的输出功率为
B错误；
C．电动机消耗的总功率为UI，C错误；
D．电源的输出功率为
D错误。
故选A。
6．B
【分析】小量程电流表与分压电阻串联可以改装成电压表，与分流电阻并联可以改装成电流表，应用串并联电路特点与欧姆定律可以求出改装后电表的量程．
【解析】由图示电路图可知，当S1和S2均断开时，G与R1串联，改装成的是电压表，电压表量程：U=Ig（Rg+R1）=0.001×（100+900）=1V，故A错误，B正确；由图示电路图可知，当S1和S2均闭合时，G与R2并联，改装成的是电流表，电流表量程，故C正确，D错误．所以BC正确，AD错误．
【点睛】本题考查了电压表与电流表的改装，知道电表改装原理、分析清楚电路结构、应用串并联电路特点与欧姆定律即可正确解题．
7．D
【解析】A. N点的斜率不等于零，则N点的电场强度大小不为零，A错误；
B. ND段中的C点电势最高，C点切线一定是水平的，C点合场强等于零，则q1>q2，B错误；
C. q2附近电势为负值，q2一定带负电，q2附近的电场线是汇聚的，NC间场强方向沿x轴负方向，C错误；
D. 若在电场强度等于零，该点两侧场强方向一定相反。则NC段电场强度的方向向左，CD段电场强度方向向右，将一负点电荷从N点移到D点，电场力先向右做正功电势能减少，电场力后向左做负功电势能增加，D正确。
故选D。
8．A
【解析】设ac=4L，则bc=3L，则导线a在c点的磁感应强度为
方向沿cb方向；同理导线b在c点的磁感应强度为
方向沿ac方向；由题意可知
解得
故选A。
9．AB
【解析】A．由于a、b、c、O是矩形的四个顶点，所以有
解得
故A正确；
B．c、b两点间的电势差为
如图所示，在cb上取点d，使bd的长度为bc长度的四分之一，则d点电势为
连结O、d，则Od为一条等势线，过e（0，6cm）作Od的垂线ef交Od于f，则电场强度方向由f指向e，由几何关系得ef=4.8cm
O、a两点电势差为
则e点的电势为
所以电场强度的大小为
故B正确；
C．由几何关系可知ca与fe不平行，所以电场强度方向不是从c点指向a点，故C错误；
D．电子从b点运动到坐标原点，电场力做功为
故D错误。
故选AB。
10．AB
【解析】ABC．从标识牌信息可知电池的容量为60 A·h，若以6 A的电流放电，可工作10 h，A、B正确，C错误；
D．该电池充满电可贮存的电荷量q=60 A×3600s=2.16×105 C
D错误。
故选AB。
11．AD
12．ABD
【解析】逐渐增大对的光照强度的过程中，的阻值逐渐减小，则电路中的总电阻减小
A．由闭合回路欧姆定律可知，由于电路中的总电阻减小，则电路中的总电流增大，即表的示数变大，故A正确；
B．由于,结合电源的输出功率与外电阻的关系可知，当外电阻减小时，外电阻与内电阻逐渐接近，电源的输出功率增大，故B正确；
C．根据公式可知，由于通过电源的电流增大，则电源内部消耗的热功率增大，故C错误；
D．由于电路中总电流增大，r与R1的电压增大，则并联部分的电压变小，即电容器两端电压减小，电容器处于放电过程，表中有从至的电流，故D正确。
故选ABD。
13． 1.770 0~3 0~0.6 C 甲
【解析】（1）[1]螺旋测微器的分度值为0.01mm，主刻度读数为1.5mm，则读数为
d=1.5mm+0.01mm×27.0=1.770mm
（2）[2]根据干电池提供电压，电压表应该选择0~3V。
[3]由欧姆定理可得，电流大小约为
因此电流表应该选择0~0.6A。
[4]根据实验原理，方便调节电压，滑动变阻器应该阻值较小的滑动变阻器。
（3）[5]由题意可知，电压表的内阻远大于待测电阻，所以应该选择电流表外接，故选甲。
（4）[6]由电阻计算公式可得
14． 电压 电流 A 1.48 2.00 电压表分流
【解析】（1）[1] [2]在图1中，电压表并联接入电路，电流串联接入电路，所以①应为电压表，②应为电流表。
（2）[3] 为了减小实验误差，电表①应与电表②的接线柱A连接。
（3）[4]由闭合电路欧姆定律，路端电压
U-I图像纵轴的截距表示电源电动势。因此
[5]电源内阻
（4）[6] 本实验的系统误差是电压表分流引起的。干路电流等于流经电流表的电流和流经电压表的电流之和。
15．（1）；（2），
【解析】（1）当弹簧压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大
解得
由能量守恒定律
解得
（2）当A、B分离时
解得
16．（1）竖直向下，0.75T；（2）垂直于轨道的平面向右下方，0.6T
【解析】（1）对导体棒受力分析如图1所示，若磁场沿竖直方向，导体棒所受安培力一定为水平向右，根据左手定则可知此时磁场方向竖直向下。根据平衡条件以及力的合成与分解可得
根据安培力公式有
图1
根据闭合电路欧姆定律可得
联立解得
（2）如图2所示可知，若要使磁场的磁感应强度最小，即安培力最小，应使安培力沿斜面向上，根据左手定则可知此时磁场方向垂直于轨道的平面向右下方，大小为
联立解得
图2
17．(1) ； (2) ； (3) 。
【解析】(1)由动能定理∶
可知
(2)电子穿越偏转电场时间
电子从偏转电场射出时的偏转距离
根据牛顿第二定律有
可得∶
(3)如图
根据运动规律可知
带入可得∶
答案第10页，共11页
