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河北省名校2022-2023学年高二上学期物理12月联考试卷
一、单选题
1．（2022高二上·河北月考）关于电磁波，下列说法正确的是（）
A．麦克斯韦用实验成功地证明了电磁波的存在
B．电磁波的传播需要介质
C．电磁波的传播过程是电磁场能的传播过程
D．均匀变化的电场一定能形成电磁波
2．（2022高二上·河北月考）关于用丝绸摩擦玻璃棒的说法正确的是（）
A．玻璃棒创造了正电荷
B．丝绸创造了负电荷
C．玻璃棒上有些电子转移到丝绸上
D．丝绸上有些电子转移到玻璃棒上
3．（2022高二上·河北月考）模拟避雷针作用的实验装置如图所示，金属板M接高压电源的正极，金属板N接高压电源的负极。金属板N上有两个等高的金属柱A、B，A为尖头，B为圆头。逐渐升高电源电压，当电压达到一定数值时，可看到放电现象。下列说法正确的是（）
A．A，B金属柱同时产生放电现象
B．B金属柱先产生放电现象
C．先产生放电现象的可能是A金属柱，也可能是B金属柱
D．A金属柱先产生放电现象
4．（2022高二上·河北月考）将长度的导线ac从中点b折成如图所示的形状，放于的匀强磁场中，abc平面与磁场垂直。若在导线abc中通入的直流电，则整个导线所受安培力的大小为（）
A． B． C．2N D．4N
5．（2022高二上·河北月考）图为某电场中的电场线，A、B是电场中的两点，下列说法正确的是（　　）
A．电势，场强度
B．将电荷量为+q的电荷从A点移到B点，电场力做负功
C．电势，电场强度
D．将电荷量为的电荷分别放在A、B两点时具有的电势能
6．（2022高二上·河北月考）如图所示，线圈P、Q同轴放置，P与开关S、电源和滑动变阻器R组成回路，Q与电流计G相连，要使线圈Q产生图示方向的电流，可采用的方法有（）
A．闭合开关S后，把R的滑片右移
B．闭合开关S后，把R的滑片左移
C．闭合开关S后，使Q远离P
D．无须闭合开关S，只要使Q靠近P即可
7．（2022高二上·河北月考）如图所示的电路中，变压器为理想变压器，原线圈的匝数为，副线圈的匝数为，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，为定值电阻，R为滑动变阻器，图中电表均为理想电表。现将滑动变阻器的滑片沿的方向滑动，则（）
A．电压表V2的示数不变，电压表V3的示数增大
B．电流表A1的示数不变
C．电流表A1的示数与电流表A2的示数之比为
D．电压表V3示数的变化量与电流表A2示数的变化量之比不变
二、多选题
8．（2022高二上·河北月考）如图所示，M、N是真空中的两块平行金属板，质量为m、电荷量为+q的带电粒子以初速度v0由小孔射入板间电场，当M、N间的电势差为U时，粒子恰好能到达N板。要使这个带电粒子到达M、N板中间位置后返回，下列措施中能满足要求的是（不计带电粒子受到的重力）（　　）
A．使粒子的初速度和M、N间的电势差都减小为原来的
B．使M，N间的电势差提高到原来的4倍
C．使M，N间的电势差提高到原来的2倍
D．使粒子的初速度减小为原来的
9．（2022高二上·河北月考）如图所示，边长为L的等边三角形ACD为两有界匀强磁场的理想边界，三角形区域内的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，三角形区域外（含边界）的磁场（范围足够大）方向垂直纸面向里，磁感应强度大小也为B。把粒子源放在顶点A处，它将沿的角平分线方向发射质量为m、电荷量为q、初速度为的带电粒子（不计重力），粒子恰能运动到C点。关于粒子从A点运动到C点的过程，下列说法正确的是（）
A．若粒子带负电，则初速度一定为
B．若粒子带负电，则粒子运动的时间可能是
C．若粒子带正电，且初速度，则粒子运动到C点的时间为
D．若初速度，则粒子一定带负电
10．（2022高二上·河北月考）如图所示，MN和PQ为在同一水平面内足够长的平行固定金属导轨，处在竖直向下的匀强磁场中。质量均为m金属杆a、b垂直于导轨放置，一不可伸长的轻质绝缘细线一端系在金属杆b的中点，另一端绕过轻小定滑轮与质量为的重物c相连，细线的水平部分与导轨平行且足够长。已知两杆与导轨动摩擦因数相同，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计导轨电阻、滑轮轴的摩擦及电磁辐射，重力加速度大小为g。整个装置由静止释放后，下列关于b杆的速度、b杆所受的安培力与重力的比值随时间变化的规律可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
三、实验题
11．（2022高二上·河北月考）现有一合金制成的圆柱体，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度，螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示。
（1）圆柱体的直径为　 　mm，长度为　 　cm。
（2）若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端的电压为U，圆柱体的直径和长度分别为D、L，则电阻率=　 　（用D、L、I、U表示）。
12．（2022高二上·河北月考）“求知”研究小组测量某干电池的电动势和内阻。
（1）如图甲所示，该小组正准备接入最后一根导线（如图中虚线所示）。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处：　 　；　 　。
（2）实验测得的电阻箱阻值R和理想电流表示数I，以及计算的数据如表所示。
R/Ω 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0
I/A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26
6.7 5.9 5.3 4.5 3.8
根据表中数据，在图乙方格纸上作出关系图像　 　，由图像可计算出该干电池的电动势为　 　V（结果保留三位有效数字），内阻为　 　Ω（结果保留两位有效数字）。
四、解答题
13．（2022高二上·抚顺期中）如图，矩形线圈的面积为，共50匝，线圈的总电阻为，外接电阻为，匀强磁场的磁感应强度大小为，电表均为理想电表。当线圈以的角速度匀速转动时，求：
（1）在运动过程中，线圈产生的感应电动势的最大值；
（2）从图示位置开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
（3）电阻R消耗的电功率。
14．（2022高二上·河北月考）一不规则的线圈如图所示，其匝数，电阻，，a、b连线刚好平分线圈面积，现将线圈的一半绕ab以角速度向上翻折，空间存在磁感应强度大小、方向垂直纸面向内的匀强磁场，求：
（1）通过单匝线圈的磁通量的减少量；
（2）平均感应电动势；
（3）通过线圈横截面的电荷量Q。
15．（2022高二上·抚顺期中）如图所示，静止于A处的带正电粒子，经加速电场加速后沿图中四分之一虚线圆弧通过静电分析器，从点垂直竖直向上进入矩形区域的有界匀强磁场（磁场方向如图所示，其中为匀强磁场的边界）。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，方向如图所示。已知加速电场的电压（只表示电压的大小），电场中虚线圆弧的半径为，粒子的质量为、电荷量为，，，粒子所受重力不计。
（1）求粒子经过辐向电场时其所在处的电场强度大小；
（2）若要使带电粒子只能打在边上，求磁感应强度满足的条件；
（3）调节磁场强弱可以使粒子打在边上不同位置，求在能到达边的粒子中，离点最远的粒子在磁场中运动的时间。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】电磁场与电磁波的产生；电磁波的发射、传播与接收
【解析】【解答】A．麦克斯韦提出电磁场理论，赫兹用实验证明了电磁波的存在，A不符合题意；
B．电磁波可以在真空中传播，B不符合题意；
C．电磁波的传播过程就是将信息和电磁场能传播出去的过程，C符合题意；
D．均匀变化的电场形成的磁场是稳定的，无法形成电磁波，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】麦克斯韦提出电磁场理论，赫兹利用实验验证了电磁波的存在；电磁波的传播不需要介质；均匀变化的电场产生恒定的磁场不能产生电磁波。
2．【答案】C
【知识点】电荷及三种起电方式
【解析】【解答】用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒上有些电子转移到丝绸上，玻璃棒带正电，丝绸带负电，在转移的过程满足电荷守恒定律，玻璃棒并没有创造正电荷，丝绸也没有创造负电荷。
故答案为：C。
【分析】丝绸摩擦玻璃棒的过程中，玻璃棒的电子转移到丝绸上，转移过程中没有电荷的创造。
3．【答案】D
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】根据导体表面尖锐程度越大的地方电荷分布越密集，可知金属柱A尖头处电荷密集，电场强，它与板M之间的空气容易发生电离，从而发生尖端放电现象。D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用尖端放电的原理可以判别金属柱A电荷比较密集更容易发生尖端放电现象。
4．【答案】A
【知识点】安培力
【解析】【解答】由题意知导线在磁场内的有效长度为 ，故整个通电导线受到的安培力的大小为
故答案为：A。
【分析】利用导体棒在磁场中的有效长度结合安培力的表达式可以求出安培力的大小。
5．【答案】C
【知识点】电场线
【解析】【解答】AC．电场线的疏密程度可以反映电场强度大小，A点的电场线比较密，故 ，沿电场线方向电势降低，故 ，A不符合题意，C符合题意；
B．将电荷量为+q的电荷从A点移到B点，电场力做正功，B不符合题意；
D．负电荷在电势低的地方电势能大，所以 ，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】利用电场线的分布可以比较电场强度和电势的高低；利用电场力做功可以比较电势能的大小。
6．【答案】B
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】ABC．闭合开关S后，线圈P产生的磁场向右穿过线圈Q，线圈Q中的原磁场方向水平向右，要使线圈Q产生图示方向的电流，即线圈Q中的感应磁场方向水平向左，根据“增反减同”的结论，线圈Q中的原磁场的磁通量要增加，则可以把R的滑片左移或者使Q靠近P，B符合题意，AC不符合题意；
D．开关S不闭合，线圈Q中无磁场通过，Q中不会有电流产生，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】当P线圈中电流发生变化时，利用安培定则可以判别通电导线周围磁感应强度的方向，结合楞次定律可以判别Q线圈中感应电流的方向。
7．【答案】D
【知识点】变压器的应用
【解析】【解答】B．由于a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，即 不变，则在滑动变阻器的滑片沿 的方向滑动的过程中，由 ，可知电压表V2的示数不变，由 ，可知R的阻值减小， 增大，由 ，可知 会增大，B不符合题意；
A．由 可知V3的示数减小，A不符合题意；
C．由 ，可知电流表A1的示数与电流表A2的示数之比为 ，C不符合题意；
D．由 ，得 ，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】当滑动变阻器滑动时，滑动变阻器的阻值变形，结合输入电压不变所以电压表V1和V2读数保持不变，结合欧姆定律可以判别输出电流增大，结合匝数之比可以判别输入电流增大；利用输入功率等于输出功率可以求出电流之比；利用欧姆定律可以判别电压表和电流表变化量的比值。
8．【答案】A,C
【知识点】带电粒子在电场中的加速
【解析】【解答】A．粒子刚好能达到B金属板时，根据动能定理得 ，当使粒子的初速度和M、N间的电势差都减小为原来的 ，则带电粒子运动到MN板中点时电场力做功 ，带电粒子动能的变化 ，A符合题意；
B．使M、N间的电势差提高到原来的4倍，则带电粒子运动到MN板中点时设速度为v′，则由动能定理 ，与 ，对比可知 ，即带电粒子无法到达M、N板的中点处就要返回，B不符合题意；
C．使M、N间的电势差提高到原来的2倍，则带电粒子运动到MN板中点时设速度为v，则由动能定理得 ，与 ，对比可知 ，即带电粒子到达M、N板间距的中间位置后速度减为零然后返回，C符合题意；
D．粒子刚好能达到B金属板时，根据动能定理得 ，现在使带电粒子能到达MN板间距的 处返回，则电场力做功等于 ，当初速度为 ，U不变，则带电粒子动能的变化 ，小于到达中点时电场力做的功，粒子无法到达M、N板间距的中间位置，D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】粒子在电场中减速，利用动能定理结合电势差或初速度的大小可以判别带电粒子到达板间的位置。
9．【答案】B,C
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【解答】A．若粒子带负电，根据左手定则，可知粒子若直接从A到C，由几何关系可得粒子半径 ，由洛伦兹力提供向心力 ，可得初速度 ，但由于粒子运动的轨迹有多种可能性，因此粒子的初速度有多种可能值，A不符合题意；
B．若粒子带负电，恰好满足 ，由 ，可得 ，代入可得粒子运动的时间可能为 ，B符合题意；
C．若粒子带正电，且初速度 ，可得粒子在磁场中运动半径 ，由运动轨迹可知，粒子在三角形区域内运动的时间 ，粒子在三角形区域外运动的时间 ，则粒子从A运动到C的时间 ，C符合题意；
D．若粒子带正电，且初速度 ，根据几何关系可知，粒子从A到C的时间 ，则粒子不一定带负电，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】由于未知粒子运动的轨迹，不能判别粒子运动的轨迹板间所以不能求出粒子初速度的大小，利用粒子运动的轨迹所对圆心角结合运动的周期可以判别粒子运动的时间；已知粒子运动的速度，结合粒子运动的半径及运动的周期可以求出粒子运动到C所花的时间。
10．【答案】A,B,C
【知识点】牛顿第二定律；导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】A．设两杆与导轨的摩擦因数为 ，两导轨宽度为 ，两杆的总电阻为 ，当 时a杆将不会运动，对b杆和c物体 ， ，随着b杆速度增大，b杆所受安培力增加，b杆加速度减小，B杆将做加速度不断减小的加速运动，稳定时 ，加速度为零，b杆做匀速直线运动，A符合题意；
C．由 ，得 ，b杆匀速时 ，C符合题意；
BD．当 时，a杆也会运动，稳定时，对a、b、c： ， ，对a杆 ，得 ，结合 ，得 ，B杆做加速度不断减小的加速运动，稳定后以 做匀加速直线运动，B符合题意，D不符合题意。
故答案为：ABC。
【分析】利用牛顿第二定律可以判别b杆加速度的大小变化；结合平衡方程可以判别b杆做匀速直线运动时b杆受到的安培力与重力的比值变化；当a杆运动时，利用整体的牛顿第二定律可以判别b杆加速度的大小变化。
11．【答案】（1）1.847；4.240
（2）
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）由题图甲可知，螺旋测微器固定刻度示数为1.5mm，可动刻度示数为34.7×0.01mm=0.347mm，螺旋测微器示数为1.5mm+0.347mm=1.847mm，由题图乙可知，游标卡尺主尺示数为4.2cm，游标尺示数为 mm=0.40mm，游标卡尺示数为42mm+0.40mm=42.40mm=4.240cm
（2）根据电阻定律，有 ，又 ，解得
【分析】（1）利用螺旋测微器的结构和精度可以读出对应的读数；利用游标卡尺的结构和精度可以读出对应的读数；
（2）利用电阻定律结合欧姆定律可以求出电阻率的表达式。
12．【答案】（1）开关未断开；电阻箱阻值为零
（2）；1.36；1.2
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）在连接电路时，应将开关断开，同时电路中电阻箱的阻值要调大最大；
（2）描点连线后图像如图所示
根据闭合电路欧姆定律 ，变形可得 ，图线的斜率表示电源电动势，纵截距的绝对值表示电源内阻，由图可知 ，
【分析】（1）在实验前，应该断开开关，电阻箱的阻值应该调制最大值；
（2）利用表格数据进行描点连线，利用闭合电路的欧姆定律结合图像斜率和截距可以求出内阻和电动势的大小。
13．【答案】（1）解：依题意有，感应电动势的最大值为
（2）解：因为从中性面开始计时，所以感应电动势按正弦规律变化
（3）解：电动势的有效值为
电流表的示数
电阻R消耗的电功率
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【分析】（1）在线圈运动的过程中，利用电动势的表达式可以求出最大电动势的大小；
（2）由于线圈从中性面开始运动，利用电动势的峰值及转动的角速度可以求出电动势瞬时值的表达式；
（3）已知电动势的大小可以求出电动势的有效值，结合欧姆定律及电功率的表达式可以求出电阻消耗的电功率。
14．【答案】（1）解：根据磁通量公式
可得未翻折前的磁通量为
翻折 时的磁通量为
磁通量的减少量为
（2）解：依据法拉第电磁感应定律
解得
（3）解：依据欧姆定律
解得
【知识点】磁通量；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1）已知磁感应强度的大小，结合磁通量的表达式可以求出磁通量变化量的大小；
（2）已知磁通量的变化，利用法拉第电磁感应定律可以求出平均电动势的大小；
（3）已知电动势的大小，结合欧姆定律及电流的定义式可以求出流过线圈电荷量的大小。
15．【答案】（1）解：粒子在加速电场中加速，根据动能定理有
解得
粒子在辐向电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力有
解得
（2）解：要使带电粒子能打在NC边上，轨迹Ⅱ如图所示
由几何关系可知 ≤
由
可得 ≥
（3）解：N点最上方的粒子在磁场中做运动轨迹如图Ⅰ所示，由几何关系可知
粒子在磁场中运动的圆形角为120°，
【知识点】动能；动能定理的综合应用；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）粒子在加速电场中加速，利用动能定理可以求出粒子获得的速度大小，结合牛顿第二定律可以出辐射电场的电场强度；
（2）粒子在磁场中运动，利用粒子运动的轨迹结合几何关系可以求出轨道半径的大小，结合牛顿第二定律可以求出磁感应强度的大小；
（3）已知粒子运动的轨迹，结合几何关系可以求出轨迹所对圆心角的大小，结合运动的周期可以求出粒子运动的时间。
1 / 1河北省名校2022-2023学年高二上学期物理12月联考试卷
一、单选题
1．（2022高二上·河北月考）关于电磁波，下列说法正确的是（）
A．麦克斯韦用实验成功地证明了电磁波的存在
B．电磁波的传播需要介质
C．电磁波的传播过程是电磁场能的传播过程
D．均匀变化的电场一定能形成电磁波
【答案】C
【知识点】电磁场与电磁波的产生；电磁波的发射、传播与接收
【解析】【解答】A．麦克斯韦提出电磁场理论，赫兹用实验证明了电磁波的存在，A不符合题意；
B．电磁波可以在真空中传播，B不符合题意；
C．电磁波的传播过程就是将信息和电磁场能传播出去的过程，C符合题意；
D．均匀变化的电场形成的磁场是稳定的，无法形成电磁波，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】麦克斯韦提出电磁场理论，赫兹利用实验验证了电磁波的存在；电磁波的传播不需要介质；均匀变化的电场产生恒定的磁场不能产生电磁波。
2．（2022高二上·河北月考）关于用丝绸摩擦玻璃棒的说法正确的是（）
A．玻璃棒创造了正电荷
B．丝绸创造了负电荷
C．玻璃棒上有些电子转移到丝绸上
D．丝绸上有些电子转移到玻璃棒上
【答案】C
【知识点】电荷及三种起电方式
【解析】【解答】用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒上有些电子转移到丝绸上，玻璃棒带正电，丝绸带负电，在转移的过程满足电荷守恒定律，玻璃棒并没有创造正电荷，丝绸也没有创造负电荷。
故答案为：C。
【分析】丝绸摩擦玻璃棒的过程中，玻璃棒的电子转移到丝绸上，转移过程中没有电荷的创造。
3．（2022高二上·河北月考）模拟避雷针作用的实验装置如图所示，金属板M接高压电源的正极，金属板N接高压电源的负极。金属板N上有两个等高的金属柱A、B，A为尖头，B为圆头。逐渐升高电源电压，当电压达到一定数值时，可看到放电现象。下列说法正确的是（）
A．A，B金属柱同时产生放电现象
B．B金属柱先产生放电现象
C．先产生放电现象的可能是A金属柱，也可能是B金属柱
D．A金属柱先产生放电现象
【答案】D
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】根据导体表面尖锐程度越大的地方电荷分布越密集，可知金属柱A尖头处电荷密集，电场强，它与板M之间的空气容易发生电离，从而发生尖端放电现象。D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用尖端放电的原理可以判别金属柱A电荷比较密集更容易发生尖端放电现象。
4．（2022高二上·河北月考）将长度的导线ac从中点b折成如图所示的形状，放于的匀强磁场中，abc平面与磁场垂直。若在导线abc中通入的直流电，则整个导线所受安培力的大小为（）
A． B． C．2N D．4N
【答案】A
【知识点】安培力
【解析】【解答】由题意知导线在磁场内的有效长度为 ，故整个通电导线受到的安培力的大小为
故答案为：A。
【分析】利用导体棒在磁场中的有效长度结合安培力的表达式可以求出安培力的大小。
5．（2022高二上·河北月考）图为某电场中的电场线，A、B是电场中的两点，下列说法正确的是（　　）
A．电势，场强度
B．将电荷量为+q的电荷从A点移到B点，电场力做负功
C．电势，电场强度
D．将电荷量为的电荷分别放在A、B两点时具有的电势能
【答案】C
【知识点】电场线
【解析】【解答】AC．电场线的疏密程度可以反映电场强度大小，A点的电场线比较密，故 ，沿电场线方向电势降低，故 ，A不符合题意，C符合题意；
B．将电荷量为+q的电荷从A点移到B点，电场力做正功，B不符合题意；
D．负电荷在电势低的地方电势能大，所以 ，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】利用电场线的分布可以比较电场强度和电势的高低；利用电场力做功可以比较电势能的大小。
6．（2022高二上·河北月考）如图所示，线圈P、Q同轴放置，P与开关S、电源和滑动变阻器R组成回路，Q与电流计G相连，要使线圈Q产生图示方向的电流，可采用的方法有（）
A．闭合开关S后，把R的滑片右移
B．闭合开关S后，把R的滑片左移
C．闭合开关S后，使Q远离P
D．无须闭合开关S，只要使Q靠近P即可
【答案】B
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】ABC．闭合开关S后，线圈P产生的磁场向右穿过线圈Q，线圈Q中的原磁场方向水平向右，要使线圈Q产生图示方向的电流，即线圈Q中的感应磁场方向水平向左，根据“增反减同”的结论，线圈Q中的原磁场的磁通量要增加，则可以把R的滑片左移或者使Q靠近P，B符合题意，AC不符合题意；
D．开关S不闭合，线圈Q中无磁场通过，Q中不会有电流产生，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】当P线圈中电流发生变化时，利用安培定则可以判别通电导线周围磁感应强度的方向，结合楞次定律可以判别Q线圈中感应电流的方向。
7．（2022高二上·河北月考）如图所示的电路中，变压器为理想变压器，原线圈的匝数为，副线圈的匝数为，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，为定值电阻，R为滑动变阻器，图中电表均为理想电表。现将滑动变阻器的滑片沿的方向滑动，则（）
A．电压表V2的示数不变，电压表V3的示数增大
B．电流表A1的示数不变
C．电流表A1的示数与电流表A2的示数之比为
D．电压表V3示数的变化量与电流表A2示数的变化量之比不变
【答案】D
【知识点】变压器的应用
【解析】【解答】B．由于a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，即 不变，则在滑动变阻器的滑片沿 的方向滑动的过程中，由 ，可知电压表V2的示数不变，由 ，可知R的阻值减小， 增大，由 ，可知 会增大，B不符合题意；
A．由 可知V3的示数减小，A不符合题意；
C．由 ，可知电流表A1的示数与电流表A2的示数之比为 ，C不符合题意；
D．由 ，得 ，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】当滑动变阻器滑动时，滑动变阻器的阻值变形，结合输入电压不变所以电压表V1和V2读数保持不变，结合欧姆定律可以判别输出电流增大，结合匝数之比可以判别输入电流增大；利用输入功率等于输出功率可以求出电流之比；利用欧姆定律可以判别电压表和电流表变化量的比值。
二、多选题
8．（2022高二上·河北月考）如图所示，M、N是真空中的两块平行金属板，质量为m、电荷量为+q的带电粒子以初速度v0由小孔射入板间电场，当M、N间的电势差为U时，粒子恰好能到达N板。要使这个带电粒子到达M、N板中间位置后返回，下列措施中能满足要求的是（不计带电粒子受到的重力）（　　）
A．使粒子的初速度和M、N间的电势差都减小为原来的
B．使M，N间的电势差提高到原来的4倍
C．使M，N间的电势差提高到原来的2倍
D．使粒子的初速度减小为原来的
【答案】A,C
【知识点】带电粒子在电场中的加速
【解析】【解答】A．粒子刚好能达到B金属板时，根据动能定理得 ，当使粒子的初速度和M、N间的电势差都减小为原来的 ，则带电粒子运动到MN板中点时电场力做功 ，带电粒子动能的变化 ，A符合题意；
B．使M、N间的电势差提高到原来的4倍，则带电粒子运动到MN板中点时设速度为v′，则由动能定理 ，与 ，对比可知 ，即带电粒子无法到达M、N板的中点处就要返回，B不符合题意；
C．使M、N间的电势差提高到原来的2倍，则带电粒子运动到MN板中点时设速度为v，则由动能定理得 ，与 ，对比可知 ，即带电粒子到达M、N板间距的中间位置后速度减为零然后返回，C符合题意；
D．粒子刚好能达到B金属板时，根据动能定理得 ，现在使带电粒子能到达MN板间距的 处返回，则电场力做功等于 ，当初速度为 ，U不变，则带电粒子动能的变化 ，小于到达中点时电场力做的功，粒子无法到达M、N板间距的中间位置，D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】粒子在电场中减速，利用动能定理结合电势差或初速度的大小可以判别带电粒子到达板间的位置。
9．（2022高二上·河北月考）如图所示，边长为L的等边三角形ACD为两有界匀强磁场的理想边界，三角形区域内的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，三角形区域外（含边界）的磁场（范围足够大）方向垂直纸面向里，磁感应强度大小也为B。把粒子源放在顶点A处，它将沿的角平分线方向发射质量为m、电荷量为q、初速度为的带电粒子（不计重力），粒子恰能运动到C点。关于粒子从A点运动到C点的过程，下列说法正确的是（）
A．若粒子带负电，则初速度一定为
B．若粒子带负电，则粒子运动的时间可能是
C．若粒子带正电，且初速度，则粒子运动到C点的时间为
D．若初速度，则粒子一定带负电
【答案】B,C
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【解答】A．若粒子带负电，根据左手定则，可知粒子若直接从A到C，由几何关系可得粒子半径 ，由洛伦兹力提供向心力 ，可得初速度 ，但由于粒子运动的轨迹有多种可能性，因此粒子的初速度有多种可能值，A不符合题意；
B．若粒子带负电，恰好满足 ，由 ，可得 ，代入可得粒子运动的时间可能为 ，B符合题意；
C．若粒子带正电，且初速度 ，可得粒子在磁场中运动半径 ，由运动轨迹可知，粒子在三角形区域内运动的时间 ，粒子在三角形区域外运动的时间 ，则粒子从A运动到C的时间 ，C符合题意；
D．若粒子带正电，且初速度 ，根据几何关系可知，粒子从A到C的时间 ，则粒子不一定带负电，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】由于未知粒子运动的轨迹，不能判别粒子运动的轨迹板间所以不能求出粒子初速度的大小，利用粒子运动的轨迹所对圆心角结合运动的周期可以判别粒子运动的时间；已知粒子运动的速度，结合粒子运动的半径及运动的周期可以求出粒子运动到C所花的时间。
10．（2022高二上·河北月考）如图所示，MN和PQ为在同一水平面内足够长的平行固定金属导轨，处在竖直向下的匀强磁场中。质量均为m金属杆a、b垂直于导轨放置，一不可伸长的轻质绝缘细线一端系在金属杆b的中点，另一端绕过轻小定滑轮与质量为的重物c相连，细线的水平部分与导轨平行且足够长。已知两杆与导轨动摩擦因数相同，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计导轨电阻、滑轮轴的摩擦及电磁辐射，重力加速度大小为g。整个装置由静止释放后，下列关于b杆的速度、b杆所受的安培力与重力的比值随时间变化的规律可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A,B,C
【知识点】牛顿第二定律；导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】A．设两杆与导轨的摩擦因数为 ，两导轨宽度为 ，两杆的总电阻为 ，当 时a杆将不会运动，对b杆和c物体 ， ，随着b杆速度增大，b杆所受安培力增加，b杆加速度减小，B杆将做加速度不断减小的加速运动，稳定时 ，加速度为零，b杆做匀速直线运动，A符合题意；
C．由 ，得 ，b杆匀速时 ，C符合题意；
BD．当 时，a杆也会运动，稳定时，对a、b、c： ， ，对a杆 ，得 ，结合 ，得 ，B杆做加速度不断减小的加速运动，稳定后以 做匀加速直线运动，B符合题意，D不符合题意。
故答案为：ABC。
【分析】利用牛顿第二定律可以判别b杆加速度的大小变化；结合平衡方程可以判别b杆做匀速直线运动时b杆受到的安培力与重力的比值变化；当a杆运动时，利用整体的牛顿第二定律可以判别b杆加速度的大小变化。
三、实验题
11．（2022高二上·河北月考）现有一合金制成的圆柱体，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度，螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示。
（1）圆柱体的直径为　 　mm，长度为　 　cm。
（2）若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端的电压为U，圆柱体的直径和长度分别为D、L，则电阻率=　 　（用D、L、I、U表示）。
【答案】（1）1.847；4.240
（2）
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）由题图甲可知，螺旋测微器固定刻度示数为1.5mm，可动刻度示数为34.7×0.01mm=0.347mm，螺旋测微器示数为1.5mm+0.347mm=1.847mm，由题图乙可知，游标卡尺主尺示数为4.2cm，游标尺示数为 mm=0.40mm，游标卡尺示数为42mm+0.40mm=42.40mm=4.240cm
（2）根据电阻定律，有 ，又 ，解得
【分析】（1）利用螺旋测微器的结构和精度可以读出对应的读数；利用游标卡尺的结构和精度可以读出对应的读数；
（2）利用电阻定律结合欧姆定律可以求出电阻率的表达式。
12．（2022高二上·河北月考）“求知”研究小组测量某干电池的电动势和内阻。
（1）如图甲所示，该小组正准备接入最后一根导线（如图中虚线所示）。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处：　 　；　 　。
（2）实验测得的电阻箱阻值R和理想电流表示数I，以及计算的数据如表所示。
R/Ω 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0
I/A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26
6.7 5.9 5.3 4.5 3.8
根据表中数据，在图乙方格纸上作出关系图像　 　，由图像可计算出该干电池的电动势为　 　V（结果保留三位有效数字），内阻为　 　Ω（结果保留两位有效数字）。
【答案】（1）开关未断开；电阻箱阻值为零
（2）；1.36；1.2
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）在连接电路时，应将开关断开，同时电路中电阻箱的阻值要调大最大；
（2）描点连线后图像如图所示
根据闭合电路欧姆定律 ，变形可得 ，图线的斜率表示电源电动势，纵截距的绝对值表示电源内阻，由图可知 ，
【分析】（1）在实验前，应该断开开关，电阻箱的阻值应该调制最大值；
（2）利用表格数据进行描点连线，利用闭合电路的欧姆定律结合图像斜率和截距可以求出内阻和电动势的大小。
四、解答题
13．（2022高二上·抚顺期中）如图，矩形线圈的面积为，共50匝，线圈的总电阻为，外接电阻为，匀强磁场的磁感应强度大小为，电表均为理想电表。当线圈以的角速度匀速转动时，求：
（1）在运动过程中，线圈产生的感应电动势的最大值；
（2）从图示位置开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
（3）电阻R消耗的电功率。
【答案】（1）解：依题意有，感应电动势的最大值为
（2）解：因为从中性面开始计时，所以感应电动势按正弦规律变化
（3）解：电动势的有效值为
电流表的示数
电阻R消耗的电功率
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【分析】（1）在线圈运动的过程中，利用电动势的表达式可以求出最大电动势的大小；
（2）由于线圈从中性面开始运动，利用电动势的峰值及转动的角速度可以求出电动势瞬时值的表达式；
（3）已知电动势的大小可以求出电动势的有效值，结合欧姆定律及电功率的表达式可以求出电阻消耗的电功率。
14．（2022高二上·河北月考）一不规则的线圈如图所示，其匝数，电阻，，a、b连线刚好平分线圈面积，现将线圈的一半绕ab以角速度向上翻折，空间存在磁感应强度大小、方向垂直纸面向内的匀强磁场，求：
（1）通过单匝线圈的磁通量的减少量；
（2）平均感应电动势；
（3）通过线圈横截面的电荷量Q。
【答案】（1）解：根据磁通量公式
可得未翻折前的磁通量为
翻折 时的磁通量为
磁通量的减少量为
（2）解：依据法拉第电磁感应定律
解得
（3）解：依据欧姆定律
解得
【知识点】磁通量；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1）已知磁感应强度的大小，结合磁通量的表达式可以求出磁通量变化量的大小；
（2）已知磁通量的变化，利用法拉第电磁感应定律可以求出平均电动势的大小；
（3）已知电动势的大小，结合欧姆定律及电流的定义式可以求出流过线圈电荷量的大小。
15．（2022高二上·抚顺期中）如图所示，静止于A处的带正电粒子，经加速电场加速后沿图中四分之一虚线圆弧通过静电分析器，从点垂直竖直向上进入矩形区域的有界匀强磁场（磁场方向如图所示，其中为匀强磁场的边界）。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，方向如图所示。已知加速电场的电压（只表示电压的大小），电场中虚线圆弧的半径为，粒子的质量为、电荷量为，，，粒子所受重力不计。
（1）求粒子经过辐向电场时其所在处的电场强度大小；
（2）若要使带电粒子只能打在边上，求磁感应强度满足的条件；
（3）调节磁场强弱可以使粒子打在边上不同位置，求在能到达边的粒子中，离点最远的粒子在磁场中运动的时间。
【答案】（1）解：粒子在加速电场中加速，根据动能定理有
解得
粒子在辐向电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力有
解得
（2）解：要使带电粒子能打在NC边上，轨迹Ⅱ如图所示
由几何关系可知 ≤
由
可得 ≥
（3）解：N点最上方的粒子在磁场中做运动轨迹如图Ⅰ所示，由几何关系可知
粒子在磁场中运动的圆形角为120°，
【知识点】动能；动能定理的综合应用；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）粒子在加速电场中加速，利用动能定理可以求出粒子获得的速度大小，结合牛顿第二定律可以出辐射电场的电场强度；
（2）粒子在磁场中运动，利用粒子运动的轨迹结合几何关系可以求出轨道半径的大小，结合牛顿第二定律可以求出磁感应强度的大小；
（3）已知粒子运动的轨迹，结合几何关系可以求出轨迹所对圆心角的大小，结合运动的周期可以求出粒子运动的时间。
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