北京市朝陽區(qū)2021屆高三年級上冊普通高中學業(yè)水平等級性考試物理試題

北京市朝陽區(qū)2021屆普通高中學業(yè)水平等級性考試

校際聯(lián)考物理試卷

第一部分

本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題

目要求的一項。

1.以下關(guān)于電場和磁場的理解正確的是（）

A.一定條件下，兩種場可以互相激發(fā)產(chǎn)生

B.試探電荷在電場中，電流元（一小段通電導線）在磁場中，一定都受到相應(yīng)的場力

C.靜電場、渦旋電場、恒定磁場和變化磁場都可以定義勢和勢能的概念

D.場和場線都是人們?yōu)榱搜芯繂栴}方便引入的理想物理模型，并非客觀存在

【答案】A

【解析】

【分析】

【詳解】A.根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論可知，變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場產(chǎn)生電場，

即一定條件下，兩種場可以互相激發(fā)產(chǎn)生，故A正確；

B.試探電荷在電場中一定受電場力，而電流元（一小段通電導線）在磁場中，若電流與磁感

應(yīng)強度平行，則不受安培力，故B錯誤；

C.靜電場定義勢和勢能的概念，渦旋電場不能引入勢的概念，它是由磁場變化率和空間位置

決定的，磁場不是有勢場，而是渦旋場，故恒定磁場和變化磁場也不能定義勢和勢能，故C

錯誤；

D.電場和磁場是法拉第第一次提出的，是客觀存在的物質(zhì)，而電場線和磁感應(yīng)線是法拉第為

了形象的描述場而假想引入的，并非客觀存在，故D錯誤；

故選Ao

2.如圖所示，放在絕緣臺上的金屬罩B內(nèi)放有一個不帶電的驗電器C,如把一帶有正電荷的

絕緣體A移近金屬罩B,則（）

A.感應(yīng)電荷在B內(nèi)的場強為零

B.在B的右側(cè)內(nèi)表面帶正電荷

C.若將B接地，驗電器的金屬箔片將張開

D.B和C電勢處處相等

【答案】D

【解析】

【分析】

【詳解】A.金屬罩處于靜電平衡狀態(tài)，在金屬罩內(nèi)任意位置激發(fā)的合電場為零，感應(yīng)電荷在

B內(nèi)的場強不為零，故A錯誤；

B.由于金屬罩的靜電屏蔽作用，B的內(nèi)表面不帶電，金屬罩表面的自由電子重新分布，根據(jù)

“近異遠同”的結(jié)論，B的右側(cè)外表面帶正電荷，B的左側(cè)外表面負電荷，故B錯誤；

C.由于金屬罩的靜電屏蔽作用，B的內(nèi)部電場強度處處為零，故驗電器的金箔不張開，故C

錯誤；

D.金屬罩處于靜電平衡狀態(tài)，是等勢體，故其左右兩側(cè)電勢相等，故D正確；

故選D。

3.中國宋代科學家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南,

然常微偏東，不全南也”進一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布如圖所示。地磁場

對宇宙射線有阻擋作用，從太陽或其他星體上放射出的宇宙射線中含有高能帶電粒子，若到

達地球，對地球上的生命將帶來危害。結(jié)合上述材料，下列說法不無確的是（）

A.地磁場只分布在地球的外部

B.地磁場的北極在地理南極附近

C.地磁場穿過地球表面的磁通量為零

D.地磁場對直射地球的宇宙射線的阻擋作用在赤道附近最強，兩極地區(qū)最弱

【答案】A

【解析】

【分析】

【詳解】A.地磁場與條形磁體磁場分布類似，磁感線在地球外部由地磁北極指向地磁南極，

地球內(nèi)部從地磁南極指向地磁北極，是閉合曲線，故地磁場分布在地球內(nèi)部和周圍，故A錯

誤，符合題意；

B.地磁兩極與地理兩極相反，所以地磁場的北極在地理南極附近，故B正確，不符合題意；

C.根據(jù)磁通量的性質(zhì)可知，由外向里和從里向外穿過地球表面的磁感線條數(shù)一定相等。故地

磁場穿過地球表面的磁通量為零，故C正確，不符合題意；

D.在地球表面各處磁場不同，宇宙射線所受到的作用力不同；在南北兩極，地磁場沿豎直方

向，垂直射向地球表面的宇宙射線在南北兩極幾乎不受磁場力作用，地磁場對粒子的阻擋能

力最弱；赤道上粒子與磁感線垂直，受到的磁場力最大；阻擋作用最強，故D正確，不符合

題意。

故選Ao

4.如圖所示，帶電粒子只受電場力作用，A、8是帶電粒子在運動軌跡上的兩點，其他曲線代

表電場線。下面哪個選項是簿誤的（）

A.可以判斷A、B兩點哪點速度大

B.可以判斷A、8兩點哪點電場力大

C.可以判斷A、8兩點受力方向

D.可以判斷A、8兩點哪點電勢高

【答案】D

【解析】

【分析】

【詳解】AC.根據(jù)軌跡形狀可知帶電粒子受到的電場力沿電場線切線并指向凹面，所以從A

到8,電場力對粒子做正功，動能增加，即速度增加，故可以判斷哪點速度大。AC正確，不

符合題意；

B.電場線越密的地方，粒子受到的電場力越大，故A點電場力較大，B正確，不符合題意；

D.由于帶電粒子的電性無法確定，所以無法確定電場的方向，也就無法確定電勢的高低。D

錯誤，符合題意。

故選D。

5.如圖所示，兩根垂直紙面放置的直導線，通有大小相同、方向相反的電流。。為兩導線連

線的中點，P、。是兩導線連線中垂線上的兩點，且OP=OQ。以下說法正確的是（）

I

I

I

I

I

I

I

&----------------------—€）

A.。點的磁感應(yīng)強度最大

B.尸、。兩點的磁感應(yīng)強度方向相同

C,類比等量異種電荷間的相互作用可知，兩通電直導線互相吸引

D.若在。點放置一條電流方向垂直紙面向里通電導線，其受力方向為。一。

【答案】B

【解析】

【分析】

【詳解】A.一段載流為/,長為L的直導線，在場點到載流直導線的垂直距離為。的點產(chǎn)生

的磁場強度為

B=?-

2na

故可知距離直導線越近，磁場強度越強，故。點不是磁感應(yīng)強度最大的點，A錯誤；

B.根據(jù)安培定則可知，左側(cè)導線在。點的磁感應(yīng)強度方向斜向右下方，右側(cè)導線在。點的

磁感應(yīng)強度方向斜向左下方，兩者合成后，。點的合磁感應(yīng)強度方向豎直向下，同理，P點的

磁感應(yīng)強度方向也是豎直向下的，故兩點磁感應(yīng)強度方向相同，故B正確；

C.類比等量異種電荷間的相互作用可知，兩通電直導線相互排斥，C錯誤；

D.。點的磁感應(yīng)強度方向是豎直向下的，若在。點放置一條電流方向垂直紙面向里的通電導

線，根據(jù)左手定則判斷其受力方向為故垂直。。向左，故D錯誤；

故選B。

6.如圖所示，質(zhì)量分別為加1、機2,電荷量分別為qi、刃的兩小球，分別用絕緣輕絲線懸掛起

來，兩絲線與豎直方向的夾角分別為a和￡兩小球恰在同一水平線上。若同時剪斷兩

根細線，空氣阻力不計，兩球帶電量不變，兩球在空中未相碰，則下列敘述正確的是（）

A.兩球同時落地B.qi一定大于“2

C.一定大于機2D.如所受的庫侖力可能大于他所受的

庫侖力

【答案】A

【解析】

【分析】

【詳解】A.剪斷細線后，繩子的拉力立即消失，兩球在水平方向上受到庫侖力的作用，在豎

直方向上受到重力的作用；故水平方向上的分運動為變速運動，豎直方向上的分運動為自由

落體運動，由自由落體運動的特征可知，兩球同時落地，故A正確；

B.由公式/=左照可知，兩小球受到的庫侖力等大反向；小球的重力與庫侖力的合力與

廣

細線的拉力等大反向，所以細線與豎直方向的夾角不同，是由于兩球的重力不相等造成的，

故B錯誤；

C.對如做受力分析，細線的拉力在水平方向的分力與庫侖力等大反向，在豎直方向的分力

與小球重力等大反向，即

心sina=%

F&cosa=mlg

兩式相比可得

叫

gtana

gtan/?

由于a>￡,所以叫〈“，故C錯誤；

D.根據(jù)牛頓第三定律，兩小球之間的庫侖力等大反向，作用在同一條直線上，故D錯誤。

故選A?

7.一臺電動機，線圈的電阻為廠，當它兩端所加的電壓為U時，通過的電流是/。當它工作時,

下述說法中錯誤的是（）

uIr

A.電動機的電流/（一B.電動機的效率可寫作〃=一

rU

C.電動機的輸出功率為IU-frD.電動機的發(fā)熱功率為I2r

【答案】B

【解析】

【分析】

【詳解】ABCD.電動機為非純電阻電路，電動機的電功率等于機械功率與熱功率之和，電功

率為

P=UI

熱功率為

4=產(chǎn)廠

故電動機輸出的機械功率

^=P-P^=UI-I2r

電功率大于熱功率，即

UI>12r

可得/<且，效率為機械功率與電功率的比值，即

r

故ACD正確，不符合題，B錯誤，符合題意。

故選B。

8.電動勢為￡、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻用、&及滑動變阻器R連接成如圖所示的電路,

其中Ri>r,滑動變阻器的滑片由中點滑向。端時，下列說法正確的是（）

A.電壓表的示數(shù)變大

B.電流表A2的示數(shù)變大

C.電源的輸出功率一定減小

D.電壓表V和電流表Ai示數(shù)變化量的比值為定值不-

的

【答案】D

【解析】

【分析】

【詳解】AB.當滑動變阻器的滑片由中點滑向a端時，接入電路的電阻減小，則由閉合電中

歐姆定律可知，干路電流增加，內(nèi)電壓增加，由

U=E-Ir

可知路端電壓減小，即電壓表示數(shù)變小，因路端電壓減小，以兩端的電壓增加，故并聯(lián)部分

電壓減小，由歐姆定律可知電流表A2示數(shù)變小，故AB錯誤；

C.根據(jù)電源的輸出功率和外電阻的關(guān)系可知，外電阻等于內(nèi)阻時，電源的輸出功率最大,R>r,,

則滑動變阻器的滑片由中點滑向a端時，電源的輸出功率一定增大，故C錯誤；

D.電壓表V和電流表Ai示數(shù)變化量的比值F就是電源內(nèi)阻r的大小，故不變，D正確；

/

故選D。

9.中學實驗室使用的電流表是磁電式電流表，內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，其最基本的組成部

分是磁鐵和放在磁鐵兩極之間的線圈，兩磁極間裝有極靴（軟鐵），極靴中間又有一個鐵質(zhì)圓

柱（軟鐵），極靴與圓柱間有磁場區(qū)。當電流通過線圈時，線圈左右兩邊導線受到安培力的方

向相反，于是安裝在軸上的線圈就要轉(zhuǎn)動，從線圈偏轉(zhuǎn)的角度就能判斷通過電流的大小。下

列說法正確的是（）

刻度盤

磁電式電流表的結(jié)構(gòu)

A.為了使電流表表盤的刻度均勻，極靴與圓柱間的磁場為勻強磁場

B.線圈無論轉(zhuǎn)到什么位置，它的平面都跟磁感線平行

C.將線圈繞在閉合的鋁框上，可使指針擺動減慢

D.在運輸時用導線將電流表兩個接線柱連在一起，可減小線圈中因晃動而產(chǎn)生的感應(yīng)電流

【答案】B

【解析】

【分析】

【詳解】A.極靴與圓柱間的磁場是均勻地輻向分布，并不是勻強磁場；這樣即可保證線圈轉(zhuǎn)

動過程中各個位置的磁感應(yīng)強度的大小不變，從而使電流表表盤刻度均勻，故A錯誤；

B.由圖看出，蹄形磁鐵和鐵芯之間的磁場是均勻輻射分布，不管線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平

面都跟磁感線平行，故B正確；

C.將線圈繞在閉合的鋁框上，當線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時，導致鋁框的磁通量變化，從而產(chǎn)生感

應(yīng)電流，出現(xiàn)安培阻力，使其很快停止擺動，故C錯誤；

D.在運輸時用導線將電流表的兩個接線柱連在一起，電流表短路，產(chǎn)生的感應(yīng)電流，從而減

緩線圈的晃動，故D錯誤；

故選Bo

10.如圖所示，平行板電容器與電動勢為￡的直流電源（內(nèi)阻不計）連接，下極板接地，靜電

計所帶電荷量很少，可被忽略。一帶電油滴靜止在尸點?，F(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向

上移動一小段距離，則下面說法錯誤的是（）

靜電計

A.帶電油滴將向上運動

B.靜電計指針張角變大

C.尸點電勢降低

D.若先將電容器與電源斷開，再將下極板向上移動一小段距離，則帶電油滴依然靜止

【答案】B

【解析】

【分析】

【詳解】B.靜電計測量的是電容器兩端的電勢差，因為電容器始終與電源相連，則電勢差不

變，所以靜電計指針張角不變，故B符合題意；

A.由于兩極板間的電場強度增大，即油滴受到的電場力增大，所以油滴將向上運動，故A不

符題意；

C.因為兩極板間的電勢差不變，下極板上移一小段距離，兩極板間的距離減小，所以根據(jù)

后=4■可知兩極板間的電場強度增大，而P點與上極板的距離4不變，根據(jù)。-%=石4可

a

知P點的電勢減小，C不符題意；

D.若先將電容器與電源斷開則電容器的電量Q不變，再將下極板向上移動一小段距離則d減

小，根據(jù)。=備E當,c多可得

U_Q_4兀kQ

dCdsrS

兩極板間的電場強度與兩極板間的距離無關(guān)，所以油滴受力不變，仍處于靜止狀態(tài)，故D不

符題意；

本題選錯誤的故選B。

11.如圖甲是回旋加速器的工作原理圖。若帶電粒子在磁場中運動的動能樂隨時間f的變化規(guī)

律如圖乙所示，不計帶電粒子在電場中的加速時間，不考慮因相對論效應(yīng)帶來的影響，若A

處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子在加速器中被加速，下列說法中正確的是（）

B.在乙圖中，"紇＞紇-紇T

C.若只增大交流電壓U,則質(zhì)子獲得的最大動能不變

D.不改變磁感應(yīng)強度和交流電頻率，該回旋加速器能用于加速a粒子

【答案】C

【解析】

【分析】

【詳解】A.粒子相鄰兩次被加速的時間間隔是

A錯誤；

B.根據(jù)動能定理，粒子相鄰兩次動能之差為

紇+1-茂=紇—紇T=%

B錯誤；

C.設(shè)回旋加速器的半徑為R,則離開回旋加速器的粒子的速度滿足

R端

質(zhì)子獲得的最大動能為

E

k22m

跟交流電壓。無關(guān)，C正確;

2jim

D.根據(jù)周期公式T可知

qB

而回旋加速器必須滿足交流電的周期與粒子做圓周運動的周期相同，所以不改變磁感應(yīng)強度

和交流電頻率，該回旋加速器能不能用于加速a粒子。D錯誤。

故選C。

12.地面附近空間中存在著水平方向的勻強電場和勻強磁場，已知磁場方向垂直于紙面向里。

一個帶電油滴沿著一條與豎直方向成a角的直線MN運動。由此可以判斷（）

X

X

X

X

A.如果油滴帶負電，它是從M點運動到N點

B.如果油滴帶負電，它是從N點運動到M點

C.如果水平電場方向向右，油滴是從M點運動到N點

D.不改變電場大小，如果將水平電場變?yōu)樨Q直電場，油滴將做勻速圓周運動

【答案】B

【解析】

【分析】

【詳解】AB.根據(jù)做直線運動的條件和受力情況（如圖所示）可知，如果油滴帶負電，水平

電場的方向只能向左，由左手定則判斷可知，油滴的速度從N點到M點，故A錯誤，B正確;

C.如果水平電場方向向右，油滴只能帶負電，電場力水平向左，由左手定則判斷可知，油滴

的速度從N點到M點，故C錯誤,

D.不改變電場大小，如果將水平電場變?yōu)樨Q直電場，若油滴做勻速圓周運動一定需要滿足

qE=mg

v~

qvB=m—

R

故D錯誤；

故選B。

13.如圖所示，在玻璃皿的中心放一個圓柱形電極接電源的負極，沿邊緣內(nèi)壁放另一個圓環(huán)形

電極接電源的正極做“旋轉(zhuǎn)液體實驗”，其中蹄形磁鐵兩極間正對部分的磁場可視為勻強磁場，

磁感應(yīng)強度大小B=0.2T,磁鐵上方為S極。電源的電動勢E=6V,內(nèi)阻未知，限流電阻7?o=4.8Q0

閉合開關(guān)S后，當導電液體旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定時理想電壓表的示數(shù)恒為3.5V,理想電流表示數(shù)為0.5A。

貝U（）

A.從上往下看，液體順時針旋轉(zhuǎn)

B.玻璃皿中兩電極間液體的等效電阻為R=7.0Q

C.液體消耗的電功率為1.75W

D.1分鐘內(nèi)，液體里產(chǎn)生的熱量為105J

【答案】C

【解析】

【分析】

【詳解】A.由于中心放一個圓柱形電極接電源的負極，沿邊緣內(nèi)壁放一個圓環(huán)形電極接電源

的正極，在電源外部電流由正極流向負極，因此電流由邊緣流向中心，玻璃皿所在處的磁場

方向豎直向上，由左手定則可知，導電液體受到的安培力沿逆時針方向，因此液體沿逆時針

方向旋轉(zhuǎn)，故A錯誤；

B.對于非純電阻元件，不滿足歐姆定律，R*=7.0Q,B錯誤;

C.液體消耗的電功率

尸=U/=1.75W

C正確；

D.1分鐘電流做功為

W=Pt=1.75*60=105W

由能量守恒可知電流做功轉(zhuǎn)化為熱能和液體的轉(zhuǎn)動動能，因此1分鐘內(nèi)液體里產(chǎn)生的熱量小于

U〃=105J,D錯誤。

故選C。

14.在某頻道播出的節(jié)目中，海軍電力工程專家馬偉明院士表示，正在研制設(shè)計中的國產(chǎn)003

型航母采用電磁彈射已成定局。電磁彈射就是采用電磁場的能量來推動被彈射的物體向外運

動,電磁炮也是利用電磁彈射工作的。電磁炮的原理如圖所示，若電容器的電容C=5xl0-2p,

電磁炮釋放前兩端電壓為2kV,利用這種裝置可以把質(zhì)量m=20g的彈體（包括金屬桿的質(zhì)量）

在極短的時間內(nèi)加速到300m/s發(fā)射出去。若這種裝置的軌道寬L=2m、軌道內(nèi)充滿磁感應(yīng)強

度2=2.57的勻強磁場，不計軌道摩擦且金屬桿與軌道始終接觸良好。則在這個過程中下列說

法正確的是（）

a6XXXXXXX

x_xLxxxxx

XXXXXXX

XXXXXXX

A.電容器兩端的電壓將變?yōu)?0V

B.電容器兩端的電壓將變?yōu)?.5kV

C.通過電磁炮的電荷量為L2C

D.通過電磁炮的電荷量為100C

【答案】C

【解析】

【分析】

【詳解】CD,由動量定理

BIL?t=mv

q=It

20X10-3X300C=12C

2.5x2

C正確，D錯誤;

AB.電容器兩端的電壓將變?yōu)?/p>

CU-q5x102x2000-1.2

02=-----x-----=-----------------------Vw=19/OV

C5x10"

AB錯誤

故選C。

15.做完伏安法測電阻實驗后，為了更好的觀察電流表內(nèi)外接對實驗結(jié)果的影響，愛思考愛動

手的馬同學，拆開了電流表和電壓表并進行了改造。如圖甲，他在電流表干路位置焊接了一

個10。定值電阻，如圖乙，他給電壓表并聯(lián)了一個10。定值電阻。假設(shè)待測電阻約為10。，

以下說法正確的是（）

A.改后的電流表和正常電壓表按丙圖實驗可以較為準確的測出待測電阻

B.改后的電流表和正常電壓表按丁圖實驗可以較為準確的測出待測電阻

C.改后的電壓表和正常電流表按丙圖實驗可以較為準確的測出待測電阻

D.改后的電壓表和改后的電流表按丁圖實驗可以較為準確的測出待測電阻

【答案】A

【解析】

【分析】

【詳解】電流表和電壓表的改造對二者的讀數(shù)沒有影響，即讀數(shù)依然是正確的；改造后的電

流表的內(nèi)阻約為10。，改造后的電壓表的內(nèi)阻也約為10。，都與被測電阻的阻值很接近。改造

后的電流表由于內(nèi)阻增大，所以分壓能力增強了，將不適宜使用內(nèi)接法；改造后的電壓表由

于內(nèi)阻減小，所以分流能力增強了，將不適宜使用外接法。所以，使用改后的電流表和正常

電壓表使用圖丙所示的電路可以較為準確的測出待測電阻，或者使用改后的電壓表和正常電

流表按圖丁所示的電路可以較為準確的測出待測電阻。故選A。

16.如圖所示為磁聚焦法測量比荷原理圖。在陰極K和陽極A之間加電壓，電子由陽極A中

心處的小孔尸射出。小孔尸與熒光屏中心。點連線為整個裝置的中軸線。在極板很短的電容

器C上加很小的交變電場，使不同時刻通過這里的電子發(fā)生不同程度的偏轉(zhuǎn)，可認為所有電

子從同一點發(fā)散。在電容器C和熒光屏S之間加一平行尸。的勻強磁場，經(jīng)過一段時間再次匯

聚在一點。調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強度8的大小，可使電子流剛好再次匯聚在熒光屏的。點。已知K、A

之間的加速電壓為U,C與S之間磁場的磁感應(yīng)強度為8,發(fā)散點到。點的距離為/。下列說

法正確的是（）

A.電子通過電容器后速度方向相同

B.從右側(cè)往左側(cè)看，電子做圓周運動的半徑相同

C.所有電子從發(fā)散到再次匯聚的所用時間相同

4/u

D.粒子的比荷名

m

【答案】C

【解析】

【分析】

【詳解】A.在極板很短的電容器C上加很小的交變電場，使不同時刻通過這里的電子發(fā)生不

同程度的偏轉(zhuǎn)，故電子通過電容器后速度方向不同，A錯誤；

B.由題意可知，電子經(jīng)交變電場后獲得垂直于尸O方向的速度，同時電子發(fā)生不同程度的偏

轉(zhuǎn)，故經(jīng)交變電場后在垂直尸。方向上的速度不同，此時由洛倫茲力提供向心力

m——=Bev

r=—mv

Be

故從右側(cè)往左側(cè)看，電子做圓周運動的半徑不同，B錯誤；

C.在尸。方向上電子做勻速運動，速度大小相同，故所有電子從發(fā)散到再次匯聚的所用時間

相同，c正確；

D.從發(fā)散點到再次匯聚點，兩個方向的分運動時間相等，由

加速電場

eU——mv2

2

勻速直線運動

勻速圓周運動洛倫茲力提供向心力

v2

evB=m—

R

e2〃R2兀m

T--------=-------

veB

如

聯(lián)立解得

e_8-2。

m一~—

故D錯誤；

故選Co

17.為了紀念物理學家、電氣工程師尼古拉?特斯拉對電磁學的貢獻，物理學中以“特斯拉”

作為某個物理量的單位，這個物理量是（）

A.電場強度B.磁感應(yīng)強度

C磁通量D.電勢

【答案】B

【解析】

【分析】

【詳解】電場強度的單位是N/C或V/m,磁感應(yīng)強度的單位是T,磁通量的單位是Wb,電勢

的單位V。

故選Bo

第二部分

18.在測定電容器電容的實驗中，將電容器、電壓傳感器、阻值為3k。的電阻R、電源、單刀

雙擲開關(guān)S按圖甲所示電路圖進行連接。先使開關(guān)S與1相連，電源給電容器充電，充電完畢

后把開關(guān)S擲向2,電容器放電，直至放電完畢，實驗得到的與電壓傳感器相連接的計算機所

記錄的電壓隨時間變化的圖線如圖乙所示，圖丙為由計算機對圖乙進行數(shù)據(jù)處理后記錄了

甲乙

丙丁

⑴根據(jù)圖甲所示的電路，觀察圖乙可知：充電電流與放電電流方向(填“相同”

或“相反”)，大小都隨時間(填“增大”或“減小”)0

(2)該電容器的電容為F(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

(3)某同學認為：仍利用上述裝置，將電壓傳感器從電阻兩端改接在電容器的兩端，也可以測

出電容器的電容值，請你分析并說明該同學的說法是否正確o

(4)電容器充電后就儲存了能量，為了研究電容器儲存的能量E與電容器的電容C、電荷量。

及電容器兩極間電壓U之間的關(guān)系。從等效的思想出發(fā)，認為電容器儲存的能量等于把電荷

從一個極板搬運到另一個極板過程中克服電場力所做的功。在圖丁中畫出電容器的。口關(guān)系

，并說明圖線與橫軸所圍面積的意義o

【答案】⑴.相反(2).減?、?1.0x10,(4).正確，見解析⑸.

u.

(6).見解析

【解析】

【分析】

【詳解】(1)口］［2］根據(jù)圖甲所示的電路，觀察圖乙可知充電電流與放電電流方向相反，大小都

隨時間減??；

⑵［3］根據(jù)充電時電壓一時間圖線可知，電容器的電荷量為

而電壓的峰值為Um=6V,則該電容器的電容為

m

設(shè)電壓一時間圖線與坐標軸圍成的面積為S,聯(lián)立解得

(3)［4］正確，電容器放電的過程中，電容器C與電阻R兩端的電壓大小相等，因此通過對放電

曲線進行數(shù)據(jù)處理后記錄的“峰值Um”及圖線與時間軸所圍“面積”，仍可應(yīng)用

Qs

C--=—

u.、RU,

(4)［5］作出電容器的U-q關(guān)系圖像為

⑹計算電容值；根據(jù)速度-時間圖像圍成的面積代表位移，可知在。-。圖像中，圖像所圍成

的面積為也就是克服電場力所做的功，即為

W=^QU

又有電容定義式為

c=2

u

所以電容器儲存的電場能為

1,

E=—CU°

2

所以對同一電容器，電容器儲存的能量E與兩極間電壓U平方成正比，若電容器電荷量為。

時儲存的能量為￡,則

1,

E=-CU2

2—2C

19.合金材料的電阻率都比較大，某同學利用伏安法按如下步驟測量一合金絲的電阻率。實驗

操作如下:

(1)用螺旋測微器在金屬絲上三個不同位置測量金屬絲的直徑，結(jié)果都如圖甲所示，則該金屬

絲的直徑為d-mm。

7,

(2)按圖乙連接測量電路，將滑動變阻器置于最大值，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)電壓

表讀數(shù)有讀數(shù)，而電流表讀數(shù)總為零，已知電流表、電壓表以及待測金屬絲都是完好的，則

出現(xiàn)電路故障的導線為(用圖中導線編號表示)，電路故障為o

(3)排除電路故障后，改變滑動頭在金屬絲上的位置，測出金屬絲接入電路長度/和利用伏安法

接入電路的電阻尺如下表

RJ豆10.017.926.134.041.9

Z/cm1020304050

請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在圖丙方格紙上作出&-/圖像

(4)根據(jù)圖像及金屬絲的直徑，計算該合金絲電阻率/)=Qm(保留二位有效數(shù)字)。

(5)采用上述(1)~(4)的測量電路和數(shù)據(jù)處理方法，電表內(nèi)阻對合金絲電阻率測量的影響為

(填”使結(jié)果偏大”、“使結(jié)果偏小”、“對結(jié)果無影響”)，并說明理由：

(2),a或c(3).斷路(4).

(5).8.5X10-6~9.9X10-6(6).對結(jié)果無影響

【解析】

【分析】

【詳解】(1)口］由圖甲所示螺旋測微器可知，固定刻度示數(shù)為0mm,可動刻度示數(shù)為

38.0X0.01mm=0.380mm

(2)⑵⑶根據(jù)題意可知，電流表無讀數(shù)，說明電流表所在支路斷路，則是?；蛘?。導線斷路;

(3)［4］利用表中數(shù)據(jù)描點作圖

Rx/Q

(4)[5]根據(jù)電路圖可知以和/的關(guān)系為

R7p>&=方+0

d

71

所以4-/圖象的斜率為

34—10_4夕

（40-10）x102

代入數(shù)據(jù)解得

夕=9.0x10-6。.m

(5)[6]⑺電阻絲連入電路部分的電阻為

理=

kJ

設(shè)電流表的內(nèi)阻為RA,伏安法測電阻時，測量出的金屬絲電阻值為

本題所用實驗電路為電流表的內(nèi)接法，考慮電流表內(nèi)阻，會發(fā)現(xiàn)心實際為R絲與RA串聯(lián)的總

阻值，即

&=—I+R

xsA

該圖像的斜率為

卜弋

所以電阻率

p=Sk=-d2k

4

由表達式可知，電流表的電阻RA只影響圖像的截距而不影響圖像的斜率，所以，電流表的內(nèi)

阻對該電阻絲電阻率的測量結(jié)果沒有影響。

20.用游標為20分度的卡尺測量其長度如圖，由圖可知其長度為mm

5cm6?

llllllllIIIIIlliIIIIillIIII

rinf|iiii|iiii|iiii|

01020

【答案】50.15

【解析】

【分析】

【詳解】游標卡尺主尺讀數(shù)為50加加，游標讀數(shù)為0.05x3/切〃=0.15"",所以最終讀數(shù)為:

50.15""〃=5.015cm,即為物體的長度.

【點睛】解決本題的關(guān)鍵掌握游標卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀.

21.用螺旋測微器測量其直徑如圖，由圖可知其直徑為m；

【解析】

解：螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為4.5mm,可動刻度讀數(shù)為0.01x20.0mm=0.200mm,

所以最終讀數(shù)為4.700mm=4.700xl0-3m.

故答案為4.700x103

【點評】解決本題的關(guān)鍵掌握螺旋測微器的讀數(shù)方法，注意讀數(shù)時需估讀.

22.用多用電表的電阻“X10”擋，按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻R,表盤的示數(shù)如圖,

則該電阻的阻值約為Q。

【解析】

【分析】

【詳解】川根據(jù)指針位置，可得電阻的阻值約為R=12x100=1200。

23.為了測量由兩節(jié)干電池組成的電池組的電動勢和內(nèi)電阻，某同學只利用一個電阻箱、一個

電壓表和&=3。的定值電阻設(shè)計了實驗電路。

①請畫出該同學的實驗電路圖__________o

②先斷開開關(guān)S,調(diào)整電阻箱的阻值到最大，再閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱，讀取并記錄電壓表

的示數(shù)及電阻箱的阻值。多次重復(fù)上述操作，可得到多組電壓值。及電阻值R,找出U,R的

線性關(guān)系，以（U，—,U-2）為縱坐標，以（R2,J_,R-2）為橫坐標，畫出該圖像。

③根據(jù)圖線及相關(guān)數(shù)據(jù)，求得電池組的電動勢E=V,內(nèi)阻片Qo（保

留兩位有效數(shù)字）

(2).2.9(3).3.1

【解析】

【分析】

【詳解】①口］根據(jù)器材可構(gòu)成伏阻法測電源的電動勢和內(nèi)阻，另定值電阻&為保護電阻，為

了保護電源防短路，同時放大內(nèi)阻減小測量內(nèi)阻的誤差，設(shè)計電路如圖所示

告1

-0~~1

rs

③⑵[3]根據(jù)閉合電路歐姆定律

E=U+^(R0+r)

1\

進行數(shù)學變形，得

1J+r1J

UERE

根據(jù)數(shù)學知識得知，1關(guān)系圖線縱截距為斜率七學二，由圖得到

UREE

1.42-0.35

b=Q.35,k=-----------2.1

0.5

則電動勢

E=-=^—V?2.9V

b0.35

內(nèi)阻

r=^E-7?o=2.1x2.9-3~3.1Q

24.場是物質(zhì)存在的一種形式。我們可以通過物體在場中的受力情況來研究場的強弱，并由此

定義了電場強度、磁感應(yīng)強度等物理量。

①寫出電場強度的定義式，并說明各物理量的含義；

②寫出磁感應(yīng)強度的定義式，并說明各物理量的含義。

【答案】見解析

【解析】

【分析】

【詳解】①電場強度的定義式

E=—

q

其中E為電場強度，尸為檢驗電荷受到的電場力，q為檢驗電荷的電荷量。

②磁感應(yīng)強度的定義式

B=i

其中2為磁感應(yīng)強度，尸為電流元受到的磁場力，江為電流元。

25.兩根相距為乙的光滑金屬導軌MN和PQ,固定在水平面上，并處于豎直向下的勻強磁場

中，導軌足夠長，左端接一電阻R,將一質(zhì)量為根的導體棒（電阻可忽略），用力/拉動，使

其勻速向右運動。試分別從電動勢的定義，自由電子受力和運動，功能關(guān)系來推導導體棒中

產(chǎn)生電動勢的大小。

【答案】見解析

【解析】

【分析】

【詳解】方法一：如圖所示

XXX

XXXX

x

X

XX

棒向右r運動時，電子具有向右的分速度，受到沿棒向下的洛倫茲力

J^evB

了即非靜電力，電子在/的作用下，電子從M移動到N的過程中，非靜電力做功為

W=evBL

W

根據(jù)電動勢定義式E=一有

q

ee

方法二：如圖所示

xxnxx

XXxX

x

XX

聲

X5X

當金屬r導體棒以速度V向右做切割磁感線運動時，其內(nèi)部自由電子一起向右運動，而受到指向

N端的洛倫茲力，因此在導體棒的N端不斷聚集負電荷，M端出現(xiàn)等量的正電荷，故在導體

棒中形成由M指向N的電場瓦，當導體棒中的自由電子受到的洛倫茲力和電場力平衡時，自

由電子便不再向N端聚集，從而在導體棒兩端形成一個穩(wěn)定的電勢差，此電勢差在數(shù)值

上即等于導體棒切割磁感線運動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，則有

qE0=qvB

其中

E=EQL

聯(lián)立可得

E=BLv

方法三：根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，拉力所做的功全部轉(zhuǎn)化為電能，即拉力做功功率等于電

功率，拉力做功功率為

Pi=Fv

電功率為

P2=EI

因為勻速直線運動，所以有

F=F后BIL

則有

BILv=EI

得至U

E=BLv

26.如圖所示，一束質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，恰好沿直線從兩帶電平行板正中間通過，

沿圓心方向進入右側(cè)圓形勻強磁場區(qū)域，粒子經(jīng)過圓形磁場區(qū)域后，其運動方向與入射方向

的夾角為。（弧度）.已知粒子的初速度為vo,兩平行板間與右側(cè)圓形區(qū)域內(nèi)的磁場的磁感應(yīng)強

度大小均為B,方向均垂直紙面向內(nèi)，兩平行板間距為d,不計空氣阻力及粒子重力的影響，

求:

（I）兩平行板間的電勢差u；

（2）粒子在圓形磁場區(qū)域中運動的時間t；

（3）圓形磁場區(qū)域的半徑R.

A,8

【答案】（l）U=Bvod；（2）T；（3）R=^2

qB

【解析】

【分析】

（1）由粒子在平行板間做直線運動可知洛倫茲力和電場力平衡，可得兩平行板間的電勢差.

（2）在圓形磁場區(qū)域中，洛倫茲力提供向心力，找到轉(zhuǎn)過的角度和周期的關(guān)系可得粒子在圓

形磁場區(qū)域中運動的時間.

（3））由幾何關(guān)系求半徑R.

【詳解】（1）由粒子在平行板間做直線運動可知，Bvoq=qE,平行板間的電場強度E=^,解得

a

兩平行板間的電勢差：U=Bvod

（2）在圓形磁場區(qū)域中，由洛倫茲力提供向心力可知：

2

Bvoq=m-

2兀丫

同時有T=

%

粒子在圓形磁場區(qū)域中運動的時間t=-T

In

6m

解得『拓

0

（3）由幾何關(guān)系可知：rtan—=R

2

0

解得圓形磁場區(qū)域的半徑R=mVoUn2

qB

/XXX

，二二二二J/H\

t.X寅X/XX3X

xAXXFx>t*?a；^X

27.電場強度和電勢是靜電場重要物理概念。電場強度表征電場力的性質(zhì)，電勢表征電場能的

性質(zhì)，電場強度與電勢差存在密切關(guān)系，電勢沿某一方向的空間變化率為該方向的電場強度E

的大小。點電荷是電學中的一個基本模型，它的電場強度計算式為E=電勢計算式為

r

<p=—,一對靠的很近的等量異號電荷構(gòu)成的帶電體系，稱為電偶極子，這是繼點電荷之后

r

最簡單而且最重要的帶電系統(tǒng)。例如，在外電場作用下電介質(zhì)（絕緣體）的原子或分子里正、

負電荷會產(chǎn)生微小的相對位移，就形成了電偶極子；在一段金屬線（無線電發(fā)射天線）里電

子做周期性運動時，金屬線的兩端會交替地帶上正、負電荷，就形成振蕩偶極子。已知一對

電偶極子，帶電量分別為+/力，距離為心電偶極子中垂面上較遠處M點與兩個電荷連線中

點O的距離為Go

⑴求M點的電勢；

⑵求M點場強；

（3）請分析說明電偶極子中垂面上電勢的特點。

?M

【答案】（1）0;（2）絆；（3）見解析

a

【解析】

【分析】

【詳解】（1）根據(jù)電勢的計算式可知/點的電勢

(2)兩點電荷在M點的場強大小相等，為

口_口_kq

E、-E?―

Cl?+—

4

根據(jù)平行四邊形定則，可知”點的合場強水平向右，大小為

L

kq

E-E+E=2cos。=2

ix2XL2

Cl2H----

4

因為所以

L2

a2

~4

&E=嗎。

a

(3)沿中垂線方向電場強度為零，根據(jù)電勢沿某一方向的空間變化率(即縱)為該方向的電場強

△x

度￡的大小，可知沿中垂線方向電勢差為零，即電勢相等，又因為無窮遠處電勢為零，所以

中垂面上處處電勢為零。

28.電容器作為儲能器件，在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用，理論可證明，電容器儲存的能量表達

式為!CC/2。圖1所示為電容器充電過程電路圖，電源電動勢為E,內(nèi)阻不計，定值電阻為R。

時，閉合開關(guān)S,經(jīng)過時間1s,電容器基本充滿，在充電過程中電容器的帶電量。隨電路

電流/的變化圖像如圖2所示，圖像與縱軸交于A點與橫軸交于B點，圖中數(shù)據(jù)為已知量。

⑴說明。至Is、1s之后的電路分別與圖像哪部分對應(yīng)；

(2)求電容C及電源內(nèi)阻r；

(3)若電容充電后，保持開關(guān)S閉合，如圖3所示，將一介質(zhì)緩慢放入兩極板間(電介質(zhì)恰好

充滿兩極板空間，放入前后的電容分別用G和。2表示，且(C2>Ci)。忽略電阻R的作用，求

外力對電介質(zhì)做功。

【答案】（線段，點；（）冬En1919

DBAA2,--R；(3)不口--寧2

E10LL

【解析】

【分析】

【詳解】（1）0至1S對應(yīng)圖中BA線段，1s之