北京市通州區(qū)2023-2024學(xué)年高三年級(jí)上冊(cè)期末考試物理試卷（含解析）

通州區(qū)2023—2024學(xué)年高三年級(jí)摸底考試

物理試卷

本試卷共8頁(yè)，共100分?？荚嚂r(shí)長(zhǎng)90分鐘?？忌鷦?wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上作答

無(wú)效。考試結(jié)束后，請(qǐng)將答題卡交回。

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(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一

項(xiàng)。

1.人們常把癟的乒乓球放入熱水中使其恢復(fù)為球形，把乒乓球放入熱水后，球內(nèi)的氣體(視為理想氣體)

()

A.分子的平均動(dòng)能增大B.每個(gè)分子速率都增大

C.單位體積的分子數(shù)增加D.內(nèi)能減小

【答案】A

【解析】

【詳解】ABD.乒乓球中的氣體看作理想氣體，溫度升高，內(nèi)能增大，分子的平均動(dòng)能增大，并不是每個(gè)

分子速率都增大。故A正確；BD錯(cuò)誤；

C.乒乓球中氣體質(zhì)量不變，溫度升高，體積增大，密度減少，單位體積的分子數(shù)減少。故C錯(cuò)誤。

故選Ao

2.某同學(xué)自己動(dòng)手為手機(jī)貼鋼化膜，貼完后發(fā)現(xiàn)屏幕中央有不規(guī)則的環(huán)形條紋，通過(guò)查詢(xún)相關(guān)資料得知，

這是由于鋼化膜與手機(jī)屏幕之間存在空氣薄膜造成的，出現(xiàn)環(huán)形條紋現(xiàn)象是光的()

A.衍射現(xiàn)象B.干涉現(xiàn)象C.偏振現(xiàn)象D.全反射現(xiàn)象

【答案】B

【解析】

【詳解】出現(xiàn)環(huán)形條紋是由于從空氣膜的兩個(gè)表面反射的光疊加產(chǎn)生的光的干涉現(xiàn)象。

故選B。

3.下列四幅圖涉及不同的物理知識(shí)，其中說(shuō)法正確的是()

***…放射源R金箔'熒光亭產(chǎn)鏡M

:&：/皿f—-5：!?

g徽——*

ph、2-3.40

1-------------------13.6

甲三種射線(xiàn)在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)乙盧瑟福a粒子散射實(shí)驗(yàn)丙氫原子能級(jí)示意圖丁鏈?zhǔn)椒磻?yīng)示意圖

A,圖甲中P射線(xiàn)粒子流帶負(fù)電

B.圖乙中實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)

C.圖丙中的玻爾能級(jí)理論可以解釋￡衰變現(xiàn)象

D,圖丁中用中子轟擊鈾核使其發(fā)生裂變，方程式為^U―記如+：He

【答案】A

【解析】

【詳解】A.圖甲中尸射線(xiàn)粒子流受到向右的洛倫茲力才會(huì)向右偏轉(zhuǎn)，則根據(jù)左手定則，尸射線(xiàn)粒子流帶負(fù)

電，A正確；

B圖乙中實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了原子具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，B錯(cuò)誤；

C.圖丙中的玻爾能級(jí)理論講的是原子核外電子的躍遷，而￡衰變現(xiàn)象是原子核發(fā)射出￡粒子的現(xiàn)象，無(wú)法解

釋?zhuān)珻錯(cuò)誤；

D.圖丁中用中子轟擊鈾核使其發(fā)生裂變，典型方程式為

235TT.1.144D.89TZ-.々1一

92U+On-56Ba+36Kl+30n

D錯(cuò)誤。

故選Ao

4.500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(簡(jiǎn)稱(chēng)FAST)又被稱(chēng)為“中國(guó)天眼”，是中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)的一座射電

望遠(yuǎn)鏡，若其工作頻率范圍是7X1()7HZ?3X1()9HZ，那么它觀(guān)測(cè)到的電磁波最長(zhǎng)波長(zhǎng)()

A.約0.1米B.約4米C.約40米D.約1000米

【答案】B

【解析】

【詳解】頻率最小的電磁波的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，則最長(zhǎng)波長(zhǎng)為

.c3xl()8

2=——=------------4m

f7xl07

故選B。

5.如圖所示，帶箭頭的實(shí)線(xiàn)表示某電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)，虛線(xiàn)表示該電場(chǎng)的等勢(shì)面，其中N、8兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度

大小分別為EA、EB，電勢(shì)分別為關(guān)于這兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和電勢(shì)高低的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是()

B

B.E<ED.(P<(P

ABc.<PA><PBAB

【答案】D

【解析】

【詳解】AB.電場(chǎng)線(xiàn)的疏密反映場(chǎng)強(qiáng)的大小，因/處電場(chǎng)線(xiàn)較8點(diǎn)密集，可知

選項(xiàng)AB錯(cuò)誤;

CD.沿電場(chǎng)線(xiàn)電勢(shì)逐漸降低，可知

(PA<(PB

選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。

故選D。

6.某同學(xué)利用如圖所示的電路研究自感現(xiàn)象，圖中，Aj、A2為兩個(gè)完全相同的燈泡，L為自感系數(shù)較大

的電感線(xiàn)圈（其電阻小于燈泡電阻），閉合開(kāi)關(guān)S后，燈泡均發(fā)光，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S瞬間，下列說(shuō)法正確的是（）

A.燈泡A1、A2同時(shí)立即熄滅B.燈泡A1、A2都緩慢熄滅

C.燈泡A1立即熄滅，A2閃亮后再熄滅D.燈泡A2立即熄滅，A1閃亮后再熄滅

【答案】C

【解析】

【詳解】斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S瞬間，燈泡Ai立即熄滅；因線(xiàn)圈L中電流減小，從而產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小,

L相當(dāng)于電源，在L與A2中形成新的回路，則電流逐漸減小，因線(xiàn)圈L電阻小于燈泡電阻，則開(kāi)始電路穩(wěn)

定時(shí)通過(guò)線(xiàn)圈L的電流大于通過(guò)燈泡A2的電流，則開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間，通過(guò)燈泡A2的的電流大于燈泡原來(lái)

的電流，則燈泡A2閃亮后再逐漸熄滅。

故選C。

7.如圖所示是一種風(fēng)速測(cè)定裝置示意圖，其中風(fēng)速表表盤(pán)是由電壓表改裝而成，電源內(nèi)阻為廠(chǎng)，R為定值電

阻，以為滑動(dòng)變阻器，T形管道的豎直管內(nèi)裝有可上下無(wú)摩擦自由移動(dòng)的輕質(zhì)活塞，活塞通過(guò)輕質(zhì)細(xì)桿和

滑動(dòng)變阻器的滑片P相連，當(dāng)風(fēng)速增大時(shí)，活塞上方氣壓變小，活塞將上移，下列說(shuō)法正確的是（）

A.風(fēng)速增大，電壓表的示數(shù)變小

B.風(fēng)速增大，滑動(dòng)變阻器員兩端的電壓變小

C.風(fēng)速減小，通過(guò)R的電流變大

D.風(fēng)速減小，滑動(dòng)變阻器Q端的電壓變化量與電流變化量之比變大

【答案】B

【解析】

【詳解】AB.風(fēng)速增大，活塞上方氣壓變小，活塞將上移，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小，電路總電阻

減小，電路總電流增大，定值電阻R電源內(nèi)阻:?兩端的電壓增大，電壓表的示數(shù)變大，滑動(dòng)變阻器當(dāng)兩

端的電壓變小，故A錯(cuò)誤，B正確；

C.風(fēng)速減小，活塞上方氣壓變大，活塞將下移，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值增大，電路總電阻增大，通過(guò)

R的電流變小，故C錯(cuò)誤；

D.同理可得，風(fēng)速減小，滑動(dòng)變阻器&端的電壓將變大，通過(guò)滑動(dòng)變阻器R的電流將減小，根據(jù)閉合電

路的歐姆定律

E=U+I（R+r）

滑動(dòng)變阻器4端的電壓變化量與電流變化量之比為

工—gr）

故風(fēng)速減小，滑動(dòng)變阻器&端的電壓變化量與電流變化量之比不變，故D錯(cuò)誤。

故選B。

8.圖甲是磁電式電流表表頭的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，線(xiàn)圈繞在一個(gè)與指針、轉(zhuǎn)軸相連的鋁框骨架上，蹄形磁鐵和鐵芯

間的磁場(chǎng)均勻輻向分布，同一圓周上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小處處相等，當(dāng)線(xiàn)圈位于水平面內(nèi)，通有如圖乙所示方

向的電流時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）

甲乙

A.電流表表盤(pán)刻度不均勻

B.a、6導(dǎo)線(xiàn)所受安培力方向相同

C.線(xiàn)圈匝數(shù)增加，電流表表頭的滿(mǎn)偏電流減小

D.磁鐵磁性增強(qiáng)，電流表表頭的滿(mǎn)偏電流增大

【答案】C

【解析】

【詳解】A.依題意，在磁場(chǎng)中線(xiàn)圈的磁力矩大小都相等，線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺旋彈簧發(fā)生形變，產(chǎn)生反抗力矩,

阻止線(xiàn)圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈轉(zhuǎn)角越大，反抗力矩越大，對(duì)于給定的待測(cè)電流，其磁力矩是一定的，所以線(xiàn)圈

在某一轉(zhuǎn)角處穩(wěn)定下來(lái)，這時(shí)兩個(gè)力矩達(dá)到平衡，可知待測(cè)電流與轉(zhuǎn)角成正比，電流表表盤(pán)刻度均勻，故A

錯(cuò)誤；

B.由左手定則可知，。導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力向上，6導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力向下，故B錯(cuò)誤；

CD.換磁性更強(qiáng)的磁鐵或增加線(xiàn)圈匝數(shù)，會(huì)使得在相同電流情況下線(xiàn)圈所受安培力增大，電流表的量程減

小，故C正確；D錯(cuò)誤。

故選C。

9.如圖甲所示，利用電流傳感器觀(guān)察一固定電容器充放電過(guò)程，開(kāi)關(guān)S先擲向1端，電源給電容器充電，

開(kāi)關(guān)S再擲向2端，電容器放電，放電過(guò)程中電流/隨時(shí)間/變化的圖像如圖乙所示，根據(jù)圖乙所示，下列

說(shuō)法正確的是（）

7/mA

21

S

電流c-

傳感器

-R

0.........U-U15?

0.22468t/s

甲乙

A.電容器的電容逐漸減小

B.電容器所帶的電荷量逐漸增加

C.將R換成更大的阻值，圖像與坐標(biāo)軸所圍的面積會(huì)減小

D.用緊靠縱軸的狹長(zhǎng)矩形的面積可估算0.2s內(nèi)電容器釋放的電荷量

【答案】D

【解析】

【詳解】A.根據(jù)

u

可知，電容器的電容不隨極板間電壓的變化而變化，由電容器本身決定。故A錯(cuò)誤；

B.由圖乙可知，放電過(guò)程中，電容器所帶的電荷量逐漸減少。故B錯(cuò)誤；

C.電容器放電時(shí)，電阻R的作用相當(dāng)于導(dǎo)體，只更換電阻R,圖像下面所圍的面積表示電容器的總電荷量

量不會(huì)改變。故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)

q=It

可知，圖乙中緊靠縱軸的狹長(zhǎng)矩形的面積表示0.2s內(nèi)電容兩端減少的電荷量，故D正確。

故選D。

10.洛倫茲力演示儀由勵(lì)磁線(xiàn)圈、電子槍、玻璃泡等組成，結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，勵(lì)磁線(xiàn)圈是一對(duì)彼此平行

的共軸的圓形線(xiàn)圈，當(dāng)線(xiàn)圈通有勵(lì)磁電流/,兩線(xiàn)圈之間將產(chǎn)生垂直線(xiàn)圈平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度與

/成正比，比例系數(shù)為左，方向垂直紙面向外，電子在電子槍中經(jīng)加速電壓。加速形成高速電子束，若電子

束垂直磁場(chǎng)方向，可看到電子束徑跡呈圓形，直徑為。，下列說(shuō)法正確的是（

勵(lì)磁線(xiàn)圈二

玻璃泡

電子槍

---

A.勵(lì)磁線(xiàn)圈中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針

B.僅增大勵(lì)磁線(xiàn)圈中電流，電子束徑跡半徑變大

C.僅減小電子槍的加速電壓，電子束徑跡半徑變大

【答案】D

【解析】

【詳解】A.由安培定則可知，勵(lì)磁線(xiàn)圈中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，才可以產(chǎn)生垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。故A

錯(cuò)誤；

BC.依題意，電子在電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理可得

eU=g加說(shuō)

電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有

ev0B=m—

7

聯(lián)立，解得

2mU

僅增大勵(lì)磁線(xiàn)圈中電流，則電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng)，電子束徑跡半徑變小。僅減小電子槍的加速

電壓，電子束徑跡半徑變小。故BC錯(cuò)誤；

D.依題意，有

B=kl

聯(lián)立，解得

e8U

~m~D'k212

故D正確。

故選D。

11.如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)3中，將一根水平放置的金屬棒的以某一水平速度vo拋出，不計(jì)空

氣阻力，金屬棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持水平且未離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域，下列說(shuō)法正確的是（）

I/\z

Z_____________________y

A.a點(diǎn)電勢(shì)比6點(diǎn)電勢(shì)高

B.金屬棒中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越來(lái)越大

C.單位時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的曲面中的磁通量不變

D.金屬棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能越來(lái)越小

【答案】C

【解析】

【詳解】A.由右手定則可知，。點(diǎn)電勢(shì)比6點(diǎn)電勢(shì)低，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;

B.金屬棒做平拋運(yùn)動(dòng)，水平速度不變，根據(jù)

E=BLvo

可知，棒中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.單位時(shí)間內(nèi)的水平位移為V0，則掃過(guò)的曲面中的磁通量

①=BLv0

不變，選項(xiàng)C正確；

D.金屬棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程只有重力做功，則機(jī)械能守恒，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選C。

12.如圖所示的圖像中，曲線(xiàn)表示某一燈泡的伏安特性曲線(xiàn)，直線(xiàn)為某一電源的路端電壓與電流的變化

關(guān)系圖線(xiàn)，P為兩圖線(xiàn)的交點(diǎn)，坐標(biāo)為（To，。。）；過(guò)尸點(diǎn)的切線(xiàn)與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)（4,0）；路端電壓與電流

的變化關(guān)系圖線(xiàn)與橫軸交點(diǎn)坐標(biāo)為（4,0）、與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)為（0,￡）；陰影面積分別為與、用該電源

直接與該燈泡連接成閉合回路，當(dāng)燈泡通過(guò)的電流為時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）

A.燈泡電阻為尸丁B.燈泡電功率為S1

，o—

C.電源總功率為D.電源內(nèi)部消耗功率為2s2

2

【答案】D

【解析】

【詳解】A.根據(jù)歐姆定律，燈泡電阻為

R=%

/。

故A錯(cuò)誤；

B.燈泡電功率為

P=U°I。

故B錯(cuò)誤；

C.電源總功率為

P&=EI0

故C錯(cuò)誤；

D.電源內(nèi)部消耗功率為

P『EI°-U°I°=2s2

故D正確。

故選D。

13.某同學(xué)利用如圖所示電路模擬遠(yuǎn)距離輸電，圖中交流電源電壓有效值為6V,定值電阻尺1=&=%=用=20。,

理想變壓器Ti的原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為1:3,理想變壓器T2的原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為3:1,雙刀雙擲開(kāi)關(guān)S先后

接通電路I（上面虛線(xiàn)框中的電路）和電路II（下面虛線(xiàn)框中的電路），兩電路都穩(wěn)定工作，導(dǎo)線(xiàn)電阻忽略

不計(jì)，下列說(shuō)法不正確的是（）

B.通過(guò)電阻尺2的電流為0.09A

C.電阻尺3的電功率是1.8W

D,開(kāi)關(guān)s接通電路n時(shí)，交流電源的輸出功率比接通電路I時(shí)大

【答案】C

【解析】

【詳解】AB.先對(duì)電路I分析，有

1=U'=0.15A

R、+

則電阻KI的電功率為

^=/^=0,45W

再對(duì)電路n分析，有

￡L=1

U23

5

u2

Ai

u「u」

&2

PRI=【遲

解得

4=18V

U3=16.2V

I2=I3=0.09A

PR=0.162W

所以

P&>.

故AB正確；

C.電阻尺3的電功率是

PR

R3=/2R3=0.45W

c錯(cuò)誤；

D.開(kāi)關(guān)S接通電路I時(shí)，交流電源的輸出功率

4=U/=0.9W

開(kāi)關(guān)s接通電路n時(shí)，交流電源的輸出功率為

舉/右=L62W

開(kāi)關(guān)S接通電路II時(shí)，交流電源的輸出功率比接通電路I時(shí)大，D正確；

本題選不正確的，故選C。

FAI

14.當(dāng)一條長(zhǎng)度為￡、橫截面積為S的金屬絲在力尸作用下伸長(zhǎng)時(shí)，滿(mǎn)足表達(dá)式：-=E—,E為該

SL

pr

金屬絲材料的彈性模量，可以得到￡==。彈性模量是描述固體材料抗形變能力的重要物理量，是材料

的固有屬性，也是機(jī)械構(gòu)件材料選擇的重要依據(jù)，采用單縫衍射和單絲衍射一起測(cè)量金屬絲的微小伸長(zhǎng)量

2/

AA和直徑d,就可測(cè)量該金屬絲材料的彈性模量。已知單縫衍射中央亮條紋寬度Ax滿(mǎn)足表達(dá)式：Ax=—2,

D

式中/為單縫到光屏的距離，。為單縫寬度，2為衍射光波長(zhǎng)，如圖1所示，當(dāng)金屬絲下面的托盤(pán)增加祛碼

時(shí)，金屬絲被拉長(zhǎng)，下面的縫寬由ai減小為他，引起光屏處的衍射中央亮條紋寬度變化，據(jù)此可以求金屬

絲伸長(zhǎng)量圖2為單縫衍射法測(cè)量金屬絲在祛碼拉伸下的微小伸長(zhǎng)量光路示意圖，已知單絲衍射中央亮

條紋寬度與單縫衍射規(guī)律相同，式中。為單絲寬度，根據(jù)測(cè)量單絲衍射中央亮條紋寬度可以求得金屬絲直

徑，，再根據(jù)腔表,可計(jì)算出金屬絲的橫截面積，圖3為單絲衍射的示意圖，將以上衍射法的測(cè)量值代

PT

入￡=——，就可以得到金屬絲的彈性模量。據(jù)此材料，以下敘述正確的是（）

SAL

圖1縫寬改變示意圖

A.祛碼稍增大一些，AL會(huì)增大,金屬絲的彈性模量E將減小

B.增加磋碼之后，單縫衍射的中央亮條紋都變寬

C.金屬絲的彈性模量與實(shí)驗(yàn)用的光波長(zhǎng)有關(guān)

D.該方法中使用的激光可以用白光代替

【答案】B

【解析】

【詳解】AC.金屬絲的彈性模量E是由材料本身決定的，與AZ無(wú)關(guān)，與實(shí)驗(yàn)用的光波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，選項(xiàng)AC錯(cuò)

誤；

B.增加祛碼之后，金屬絲的伸長(zhǎng)量變大，則單縫寬度減小，則單縫衍射的中央亮條紋都變寬，選項(xiàng)B正確;

D.白光是多種顏色的光的復(fù)合光，則該方法中使用的激光不可以用白光代替，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選B。

第二部分

本部分共6題，共58分。

15.在“用傳感器探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某組同學(xué)使用如圖1所示的實(shí)

驗(yàn)裝置，正確操作實(shí)驗(yàn)獲得多組注射器內(nèi)封閉氣體的體積/和壓強(qiáng)〃的測(cè)量值，并通過(guò)計(jì)算機(jī)擬合得到

）一「圖像，如圖2所示。

（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)避免手握注射器含空氣柱的部分，這是為了控制注射器內(nèi)封閉的氣體的

（選填“溫度"''壓強(qiáng)”或“體積”）不發(fā)生變化；實(shí)驗(yàn)中得到的圖2圖像，在壓縮氣體的過(guò)程中，注射

器內(nèi)封閉的氣體（選填“吸熱”或“放熱”）。

（2）在壓縮氣體過(guò)程中，另一組同學(xué)不慎用手握住注射器含空氣柱的部分，在圖2圖線(xiàn)（如實(shí)線(xiàn)）的基礎(chǔ)

上，做出該同學(xué)應(yīng)該得到的圖線(xiàn)（如虛線(xiàn)），下圖中大致正確的是（）

（3）實(shí)驗(yàn)中，在判斷氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系不需要測(cè)出空氣柱的橫截面積，推導(dǎo)并說(shuō)明原因

【答案】（1）①.溫度②.放熱

(2)A(3)見(jiàn)解析

【解析】

【小問(wèn)1詳解】

[1]實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)避免手握注射器含空氣柱的部分，這是為了控制注射器內(nèi)封閉的氣體的溫度不發(fā)生變化;

[2]根據(jù)

pv_r

可知圖2圖像表示為等溫變化，則注射器內(nèi)空氣柱內(nèi)能不變，即

At/=O

在壓縮氣體的過(guò)程中，外界對(duì)封閉氣體做功，則

JV>0

根據(jù)熱力學(xué)第一定律AU=0+沙可得

2<o

注射器內(nèi)封閉的氣體放熱。

【小問(wèn)2詳解】

實(shí)驗(yàn)時(shí)用手長(zhǎng)時(shí)間握住注射器氣體部分，溫度變大，由克拉伯龍方程

pV=nRT

可知〃%會(huì)變大，但〃與憶不成線(xiàn)性關(guān)系，下圖中大致正確的是圖A。

故選Ao

【小問(wèn)3詳解】

橫截面積相同，每一次體積的改變，只需要比較空氣柱長(zhǎng)度的變化即可，故不需要測(cè)量空氣柱的橫截面積。

16.在“測(cè)量金屬絲的電阻”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用電流表和電壓表測(cè)量一金屬絲的電阻。

UN

圖1圖2圖3

（1）該同學(xué)先用歐姆表“xl”擋粗測(cè)該金屬絲的電阻，示數(shù)如圖1所示，對(duì)應(yīng)的讀數(shù)是Q。

（2）用圖2所示電路測(cè)量，要求電壓能從零開(kāi)始測(cè)量，并能多測(cè)量幾組數(shù)據(jù)，請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，在圖

2中僅添加一根導(dǎo)線(xiàn)完成實(shí)驗(yàn)的電路連接o

（3）閉合開(kāi)關(guān)前，滑片應(yīng)置于滑動(dòng)變阻器的（選填"a”或"b”）端。

（4）該同學(xué)測(cè)量金屬絲兩端的電壓U和通過(guò)金屬絲的電流/,得到多組數(shù)據(jù)，以電壓。為縱軸、電流/為

橫軸建立直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，如圖3所示，請(qǐng)畫(huà)出U-/圖像，根據(jù)圖像得出該金屬絲的

電阻R=—Q（結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）。

【答案】（1）6（2）見(jiàn)解析

（3）a（4）①.見(jiàn)解析②.5.17

【解析】

【小問(wèn)1詳解】

該同學(xué)先用歐姆表“xl”擋粗測(cè)該金屬絲的電阻，示數(shù)如圖1所示，對(duì)應(yīng)的讀數(shù)是6Q。

【小問(wèn)2詳解】

要求電壓能從零開(kāi)始測(cè)量，并能多測(cè)量幾組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，電路連接如圖

【小問(wèn)3詳解】

為了保護(hù)電路中的電學(xué)元件，閉合開(kāi)關(guān)前，需要短路測(cè)量電路，所以滑片應(yīng)置于滑動(dòng)變阻器的。端。

【小問(wèn)4詳解】

[1]在坐標(biāo)紙上連線(xiàn)，使盡可能多的點(diǎn)跡在圖線(xiàn)上，如圖

UN

[2]根據(jù)圖像得出該金屬絲的電阻

3.00

Q=5.17Q

0J8

17.如圖所示，足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，寬度1=0.2m,電阻可忽略不計(jì)，一端連接&=4.0。

的電阻，導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度8=0.5T,導(dǎo)體棒"N放在導(dǎo)軌上，其長(zhǎng)度

恰好等于導(dǎo)軌間距，與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒電阻r=1.0。，在平行于導(dǎo)軌的拉力作用下，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌以

v=5.0m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)。

(1)求通過(guò)電阻R的電流大小/；

(2)求電阻R的電功率尸;

(3)在上述情境中，僅改變勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向，使其豎直向上，有同學(xué)認(rèn)為：“由于導(dǎo)體棒所受的安培力方向

會(huì)發(fā)生改變，導(dǎo)體棒不能再向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”，你認(rèn)為該同學(xué)的觀(guān)點(diǎn)是否正確，說(shuō)明你的觀(guān)點(diǎn)及理由。

XXX1X

xl~~~MXX

XRXXVx

XXXXS><

LXJ

XXX

【答案】(1)0.1A；(2)0.04W；(3)見(jiàn)解析

【解析】

【詳解】(1)導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為

E=BLv

由閉合電路歐姆定律可得，回路中的感應(yīng)電流大小為

R+r

聯(lián)立，解得

Z=0.1A

(2)電阻尺的電功率為

P=I2R=0.04W

(3)該該同學(xué)的觀(guān)點(diǎn)是錯(cuò)誤的。在上述情境中，僅改變勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向，使其豎直向上，則根據(jù)右手定則可

知感應(yīng)電流方向?qū)⒎聪?，再由左手定則可知安培力方向仍為水平向左，并沒(méi)有發(fā)生變化，所以導(dǎo)體棒仍然

可以向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。

18.如圖所示，交流發(fā)電機(jī)的矩形金屬線(xiàn)圈MM2的邊長(zhǎng)跖V=KL=a,M=NK=6,匝數(shù)為〃，線(xiàn)圈

電阻為心在磁感應(yīng)強(qiáng)度為2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的("L和NK邊中點(diǎn)連線(xiàn))軸以角速度o

勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈的兩個(gè)末端分別與兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)￡、F(集流環(huán))焊接在一起，并通過(guò)電刷與阻值為

R的外電路定值電阻連接，電路中其他電阻以及線(xiàn)圈的自感系數(shù)均可忽略不計(jì)，當(dāng)線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行

時(shí)，從該時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)。

(1)寫(xiě)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間f變化的表達(dá)式；

(2)經(jīng)過(guò)工周期，求：

4

a.通過(guò)電阻R的電荷量q；

b.線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的熱量。。

【答案】(1)e=nBcoabcoscot；(2)a.q=-----；b.Q=----------；—

R+r4(7?+r)2

【解析】

【詳解】(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值

Em=nBcoS=nBcoab

當(dāng)線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間/變化的表達(dá)式

e=Emcosmt=nBcoabcosmt

(2)a.經(jīng)過(guò)工周期

4

—A①Bab

E=n---=n----

AZA/

7=上

7?+r

q二lAt

通過(guò)電阻尺的電荷量

nBab

q=-----

R+r

b.電動(dòng)勢(shì)有效值

口_Em_血R/

E——-f=-nBcxib

412

線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的熱量

Q=(-^)2Rx工

R+r4

解得

_7in2B2a)a2b2R

(2---------；—

4(R+r)2

19.如圖1所示是可用于分離和檢測(cè)同位素的儀器。帶電粒子從容器初下方的小孔，S1、S2進(jìn)入板間電勢(shì)

差為。的勻強(qiáng)電場(chǎng)加速。粒子再經(jīng)過(guò)小孔，S2沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2的勻強(qiáng)磁場(chǎng),

經(jīng)歷半個(gè)圓周，打在照相底片。1。2上形成曝光點(diǎn)，不考慮粒子重力及粒子之間的相互作用。

(1)一電荷量為+9、質(zhì)量為加的粒子經(jīng)過(guò)質(zhì)譜儀，打在照相底片的尸點(diǎn)，求：

a.粒子從電場(chǎng)射出時(shí)的速度大小v；

b.粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的直徑d；

(2)某同學(xué)將該圖1裝置小孔S2下方的磁場(chǎng)改為水平向左、電場(chǎng)強(qiáng)度大小為￡的勻強(qiáng)電場(chǎng)，并在小孔S2下

方距離為d處水平放置照相底片0；°,'(如圖2),判斷該改裝裝置能否用于檢測(cè)和分離同位素并說(shuō)明