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物 理
考生注意：
1. 本试卷分选择题和非选择题两部分.满分100分，考试时间75分钟.
2. 答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚.
3. 考生作答时，请将答案答在答题卡上.选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效.
4. 本卷命题范围：人教版必修第三册，选择性必修第二册第一章.
一、选择题（本题共10小题，共46分.在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1. 关于电磁波的发现及应用、能量量子化，下列说法正确的是（ ）
A. 利用红外线的热效应能杀菌消毒，夜视仪利用了红外成像技术
B. X射线具有辐射性，可用来通信和广播
C. 能量量子化指能量的连续性，微观粒子的能量值可以是任意值
D. 普朗克提出了能量子假说，解决了黑体辐射的理论困难，提出了“量子”概念
2. 关于多用电表及其使用，下列说法正确的是（ ）
A. 电阻挡的刻度不均匀，右边密左边疏
B. 测电阻时要选择适当的挡位，使电表的指针指在刻度盘的中央附近
C. 测电压时，其黑表笔接高电势处，电流从黑表笔流入
D. 测电阻时，若改变倍率，不需要重新进行欧姆调零
3. 某一电场中的电场线和等势面分布如图所示，在电场中有A、B、C三点，A、B间距离等于B、C间距离.下列说法中正确的是（ ）
A. A点电场强度比B点电场强度小
B. 正电荷在A点的电势能比在B点的电势能大
C. A、B两点间的电势差绝对值大于B，C两点间的电势差绝对值
D. 负电荷由B向C移动，静电力做负功
4. 如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带正电，所带电荷量为Q，板间距离为d，上极板与静电计金属球相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地.在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴，现将电容器的上极板竖直向上移动一小段距离.下列说法正确的是（ ）
A. 油滴带正电 B. 静电计指针张角不变
C. 油滴向上运动 D. P点的电势不变
5. 如图所示，电源电动势6V，内阻，小灯泡L标有“2V 0.4W”字样，开关S闭合后，小灯泡L正常发光.已知电动机的内阻也是，则电动机的输出功率为（ ）
A. 0.76W B. 0.72W C. 0.04W D. 0.4W
6. 如图所示，AC是一个用长为L的导线弯成的、以O为圆心的四分之一圆弧，将其放置在与平面AOC垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中.当在该导线中通以由C到A、大小为I的恒定电流时，该导线受到的安培力的大小和方向是（ ）
A. BIL，平行于OC向左 B. ，平行于OC向右
C. ，垂直AC的连线指向左下方 D. ，垂直AC的连线指向左下方
7. 如图所示，正三角形ABC内有垂直纸面向外的匀强磁场.O点为AB中点，M点为OB中点，N点为BC中点，P点为NC中点.一束质子在纸面内以不同的速率从O点垂直于AB边射入匀强磁场后，分别从M、N、P点射出磁场，则它们在磁场中的运动时间、、的关系为（ ）
A. B. C. D.
8. 在如图所示的电路中，将开关S闭合，灯泡正常工作，导线与互相平行，a点与两导线共面且到两导线距离相等，则下列说法正确的是（ ）
A. 两段导线互相吸引
B. 两段导线互相排斥
C. 两段导线在a点处产生的磁场方向垂直两导线平面向下
D. 两段导线在a点处产生的磁场方向垂直两导线平面向上
9. 反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，现对该过程做如下简化：匀强电场的方向平行于x轴，其电势随x的变化关系如图所示，质量为，电荷量为的带负电的粒子，从处静止释放，仅在电场力作用下在x轴上运动.不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ）
A. x轴负半轴电场强度和正半轴电场强度的大小之比为
B. 粒子运动到处，速度最大
C. 粒子的最大动能为
D. 粒子完成一次往复运动所需时间为
10. 用如图所示的回旋加速器加速电荷量为q、质量为m的带电粒子，已知D形盒半径为R，所加磁场磁感应强度大小为B，a、b间所接电压为U，忽略两D形盒间狭缝的宽度.下列说法正确的是（ ）
A. 图中回旋加速器加速的带电粒子一定带正电
B. 回旋加速器a、b之间所接高频交流电的周期为
C. 回旋加速器加速后粒子的最大动能为
D. 回旋加速器D形盒的半径R、磁感应强度B不变，则加速电压U越高，粒子飞出D形盒的动能越大
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11.（6分）某研究性学习小组利用如图甲所示电路测量金属丝的电阻率.已知电源的输出电压为E，电流表的内阻较小，具体操作步骤如下：
①用螺旋测微器在金属丝上五个不同的位置分别测量金属丝的直径，取平均值记为金属丝的直径d；
②将金属丝拉直后固定在接线柱B和C上，在金属丝上夹上一个小金属夹A，并按图甲连接电路；
③测量AC部分金属电阻丝的长度x；
④闭合开关，记录电流表的示数I；
⑤进行多次实验，改变金属夹的位置，记录每一次的x和I；
⑥以为纵轴，x为横轴，作出的图像，并测量图像的斜率k和纵截距a.
根据以上操作步骤，回答下列问题：
（1）某次测量金属丝直径时，螺旋测微器的示数如图乙所示，该次测量金属丝直径的测量值为______mm.
（2）为了电路安全，开始实验时应将A夹在靠近______（填“B”或“C”）端的位置.
（3）该金属丝材料的电阻率______（用题中所给字母表示）.
（4）该实验还可测出所用电流表的内阻______（用题中所给字母表示）.
12.（8分）某实验小组测量一电池的电动势E和内阻r，可选择的器材有：
A. 待测电池E（电动势约为3V，内阻约为）；
B. 滑动变阻器，最大阻值；
C. 滑动变阻器，最大阻值；
D. 电阻箱，最大阻值；
E. 电流表（量程为0.6A，内阻为）；
F. 电流表（量程为，内阻为）；
G. 开关、导线若干.
该小组设计了如图甲所示的电路图，请回答下列问题：
（1）滑动变阻器应选______（填“”或“”）.
（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于______（填“左”或“右”）端.
（3）根据图甲用笔画线代替导线将图乙中的实物连接.
（4）电阻箱连入电路的阻值如图丙所示.保持电阻箱连入电路的阻值不变，调节滑动变阻器，读出、的示数、.根据实验数据作出图像如图丁所示.由图像可得电源电动势______V（保留2位小数），内阻______.（保留1位小数）
三、计算题（本题共3小题，共计40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13.（10分）如图所示，在磁感应强度、方向竖直向上的匀强磁场中，有一个与水平面成角的导电滑轨，滑轨上放置一个电阻、长为1m、质量金属杆CD.已知接在滑轨中的电源电动势，内阻，和一个阻值可调的变阻器R.杆与滑轨间的动摩擦因数，滑轨的电阻忽略不计，重力加速度g取，，，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.开关闭合后，可使CD杆在滑轨上保持静止.求变阻器R的调节范围.
14.（12分）一个初速度为零的电子在经的电压加速后，垂直于平行板间的匀强电场从两极板中心处射入，如图所示，两板间距，板长，两板间的电压.已知电子的带电量为，质量为，只考虑两板间的电场，不计重力，求：
（1）电子经加速电压加速后进入偏转电场的速度；
（2）电子射出偏转电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y；
（3）若电子射出偏转电场后经过下极板所在平面上的P点，如图，求P点到下极板右端的距离x.
15.（18分）如图所示，在直角坐标系xOy所在平面内，A点坐标为，直线AC与y轴垂直，它是第一象限内匀强电场与匀强磁场的分界线.场强大小为E的电场方向竖直向上，磁感应强度大小为B的磁场垂直纸面向外.一质量为m、电荷量为的带负电粒子，以某一初速度与x轴正向成从O点射入磁场.已知粒子在磁场中偏转后穿过AC第一次进入电场并恰好做直线运动，不计粒子重力.求：
（1）在图中画出粒子运动轨迹的示意图并求带电粒子射入磁场初速度的大小；
（2）带电粒子进入电场前在磁场中运动的时间和第一次在第一象限内运动的时间；
（3）粒子每次经过x轴时的位置坐标.
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物理
参考答案
1. D 紫外线具有杀菌消毒的功能，红外线不具有该功能，夜视仪利用了红外线成像技术，选项A错误；X射线具有辐射性，不能用来通信和广播，选项B错误；能量量子化是指微观粒子的能量值只能是一个最小能量单位（普朗克常量）和能量子辐射的频率的乘积，选项C错误；普朗克提出了能量子假说，它认为，电磁波的发射和吸收都是不连续的，是一份一份进行的.它不但解决了黑体辐射的理论困难，而且更重要的是提出了“量子”概念，揭开了物理学史上崭新的一页，选项D正确.
2. B 电流、电压挡的刻度都是均匀的，电阻挡的刻度不均匀，左边密右边疏，选项A错误；测电阻时要选择适当的挡位，要将该电阻与其他元件断开，使电表的指针指在刻度盘的中央附近，选项B正确；测电压时，其红表笔接高电势处，因为电流要从红表笔流入，选项C错误；用电阻挡测电阻时，若从一个倍率变换到另一个倍率，必须重新进行欧姆调零，选项D错误.
3. C A点电场线更密，故A点场强更大，A错误；A点电势低于B点，故正电荷在A处电势能小于B处，B错误；根据，AB间场强大于BC间场强，故AB电势差大于BC电势差，C正确；负电荷由B到C，静电力做正功，故选C.
4. D 油滴受电场力向上，带负电，A错误；，d变大，C变小，，U变大，张角变大，，Q不变，E不变，P点电势不变，油滴不动，B，C错误，D正确.
5. B 由小灯泡L正常发光，知电路中电流为，则电动机两端电压为，电动机的输入功率为，电动机发热功率为，输出功率，选项B正确.
6. C 根据和左手定则，C正确.
7. A 作出从M、N、P点射出磁场对应的粒子运动轨迹图，假设轨迹圆弧对应的圆心角分别为、、，由轨迹图可知，由可知，故选项A正确.
8. BD 当开关S闭合，与中电流方向相反，则两导线相互排斥，则A错误，B正确；由安培定则及磁场叠加可知，C错误，D正确.
9. BC 斜率表示场强，场强之比为，A错误；经过原点时速度最大，B正确；最大动能为，C正确；先做匀加速再匀减速到零，，，，故往复一次总时间为，D错误.
10. ABC 保持始终加速，则交流电周期与粒子圆周运动周期相等，，故B正确；由左手定则可判断出图中回旋加速器加速的带电粒子一定是带正电的粒子，故A正确；在回旋加速器中，带电粒子每经过电场一次，获得动能，根据洛伦兹力提供向心力有，当粒子运动轨迹半径等于回旋加速器半径时，粒子速度最大，最大动能，与加速电压U无关，与D形盒的半径R的二次方成正比，所以D形盒的半径R、磁感应强度B不变，粒子飞出D形盒的最大动能不变，故C正确，D错误.
11.（1）4.700（4.698~4.702均可）（1分） （2）B（1分）
（3）（2分） （4）aE（2分）
解析：（1）根据螺旋测微器读数规则，固定刻度读数＋可动刻度读数＋估读，金属丝直径的测量值为；
（2）为了电路安全，应使连入电路的电阻尽可能大，故应将A夹在靠近B端的位置；
（3）电阻丝的电阻，，联立解得，故图像的纵截距，斜率，解得该金属丝材料的电阻率；
（4）图像的纵截距，故所用电流表的内阻.
12.（1）（1分） （2）右（1分）
（3）如图所示（2分）
（4）2.96~2.97（2分） 1.0（2分）
解析：（1）变阻器选小的.
（2）为保护电路开始前应将滑片置于最右侧.
（3）如图所示.
（4）电阻箱阻值为，由闭合电路欧姆定律得，，解得，.
13. 解：当CD杆刚好达到向上运动的临界状态时，CD杆受到的摩擦力为最大静摩擦力，方向平行斜面向下，对CD杆受力分析，如图甲所示，此时CD杆所受安培力最大，设为，则有
垂直斜面方向：（1分）
沿斜面方向：（1分）
又，以上三式联立并代入数据可得（1分）
当CD杆刚好达到向下运动的临界状态时，CD杆受到的摩擦力为最大静摩擦力，方向平行斜面向上，其受力分析如图乙所示，此时CD杆所受安培力最小，设为，则有
（1分）
（1分）
又，以上三式联立并代入数据可得（1分）
所以CD杆受到的安培力的取值范围为（2分）
根据得，由，得（2分）
14. 解：①根据动能定理有（2分）
代入数据解得（1分）
（2）y轴方向的加速度为（1分）
运动时间为（1分）
偏移量为（1分）
以上三式联立解得（1分）
（3）根据电子出电场后做匀速直线运动，将电子出电场时的速度反向延长，延长线与板间的中心线相交于板的中点，设速度反向延长线与水平方向的夹角为，则（2分）
由几何关系有（1分）
解得（2分）
15. 解：（1）粒子在电场中恰好做直线运动，说明粒子在磁场中偏转后竖直向上进入电场，画出粒子运动的示意图如图所示（1分）
设粒子在磁场中运动轨迹的半径为R，由几何关系可知（2分）
又（2分）
联立可得带电粒子射入磁场初速度的大小（1分）
（2）粒子在磁场中运动的周期（2分）
粒子进入电场前在磁场中运动的时间（1分）
粒子在电场中运动的加速度（2分）
粒子在电场中先竖直向上做匀减速直线运动直至速度为零，再反向做匀加速直线运动，在电场中运动的总时间（1分）
所以粒子在第一象限内的运动时间（2分）
（3）由题意可知粒子将循环运动，N坐标为，故每次经过x轴时的坐标为，即，，2，3，…（4分）
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