浙江省台州市联谊五校（台州一中、台州中学等)2019-2020学年高二上学期物理期末考试试卷
一、单选题
1．（2020高二上·台州期末）央视消息：世界第一跨海大桥—港珠澳大桥于2018年10月24日上午9时正式通车。大桥全长约55km，设计使用寿命120年，可抵御8级地震、16级台风、30万吨撞击以及珠江口300年一遇的洪潮， 最高限速为100km/h。对于上述信息中的数据，下列说法正确的是（ ）
A．“55km”是位移大小
B．“120年”是指时刻
C．“100km/h”是指平均速度大小
D．“2018年10月24日上午9时”是指时刻
2．（2020高二上·台州期末）下列描述中，符合事实的是（ ）
A．奥斯特发现了电流的磁效应
B．法拉第发现了磁场对运动电荷的作用规律
C．卡文迪许借助扭秤实验总结出了点电荷间相互作用的规律
D．亚里士多德通过“理想实验”得出力不是维持物体运动的原因
3．（2020高二上·台州期末）如图所示为某物体在0~4s内沿直线运动的v—t图像，对物体的运动情况，下列说法正确的是（ ）
A．2~3s内物体运动的加速度最大
B．t=1s时物体加速度的方向发生改变
C．0~2s内物体运动的平均速度大小为3.5m/s
D．0~4s内物体运动的位移为3.5m
4．（2020高二上·台州期末）下列现象不属于静电现象的是（ ）
A．冬天脱下毛衣时会产生电火花
B．野外探险时用指南针指示方向
C．与头发摩擦后的圆珠笔能吸引小纸屑
D．电工在超高压带电作业时，要穿包含金属丝制成的电工服
5．（2019高三上·溧水月考）在庆祝新中国成立70周年阅兵中，领衔歼击机梯队的是我国自主研发的新一代隐身战斗机“歼-20 "，它是目前亚洲区域最先进的战机，当它向左上方做匀加速直线飞行时（如图），气体对它的作用力的合力方向可能为（ ）
A． B．
C． D．
6．（2019高二上·温州期中）小张买了一只袖珍小电筒，用的是两节小的干电池。他取出电筒中的小灯泡，看到上面标有“2.2V，0.25A”字样。小张认为产品设计人员的意图是使小灯泡在这两节干电池的供电下正常发光。已知每节干电池的电动势为1.5V，由此，他推算出了产品设计者设定的每节干电池的内阻为（ ）
A．1.6Ω B．3.2Ω C．4.2Ω D．8.8Ω
7．（2020高二上·台州期末）如图所示，某人正在用开瓶器开啤酒盖。在手柄处施力，使开瓶器绕O点转动一定的角度就可以将瓶盖打开。A为开瓶器的施力点，B为手柄上的某一点，则在开瓶器绕O点匀速转动的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．A点线速度不变
B．A，B两点的角速度相同
C．A，B两点的线速度大小相同
D．A，B两点的向心加速度大小之比
8．（2020高二上·台州期末）如图所示是一个超级电容器（2.7V，3000F），下列关于该电容器的说法中正确的是（ ）
A．电容器可以储存电荷，能储存的电荷越多电容越大
B．电容器两端的电压低于2.7V时就不能正常工作
C．电容器两端的电压为1.35V时，它的电容是1500F
D．电容器两端电压每增加1V，它的带电量将增加3000C
9．（2020高二上·台州期末）如图所示，倾角分别为45°和37°的斜面固定在水平地面上，一小球从倾角为45°的斜面上某点分别以v1和v2的速度水平抛出，小球分别落在了两个斜面上的M点和N点，M、N处在同一水平线上，且小球落在N点时速度方向与37°的斜面垂直（sin37°=0.6，cos37°=0.8），则v1 v2等于（ ）
A．1 2 B．2 1 C．1 3 D．2 3
10．（2020高二上·台州期末）某同学在参加引体向上测试时，若完成一次完整的引体向上所需要时间为2s，则他在完成一次完整的引体向上测试中克服重力做功的平均功率最接近（ ）
A．15W B．150W C．300W D．600W
11．（2020高二上·台州期末）移动充电宝是一种能直接给手机等移动设备充电的储能装置。如图所示为某品牌充电宝的技术参数。关于该充电宝，下列说法中正确的是（ ）
A．在给充电宝充电时，是将化学能转化为电能
B．给该无电的充电宝充电，需要30h才能充满
C．给该无电的充电宝充满电，需要消耗111Wh的电能
D．该充电宝用“输出1”给手机充电时，输出功率为5W
12．（2020高二上·杭州期末）如图甲所示，线圈 固定于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，当磁场变化时，线圈 边所受安培力向右且变化规律如图乙所示，则磁场的变化情况可能是下图所示的哪一个（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题
13．（2020高二上·台州期末）2019年诺贝尔物理学奖授予三位科学家，表彰他们“在增进我们对宇宙演化，以及地球在宇宙中地位的理解方面所做出的贡献”。根据他们的研究，太阳系外有一行星围绕着银河系中的一颗类似太阳的恒星运行。假设该行星做匀速圆周运动，轨道半径为r，行星的质量为m，半径为R，已知万有引力常量为G。根据以上信息，可以求得（ ）
A．行星运行的周期 B．行星运行的向心加速度
C．行星的第一宇宙速度 D．行星表面的重力加速度
14．（2020高二上·台州期末）某物理兴趣小组词作了一种可“称量”磁感应强度大小的实验装置，如图所示。U形磁铁置于水平电子测力计上，U形磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，不计两极间以外区域磁场。一水平导体棒垂直磁场方向放入U形磁铁两极之间（未与磁铁接触），导体棒由两根绝缘杆固定于铁架台上。导体棒没有通电时，测力计的示数为G0，导体体通以图示方向电流I（向纸面外）时，测力计的示数为G1，测得导体棒在两极间的长度为L，磁铁始终静止，不考虑导体棒电流对磁铁磁场的影响。下列说法正确的是（ ）
A．导体棒所在处磁场的磁感应强度大小为
B．导体棒所在处磁场的磁感应强度大小为
C．若使图示方向电流增大，“称量”的磁感应强度将增大
D．若通以图示方向相反的电流I，测力计示数将变为2G0-G1
15．（2020高二上·台州期末）某一带正电粒子（不计重力）在一平行板间的运动轨迹如图中曲线所示，P、Q为轨迹上两点，则（ ）
A．A板带正电，B板带负电
B．粒子在P点动能大于在Q点动能
C．粒子在P点电势能大于在Q点电势能
D．粒子在P点受到的电场力大于在Q点受到的电场力
16．（2020高二上·台州期末）如图所示为磁流体发电机结构示意图，燃烧室在高温下产生大量的电子和正离子，即高温等离子体。高温等离子体以v=200m/s的速度平行于极板喷入两极板间。极板长a=0.2m，宽b=0.1m，两极板间距d=0.2m。极板间存在垂直纸面向外且与等离子体速度方向垂直的匀强磁场。磁感应强度B=6T。等离子体在磁场的作用下发生偏转，在两板间形成电势差。两极板与电阻R相连。若极板间等离子体的电阻率ρ=0.4Ω·m，不计极板电阻。则下列判断中正确的是（ ）
A．上极板带正电，下极板带负电
B．当电阻R=8Ω时，发电机供电电流为20A
C．若仅增加极板的长度a，发电机的电动势将增加
D．若增加等离子体的喷入速度v，发电机的电动势将增加
三、实验题
17．（2020高二上·台州期末）在“探究做功和物体速度变化的关系”实验中，小李和小季同学分别采用图甲和图乙所示的实验装置。
（1）为了达到实验目的，小李同学尝试通过测得细绳拉力（近似等于悬挂重物重力）做的功和小车获得的速度值进行探究，实验时小李需要平衡摩擦力吗？ （填“需要”或“不需要”）；重物的质量需要远小于小车质量吗？ （填“需要”或“不需要”）。
（2）图丙和图丁是两位同学正确实验操作后获得的两条纸带，其中图丙纸带是通过哪个实验获得的？ （填“图甲”或“图乙”）。
（3）利用图丁纸带需要测量哪一段速度？ （填“oc”、“ce”或“oe”）。
（4）实验过程中有关注意事项，下列说法正确的____________。
A．图甲实验中，连接重物和小车的细线应与长木板保持平行
B．图乙实验中，平衡摩擦力时小车应穿上纸带
C．小车应靠近打点计时器，接通电源的同时必须释放小车
D．图乙实验中，每次更换橡皮筋条数时。必须确保小车从同一位置静止释放
18．（2020高二上·台州期末）某实验小组准备测量一节干电池的电动势和内电阻。
（1）他们准备用多用电表的两表笔分别接触电池的两极，如图甲所示，选择直流电压挡粗侧电池的电动势，是否可行？ （填“行”或“不行”）；选电阻挡粗测电池的内阻，是否可行？ （填“行”或“不行”）。
（2）实验提供有以下器材：
A．电流表A1（量程0-0.6A，内阻约0.1Ω），电流表A2（量程0-3A，内阻约0.1Ω）
B．电压表V（量程0-3V，内阻约10kΩ）
C．滑动变阻器R1（0-10Ω，2A），滑动变阻器R2（0-100Ω，1A）
D．定值电阻R0=2Ω
E．干电池一节，开关一个，导线若干
以上器材中，电流表选用 （填“A1”或“A2”），滑动变阻器选用 （填“R1”或“R2”）。
（3）请完成图乙中实验器材的电路连接。
（4）根据测得的实验数据，画出图丙所示的图像，根据图像可知，电池的电动势为 ，内阻为 （结果保留2位小数）。
四、解答题
19．（2020高二上·台州期末）“滑草”是很多小朋友喜欢的一项运动。如图甲所示，一名小朋友在倾角为θ=37°斜坡上滑草，整个斜坡AB、BC两段草质不同，滑板与草地的动摩擦因数也不同，已知斜坡BC段滑板与草地间的动摩擦因数 。该小朋友在助推后从坡顶A以 的速度开始自由下滑，其在整个斜坡上运动的v-t图像如图乙所示。不计空气阻力和滑板经过两段草地分界处能量损失。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）斜坡AB段滑板与草地间的动摩擦擦因数 ；
（2）斜坡的长度l。
20．（2020高二上·台州期末）圆筒内有匀强磁场如图所示，其圆心为O，匀强磁场垂直纸面向里，圆筒的上方有相距为L的平行金属板P、Q，其中P板带正电荷，Q板带等量的负电荷。板间电场可视为匀强电场。带负电的粒子从P板边缘的M点以2v垂直P板射入电场，恰好经Q板的小孔S以速度v沿半径SO方向射入磁场中。粒子与圆筒发生3次碰撞后仍从半径SO方向射出，粒子与圆筒碰撞过程中没有能量损失，且电荷量保持不变，不计重力，已知磁感应强度大小为B，粒子质量为m、电荷量大小为q，求：
（1）圆筒的半径R；
（2）保持两板电荷量不变，Q板保持不动，将P板上移 ，让粒子仍从P板边缘的M点以2v垂直P板射入电场，粒子从S孔进入圆筒后，通过计算说明粒子还能不能从S孔射出再次回到M点？若能，粒子在磁场中运动的时间是多少？
21．（2020高二上·台州期末）相距L的两平行金属导轨MN、PQ固定在水平面上，两导轨左端连接阻值为R的电阻。导轨所在处的空间分布一系列磁场区域，如图甲所示，每个磁场区的宽度和相邻磁场区的间距均为d，每个磁场区内的磁场均为匀强磁场，磁场方向垂直轨道平面。磁感应强度从左到右依次记为B1、B2、B3、…、Bn，B1随时间变化的图像如图乙所示，规定磁场方向竖直向下为正方向，其他磁场保持不变。一质量为m、电阻也为R的导体棒垂直放置在导轨左端，在垂直于导体棒的水平恒力F作用下，从静止开始向右运动，经过时间t0离开B1磁场，离开时速度为v，此时撤去F，导体棒继续向右运动。已知在无磁场区导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，有磁场区域导轨光滑，导体棒在磁场区内的运动为匀速运动（B1磁场区除外），最终穿过磁场区后停下来。求：
（1）导体棒在B1磁场区运动过程中回路产生的焦耳热Q1；
（2）磁场区B2的磁感应强度大小B2、磁场区Bn的磁感应强度大小Bn（n为已知量）；
（3）导体棒离开磁场区B1后的整个运动过程中电阻R产生的焦耳热Q；
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】位移与路程；速度、速率
【解析】【解答】A．“55km”是指桥的总长，为路程，A不符合题意；
B．“120年”是时间间隔，B不符合题意；
C．最高限速为100km/h是限制的瞬时速度，而不是平均速度，否则无法衡量超速；C不符合题意；
D．“2018年10月24日上午9时”是指时刻，在时间轴上是一点，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】桥的总长为位移；使用寿命为时间；最高限速指的是瞬时速度。
2．【答案】A
【知识点】物理学史
【解析】【解答】A．奥斯特发现了通电导线周围产生的磁场能够使小磁针转动，即电流的磁效应，A符合题意；
B．洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，即洛伦兹力的特点，B不符合题意；
C．卡文迪许借助扭秤实验测出了万有引力常量，而库仑借助扭秤实验总结出了点电荷间相互作用的规律，C不符合题意；
D．伽利略通过“理想实验”得出力不是维持物体运动的原因，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律；库仑总结出了点电荷之间相互作用的规律；伽利略通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因。
3．【答案】D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．根据v—t图像的斜率表示加速度，可求得各段的加速度大小有
0~1s
1~2s
2~3s
3~4s
故0~1s内物体运动的加速度最大为5m/s2，则A项错误；
B．t=1s时，瞬时速度为零，则表示速度反向，而1s前后斜率一直为负，表示加速度为负方向不变，B不符合题意；
C．v—t图像的面积表示位移，可得0~2s的位移为
则平均速度为
C不符合题意；
D．由图像可知2~3s内的图像面积抵消即位移为零，则0~4s内的总位移为
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用斜率的大小可以比较加速度的大小；利用斜率符号可以判别加速度的方向；利用面积和时间可以求出平均速度的大小；利用面积大小可以求出位移的大小。
4．【答案】B
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】A．秋冬干燥季节，脱毛衣时会看到电火花，是摩擦起电造成的，属于静电现象，A项不合题意；
B．野外探险时用指南针指示方向是利用地磁场的性质，不属于静电现象，B项符合题意；
C．与头发摩擦后的圆珠笔带电，从而有吸引轻小纸片的性质，属于静电现象，C项不合题意；
D．超高压带电作业的工人穿戴的工作服是用包含金属丝的织物制成的，这种工作服叫屏蔽服，其作用是在穿用后，使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害，属于静电现象，D项不合题意。
故答案为：B。
【分析】指南针显示方向是利用地磁场的性质；摩擦起电都属于静电现象。
5．【答案】B
【知识点】受力分析的应用
【解析】【解答】战机沿直线匀加速飞行时，合力方向沿速度方向，战机受重力、气体对它的作用力（包括浮力、阻力等），重力方向向下，则气体对它的作用力与重力合力方向沿运动方向，ACD不符合题意，B符合题意；
故答案为：B
【分析】飞机做直线运动，受到的合外力方向与速度同向，结合飞机的速度方向和受力情况求解气体对飞机的做用力。
6．【答案】A
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】小灯泡在这两节干电池的供电下正常发光则电路中的电流为 ，路端电压为 ，则每一节干电池的内阻为：
故答案为：A
【分析】利用小灯泡发光的电流求解电池内阻分得的电压，再利用欧姆定律求解电池的内阻。
7．【答案】B
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】A．做匀速圆周运动的物体线速度大小不变，方向时刻变化，则A点的线速度变化，A不符合题意；
B．A和B两点在同一杆上绕同一点做匀速圆周运动，属于同轴转动，则角速度相同，B符合题意；
C．由 可知，因 ，而 相同，则 ，C不符合题意；
D．由 可知
D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】由于A做匀速圆周运动其线速度方向时刻改变；AB同轴转动其角速度相等；利用半径的大小可以比较线速度和向心加速度的大小。
8．【答案】D
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】A．由比值定义法定义电容 ，可知电容C反映的是电容器储存电荷的本领，与电荷量Q，电压U无关，则电容器可以储存电荷，能储存的电荷越多电容不变，A不符合题意；
B．电压2.7V指的是额定电压（正常工作时允许的最大电压），实际工作的电压可以低于2.7V，B不符合题意；
C．电容C反映的是电容器储存电荷的本领，与电荷量Q，电压U无关，实物图可读出电容器的电容 ，则电容器两端的电压变为1.35V时，它的电容还是 ，C不符合题意；
D．由定义式
表示电容器两极板间的电压每改变1V，电荷量改变3000C，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】电容的大小与存储电荷量的大小无关；实际工作电压可以小于额定电压；电容的大小是固定不变的。
9．【答案】D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】由题可知两小球做平抛运动下落的高度相同，根据 可知两小球做平抛运动的时间相同，设为t，由题意及几何关系可知，小球落在斜面上M点时，位移方向与水平方向的夹角为45°，小球落在N点时，速度方向与水平方向的夹角为53°，根据平抛运动规律有：对落点为M点的小球
可得
对落点为N点的小球
可得
所以
故答案为：D。
【分析】利用下落的高度相同可以判别运动时间相等；利用位移公式结合速度公式可以求出初速度的比值。
10．【答案】B
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】高三同学体重大约60kg，引体向上时向上运动的位移大约0.5m，则克服重力做功的平均功率为
故答案为：B。
【分析】利用重力结合上升的位移可以求出重力做功的大小，再利用运动的时间可以求出平均功率的大小。
11．【答案】D
【知识点】电功率和电功；电流的概念
【解析】【解答】A．给充电宝充电时是把电能转化为化学能的过程，A不符合题意；
B．该充电宝的容量为
以1.5A的电流为用电器充电则供电时间
B不符合题意；
C．该充电宝的容量为 ，充电的电压为5V，则消耗的电能为
而111Wh是充电宝的额定储存能量，C不符合题意；
D．该充电宝用“输出1”给手机充电时，电压为5V，电流为1A，则输出功率为
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】给充电宝充电是把电能转化为化学能；利用电荷量和电流可以求出充电的时间；利用电荷量和电压可以求出充电需要的电能；利用电流和电压可以求出输出功率的大小。
12．【答案】D
【知识点】电磁感应中的磁变类问题
【解析】【解答】根据题意可知安培力的方向向右，根据左手定则，感应电流的方向由B到A；再由右手定则，当垂直向外的磁场在增加时，会产生由B到A的感应电流；由法拉第电磁感应定律，结合闭合电路欧姆定律，则安培力的表达式
因安培力的大小不变，则 是定值， 是B-t图的斜率。当磁感应强度B增大，则 减小；当磁感应强度B减小，则 增大；D符合题意，ABC不符合题意；
故答案为：D。
【分析】利用感应电流的方向可以判别磁感应强度的方向和大小变化；利用安培力的表达式结合安培力不变可以判别磁感应强度和磁感应强度变化率的大小变化。
13．【答案】C,D
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】AB．行星绕恒星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，有
可得 ，
因恒星的质量M未知，故无法求出行星运行的周期和向心加速度，AB不符合题意；
C．设卫星质量为 ，卫星贴着行星表面转动的线速度为第一宇宙速度，有
可得
故行星的第一宇宙速度可求得，C符合题意；
D．物体在行星表面的万有引力即为重力，有
故行星表面的重力加速度可求得，D符合题意。
故答案为：CD。
【分析】利用引力提供向心力可以判别无法求出周期和向心加速度的大小；利用第一宇宙速度的表达式可以求出第一宇宙速度的大小；利用引力形成重力可以求出重力加速度的大小。
14．【答案】A,D
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】AB．导体棒没有通电时测力计的示数即为磁铁的重量为G0，通向外的电流后，由左手定则可知导体棒受向上的 安培力，根据牛顿第三定律可知导体棒对磁铁的磁力向下，对磁铁由平衡条件
解得
A符合题意，B不符合题意；
C．根据磁感应强度的测量式 可知，若使图示方向电流I增大，示数G1也变大，“称量”的磁感应强度描述的是磁铁本身的磁场性质，故其大小将不变，C不符合题意；
D．若通以图示方向相反的电流I，安培力将反向，设示数为 ，平衡条件为
解得
D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】利用磁铁的平衡方程结合安培力的表达式可以求出磁感应强度的大小；当电流变大时其磁铁本身产生的磁感应强度保持不变；利用安培力反向结合平衡条件可以求出测力计的读数。
15．【答案】A,C
【知识点】电场及电场力；电场力做功
【解析】【解答】A．因为轨迹的凹向大致指向合力的方向，知粒子所受电场力方向水平向右，而粒子带正电，所以电场线的方向向右，所以A板带正电，B板带负电，A符合题意；
BC．沿电场线的方向电势降低，所以P点的电势高于Q点电势，带正电的粒子在P点电势能大于在Q点电势能；只有电场力做功，电势能和动能之和守恒，所以粒子在P点动能小于在Q点动能，B不符合题意，C符合题意；
D．匀强电场由 知粒子受力情况相同，故粒子在P点受到的电场力等于在Q点受到的电场力，D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】利用正电荷的偏转方向可以判别电场力的方向进而判别板间所带的电性；利用电场力做功可以比较电势能和动能的大小；由于处于匀强电场所以粒子受到的电场力相同。
16．【答案】B,D
【知识点】磁流体发电机
【解析】【解答】A．等离子群射入磁场中，受到洛伦兹力，带正电荷的离子将打到下极板上，负电荷达到上极板上，从而产生电场，故该磁流体发电机下极板带正电，上极板带负电，A不符合题意；
B．当后来的离子所受的洛伦兹力与电场力平衡时，电容器的电压和电量都稳定，由平衡条件得
得U=Bvd=6×200×0.2V=240V
而发电机内气体导电的内阻为
由全电路的欧姆定律可得发电机供电电流
B符合题意；
C．发电机的电动势U=Bvd与极板的长度a无关，故增加板长后电动势不变，C不符合题意；
D．发电机的电动势U=Bvd故增加等离子体的喷入速度v，发电机的电动势将增加，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】利用左手定则可以判别板间的电性；利用洛伦兹力和电场力相等可以求出板间电压的大小；结合欧姆定律可以求出电路电流的大小；增加极板的长度后电势差保持不变；增加粒子的速度其电势差增大。
17．【答案】（1）需要；需要
（2）图甲
（3）ce
（4）A；B；D
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】(1)小李同学要得到合外力的功，而小车所受的摩擦力不宜测出，故需要平衡摩擦力；实验条件为细绳拉力近似等于悬挂重物重力，则需要满足重物的质量远小于小车质量。(2)小李同学的甲图装置使用重物牵引，使小车做匀加速直线运动，满足在连续相等时间内的位移之差为恒定值，纸带对应图丙；小季同学的乙图装置使用橡皮筋拉动小车做变加速直线运动，橡皮筋恢复原厂后做匀速直线运动，观察纸带对应图丁；则图丙纸带是通过图甲的实验获得的。(3)橡皮筋做功结束后小车做匀速直线运动的速度需要测出，观察图丁的纸带可得ce段的每个打点时间内的位移均为2.5cm，故利用图丁纸带需要测量ce段匀速的速度。(4)A．图甲实验中，只有连接重物和小车的细线应与长木板保持平行，细绳的拉力才是恒力，A符合题意；
B．图乙实验中平衡摩擦力时小车穿上纸带，既可以把纸带的摩擦力平衡掉，又能借助纸带上的点迹检验是否达到匀速直线运动，B符合题意；
C．小车应靠近打点计时器可以多利用纸带打点，而接通电源时打点还不稳定，则需等一段时间后再释放小车，C不符合题意；
D．图乙不能测出每条橡皮筋的功，但可以使用累积法，条件是多条橡皮筋做的功相同，故每次更换橡皮筋条数时必须确保小车从同一位置静止释放，D符合题意。
故答案为：ABD。
【分析】（1）为了探究重物产生的拉力做功的大小，实验需要平衡摩擦力；其重力近似为拉力所以需要满足质量要求；
（2）图甲实验中小车一直做匀加速直线运动；图乙中小车先做匀加速直线运动，再做匀速直线运动；
（3）图丁中主要取匀速运动阶段的纸带来算速度的大小；
（4）应该先接通电源再释放小车；为了让橡皮条做功相等，所以要确保小车从同一位置释放。
18．【答案】（1）行；不行
（2）A1；R1
（3）
（4）1.48V(1.47V~1.49V)； ( )
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)干电池的电动势为1.5V，选择直流电压挡粗测其电动势是完全可以的；选电阻挡粗测电池的内阻时，万有表内部有电源接通，容易和电池的电源反接，容易带来安全问题，故此法不行。(2)根据伏安法测干电池的电动势和内阻的实验电流不宜过大，量程选大了读数不够精确，且图像的最大电流为0.20A，故选择0.6A的量程，即选A1；干电池的内阻一般较小，若滑动变阻器阻值太大，外电压大，不能引起电压表明显的示数变化，会产生较大的误差，故滑动变阻器应选总阻值较小电阻，即选R1。(3)干电池的内阻较小，选用伏安法的电流表内接法可以减小系统误差，同时滑动变阻器采用限流式接法，如图连接如图所示
；(4)根据全电路的欧姆定律有
可知 图像的总截距表示干电池的电动势，读得 （1.47V~1.49V） 图像的斜率表示干电池的内阻和保护电阻R0之和，有
故可得 ( )
【分析】（1）干电池属于直流电源，可以使用直流电压挡测量；选择电阻挡不能测量电源内阻，因为万用电表不能测量有电源的元件的电阻；
（2）利用图像电流大小可以选择电流表量程；利用干电池的内阻小可以判别滑动变阻器选择的量程小；
（3）电压表测量滑动变阻器和电流表两端电压，滑动变阻器使用限流式接法；
（4）利用图像斜率和截距可以求出电动势和内阻的大小。
19．【答案】（1）解：小朋友在斜坡AB段做匀加速直线运动，有v-t图像可知， ，B点的速度 ，时间为 ，设加速度为 ，由速度公式有
可得加速度
由牛顿第二定律有
联立可得
（2）解：小朋友在AB段的位移为
设在BC段的加速度为 ，运动时间为 ，由牛顿第二定律可得
解得
由匀加速的位移公式可得
故斜坡的长度l为
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）小朋友在AB段做匀加速直线运动，利用速度公式可以求出加速度的大小，结合过程中的牛顿第二定律可以求出动摩擦因数的大小；
（2）小朋友在BC段也做匀加速直线运动，利用平均速度公式结合运动的时间可以求出小朋友在AB段运动的位移，利用牛顿第二定律可以求出BC段加速的加速度大小，结合位移公式可以求出BC段的位移大小。
20．【答案】（1）解：粒子进入磁场后做匀速圆周运动，半径为r，粒子与圈筒发生3次碰撞后仍从S孔射出，粒子在磁场中运动轨迹如图1所示：
由几何知识可知，粒子转过的圆心角为 ，由几何关系得r=R
粒子运动过程中洛伦兹力充当向心力，由牛顿第二定律得
联立可得
（2）解：当板间距为L时，粒子以2v的速度进入电场，后以v的速度出电场，经历直线减速的过程，由动能定理
解得
而保持两板电荷量不变，Q板保持不动，将P板上移 后，电容器内的匀强电场的场强大小不变，设出电场时的速度为 ，由动能定理
解得
粒子进入磁场做匀速圆周运动的半径为 ，由牛顿第二定律可知
设第一个圆周的圆心角为 ，由几何关系可知
即圆心角为
粒子在磁场中运动如图2所示：
由圆形磁场中的运动具有径向入径向出的特点，以及粒子与圆筒碰撞过程中没有能量损失，由运动的对称性可知粒子与圆筒碰撞两次，转过6个120°刚好从S飞出，然后再电场中做匀加速直线运动就能回到M点，设粒子在磁场中运动的周期为T，时间为t，有
则磁场中的运动时间为
【知识点】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）粒子进入磁场后发生3次碰撞后仍从S射出，画出粒子的运动轨迹，利用几何关系可以求出粒子运动的半径与圆筒半径的关系，结合洛伦兹力提供向心力可以求出圆筒半径的大小；
（2）粒子在电场中做减速运动；利用动能定理结合板间距离的变化可以求出粒子进入磁场的速度大小；粒子在磁场中做匀速圆周运动，利用牛顿第二定律可以求出粒子的轨道半径，结合几何规律可以画出粒子运动的轨迹，利用粒子运动的圆心角大小可以求出粒子在磁场中运动的时间。
21．【答案】（1）解：导体棒在B1的磁场中受恒力F，安培阻力向右运动，时间为t0，此过程磁感应强度恒定，由动能定理
由功能关系，安培力做负功把机械能转化为电路中的焦耳热，有
解得
（2）解：离开第一个磁场的棒在进入第二个磁场前，只受摩擦力作用做匀减速直线运动，设末速度为 ，则
则，导体棒在磁场区B2中速度大小
因导体棒进入第二个磁场是匀速运动，而导轨光滑，则不受安培力，即不产生感应电流，故回路的磁通量不变，设经过时间 ，有
解得
同理可得，在第3个磁场中，导体棒仍做匀速运动，则回路中磁通量不变，即有
则
则设进入第n个磁场时的速度为 ，同理可得，导体在第n个磁场区中速度大小和第n的磁场区的磁感应强度Bn为
（3）解：因在每个磁场中匀速运动，没有感应电流，电路不产生焦耳热，而在磁场外的粗糙轨道上运动时，因第一个磁场的磁感应强度均匀减小而产生感应电动势，有感应电流，电阻产生焦耳热，导体棒在粗糙轨道上时，回路中电动势为
则电流为
在每个粗糙轨道上的每个匀减速直线可以等效为连续的匀减速直线运动，则总时间为
则有
【知识点】动能定理的综合应用；导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【分析】（1）导体棒在B1运动中，恒力F和安培力对其做功，利用动能定理及功能关系可以求出回路中产生的焦耳热大小；
（2）导体棒离开磁场后做匀减速直线运动，利用速度位移公式可以求出导体棒进入B2的速度大小，在第二个磁场中做匀速直线运动，利用动量定理可以求出B2的大小；同理可得再第三个磁场中磁感应强度的大小；利用运动的规律可以求出在第n个磁场中的磁感应强度的大小；
（3）由于导体棒在磁场中运动做匀速直线运动，没有感应电流，但是由于第一个磁场中磁感应强度的变化产生的感应电流；利用法拉第电磁感应定律可以求出回路中的电动势，结合运动的时间和欧姆定律可以求出回路中产生的焦耳热大小。
浙江省台州市联谊五校（台州一中、台州中学等)2019-2020学年高二上学期物理期末考试试卷
一、单选题
1．（2020高二上·台州期末）央视消息：世界第一跨海大桥—港珠澳大桥于2018年10月24日上午9时正式通车。大桥全长约55km，设计使用寿命120年，可抵御8级地震、16级台风、30万吨撞击以及珠江口300年一遇的洪潮， 最高限速为100km/h。对于上述信息中的数据，下列说法正确的是（ ）
A．“55km”是位移大小
B．“120年”是指时刻
C．“100km/h”是指平均速度大小
D．“2018年10月24日上午9时”是指时刻
【答案】D
【知识点】位移与路程；速度、速率
【解析】【解答】A．“55km”是指桥的总长，为路程，A不符合题意；
B．“120年”是时间间隔，B不符合题意；
C．最高限速为100km/h是限制的瞬时速度，而不是平均速度，否则无法衡量超速；C不符合题意；
D．“2018年10月24日上午9时”是指时刻，在时间轴上是一点，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】桥的总长为位移；使用寿命为时间；最高限速指的是瞬时速度。
2．（2020高二上·台州期末）下列描述中，符合事实的是（ ）
A．奥斯特发现了电流的磁效应
B．法拉第发现了磁场对运动电荷的作用规律
C．卡文迪许借助扭秤实验总结出了点电荷间相互作用的规律
D．亚里士多德通过“理想实验”得出力不是维持物体运动的原因
【答案】A
【知识点】物理学史
【解析】【解答】A．奥斯特发现了通电导线周围产生的磁场能够使小磁针转动，即电流的磁效应，A符合题意；
B．洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，即洛伦兹力的特点，B不符合题意；
C．卡文迪许借助扭秤实验测出了万有引力常量，而库仑借助扭秤实验总结出了点电荷间相互作用的规律，C不符合题意；
D．伽利略通过“理想实验”得出力不是维持物体运动的原因，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律；库仑总结出了点电荷之间相互作用的规律；伽利略通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因。
3．（2020高二上·台州期末）如图所示为某物体在0~4s内沿直线运动的v—t图像，对物体的运动情况，下列说法正确的是（ ）
A．2~3s内物体运动的加速度最大
B．t=1s时物体加速度的方向发生改变
C．0~2s内物体运动的平均速度大小为3.5m/s
D．0~4s内物体运动的位移为3.5m
【答案】D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．根据v—t图像的斜率表示加速度，可求得各段的加速度大小有
0~1s
1~2s
2~3s
3~4s
故0~1s内物体运动的加速度最大为5m/s2，则A项错误；
B．t=1s时，瞬时速度为零，则表示速度反向，而1s前后斜率一直为负，表示加速度为负方向不变，B不符合题意；
C．v—t图像的面积表示位移，可得0~2s的位移为
则平均速度为
C不符合题意；
D．由图像可知2~3s内的图像面积抵消即位移为零，则0~4s内的总位移为
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用斜率的大小可以比较加速度的大小；利用斜率符号可以判别加速度的方向；利用面积和时间可以求出平均速度的大小；利用面积大小可以求出位移的大小。
4．（2020高二上·台州期末）下列现象不属于静电现象的是（ ）
A．冬天脱下毛衣时会产生电火花
B．野外探险时用指南针指示方向
C．与头发摩擦后的圆珠笔能吸引小纸屑
D．电工在超高压带电作业时，要穿包含金属丝制成的电工服
【答案】B
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】A．秋冬干燥季节，脱毛衣时会看到电火花，是摩擦起电造成的，属于静电现象，A项不合题意；
B．野外探险时用指南针指示方向是利用地磁场的性质，不属于静电现象，B项符合题意；
C．与头发摩擦后的圆珠笔带电，从而有吸引轻小纸片的性质，属于静电现象，C项不合题意；
D．超高压带电作业的工人穿戴的工作服是用包含金属丝的织物制成的，这种工作服叫屏蔽服，其作用是在穿用后，使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害，属于静电现象，D项不合题意。
故答案为：B。
【分析】指南针显示方向是利用地磁场的性质；摩擦起电都属于静电现象。
5．（2019高三上·溧水月考）在庆祝新中国成立70周年阅兵中，领衔歼击机梯队的是我国自主研发的新一代隐身战斗机“歼-20 "，它是目前亚洲区域最先进的战机，当它向左上方做匀加速直线飞行时（如图），气体对它的作用力的合力方向可能为（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】受力分析的应用
【解析】【解答】战机沿直线匀加速飞行时，合力方向沿速度方向，战机受重力、气体对它的作用力（包括浮力、阻力等），重力方向向下，则气体对它的作用力与重力合力方向沿运动方向，ACD不符合题意，B符合题意；
故答案为：B
【分析】飞机做直线运动，受到的合外力方向与速度同向，结合飞机的速度方向和受力情况求解气体对飞机的做用力。
6．（2019高二上·温州期中）小张买了一只袖珍小电筒，用的是两节小的干电池。他取出电筒中的小灯泡，看到上面标有“2.2V，0.25A”字样。小张认为产品设计人员的意图是使小灯泡在这两节干电池的供电下正常发光。已知每节干电池的电动势为1.5V，由此，他推算出了产品设计者设定的每节干电池的内阻为（ ）
A．1.6Ω B．3.2Ω C．4.2Ω D．8.8Ω
【答案】A
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】小灯泡在这两节干电池的供电下正常发光则电路中的电流为 ，路端电压为 ，则每一节干电池的内阻为：
故答案为：A
【分析】利用小灯泡发光的电流求解电池内阻分得的电压，再利用欧姆定律求解电池的内阻。
7．（2020高二上·台州期末）如图所示，某人正在用开瓶器开啤酒盖。在手柄处施力，使开瓶器绕O点转动一定的角度就可以将瓶盖打开。A为开瓶器的施力点，B为手柄上的某一点，则在开瓶器绕O点匀速转动的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．A点线速度不变
B．A，B两点的角速度相同
C．A，B两点的线速度大小相同
D．A，B两点的向心加速度大小之比
【答案】B
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】A．做匀速圆周运动的物体线速度大小不变，方向时刻变化，则A点的线速度变化，A不符合题意；
B．A和B两点在同一杆上绕同一点做匀速圆周运动，属于同轴转动，则角速度相同，B符合题意；
C．由 可知，因 ，而 相同，则 ，C不符合题意；
D．由 可知
D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】由于A做匀速圆周运动其线速度方向时刻改变；AB同轴转动其角速度相等；利用半径的大小可以比较线速度和向心加速度的大小。
8．（2020高二上·台州期末）如图所示是一个超级电容器（2.7V，3000F），下列关于该电容器的说法中正确的是（ ）
A．电容器可以储存电荷，能储存的电荷越多电容越大
B．电容器两端的电压低于2.7V时就不能正常工作
C．电容器两端的电压为1.35V时，它的电容是1500F
D．电容器两端电压每增加1V，它的带电量将增加3000C
【答案】D
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】A．由比值定义法定义电容 ，可知电容C反映的是电容器储存电荷的本领，与电荷量Q，电压U无关，则电容器可以储存电荷，能储存的电荷越多电容不变，A不符合题意；
B．电压2.7V指的是额定电压（正常工作时允许的最大电压），实际工作的电压可以低于2.7V，B不符合题意；
C．电容C反映的是电容器储存电荷的本领，与电荷量Q，电压U无关，实物图可读出电容器的电容 ，则电容器两端的电压变为1.35V时，它的电容还是 ，C不符合题意；
D．由定义式
表示电容器两极板间的电压每改变1V，电荷量改变3000C，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】电容的大小与存储电荷量的大小无关；实际工作电压可以小于额定电压；电容的大小是固定不变的。
9．（2020高二上·台州期末）如图所示，倾角分别为45°和37°的斜面固定在水平地面上，一小球从倾角为45°的斜面上某点分别以v1和v2的速度水平抛出，小球分别落在了两个斜面上的M点和N点，M、N处在同一水平线上，且小球落在N点时速度方向与37°的斜面垂直（sin37°=0.6，cos37°=0.8），则v1 v2等于（ ）
A．1 2 B．2 1 C．1 3 D．2 3
【答案】D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】由题可知两小球做平抛运动下落的高度相同，根据 可知两小球做平抛运动的时间相同，设为t，由题意及几何关系可知，小球落在斜面上M点时，位移方向与水平方向的夹角为45°，小球落在N点时，速度方向与水平方向的夹角为53°，根据平抛运动规律有：对落点为M点的小球
可得
对落点为N点的小球
可得
所以
故答案为：D。
【分析】利用下落的高度相同可以判别运动时间相等；利用位移公式结合速度公式可以求出初速度的比值。
10．（2020高二上·台州期末）某同学在参加引体向上测试时，若完成一次完整的引体向上所需要时间为2s，则他在完成一次完整的引体向上测试中克服重力做功的平均功率最接近（ ）
A．15W B．150W C．300W D．600W
【答案】B
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】高三同学体重大约60kg，引体向上时向上运动的位移大约0.5m，则克服重力做功的平均功率为
故答案为：B。
【分析】利用重力结合上升的位移可以求出重力做功的大小，再利用运动的时间可以求出平均功率的大小。
11．（2020高二上·台州期末）移动充电宝是一种能直接给手机等移动设备充电的储能装置。如图所示为某品牌充电宝的技术参数。关于该充电宝，下列说法中正确的是（ ）
A．在给充电宝充电时，是将化学能转化为电能
B．给该无电的充电宝充电，需要30h才能充满
C．给该无电的充电宝充满电，需要消耗111Wh的电能
D．该充电宝用“输出1”给手机充电时，输出功率为5W
【答案】D
【知识点】电功率和电功；电流的概念
【解析】【解答】A．给充电宝充电时是把电能转化为化学能的过程，A不符合题意；
B．该充电宝的容量为
以1.5A的电流为用电器充电则供电时间
B不符合题意；
C．该充电宝的容量为 ，充电的电压为5V，则消耗的电能为
而111Wh是充电宝的额定储存能量，C不符合题意；
D．该充电宝用“输出1”给手机充电时，电压为5V，电流为1A，则输出功率为
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】给充电宝充电是把电能转化为化学能；利用电荷量和电流可以求出充电的时间；利用电荷量和电压可以求出充电需要的电能；利用电流和电压可以求出输出功率的大小。
12．（2020高二上·杭州期末）如图甲所示，线圈 固定于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，当磁场变化时，线圈 边所受安培力向右且变化规律如图乙所示，则磁场的变化情况可能是下图所示的哪一个（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】电磁感应中的磁变类问题
【解析】【解答】根据题意可知安培力的方向向右，根据左手定则，感应电流的方向由B到A；再由右手定则，当垂直向外的磁场在增加时，会产生由B到A的感应电流；由法拉第电磁感应定律，结合闭合电路欧姆定律，则安培力的表达式
因安培力的大小不变，则 是定值， 是B-t图的斜率。当磁感应强度B增大，则 减小；当磁感应强度B减小，则 增大；D符合题意，ABC不符合题意；
故答案为：D。
【分析】利用感应电流的方向可以判别磁感应强度的方向和大小变化；利用安培力的表达式结合安培力不变可以判别磁感应强度和磁感应强度变化率的大小变化。
二、多选题
13．（2020高二上·台州期末）2019年诺贝尔物理学奖授予三位科学家，表彰他们“在增进我们对宇宙演化，以及地球在宇宙中地位的理解方面所做出的贡献”。根据他们的研究，太阳系外有一行星围绕着银河系中的一颗类似太阳的恒星运行。假设该行星做匀速圆周运动，轨道半径为r，行星的质量为m，半径为R，已知万有引力常量为G。根据以上信息，可以求得（ ）
A．行星运行的周期 B．行星运行的向心加速度
C．行星的第一宇宙速度 D．行星表面的重力加速度
【答案】C,D
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】AB．行星绕恒星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，有
可得 ，
因恒星的质量M未知，故无法求出行星运行的周期和向心加速度，AB不符合题意；
C．设卫星质量为 ，卫星贴着行星表面转动的线速度为第一宇宙速度，有
可得
故行星的第一宇宙速度可求得，C符合题意；
D．物体在行星表面的万有引力即为重力，有
故行星表面的重力加速度可求得，D符合题意。
故答案为：CD。
【分析】利用引力提供向心力可以判别无法求出周期和向心加速度的大小；利用第一宇宙速度的表达式可以求出第一宇宙速度的大小；利用引力形成重力可以求出重力加速度的大小。
14．（2020高二上·台州期末）某物理兴趣小组词作了一种可“称量”磁感应强度大小的实验装置，如图所示。U形磁铁置于水平电子测力计上，U形磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，不计两极间以外区域磁场。一水平导体棒垂直磁场方向放入U形磁铁两极之间（未与磁铁接触），导体棒由两根绝缘杆固定于铁架台上。导体棒没有通电时，测力计的示数为G0，导体体通以图示方向电流I（向纸面外）时，测力计的示数为G1，测得导体棒在两极间的长度为L，磁铁始终静止，不考虑导体棒电流对磁铁磁场的影响。下列说法正确的是（ ）
A．导体棒所在处磁场的磁感应强度大小为
B．导体棒所在处磁场的磁感应强度大小为
C．若使图示方向电流增大，“称量”的磁感应强度将增大
D．若通以图示方向相反的电流I，测力计示数将变为2G0-G1
【答案】A,D
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】AB．导体棒没有通电时测力计的示数即为磁铁的重量为G0，通向外的电流后，由左手定则可知导体棒受向上的 安培力，根据牛顿第三定律可知导体棒对磁铁的磁力向下，对磁铁由平衡条件
解得
A符合题意，B不符合题意；
C．根据磁感应强度的测量式 可知，若使图示方向电流I增大，示数G1也变大，“称量”的磁感应强度描述的是磁铁本身的磁场性质，故其大小将不变，C不符合题意；
D．若通以图示方向相反的电流I，安培力将反向，设示数为 ，平衡条件为
解得
D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】利用磁铁的平衡方程结合安培力的表达式可以求出磁感应强度的大小；当电流变大时其磁铁本身产生的磁感应强度保持不变；利用安培力反向结合平衡条件可以求出测力计的读数。
15．（2020高二上·台州期末）某一带正电粒子（不计重力）在一平行板间的运动轨迹如图中曲线所示，P、Q为轨迹上两点，则（ ）
A．A板带正电，B板带负电
B．粒子在P点动能大于在Q点动能
C．粒子在P点电势能大于在Q点电势能
D．粒子在P点受到的电场力大于在Q点受到的电场力
【答案】A,C
【知识点】电场及电场力；电场力做功
【解析】【解答】A．因为轨迹的凹向大致指向合力的方向，知粒子所受电场力方向水平向右，而粒子带正电，所以电场线的方向向右，所以A板带正电，B板带负电，A符合题意；
BC．沿电场线的方向电势降低，所以P点的电势高于Q点电势，带正电的粒子在P点电势能大于在Q点电势能；只有电场力做功，电势能和动能之和守恒，所以粒子在P点动能小于在Q点动能，B不符合题意，C符合题意；
D．匀强电场由 知粒子受力情况相同，故粒子在P点受到的电场力等于在Q点受到的电场力，D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】利用正电荷的偏转方向可以判别电场力的方向进而判别板间所带的电性；利用电场力做功可以比较电势能和动能的大小；由于处于匀强电场所以粒子受到的电场力相同。
16．（2020高二上·台州期末）如图所示为磁流体发电机结构示意图，燃烧室在高温下产生大量的电子和正离子，即高温等离子体。高温等离子体以v=200m/s的速度平行于极板喷入两极板间。极板长a=0.2m，宽b=0.1m，两极板间距d=0.2m。极板间存在垂直纸面向外且与等离子体速度方向垂直的匀强磁场。磁感应强度B=6T。等离子体在磁场的作用下发生偏转，在两板间形成电势差。两极板与电阻R相连。若极板间等离子体的电阻率ρ=0.4Ω·m，不计极板电阻。则下列判断中正确的是（ ）
A．上极板带正电，下极板带负电
B．当电阻R=8Ω时，发电机供电电流为20A
C．若仅增加极板的长度a，发电机的电动势将增加
D．若增加等离子体的喷入速度v，发电机的电动势将增加
【答案】B,D
【知识点】磁流体发电机
【解析】【解答】A．等离子群射入磁场中，受到洛伦兹力，带正电荷的离子将打到下极板上，负电荷达到上极板上，从而产生电场，故该磁流体发电机下极板带正电，上极板带负电，A不符合题意；
B．当后来的离子所受的洛伦兹力与电场力平衡时，电容器的电压和电量都稳定，由平衡条件得
得U=Bvd=6×200×0.2V=240V
而发电机内气体导电的内阻为
由全电路的欧姆定律可得发电机供电电流
B符合题意；
C．发电机的电动势U=Bvd与极板的长度a无关，故增加板长后电动势不变，C不符合题意；
D．发电机的电动势U=Bvd故增加等离子体的喷入速度v，发电机的电动势将增加，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】利用左手定则可以判别板间的电性；利用洛伦兹力和电场力相等可以求出板间电压的大小；结合欧姆定律可以求出电路电流的大小；增加极板的长度后电势差保持不变；增加粒子的速度其电势差增大。
三、实验题
17．（2020高二上·台州期末）在“探究做功和物体速度变化的关系”实验中，小李和小季同学分别采用图甲和图乙所示的实验装置。
（1）为了达到实验目的，小李同学尝试通过测得细绳拉力（近似等于悬挂重物重力）做的功和小车获得的速度值进行探究，实验时小李需要平衡摩擦力吗？ （填“需要”或“不需要”）；重物的质量需要远小于小车质量吗？ （填“需要”或“不需要”）。
（2）图丙和图丁是两位同学正确实验操作后获得的两条纸带，其中图丙纸带是通过哪个实验获得的？ （填“图甲”或“图乙”）。
（3）利用图丁纸带需要测量哪一段速度？ （填“oc”、“ce”或“oe”）。
（4）实验过程中有关注意事项，下列说法正确的____________。
A．图甲实验中，连接重物和小车的细线应与长木板保持平行
B．图乙实验中，平衡摩擦力时小车应穿上纸带
C．小车应靠近打点计时器，接通电源的同时必须释放小车
D．图乙实验中，每次更换橡皮筋条数时。必须确保小车从同一位置静止释放
【答案】（1）需要；需要
（2）图甲
（3）ce
（4）A；B；D
【知识点】探究功与物体速度变化的关系
【解析】【解答】(1)小李同学要得到合外力的功，而小车所受的摩擦力不宜测出，故需要平衡摩擦力；实验条件为细绳拉力近似等于悬挂重物重力，则需要满足重物的质量远小于小车质量。(2)小李同学的甲图装置使用重物牵引，使小车做匀加速直线运动，满足在连续相等时间内的位移之差为恒定值，纸带对应图丙；小季同学的乙图装置使用橡皮筋拉动小车做变加速直线运动，橡皮筋恢复原厂后做匀速直线运动，观察纸带对应图丁；则图丙纸带是通过图甲的实验获得的。(3)橡皮筋做功结束后小车做匀速直线运动的速度需要测出，观察图丁的纸带可得ce段的每个打点时间内的位移均为2.5cm，故利用图丁纸带需要测量ce段匀速的速度。(4)A．图甲实验中，只有连接重物和小车的细线应与长木板保持平行，细绳的拉力才是恒力，A符合题意；
B．图乙实验中平衡摩擦力时小车穿上纸带，既可以把纸带的摩擦力平衡掉，又能借助纸带上的点迹检验是否达到匀速直线运动，B符合题意；
C．小车应靠近打点计时器可以多利用纸带打点，而接通电源时打点还不稳定，则需等一段时间后再释放小车，C不符合题意；
D．图乙不能测出每条橡皮筋的功，但可以使用累积法，条件是多条橡皮筋做的功相同，故每次更换橡皮筋条数时必须确保小车从同一位置静止释放，D符合题意。
故答案为：ABD。
【分析】（1）为了探究重物产生的拉力做功的大小，实验需要平衡摩擦力；其重力近似为拉力所以需要满足质量要求；
（2）图甲实验中小车一直做匀加速直线运动；图乙中小车先做匀加速直线运动，再做匀速直线运动；
（3）图丁中主要取匀速运动阶段的纸带来算速度的大小；
（4）应该先接通电源再释放小车；为了让橡皮条做功相等，所以要确保小车从同一位置释放。
18．（2020高二上·台州期末）某实验小组准备测量一节干电池的电动势和内电阻。
（1）他们准备用多用电表的两表笔分别接触电池的两极，如图甲所示，选择直流电压挡粗侧电池的电动势，是否可行？ （填“行”或“不行”）；选电阻挡粗测电池的内阻，是否可行？ （填“行”或“不行”）。
（2）实验提供有以下器材：
A．电流表A1（量程0-0.6A，内阻约0.1Ω），电流表A2（量程0-3A，内阻约0.1Ω）
B．电压表V（量程0-3V，内阻约10kΩ）
C．滑动变阻器R1（0-10Ω，2A），滑动变阻器R2（0-100Ω，1A）
D．定值电阻R0=2Ω
E．干电池一节，开关一个，导线若干
以上器材中，电流表选用 （填“A1”或“A2”），滑动变阻器选用 （填“R1”或“R2”）。
（3）请完成图乙中实验器材的电路连接。
（4）根据测得的实验数据，画出图丙所示的图像，根据图像可知，电池的电动势为 ，内阻为 （结果保留2位小数）。
【答案】（1）行；不行
（2）A1；R1
（3）
（4）1.48V(1.47V~1.49V)； ( )
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)干电池的电动势为1.5V，选择直流电压挡粗测其电动势是完全可以的；选电阻挡粗测电池的内阻时，万有表内部有电源接通，容易和电池的电源反接，容易带来安全问题，故此法不行。(2)根据伏安法测干电池的电动势和内阻的实验电流不宜过大，量程选大了读数不够精确，且图像的最大电流为0.20A，故选择0.6A的量程，即选A1；干电池的内阻一般较小，若滑动变阻器阻值太大，外电压大，不能引起电压表明显的示数变化，会产生较大的误差，故滑动变阻器应选总阻值较小电阻，即选R1。(3)干电池的内阻较小，选用伏安法的电流表内接法可以减小系统误差，同时滑动变阻器采用限流式接法，如图连接如图所示
；(4)根据全电路的欧姆定律有
可知 图像的总截距表示干电池的电动势，读得 （1.47V~1.49V） 图像的斜率表示干电池的内阻和保护电阻R0之和，有
故可得 ( )
【分析】（1）干电池属于直流电源，可以使用直流电压挡测量；选择电阻挡不能测量电源内阻，因为万用电表不能测量有电源的元件的电阻；
（2）利用图像电流大小可以选择电流表量程；利用干电池的内阻小可以判别滑动变阻器选择的量程小；
（3）电压表测量滑动变阻器和电流表两端电压，滑动变阻器使用限流式接法；
（4）利用图像斜率和截距可以求出电动势和内阻的大小。
四、解答题
19．（2020高二上·台州期末）“滑草”是很多小朋友喜欢的一项运动。如图甲所示，一名小朋友在倾角为θ=37°斜坡上滑草，整个斜坡AB、BC两段草质不同，滑板与草地的动摩擦因数也不同，已知斜坡BC段滑板与草地间的动摩擦因数 。该小朋友在助推后从坡顶A以 的速度开始自由下滑，其在整个斜坡上运动的v-t图像如图乙所示。不计空气阻力和滑板经过两段草地分界处能量损失。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）斜坡AB段滑板与草地间的动摩擦擦因数 ；
（2）斜坡的长度l。
【答案】（1）解：小朋友在斜坡AB段做匀加速直线运动，有v-t图像可知， ，B点的速度 ，时间为 ，设加速度为 ，由速度公式有
可得加速度
由牛顿第二定律有
联立可得
（2）解：小朋友在AB段的位移为
设在BC段的加速度为 ，运动时间为 ，由牛顿第二定律可得
解得
由匀加速的位移公式可得
故斜坡的长度l为
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）小朋友在AB段做匀加速直线运动，利用速度公式可以求出加速度的大小，结合过程中的牛顿第二定律可以求出动摩擦因数的大小；
（2）小朋友在BC段也做匀加速直线运动，利用平均速度公式结合运动的时间可以求出小朋友在AB段运动的位移，利用牛顿第二定律可以求出BC段加速的加速度大小，结合位移公式可以求出BC段的位移大小。
20．（2020高二上·台州期末）圆筒内有匀强磁场如图所示，其圆心为O，匀强磁场垂直纸面向里，圆筒的上方有相距为L的平行金属板P、Q，其中P板带正电荷，Q板带等量的负电荷。板间电场可视为匀强电场。带负电的粒子从P板边缘的M点以2v垂直P板射入电场，恰好经Q板的小孔S以速度v沿半径SO方向射入磁场中。粒子与圆筒发生3次碰撞后仍从半径SO方向射出，粒子与圆筒碰撞过程中没有能量损失，且电荷量保持不变，不计重力，已知磁感应强度大小为B，粒子质量为m、电荷量大小为q，求：
（1）圆筒的半径R；
（2）保持两板电荷量不变，Q板保持不动，将P板上移 ，让粒子仍从P板边缘的M点以2v垂直P板射入电场，粒子从S孔进入圆筒后，通过计算说明粒子还能不能从S孔射出再次回到M点？若能，粒子在磁场中运动的时间是多少？
【答案】（1）解：粒子进入磁场后做匀速圆周运动，半径为r，粒子与圈筒发生3次碰撞后仍从S孔射出，粒子在磁场中运动轨迹如图1所示：
由几何知识可知，粒子转过的圆心角为 ，由几何关系得r=R
粒子运动过程中洛伦兹力充当向心力，由牛顿第二定律得
联立可得
（2）解：当板间距为L时，粒子以2v的速度进入电场，后以v的速度出电场，经历直线减速的过程，由动能定理
解得
而保持两板电荷量不变，Q板保持不动，将P板上移 后，电容器内的匀强电场的场强大小不变，设出电场时的速度为 ，由动能定理
解得
粒子进入磁场做匀速圆周运动的半径为 ，由牛顿第二定律可知
设第一个圆周的圆心角为 ，由几何关系可知
即圆心角为
粒子在磁场中运动如图2所示：
由圆形磁场中的运动具有径向入径向出的特点，以及粒子与圆筒碰撞过程中没有能量损失，由运动的对称性可知粒子与圆筒碰撞两次，转过6个120°刚好从S飞出，然后再电场中做匀加速直线运动就能回到M点，设粒子在磁场中运动的周期为T，时间为t，有
则磁场中的运动时间为
【知识点】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）粒子进入磁场后发生3次碰撞后仍从S射出，画出粒子的运动轨迹，利用几何关系可以求出粒子运动的半径与圆筒半径的关系，结合洛伦兹力提供向心力可以求出圆筒半径的大小；
（2）粒子在电场中做减速运动；利用动能定理结合板间距离的变化可以求出粒子进入磁场的速度大小；粒子在磁场中做匀速圆周运动，利用牛顿第二定律可以求出粒子的轨道半径，结合几何规律可以画出粒子运动的轨迹，利用粒子运动的圆心角大小可以求出粒子在磁场中运动的时间。
21．（2020高二上·台州期末）相距L的两平行金属导轨MN、PQ固定在水平面上，两导轨左端连接阻值为R的电阻。导轨所在处的空间分布一系列磁场区域，如图甲所示，每个磁场区的宽度和相邻磁场区的间距均为d，每个磁场区内的磁场均为匀强磁场，磁场方向垂直轨道平面。磁感应强度从左到右依次记为B1、B2、B3、…、Bn，B1随时间变化的图像如图乙所示，规定磁场方向竖直向下为正方向，其他磁场保持不变。一质量为m、电阻也为R的导体棒垂直放置在导轨左端，在垂直于导体棒的水平恒力F作用下，从静止开始向右运动，经过时间t0离开B1磁场，离开时速度为v，此时撤去F，导体棒继续向右运动。已知在无磁场区导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，有磁场区域导轨光滑，导体棒在磁场区内的运动为匀速运动（B1磁场区除外），最终穿过磁场区后停下来。求：
（1）导体棒在B1磁场区运动过程中回路产生的焦耳热Q1；
（2）磁场区B2的磁感应强度大小B2、磁场区Bn的磁感应强度大小Bn（n为已知量）；
（3）导体棒离开磁场区B1后的整个运动过程中电阻R产生的焦耳热Q；
【答案】（1）解：导体棒在B1的磁场中受恒力F，安培阻力向右运动，时间为t0，此过程磁感应强度恒定，由动能定理
由功能关系，安培力做负功把机械能转化为电路中的焦耳热，有
解得
（2）解：离开第一个磁场的棒在进入第二个磁场前，只受摩擦力作用做匀减速直线运动，设末速度为 ，则
则，导体棒在磁场区B2中速度大小
因导体棒进入第二个磁场是匀速运动，而导轨光滑，则不受安培力，即不产生感应电流，故回路的磁通量不变，设经过时间 ，有
解得
同理可得，在第3个磁场中，导体棒仍做匀速运动，则回路中磁通量不变，即有
则
则设进入第n个磁场时的速度为 ，同理可得，导体在第n个磁场区中速度大小和第n的磁场区的磁感应强度Bn为
（3）解：因在每个磁场中匀速运动，没有感应电流，电路不产生焦耳热，而在磁场外的粗糙轨道上运动时，因第一个磁场的磁感应强度均匀减小而产生感应电动势，有感应电流，电阻产生焦耳热，导体棒在粗糙轨道上时，回路中电动势为
则电流为
在每个粗糙轨道上的每个匀减速直线可以等效为连续的匀减速直线运动，则总时间为
则有
【知识点】动能定理的综合应用；导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【分析】（1）导体棒在B1运动中，恒力F和安培力对其做功，利用动能定理及功能关系可以求出回路中产生的焦耳热大小；
（2）导体棒离开磁场后做匀减速直线运动，利用速度位移公式可以求出导体棒进入B2的速度大小，在第二个磁场中做匀速直线运动，利用动量定理可以求出B2的大小；同理可得再第三个磁场中磁感应强度的大小；利用运动的规律可以求出在第n个磁场中的磁感应强度的大小；
（3）由于导体棒在磁场中运动做匀速直线运动，没有感应电流，但是由于第一个磁场中磁感应强度的变化产生的感应电流；利用法拉第电磁感应定律可以求出回路中的电动势，结合运动的时间和欧姆定律可以求出回路中产生的焦耳热大小。
