考試時(shí)間：75分鐘 試卷滿分：100分
一、選擇題（本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～7題只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分；第8～10題有多項(xiàng)符合題目要求，每小題6分，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全選對(duì)的得3分，有選錯(cuò)的得0分）
1．如圖所示，四個(gè)完全相同的燈泡，亮度最高的是（ ）
A．L1B．L2C．L3D．L4
2．已知t時(shí)間內(nèi)通過(guò)均勻?qū)w某一橫截面的自由電子數(shù)為N，電子電荷量為-e，導(dǎo)體橫截面積為S，單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，則電子定向移動(dòng)的速度v為（ ）
A．B．C．D．
3．2020年2月，中國(guó)科學(xué)家通過(guò)冷凍電鏡捕捉到新冠病毒表面S蛋白與人體細(xì)胞表面ACE2蛋白的結(jié)合過(guò)程，首次揭開了新冠病毒入侵人體的神秘面紗。電子顯微鏡是冷凍電鏡中的關(guān)鍵部分，在電子顯微鏡中電子槍發(fā)射電子束，通過(guò)電場(chǎng)構(gòu)成的電子透鏡使其會(huì)聚或發(fā)散。電子透鏡的電場(chǎng)分布如圖所示，虛線為等勢(shì)線。一電子僅在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖實(shí)線所示，a、b、c、d是軌跡上的四個(gè)點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．電子從a運(yùn)到d的過(guò)程，做勻加速運(yùn)動(dòng)
B．電子從a運(yùn)動(dòng)到d的過(guò)程，電勢(shì)能先減小后增大
C．a(chǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度與d處的電場(chǎng)強(qiáng)度相同
D．電子在a處受到的電場(chǎng)力方向沿a處虛線切線方向
4．規(guī)定無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為0，則距離點(diǎn)電荷Q為r的位置的電勢(shì)，其中k為靜電力常量，以正電荷Q為坐標(biāo)原點(diǎn)，以某一根電場(chǎng)線為坐標(biāo)軸x，則x軸上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E與x2的圖像如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．距離點(diǎn)電荷1m處的各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同
B．距離點(diǎn)電荷1m處的各點(diǎn)的電勢(shì)不相同
C．電子從x1＝1m點(diǎn)移動(dòng)到x2＝2m點(diǎn)的過(guò)程中電勢(shì)能增加45eV
D．x1＝1m與x2＝2m處的電勢(shì)差小于x2＝2m與x3＝3m處的電勢(shì)差
5．小明同學(xué)乘電動(dòng)汽車出行，當(dāng)汽車以90km/h的速度勻速行駛時(shí)，在該車的行車信息顯示屏上看到了如下信息，電池組輸出電壓400V，電流為25A。已知該車電機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率約為80%，則此時(shí)該車（ ）
A．電池組輸出的電功率約為8000WB．牽引力的功率約為10000W
C．受到的牽引力約為400ND．受到的阻力約為320N
6．兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷固定于光滑水平面上，其連線中垂線上有A、B、C三點(diǎn)，如圖甲所示，一個(gè)電荷量為C、質(zhì)量為0.1kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從C點(diǎn)靜止釋放，其運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙所示，其中B點(diǎn)處為整條圖線切線斜率最大的位置（圖中標(biāo)出了該切線）。則下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．由C到A的過(guò)程中物塊的電勢(shì)能先減小后增大
B．B點(diǎn)為中垂線上電場(chǎng)強(qiáng)度最大的點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小E＝100N/C
C．由C點(diǎn)到A點(diǎn)電勢(shì)逐漸升高
D．A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差V
7．AB、CD兩塊正對(duì)的平行金屬板與水平面成30°角固定，豎直截面如圖所示。兩板間距10cm，電荷量為質(zhì)量為kg的小球用長(zhǎng)為5cm的絕緣細(xì)線懸掛于A點(diǎn)。閉合開關(guān)S，小球靜止時(shí)，細(xì)線與AB板夾角為30°；剪斷細(xì)線，小球運(yùn)動(dòng)到CD板上的M點(diǎn)（未標(biāo)出），，則（ ）
A．MC距離為cmB．電勢(shì)能減少了
C．電場(chǎng)強(qiáng)度大小為D．小球在M點(diǎn)動(dòng)能為
8．如圖所示，甲、乙兩個(gè)電路都是由一個(gè)靈敏電流表G和一個(gè)變阻器組成的，已知靈敏電流表的滿偏電流，內(nèi)電阻，則下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．甲表是電流表，R增大時(shí)量程增大
B．乙表是電流表，R增大時(shí)量程增大
C．在甲圖中，若改裝后的電流表測(cè)電流時(shí)總與標(biāo)準(zhǔn)表測(cè)的電流偏小，可稍微增大R來(lái)校準(zhǔn)
D．在乙圖中，若改裝成的電壓表的量程為3V，則
9．在如圖所示的電路中，R1、R2為定值電阻，電壓表和電流表均為理想電表，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸片向a端移動(dòng)時(shí)，則下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．電容器兩極板上的電量減小
B．R1、R2兩端的電壓變化量相比，R2電壓變化大
C．電流表A的讀數(shù)減小
D．電源的輸出功率減小
10．如圖所示，空間中有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，一質(zhì)量為m的帶電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），從O點(diǎn)豎直向上拋出，動(dòng)能為Ek0，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間小球回到與O點(diǎn)相同高度處時(shí)動(dòng)能為5Ek0，已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．該過(guò)程中小球機(jī)械能一直增大B．小球的電荷量
C．小球的最小動(dòng)能為D．小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的動(dòng)能為2Ek0
二、實(shí)驗(yàn)題（本題共2題，共15分）
11．（7分）某同學(xué)利用多用電表的歐姆擋測(cè)量未知電阻阻值以及判斷二極管的正負(fù)極。

（1）他選擇“×100”倍率的歐姆擋按照正確的步驟測(cè)量未知電阻時(shí)，發(fā)現(xiàn)表針偏轉(zhuǎn)角度很大，如圖中虛線①的位置所示。為了能獲得更準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)，他應(yīng)該將倍率調(diào)整到______的擋位（選填“×10”或“×1k”）；并把兩支表筆直接接觸，調(diào)整“歐姆調(diào)零旋鈕”，使表針指向______Ω。調(diào)整好此擋位的歐姆表后再正確測(cè)量上述未知電阻，表針指在如圖中虛線②的位置，則未知電阻的測(cè)量值為______Ω。
（2）若用已調(diào)好的多用電表歐姆擋“×10”擋來(lái)探測(cè)一只二極管的正、負(fù)極（如圖所示）。當(dāng)兩表筆分別接二極管的正、負(fù)極時(shí)，發(fā)現(xiàn)表針幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)（即表示電阻接近無(wú)限大）；再將兩表筆與二極管兩極的連接情況對(duì)調(diào)，發(fā)現(xiàn)表針指在如圖中的虛線①的位置，此時(shí)紅表筆接觸的是二極管的______極（選填“正”或“負(fù)”）。
12．（8分）某實(shí)驗(yàn)小組在測(cè)量一段長(zhǎng)度約為1m的電阻絲Rx的電阻率，這段電阻絲粗細(xì)均勻，最大阻值約為100Ω，備選器材如下：直流電源（電動(dòng)勢(shì)E＝9V、內(nèi)阻很?。?，電壓表V（量程為0～9V，內(nèi)阻約為10kΩ），電流表A（量程為0～100mA，內(nèi)阻約為2Ω），滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為20Ω），開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干，螺旋測(cè)微器，刻度尺。實(shí)驗(yàn)步驟如下：
A．用螺旋測(cè)微器測(cè)待測(cè)電阻絲的直徑；
B．選用器材連接成如圖甲所示的電路，將一小段電阻絲連入電路中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表的示數(shù)為80mA，記錄此時(shí)電壓表的示數(shù)U和電阻絲連入電路中的長(zhǎng)度L；
C．多次改變電阻絲連入電路中的長(zhǎng)度，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表的示數(shù)仍為80mA，記錄多組電壓表的示數(shù)U和電阻絲連入電路中的長(zhǎng)度L
D．?dāng)嚅_S，整理好器材。
（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)待測(cè)電阻絲的直徑如圖乙所示，可知該電阻絲的直徑d＝______mm。
（2）電壓表的讀數(shù)為U，電流表的讀數(shù)為I，電阻絲連入電路中的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，電阻絲的直徑為d，則電阻絲的電阻率表達(dá)式為p＝______（用以上物理量的符號(hào)表示）；由于系統(tǒng)誤差的存在，電阻率的測(cè)量值比實(shí)際值將______（填“偏大”“不變”或“偏小”）。
（3）實(shí)驗(yàn)小組利用記錄的多組數(shù)據(jù)，根據(jù)電壓U和對(duì)應(yīng)電阻絲接入電路中的長(zhǎng)度L的數(shù)據(jù)，繪制出如圖丙所示的U-L關(guān)系圖象。根據(jù)圖象求得電阻絲的電阻率ρ＝______Ω·m（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。
三、計(jì)算題（本題共3題，共39分解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）
13．（9分）電磁炮滅火消防車（圖甲）采用電磁彈射技術(shù)投射滅火彈進(jìn)入高層建筑快速滅火。電容器儲(chǔ)存的能量通過(guò)電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)化成滅火彈的動(dòng)能，設(shè)置儲(chǔ)能電容器的工作電壓可獲得所需的滅火彈出膛速度。如圖乙所示，若電磁炮正對(duì)高樓，與高樓之間的水平距離L＝60m，滅火彈出膛速度v0＝50m/s，方向與水平面夾角θ＝53°，不計(jì)炮口離地面高度及空氣阻力，取重力加速度大小，，。
（1）求滅火彈擊中高樓位置距地面的高度H；
（2）已知電容器儲(chǔ)存的電能，轉(zhuǎn)化為滅火彈動(dòng)能的效率，滅火彈的質(zhì)量為3kg，電容，電容器工作電壓U應(yīng)設(shè)置為多少？
14．（12分）利用電動(dòng)機(jī)通過(guò)如圖所示電路提升重物，已知電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V，電源內(nèi)阻r＝1Ω，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻；r0＝2Ω，電阻R＝3Ω，重物質(zhì)量m＝0.10kg。當(dāng)電動(dòng)機(jī)以穩(wěn)定的速度勻速提升重物時(shí)，理想電壓表的示數(shù)為U＝5.5V。不計(jì)空氣阻力和摩擦，取。求
（1）流經(jīng)電源的電流Ⅰ和電動(dòng)機(jī)兩端的電壓U2；
（2）重物勻速上升時(shí)的速度v。
15．（18分）如圖，圓弧軌道AB的圓心為O，半徑為R＝2.5m，圓弧軌道AB的B點(diǎn)與水平地面BE相切，B點(diǎn)在O點(diǎn)的正下方，在B點(diǎn)的右側(cè)有一豎直虛線CD，B點(diǎn)到豎直虛線CD的距離為L(zhǎng)1＝2.5m，豎直虛線CD的左側(cè)有場(chǎng)強(qiáng)大小為E1＝25N/C、水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，豎直虛線CD的右側(cè)有場(chǎng)強(qiáng)大小為E2（大小未知）、豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)。豎直虛線CD的右側(cè)有一豎直墻壁EF，墻壁EF到豎直虛線CD的距離為L(zhǎng)2＝1m，墻壁EF底端E點(diǎn)與水平地面BE相連接，墻壁EF的高度也為L(zhǎng)2＝1m?，F(xiàn)將一電荷量為、質(zhì)量為m＝1kg的完全絕緣的滑塊從A點(diǎn)由靜止釋放沿圓弧軌道AB下滑，最后進(jìn)入豎直虛線CD右側(cè)。已知滑塊可視為質(zhì)點(diǎn)，圓弧軌道AB光滑，水平地面BE與滑塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度大小取，∠AOB＝53°，，。求：
（1）滑塊到達(dá)圓弧軌道AB的B點(diǎn)時(shí)，圓弧軌道AB對(duì)滑塊的支持力大小；
（2）滑塊到達(dá)豎直虛線CD時(shí)速度的大小和滑塊從B點(diǎn)到達(dá)豎直虛線CD所用時(shí)間；
（3）要使滑塊與豎直墻壁EF碰撞，求E2的取值范圍。
參考答案
11．（1）×10（2分） 0（1分） 160（2分） （2）負(fù)（2分）
12．1.104/1.105/1.106（2分） （2分） 偏?。?分） （2分）
13．（9分）【答案】（1）60m （2）
【解析】（1）滅火彈離開炮口后，做斜上拋運(yùn)動(dòng)，則水平方向上有，豎直方向上有，代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得H＝60m。
（2）根據(jù)題意可知，又因?yàn)?br>聯(lián)立可得。
14．（12分）【解析】由閉合電路歐姆定律求解電壓，由瞬時(shí)功率公式求解速度。
解：（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律
可得流經(jīng)電源的電流I＝0.5A
電動(dòng)機(jī)兩端的電壓
（2）電動(dòng)機(jī)的輸入功率
電動(dòng)機(jī)熱功率為 解得
輸出功率
重物勻速上升時(shí) 解得v＝1.5m/s
答：（1）流經(jīng)電源的電流I為0.5A，電動(dòng)機(jī)兩端的電壓U2為4V；
（2）重物勻速上升時(shí)的速度v為1.5m/s
15．（18分）
【解答】解：（1）滑塊從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理可得：
在B點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律可得：
聯(lián)立解得：
（2）滑塊從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，根據(jù)牛頓第二定律可得：代入數(shù)據(jù)解得：
根據(jù)速度—位移公式可得：
根據(jù)速度—時(shí)間公式可得：
聯(lián)立解得：v＝1m/s；t＝1s
（3）當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度較小時(shí)，滑塊剛好能與豎直墻壁底部E點(diǎn)碰撞，則
解得：
當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度較大時(shí)，滑塊剛好能與豎直墻壁的頂部F點(diǎn)碰撞，從C點(diǎn)到F點(diǎn)做類平拋運(yùn)動(dòng)，則水平方向上：L2＝vt1
在豎直方向上：
根據(jù)牛頓第二定律可得：
聯(lián)立解得：E2＝300N/C
則電場(chǎng)強(qiáng)度的范圍為1187.5N/C
答：（1）滑塊到達(dá)圓弧軌道AB的B點(diǎn)時(shí)，圓弧軌道AB對(duì)滑塊的支持力大小為16.4N；
（2）滑塊到達(dá)豎直虛線CD時(shí)速度的大小為1m/s，滑塊從B點(diǎn)到達(dá)豎直虛線CD所用時(shí)間為1s；
（3）要使滑塊與豎直墻壁EF碰撞，E2的取值范圍為187.5N/C＜E2＜300N/C。
題號(hào)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
D
B
C
D
B
D
CD
BC
AC

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