（考試時間90分鐘 滿分100分）
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. 關(guān)于電場與磁場，下列選項正確的是（ ）
A. 沿電場線方向電場強度越來越小
B. 沿磁感線方向磁感應(yīng)強度越來越小
C. 電場強度和磁感應(yīng)強度都是矢量
D. 電場線和磁感線是可以形象描述場強弱和方向的客觀存在的曲線
【答案】C
【解析】電場線的疏密反映了電場強度的大小，故沿電場線方向電勢越來越低，電場強度不一定越來越小，故A錯誤；磁感線的疏密反映了磁感應(yīng)強度的大小，故沿磁感線方向磁感應(yīng)強度不一定越來越小，故B錯誤；電場強度和磁感應(yīng)強度都是矢量，故C正確；電場線和磁感線是可以形象描述場的強弱和方向的的曲線，但并不是客觀存在的，故D錯誤。
2. 如圖所示，實線是正點電荷的電場線，虛線是等勢面。a、b、c是電場中的三個點，這三點的電場強度大小分別為Ea、Eb、Ec，電勢分別為φa、φb、φc，一個試探電荷在這三點受到的靜電力大小分別為Fa、Fb、Fc。下列選項正確的是（ ）
A. Ea < EbB. φa > φbC. φb < φcD. Fb < Fc
【答案】B
【解析】根據(jù)正點電荷的電場分布特點可知，離點電荷越近，電場強度越大，則，根據(jù)，則，故A、D錯誤；由于沿電場方向電勢降低，則，故B正確，C錯誤。
3. 如圖所示是一種變壓器的銘牌。根據(jù)上面標示的信息，下列選項正確的是（ ）
A. 這是一個升壓變壓器B. 原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多
C. 正常工作時，副線圈輸出直流電壓12VD. 正常工作時，副線圈中電流比原線圈中電流小
【答案】B
【解析】因輸入電壓大于輸出電壓，可知這是一個降壓變壓器，原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多，選項A錯誤，B正確；正常工作時，副線圈輸出交流電壓12V，選項C錯誤；根據(jù)，因，可知，即正常工作時，副線圈中電流比原線圈中電流大，選項D錯誤。
4. 如圖所示，彈簧上端固定，下端懸掛一個磁體。磁體正下方水平桌面上放置一個閉合線圈。將磁體托起到某一高度后放開，磁體能上下振動并最終停下來。磁體振動過程中未到達線圈平面且線圈始終靜止在桌面上。磁體振動過程中，下列選項正確的是（ ）
A. 線圈對桌面的壓力總大于重力B. 線圈總有擴張的趨勢
C. 彈簧的彈性勢能一直減小D. 磁體和彈簧系統(tǒng)的機械能一直減小
【答案】D
【解析】磁體向下運動時，穿過線圈的磁通量增加，線圈有縮小趨勢，磁體對線圈的作用力為向下的排斥力，線圈對桌面的壓力大于重力；磁體向上運動時，穿過線圈的磁通量減少，線圈有擴張趨勢，磁體對線圈的作用力為向上的吸引力，線圈對桌面的壓力小于重力，故A、B錯誤；磁體上下運動，彈簧長度時而增大時而減小，所以彈簧彈性勢能時而變大時而變小，故C錯誤；磁體上下運動過程中，線圈對磁體的作用力對磁體始終做負功，所以磁體和彈簧系統(tǒng)的機械能一直減小，故D正確。
5. 如圖所示，指紋傳感器在一塊半導體基板上有大量相同的小極板，外表面絕緣。當手指的指紋一面與絕緣表面接觸時，由于指紋凸凹不平，凸點處與凹點處分別與半導體基板上的小極板形成一個個正對面積相同的電容器，若每個電容器的電壓保持不變，則（ ）
A. 指紋的凸點處與極板距離近，電容小B. 指紋的凹點處與極板距離近，電容大
C. 手指擠壓絕緣表面，極板帶電量增大D. 手指擠壓絕緣表面，極板帶電量減小
【答案】C
【解析】根據(jù)，指紋的凸點處與極板距離近，電容大；指紋的凹點處與極板距離遠，電容小，選項A、B錯誤；根據(jù)，手指擠壓絕緣表面，手指與極板間距減小，則電容C變大，電容器的電壓保持不變，則根據(jù)Q=CU可知，極板帶電量增大，選項C正確，D錯誤。
6. 如圖1所示的電路中，為滑動變阻器，為定值電阻，電流表、電壓表均為理想電表。改變滑動變阻器的滑片位置，兩電壓表的示數(shù)隨電流變化的圖線a，圖線b分別畫在圖2所示的坐標系中。下列選項正確的是（ ）
A. 滑片向右滑動，示數(shù)變大B. 圖線a對應(yīng)電壓表
C. 定值電阻為4ΩD. 電源內(nèi)阻為2Ω
【答案】A
【解析】滑片向右滑動，則R1阻值變大，總電阻變大，總電流減小，則內(nèi)阻上電壓減小，路端電壓變大，即示數(shù)變大，選項A正確；電壓表測量路端電壓，則圖線b對應(yīng)電壓表，圖線a對應(yīng)電壓表V2，選項B錯誤；由圖線a可得定值電阻，選項C錯誤；由圖線b可得電源內(nèi)阻，選項D錯誤。
7. 如圖所示，線圈A和線圈B繞在同一個鐵芯P上，線圈B連接一電流表。下列選項正確的是（ ）
A. 若A接通一直流電源瞬間，電流表的示數(shù)為0
B. 若A接通一直流電源瞬間，A和B相互排斥
C. 若A接一正弦交流電源，電流表的示數(shù)為0
D. 若A接一正弦交流電源，A和B中的磁場始終反向
【答案】B
【解析】若A接通一直流電源瞬間，穿過線圈B的磁通量增加，則線圈B中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，即電流表的示數(shù)不為0，選項A錯誤；若A接通一直流電源瞬間，穿過線圈B的磁通量增加，根據(jù)楞次定律，線圈B中產(chǎn)生的磁場與線圈A中磁場反向，則A和B相互排斥，選項B正確；若A接一正弦交流電源，則穿過線圈B的磁通量不斷變化，則線圈B中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，則電流表的示數(shù)不為0，選項C錯誤；若A接一正弦交流電源，當A中電流增加時，B中磁場與A中反向；若當A中電流減小時，B中磁場與A中同向，選項D錯誤。
8. 一正電荷僅在某電場力作用下運動，速度大小隨時間變化的圖像如圖所示，A、B為運動軌跡上的兩點。下列選項正確的是（ ）
A. 該電荷做勻速直線運動B. 該電場可能是一個正點電荷產(chǎn)生的
C. A、B兩點的電場強度相同D. 系統(tǒng)的電勢能保持不變
【答案】D
【解析】由于“速度大小隨時間變化的圖象”即速率-時間關(guān)系，可知正電荷的速率始終不變，且僅受電場力作用，則該電荷做勻速圓周運動。過程中庫侖引力提供向心力，由于運動的電荷為正電荷，則電場是負點電荷產(chǎn)生的，故A、B錯誤；電荷做圓周運動，靜電力提供向心力，可知A、B兩點電場強度大小相同，方向不同，故C錯誤；由圖可知，電荷從A點運動B點過程中，速度大小始終保持不變，電場力不做功，由功能關(guān)系可知電系統(tǒng)的電勢能保持不變，故D正確。
9. 如圖所示，垂直于水平桌面固定一根光滑絕緣細直桿，質(zhì)量相同、帶同種電荷的絕緣小球甲和乙穿過直桿并可以自由滑動，兩小球均可視為點電荷。在圖示的坐標系中，小球乙靜止在坐標原點，某時刻小球甲從處靜止釋放開始向下運動。小球甲向下運動的過程中，下列選項正確的是（ ）
A. 小球甲的速度越來越大B. 小球乙對地面的壓力越來越小
C. 小球甲的機械能越來越小D. 小球甲、乙的電勢能越來越小
【答案】C
【解析】由于甲乙?guī)N電荷，可知小球甲下落過程中受到重力和豎直向上的庫侖斥力，一開始庫侖斥力小于重力，甲向下做加速運動，當庫侖斥力等于重力時，甲的速度達到最大，之后庫侖斥力大于重力，甲向下做減速運動，故A錯誤；小球甲下落過程中，由于甲對乙的庫侖斥力向下，且逐漸增大，可知小球乙對地面的壓力越來越大，故B錯誤；以小球甲為對象，小球甲下落過程中，由于庫侖斥力對甲一直做負功，根據(jù)功能關(guān)系可知，小球甲機械能越來越小，故C正確；在小球甲下落過程中，由于庫侖斥力對甲做負功，對乙不做功，可知庫侖力對甲乙系統(tǒng)做負功，所以小球甲、乙的電勢能越來越大，故D錯誤。
10. 如圖所示，兩根互相平行的長直導線過紙面上的M、N兩點，且與紙面垂直，導線中通有大小相等、方向相同的電流。a、O、b在M、N的連線上，O為的中點，c、d位于的中垂線上，且a、b、c、d到O點的距離均相等。下列選項正確的是（ ）
A. a、b兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反
B. c、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等、方向相同
C. 使正電荷從a到b勻速運動，受到的磁場力保持不變
D. 使正電荷從c到d勻速運動，受到的磁場力先變大后變小
【答案】A
【解析】根據(jù)安培定則可知，兩根通電長直導線在a、b、c、d四點處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度如圖所示
其中，，所以，a、b兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相反，c、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反，故A正確，B錯誤；從a到b磁感應(yīng)強度先減小后增大，根據(jù)洛倫茲力公式，可知，使正電荷從a到b勻速運動，受到的磁場力先減小后增大，故C錯誤；O點的磁感應(yīng)強度為零，故從c到d磁感應(yīng)強度不可能先變大后變小，根據(jù)洛倫茲力公式，可知，使正電荷從c到d勻速運動，受到的磁場力不可能先變大后變小，故D錯誤。
11. 如圖所示，兩平行金屬導軌固定在一絕緣斜面上，空間存在方向垂直于斜面斜向上的勻強磁場?，F(xiàn)把一個導體棒垂直放在金屬導軌上且接觸良好，當導體棒通有某一電流時恰好不發(fā)生滑動。斜面置于水平面且始終保持靜止，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。若通過導體棒的電流變大，下列選項正確的是（ ）
A. 導體棒一定沿斜面下滑B. 導體棒一定沿斜面上滑
C. 地面對斜面的支持力一定不減小D. 地面對斜面的摩擦力一定不減小
【答案】D
【解析】因?qū)w棒中的電流方向不明確，所以當導體棒通有某一電流時恰好不發(fā)生滑動，導體棒可能恰好不沿斜面向下滑動，也有可能恰好不沿斜面向上滑動。若導體棒恰好不沿斜面向下滑動，即導體棒所受最大靜摩擦力沿斜面向上，導體棒所受安培力可能沿斜面向下，也有可能沿斜面向上，若電流變大則導體棒所受安培力變大，導體棒有可能沿斜面下滑，也有可能靜止不動，也有可能沿斜面上滑。
若導體棒恰好不沿斜面向上滑動，即導體棒所受最大靜摩擦力沿斜面向下，則導體棒所受安培力沿斜面向上，若電流變大，則導體棒所受安培力變大，導體棒將沿斜面上滑，故A、B錯誤；若開始時導體棒恰好不沿斜面向下滑動且所受安培力沿斜面向上、電流增大后導體棒仍靜止不動，根據(jù)導體棒與斜面整體豎直方向受力平衡可知，電流增大后安培力增大，則安培力的豎直分力也增大，則地面對斜面的支持力減小，故C錯誤；若開始時導體棒恰好不沿斜面向下滑動且所受安培力沿斜面向上、電流增大后導體棒仍靜止不動，因安培力增大，即安培力的水平分力增大，根據(jù)導體棒與斜面整體水平方向受力平衡可知，地面對斜面的摩擦力增大。若開始時導體棒恰好不沿斜面向下滑動且所受安培力沿斜面向上、電流增大后導體棒沿斜面向上滑動，則導體棒對導軌摩擦力大小不變但方向反向，導體棒對導軌的壓力大小、方向都不變，所以導體棒對導軌摩擦力的水平分力與壓力的水平分力的合力增大，根據(jù)導體棒與斜面整體水平方向受力平衡可知，地面對斜面的摩擦力增大。若開始時導體棒恰好不沿斜面向下滑動且所受安培力也沿斜面向下，則電流增大后安培力增大，導體棒將沿斜面向下滑動，這種情況導體棒對斜面的壓力和摩擦力大小、方向均不變，地面對斜面的摩擦力也不變。若開始時導體棒恰好不沿斜面向上滑動且所受安培力也沿斜面向上，則電流增大后安培力增大，導體棒將沿斜面向上滑動，這種情況導體棒對斜面的壓力和摩擦力大小、方向均不變，地面對斜面的摩擦力也不變。
綜上所述，地面對斜面的摩擦力一定不減小，故D正確。
12. 如圖所示，空間存在豎直向下的勻強電場和水平的勻強磁場（垂直紙面向里）。一帶正電的粒子在M點由靜止釋放，不計粒子所受重力，則（ ）
A. 粒子運動過程中的速度隨時間作周期性變化
B. 粒子運動過程中的加速度不變
C. 磁場力始終對粒子做正功
D. 電場力始終對粒子做正功
【答案】A
【解析】若該粒子在M點由靜止釋放，其運動將比較復(fù)雜。為了研究該粒子的運動，可以應(yīng)用運動的合成與分解的方法，將它為0的初速度分解為大小相等的水平向左和水平向右的速度，設(shè)為v，令，則有，此時可以把粒子的運動分解為為沿水平向左的勻速直線運動和豎直平面內(nèi)的勻速圓周運動，則由運動的合成可知粒子速度隨時間作周期性變化，而此時的加速度即為做勻速圓周運動的向心加速度，方向時刻在變，故A正確，B錯誤；磁場力即為洛倫茲力，洛倫茲力與速度垂直，不做功，故C錯誤；根據(jù)粒子的運動分解為沿水平向左的勻速直線運動和豎直平面內(nèi)的勻速圓周運動可知，電場力時而做正功時而做負功，故D錯誤。
13. 如圖1所示，黑光燈是一種利用發(fā)出的紫色光引誘害蟲飛近高壓電網(wǎng)來“擊斃”害蟲的環(huán)保型設(shè)備。圖2是黑光燈高壓電網(wǎng)的工作電路示意圖，將最大值的正弦交流電壓通過理想變壓器升為高壓，變壓器原線圈匝數(shù)為，副線圈匝數(shù)為。已知空氣在通常情況下的擊穿電場強度約為，殺滅害蟲至少需要1000V電壓。下列選項正確的是（ ）
A. 電網(wǎng)相鄰兩極間產(chǎn)生的電場保持不變
B. 電網(wǎng)相鄰兩極間距離需大于
C. 僅增大相鄰兩極間的距離，則兩極間的電壓也增大
D. 若電網(wǎng)相鄰兩極間距為0.5cm，則
【答案】B
【解析】電網(wǎng)相鄰兩極間的電壓是交變電壓，所以相鄰兩極間產(chǎn)生的電場是交變電場，其電場強度的大小和方向隨時間周期性變化，故A錯誤；電網(wǎng)相鄰兩極間的電場強度的最大值應(yīng)小于空氣的擊穿電場強度，即，即，故B正確；兩極間的電壓與相鄰兩極間的距離無關(guān)，故C錯誤；電網(wǎng)相鄰兩極間的電壓最大值應(yīng)滿足，根據(jù)理想變壓器的電壓變比公式有，即，故D錯誤。
14. 巨磁阻是一種量子力學效應(yīng)，在鐵磁材料和非鐵磁材料薄層交替疊合而成的多層膜材料中，自旋方向相反的兩種電子同時定向移動形成電流。在外磁場作用下，鐵磁材料可以呈現(xiàn)同向和反向兩種磁化方向，如圖1所示。當一束自旋產(chǎn)生的磁場方向與鐵磁材料磁化方向相同的電子通過時，在鐵磁材料和非鐵磁材料的交界處電阻很?。煌?，自旋產(chǎn)生的磁場方向與鐵磁材料磁化方向相反的電子通過時，電阻很大。
如圖2為巨磁阻傳感器的工作電路，為信號源，輸入電壓為，為輸出端。已知無磁場時，、、、的阻值均為R。外加磁場后，使和的磁化方向與和相反，則在同一磁場中和的阻值均減小，和的阻值均增大。綜合以上信息，下列說法錯誤的是（ ）
A. 自旋方向相反的兩種電子分別通過多層膜材料導電時，可等效為兩條并聯(lián)支路
B. 當鐵磁層的磁化方向相同時，比磁化方向相反時的總阻值小
C. 有磁場時輸出端的輸出電壓大小與的平方成正比
D. 無磁場時輸出端的輸出電壓大小為零
【答案】C
【解析】根據(jù)題意，自旋方向相反的兩種電子同時定向移動形成電流，在外磁場作用下，不同自旋方向的電子通過時電阻不同，可等效為兩條并聯(lián)支路，故A正確，不符合題意；當鐵磁層的磁化方向相同時，在交界處電阻小，總阻值小；磁化方向相反時電阻大，總阻值大，故B正確，不符合題意；無磁場時，電路總電阻，輸出電壓，有電阻時，，總電阻，輸入電壓為，根據(jù)、，輸出電壓，所以有磁場時輸出端的輸出電壓大小與成正比，故C錯誤，符合題意；無磁場時，根據(jù)分壓原理，輸出電壓，故D正確，不符合題意。故選C。
第二部分
本部分共6題，共58分。
15.（1）分別用螺旋測微器和游標卡尺測量金屬圓柱體的直徑和長度，如圖所示，直徑為________mm，長度為________cm。
（2）如圖所示，在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗中，若把8.0V的學生電源接到原線圈“0”、“800”接線柱，副線圈接到“0”、“100”接線柱，則接在副線圈兩端的電壓表示數(shù)最有可能是________。
A. 2.1VB. 1.9VC. 1.1VD. 0.9V
（3）如圖所示為兩種測量電池電動勢和內(nèi)阻的實驗電路圖。圖中部分器材規(guī)格為：電流表A內(nèi)阻約為0.5Ω，量程為0~0.6A；電壓表V內(nèi)阻約為3kΩ，量程為0~3V。若被測電源為一節(jié)干電池（電動勢約1.5V，內(nèi)阻約1Ω），應(yīng)選擇________電路圖（選填“甲”或“乙”）；分析你選擇方案的測量結(jié)果________（選填“>”或“

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