本试卷共100分。考试时长90分钟。
一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。）
1. 磁场中某一点磁感应强度的方向与
A. 小磁针S极在该点所受磁场力的方向一致
B. 运动的正点电荷在该点所受磁场力的方向垂直
C. 一小段通电直导线在该点所受磁场力的方向一致
D. 正点电荷在该点运动的速度方向垂直
2. 如图，A、B为一对等量同种电荷连线上的两点（其中B为中点），C为连线中垂线上的一点。今将一个电荷量为q的负点电荷自A沿直线移到B再沿直线移到C，则该电荷的电势能的变化情况是
A. 先增大后减小 B. 一直减小
C. 先减小后增大 D. 一直增大
3. 下列关于电磁波和能量量子化的说法正确的是
A. 量子的频率越高，其能量越大
B. 法拉第最先预言了电磁波的存在
C. 微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、
射线的波长顺序由短到长
D. 从距离地面340km的天宫一号空间站发送信号到地面接收站，至少需要103s
4. 用如图甲所示的装置观察电容器的充、放电现象，图中用电流表符号表示电流传感器。单刀双掷开关S原来跟2相接，现开关改接1，电流传感器所得I-t图像如图乙所示。待充电完成后，开关接到2，则电流传感器得到的I-t图应是
5. 在如图所示的U-I图像中，直线a为某电源的路端电压与电流的关系，直线b为某电阻元件的电压与电流的关系。现用该电源直接与元件连接成闭合电路。则此时
A. 电源将其它能转化为电能的功率为18W
B. 该元件的电阻为2
C. 该元件发热功率为6W
D. 电源外电路与内电路消耗功率之比为2：3
6. 要测绘一个3.8V灯泡L的伏安特性曲线，选用了电池组（电动势为4V，内阻约为0.04
）、电流表（量程0～0.6A，内阻约0.3
）、电压表（量程0～5V，内阻约5k
）、开关、导线和滑动变阻器（阻值范围0～10
）。为了安全、准确地完成实验，应该选用的电路图为
7. 两个完全相同的电热器分别通以图甲、乙所示的交变电流。两电热器的电功率之比为
A. 1：
B. 5：4 C. 3：4 D. 3：2
8. 如图是一个双量程的电流表，使用A、B两个端点时量程为0～1A；使用A、C两个端点时量程为0～0.1A。已知表头的内阻Rg为500
，满偏电流Ig为1mA，则
A. R1≈45
B. R2≈50
C. R1=10R2 D. R2=9R1
9. 我国新能源电动汽车和5G的普及，都需要大量的电力支持。设我国东部省份新增电动汽车400万辆，其中1/16的车处于充电状态，平均每个充电桩40千瓦；5G基站的数量是500万个，一个5G基站需要4千瓦的供电。利用西电东送的战略，把西部以清洁能源为主所发的电，采用800kV特高压直流输电，送到东部省份，输电电阻为1
。则既要满足新增电动车充电需求又要满足5G基站供电需求，发电厂所发电的总功率中，消耗在输电导线上的电功率约为
A. 10万千瓦 B. 140万千瓦
C. 2000万千瓦 D. 3000万千瓦
10. 如图，真空中有一带电粒子，质量为m、电荷量为q，以速度v垂直于磁场边界进入磁感应强度为B的匀强磁场，穿出磁场时速度方向和入射方向的夹角为
＝37°。不计粒子所受重力。已知：m＝6.0×10-17kg，q＝1.5×10-15C，v＝1.0×102m/s，B＝2.0T。则有界匀强磁场的宽度L为
A. 0. 5m B. 1. 2m C. 1. 6m D. 2. 0m
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项是符合题意的，全部选对得4分，选对但不全得2分，错选不得分。）
11. 如图，取一对不带电的，有绝缘柱支撑的导体A和B，使它们彼此接触。把带正电荷的物体C移近导体A，会发现两端的金属箔均张开。然后先手持绝缘柱把导体A和B分开，再移开C。移开C之后，下列说法正确的是
A. A带正电，B带负电
B. A带负电，B带正电
C. A、B上的金属箔片完全闭合
D. A、B上的金属箔片仍张开一定角度
12. 如下图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0。A和B是两个相同的小灯泡。则
A. 当开关S突然闭合时，A灯泡马上亮，B灯泡逐渐亮
B. 当开关S突然闭合时，A、B灯泡均马上亮，之后B灯泡逐渐熄灭，A灯泡变得更亮
C. 当开关S由闭合变为断开时，A灯泡逐渐熄灭，B灯泡闪亮之后再熄灭
D. 当开关S由闭合变为断开时，A灯泡马上熄灭，B灯泡闪亮之后再熄灭
13. 如下图所示，用条形磁铁的磁极靠近铝环，下列关于电磁感应现象的说法正确的是
A. N极靠近闭合的铝环A，环A被排斥，环A中有逆时针方向的电流
B. N极靠近断开的铝环B，环B不动，但环B中有逆时针方向的感生电场
C. S极靠近闭合的铝环A，环A被吸引，环A中有顺时针方向的电流
D. S极靠近断开的铝环B，环B被吸引，环B中有顺时针方向的感生电场
14. 如图，一个静止的电子（电荷量大小为e，质量为m）经电压为U1的电场加速后，沿平行于板面方向进入A、B两极板间的匀强电场，两极板的长度为l，相距为d，极板间的电压为U2。电子射出电场时速率为v，电子射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离为y。则下列判断正确的是
A. 
B.
C. 
D.
三、实验题（本题共2小题，共20分。）
15. （1）用图1所示的多用电表测量一个阻值约为2k
的电阻，要用到图中三个部件K、S和T。请根据下列步骤完成电阻测量：
①旋动部件_______（填字母“K”、“S”或“T”），使指针对准电流的“0”刻线。
②将选择开关旋转到“
“挡×100的位置。
③将红、黑表笔分别插入“＋“”-“插孔，并将两表笔短接，旋动部件_______（填字母“K”、“S”或“T”），使电表指针对准电阻的_______。（填“0刻线“或“∞刻线“）
④将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，若多用电表读数如图2所示，该电阻的阻值为_______
。
⑤测量完毕，将选择开关旋转到OFF位置。
图1 图2
（2）如图3所示，H是一根表面均匀地镀有很薄的电阻膜的长陶瓷管（其长度L约为50cm，直径D约为10cm）。镀膜材料的电阻率
已知，管的两端有导电箍MN。若只给你米尺、电压表、电流表、电源E、阻值较大的滑动变阻器R，和开关S及若干导线，请依下列设计完成膜层厚度d的测定：
①实验中应测定的物理量是_______。
②用符号画出测量电路图。
③计算膜层厚度的公式是_______。
④为了检验测量结果，如图4再用螺旋测微器测量金属膜的厚度为_______mm。
图3 图4
16. 用如图所示电路测一个充电宝在电量100％时的电动势E和内电阻r，测量数据如下表：
U/V | 4.97 | 4.92 | 4.91 | 4.90 | 4.86 |
I/A | 0.91 | 1.18 | 1.45 | 1.55 | 1.90 |
（1）在U-I图中画出五组实验数据所对应的坐标点，请根据这些点做出U-I图线，并由图线求出：E＝_______V，r=_______
。（结果保留两位小数）
（2）某位同学在做实验过程中，当滑动变阻器滑片在某一位置时，电压表读数为U1，电流表读数为I1；当把滑片移动到另一位置时，电压表和电流表读数分别为U2和I2。由此两组数据可得充电宝的电动势为E＝_______。
（3）第（1）题中用图像处理多组测量数据求得结果的方案甲，与第（2）题中用两组数据代入方程求得结果的方案乙相比较，方案_______可以减小偶然误差。
四、论述、计算题（本题共4小题，共34分。）
解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。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。）
17. （8分）有一个密封盒，其表面有一灯泡L与一可变电阻器R。为了探究密封盒里灯泡L和可变电阻R是如何连接的，小明首先选用了内阻可忽略的3V的低压电源，连接了如图所示的电路，闭合开关，灯泡L发光；他将可变电阻器的电阻R增大，观察电流表示数及灯泡亮度，结果记录在下表中。
R/ | I/A | 灯泡亮度 |
5 | 0.9 | 保持不变 |
15 | 0.5 |
（1）请判断盒中的R与L是如何连接的，并说明理由；利用表中的数据，求灯泡的电阻值。
（2）将两个1.5V的旧电池串联来代替低压电源，进行同样的实验。发现当R增大时，灯泡的亮度会发生变化，请解释这一现象。
18. （6分）如图所示，KLMN是一个竖直的矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，MN边水平，线框绕竖直固定轴OO’以角速度
匀速转动。从MN边与磁场方向的夹角为30°时开始计时：
（1）在上图中画出0时刻，沿固定轴OO’从上向下看线框的俯视图，并标出电流方向。
（2）求经过时间t，线框中产生的感应电动势瞬时值表达式。
19. （10分）对物理现象、概念、规律的描述可以采用多个方法，比如文字描述、公式法、图示法、图像法等。
（1）请根据电场强度的定义和库仑定律推导出电荷量为Q的点电荷在与之相距x处电场强度表达式。在图1中用有向线段画出点电荷的电场线的大致分布，并用虚线画出等势面的大致分布。
（2）如图2，以产生匀强电场的电容器正极板所在位置为O点，建立x轴；取向右为E的正方向，正极板的电势为零，在图3中分别完成E-x图、
-x图，用图线表示电场强度E、电势
沿x轴（x＞0）的变化情况。
20. （10分）如图，一段横截面积为S、长为l的直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电量为e。该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率均为v。将导线放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，且电流方向与B垂直。导线所受安培力大小为F安，导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为F，推导F安＝F。
参考答案
一、单项选择题（每小题3分，共30分。）
题号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
答案 | B | D | A | C | D | A | B | D | B | B |
二、多项选择题（每小题4分，共16分。全部选对得4分，选对但不全得2分，错选不得分。）
题号 | 11 | 12 | 13 | 14 |
答案 | BD | BD | AB | ACD |
三、实验题（除15题（2）①空、16题（1）图外，其余每空或每图1分，共20分。）
15. （1）①S ③T；0刻线
④1.9×103
（2）①L、D、U、I（4分）
②见图
③
④0.671
16. （1）见图（5分）；5.07；0.11 （2）
（3）甲
四、论述、计算题（本题共4小题，共34分。）
17. （1）灯泡L发光，电流表示数随可变电阻R改变而变化，说明L与R既没有断路也没有短路，它们不是串联就是并联；假设L与R串联，则L亮度应随R改变而变化，但L亮度实际不变，可判断L与R是并联。由于低压电源内阻可忽略，路端电压U＝E；并联电路有I＝
＋
代入数据解得RL＝10
（4分）
（2）当R增大时，外电路电阻增大；电池有内阻，根据闭合电路欧姆定律，路端电压也增大；则并联的L两端电压增大，灯泡亮度发生变化。（4分）
18. （1）见图（2分）
（2）0时刻，线框中产生的感应电动势瞬时值
e0＝BS
cos30°
经过时间t，线框中产生的感应电动势瞬时值表达式
e＝BS
cos（30°+
t）（4分）
19. （1）在距Q为r的位置放一电荷量为q的检验电荷。
根据库仑定律检验电荷受到的电场力F＝k
；
根据电场强度的定义E＝
得E＝k
（4分）
电场线、等势面的大致分布见图（2分）
（2）见下图（4分）
20. 设△t时间内通过导体横截面的电量为△q，有I＝
＝neSv（2分）
每个自由电子所受的洛伦兹力 F洛＝evB （2分）
设导体中共有N个自由电子 N＝n·Sl（2分）
导体内自由电子所受洛伦兹力大小的总和F＝NF洛＝nSl·evB（2分）
由安培力公式，有F安＝IlB＝neSv·lB 得F安＝F （2分）