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湖北省黄石市大冶市2014-2015学年高二上学期联考物理试卷(12月份)


2014-2015 学年湖北省黄石市大冶市高二(上)联考物理试卷(12 月份)
一、选择题(本题共 12 小题,每小题 4 分,共 48 分.1~8 题只有一个选项正确;9~12 题 为不定项选择,全部选对得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错或不选的得 0 分) 1. (4 分)以下关于电磁学历史,叙述不正确的有() A.场这一概念是法拉第最先提出的 B. 安培提

出了分子电流假说 C. 奥斯特发现电流的磁效应 D.库仑用正、负电荷来区分自然界中的两种电荷 2. (4 分)磁感应强度 A.加速度 ,与下列哪个物理量的表达式体现了相同的物理方法() B.电场强度 C.电容 D.电阻

3. (4 分)图中 a、b、c、d 为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于正方形的四个顶点 上,导线中通有大小相同的电流,方向如图所示.可以判断出 a、b、c、d 四根长直导线在正 方形中心 O 处产生的磁感应强度方向是()

A.向上

B.向下

C.向左

D.向右

4. (4 分)如图所示,在等量的异种点电荷形成的电场中,有 A、B、C 三点,A 点为两点电 荷连线的中点,B 点为连线上距 A 点距离为 d 的一点,C 点为连线中垂线距 A 点距离也为 d 的一点,则下面关于三点电场强度的大小、电势高低的比较,正确的是()

A.EA=EC>EB;φA=φC>φB B. EB>EA>EC;φA=φC>φB C. EA<EB,EA<EC;φA>φB,φA>φC D.因为零电势点未规定,所以无法判断电势的高低 5. (4 分)如图所示的电路中,电源的电动势 E 和内电阻 r 恒定不变,电灯 L 恰能正常发光, 如果变阻器的滑片 P 向 b 端滑动,则()

A.电灯 L 变亮,电流表的示数增大 B. 电灯 L 变亮,电流表的示数变小 C. 电灯 L 变暗,电流表的示数变小 D.电灯 L 变暗,电流表的示数增大 6. (4 分)如图所示,水平方向的匀强电场中,有一质量为 m 的带电小球,用长为 l 的细线悬 于点 O,当小球平衡时,细线和竖直方向的夹角为 θ,现给小球一个初速度,速度方向和细线 垂直,使小球恰能在竖直平面内做圆周运动,则圆周运动过程中速度的最小值为()

A.

B.

C.

D.0

7. (4 分)物体导电是由其中的自由电荷定向移动引起的,这些可以移动的自由电荷又叫载流 子.金属导体的载流子是自由电子,现代广泛应用的半导体材料分为两大类:一类是 N 型半 导体, 它的载流子为电子; 另一类是 P 型半导体, 它的载流子为“空穴”, 相当于带正电的粒子, 如果把某种材料制成的长方体放在匀强磁场中,磁场方向如图所示,且与前后侧面垂直,长 方体中通有方向水平向右的电流,设长方体的上下表面 M、N 的电势分别为 φM 和 φN,则下 列判断中正确的是()

A.如果是 P 型半导体,有 φM>φN C. 如果是 P 型半导体,有 φM<φN

B. 如果是 N 型半导体,有 φM<φN D.如果是金属导体,有 φM<φN

8. (4 分)如图所示,A、B、C、D 是匀强电场中的四个点,D 是 BC 的中点,A、B、C 构成 一个直角三角形,角 A 为直角,AB 长为 L,电场线与三角形所在的平面平行,已知 φA=5V、 φB=﹣5V、φC=15V,由此可以判断()

A.场强的方向由 C 指向 B B. 场强的方向垂直 AD 连线斜向上

C. 场强的大小为 D.场强的大小为

(V/m) (V/m)

9. (4 分)如图所示为某电阻元件的伏安特性曲线,图中的倾斜虚线为特性曲线的切线,则下 列判断正确的有()

A.电压为 12V 时该元件电阻为 60Ω B. 电压为 12V 时该元件电阻为 20Ω C. 该元件的电阻随电压增大而减小 D.该元件的电阻随电压增大而增大 10. (4 分)回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电极相连接的 两个 D 形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到 加速,两 D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示,要增大带电粒子射出时的动 能,则下列做法中正确的是()

A.增大偏转磁场的磁感应强度 C. 增大 D 形金属盒的半径

B. 增大加速电场的电场强度 D.减小狭缝间的距离

11. (4 分)质量为 m 的通电细杆置于倾角为 θ 的导轨上,导轨的宽度为 L,杆与导轨间的动 摩擦因数为 μ,有电流通过杆,杆恰好静止于导轨上.如下列选项所示(截面图) ,杆与导轨 间的摩擦力一定不为零的是()

A.

B.

C.

D.

12. (4 分)如图,在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上,有两个质量和电荷量均相同的正负 离子(不计重力) ,从点 O 以相同的速度先后射入磁场中,入射方向与边界成 θ 角,则正、负 离子在磁场中()

A.运动轨迹的半径相同 B. 运动时间相同 C. 重新回到边界时速度的大小和方向相同 D.重新回到边界的位置与 O 点的距离相等

二、实验题(13 题每空 3 分共 9 分,14 题 10 分,本大题共 19 分.请把答案写到答题卡的相 应位置. ) 13. (6 分)在实验室中用游标卡尺测量一物体长度的图 1 读数是毫米,螺旋测微仪测量金属 丝的直径时,由图 2 可知金属丝的直径是毫米.

14. (3 分)某同学做了“用多用表测电阻”的实验后,调整欧姆零点后,用“×10”挡测量一个电 阻的阻值,发现表针偏转角度极小,那么正确的判断和做法是() A.这个电阻值很小 B. 这个电阻值很大 C. 为了把电阻值测得更准确些,应换用“×1”挡,重新调整欧姆零点后测量 D.为了把电阻值测得更准确些,应换用“×100”挡,重新调整欧姆零点后测量 15. (10 分)某同学想描绘某一热敏电阻的伏安特性曲线,实验室提供下列器材: A.电压表 V(量程为 0~5V,内阻约 5kΩ) B.电流表 A1(量程为 0~25mA,内阻 约 0.2Ω) C. 电流表 A2 (量程为 0~0.6A, 内阻约 0.1Ω) D. 滑动变阻器 R1 (0~10Ω, 额定电流 1.5A) ; E.滑动变阻器 R2(0~1000Ω,额定电流 0.5A) F.定值电阻 R0(R0=1000Ω) G.直流电源(电动势 6V,内阻忽略不计) H.开关一个、导线若干

电压 U(V) 0.01.02.02.43.0 3.6 4.0 电流 I(mA)0.01.65.88.011.816.020.0 (1)该同学选择了适当的器材组成描绘伏安特性曲线的电路,得到热敏电阻电压和电流的 7 组数据(如表) ,请你在图 1 方格纸上作出热敏电阻的伏安特性曲线 (2)该同学选择的电流表是(选填“B”或“C”) ,选择的滑动变阻器是(选填“D”或“E”) (3)请在图 2 的方框中画出该同学完成此实验的电路图(热敏电阻符号为 )

三、计算题(本题共 4 小题,共 43 分;请在答题卡相应位置规范书写解题过程与结果. ) 16. (9 分)如图为“电流天平”示意图,它可用于测定磁感应强度 B.在天平的右端挂有一矩 形线圈, 设其匝数为 5 匝, 底边 cd 长 20cm, 放在待测匀强磁场中, 使线圈平面与磁场垂直. 设 磁场方向垂直于纸面向里,当线圈中通入如图方向的电流 I=100mA 时,两盘均不放砝码,天 平平衡.若保持电流大小不变,使电流方向反向,则要在天平左盘加质量 m=10g 砝码,天平 2 才能平衡.则磁感应强度 B 的大小为多少(g 取 10m/s )?

17. (10 分)如图所示,M 为一线圈电阻 r0=0.4Ω 的电动机,R=24Ω,电源电动势 E=40V,当 S 断开时,电流表的示数,I1=1.6A,当开关 S 闭合时,电流表的示数为 I2=4.0A(电流表可看 作理想电表)求 (1)电源内阻 r; (2)开关 S 闭合时电动机发热消耗的功率.

18. (10 分)如图所示,一个理想边界为 PQ、MN 的匀强磁场区域,磁场宽度为 d,方向垂直 纸面向里.一电子从 O 点沿纸面垂直 PQ 以速度 v0 进入磁场.若电子在磁场中运动的轨道半 径为 2d. O′在 MN 上,且 OO′与 MN 垂直.求: (1)电子打在 MN 上的点与 O′点的距离. (2)电子在磁场中运动的时间.

19. (14 分)汤姆生认为阴极射线是带电粒子流,为了证实这一点,他进行了一系列实验,断 定阴极射线的本质是带电粒子流,通过粒子比荷的测定,他猜想这种带电粒子是构成各种物

质的共同成分,后来组成阴极射线的粒子被称为电子.如图所示是他用来测定电子的比荷的 实验装置, 真空管内的阴极 K 发出的阴极射线粒子 (不计初速度、 重力和粒子间的相互作用) 经加速电压加速后,穿过 A′中心的小孔沿中心轴 O1O 的方向进入到两块水平正对放置的平行 极板 P 和 P'间的区域.已知极板水平方向的长度为 L1,极板间距为 b,极板右端到荧光屏的 距离为 L2.当平行极板 P 和 P'间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心 O 点处,形成了 一个亮点;加上如图所示的偏转电压 U 后,亮点偏离到 O′点, (O′与 O 点的竖直间距为 d,水

平间距可忽略不计) . (1)由此推断,阴极射线带有什么性质的电荷?为了使亮点重新回到 O 点,在 P 和 P′间的区 域,再加上一个大小合适、方向垂直于纸面的匀强磁场.这个磁场应该向纸外还是向纸里? (2)调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为 B 时,亮点重新回到 O 点.求打在荧光屏 O 点的电子速度的大小. (3)推导出电子的比荷的表达式.

2014-2015 学年湖北省黄石市大冶市高二(上)联考物理 试卷(12 月份)
参考答案与试题解析

一、选择题(本题共 12 小题,每小题 4 分,共 48 分.1~8 题只有一个选项正确;9~12 题 为不定项选择,全部选对得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错或不选的得 0 分) 1. (4 分)以下关于电磁学历史,叙述不正确的有() A.场这一概念是法拉第最先提出的 B. 安培提出了分子电流假说 C. 奥斯特发现电流的磁效应 D.库仑用正、负电荷来区分自然界中的两种电荷 考点: 物理学史. 分析: 根据相关物理学家的主要贡献,进行解答即可. 解答: 解:A、场这一概念是英国物理学家法拉第最先提出的,故 A 正确; B、安培首先提出了分子电流假说,故 B 正确; C、奥斯特发现电流的磁效应,故 C 正确; D、富兰克林用正、负电荷来区分自然界中的两种电荷,故 D 错误; 本题选不正确的,故选:D. 点评: 对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆,可激发学生的学习兴趣.

2. (4 分)磁感应强度 A.加速度

,与下列哪个物理量的表达式体现了相同的物理方法() B.电场强度 C.电容 D.电阻

考点: 磁感应强度. 分析: 磁感应强度的定义式 是比值定义法,比值定义法,就是用两个基本的物理量

的“比”来定义一个新的物理量的方法.它不随定义所用的物理量的大小取舍而改变. 解答: 解:A、磁感应强度 而变化.故 A 错误. B、电场强度 E 不随 F、q 的变化而变化, C、电容 C 与 Q、U 无关, 利用的是比值定义法.故 B 正确. 是比值定义法, 是加速度的决定式.a 随 F、m 的变化

利用的是比值定义法.故 C 正确. 利用的是比值定义法.故 D 正确.

D、电阻 R 不随 U、I 的变化而变化,

故选 BCD. 点评: 解决本题的关键理解比值定义法,比值定义法,就是用两个基本的物理量的“比”来定 义一个新的物理量的方法.它不随定义所用的物理量的大小取舍而改变. 3. (4 分)图中 a、b、c、d 为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于正方形的四个顶点 上,导线中通有大小相同的电流,方向如图所示.可以判断出 a、b、c、d 四根长直导线在正 方形中心 O 处产生的磁感应强度方向是()

A.向上

B.向下

C.向左

D.向右

考点: 磁感线及用磁感线描述磁场;磁感应强度. 分析: 根据等距下电流所产生的 B 的大小与电流成正比,得出各电流在 O 点所产生的 B 的 大小关系,由安培定则确定出方向,再利用矢量合成法则求得 B 的合矢量的方向. 解答: 解:根据题意,由右手螺旋定则知 b 与 d 导线电流产生磁场正好相互抵消,而 a 与 c 导线产生磁场正好相互叠加,由右手螺旋定则,则得磁场方向水平向左, 故选:C 点评: 考查磁感应强度 B 的矢量合成法则,会进行 B 的合成,从而确定磁场的大小与方向. 4. (4 分)如图所示,在等量的异种点电荷形成的电场中,有 A、B、C 三点,A 点为两点电 荷连线的中点,B 点为连线上距 A 点距离为 d 的一点,C 点为连线中垂线距 A 点距离也为 d 的一点,则下面关于三点电场强度的大小、电势高低的比较,正确的是()

A.EA=EC>EB;φA=φC>φB B. EB>EA>EC;φA=φC>φB C. EA<EB,EA<EC;φA>φB,φA>φC D.因为零电势点未规定,所以无法判断电势的高低 考点: 匀强电场中电势差和电场强度的关系. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: 电场线越密的地方,电场强度越强.沿着电场线方向电势降低.通过电场线的分布 进行判断. 解答: 解:根据电场线的疏密分布知,A 点的电场线比 C 点密,B 点的电场线比 A 点密, 则 EB>EA>EC; 等量的异种电荷的中垂线为等势线,则 A 点的电势与 C 点的电势相等,沿着电场线方向电势 逐渐降低,则 A 点的电势大于 B 点电势.所以 φA=φC>φB.故 B 正确,A、C、D 错误. 故选 B. 点评: 虽然电场线不是实际存在的,但电场线的疏密可以体现电场强度的强弱;可以根据 电场线方向来确定电势的高低; 同时还考查了等量异种点电荷的电场线的分布, 电场线与等势 线相互垂直. 5. (4 分)如图所示的电路中,电源的电动势 E 和内电阻 r 恒定不变,电灯 L 恰能正常发光, 如果变阻器的滑片 P 向 b 端滑动,则()

A.电灯 L 变亮,电流表的示数增大 B. 电灯 L 变亮,电流表的示数变小 C. 电灯 L 变暗,电流表的示数变小 D.电灯 L 变暗,电流表的示数增大 考点: 闭合电路的欧姆定律. 专题: 恒定电流专题. 分析: 滑动变阻器的滑片向 b 端滑动过程,变阻器接入电路的电阻增大,外电路总电阻增 大,由欧姆定律分析总电流的变化和路端电压的变化,来判断电灯亮度和电流表示数的变化. 解答: 解:滑动变阻器的滑片向 b 端滑动过程,变阻器接入电路的电阻增大,即 R1↑,则 外电路总电阻 R↑,由闭合电路欧姆定律得知总电流 I↓,路端电压 U=E﹣Ir↑. 电灯 L 的电压等于路端电压,所以电灯 L 更亮,电流表的示数减小. 故选:B 点评: 本题是简单的电路动态分析问题.对于路端电压也可以直接根据路端电压随外电阻 增大而增大判断变化.

6. (4 分)如图所示,水平方向的匀强电场中,有一质量为 m 的带电小球,用长为 l 的细线悬 于点 O,当小球平衡时,细线和竖直方向的夹角为 θ,现给小球一个初速度,速度方向和细线 垂直,使小球恰能在竖直平面内做圆周运动,则圆周运动过程中速度的最小值为()

A.

B.

C.

D.0

考点: 匀强电场中电势差和电场强度的关系. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: 对小球受力分析,求出小球受到的电场力与重力的合力,小球恰好完成圆周运动, 在在平衡位置的反方向上, 小球做圆周运动的向心力由重力与电场力的合力提供, 此时小球速 度最小,由牛顿第二定律可以求出最小速度. 解答: 解:以小球为研究对象,受重力与电场力,所以求出二力的合力: F= ,电场力为 mgtanθ,

由于小球恰好做圆周运动,所以圆周运动过程中速度的最小值处在重力和电场力合力的反方 向上,且二力的合力提供向心力. 由牛顿第二定律得: =m ,小球的最小速度 v= ,故 ABD 错误,C 正确.

故选:C. 点评: 对小球受力分析,求出电场力与合力,由牛顿第二定律即可正确解题,此题可以把 二力的合力视为等效场,求出等效重力加速度,在等效重力加速度的反方向上时,速度最小. 7. (4 分)物体导电是由其中的自由电荷定向移动引起的,这些可以移动的自由电荷又叫载流 子.金属导体的载流子是自由电子,现代广泛应用的半导体材料分为两大类:一类是 N 型半 导体, 它的载流子为电子; 另一类是 P 型半导体, 它的载流子为“空穴”, 相当于带正电的粒子, 如果把某种材料制成的长方体放在匀强磁场中,磁场方向如图所示,且与前后侧面垂直,长 方体中通有方向水平向右的电流,设长方体的上下表面 M、N 的电势分别为 φM 和 φN,则下 列判断中正确的是()

A.如果是 P 型半导体,有 φM>φN C. 如果是 P 型半导体,有 φM<φN

B. 如果是 N 型半导体,有 φM<φN D.如果是金属导体,有 φM<φN

考点: 霍尔效应及其应用;带电粒子在匀强磁场中的运动. 专题: 带电粒子在磁场中的运动专题.

分析: 当通以电流时,就有自由电荷在磁场中运动,根据左手定则判断出洛伦兹力的方向, 得出电荷偏转方向,从而得出上下表面电势的高低. 解答: 解:A、如果是 P 型半导体,它的载流子是正电粒子,根据左手定则,正电粒子向下 偏,所以下表面带正电,上表面失去正电荷带负电.所以 φM<φN.故 A 错误,C 正确. B、如果是 N 型半导体或金属导体,载流子是电子,根据左手定则,电子向下偏,所以下 表面带负电,上表面失去电子带正电.所以 φM>φN.故 B、D 错误. 故选 C. 点评: 解决本题的关键会根据左手定则判断洛伦兹力的方向,以及知道最终电荷受洛伦兹 力和电场力处于动态平衡. 8. (4 分)如图所示,A、B、C、D 是匀强电场中的四个点,D 是 BC 的中点,A、B、C 构成 一个直角三角形,角 A 为直角,AB 长为 L,电场线与三角形所在的平面平行,已知 φA=5V、 φB=﹣5V、φC=15V,由此可以判断()

A.场强的方向由 C 指向 B B. 场强的方向垂直 AD 连线斜向上 C. 场强的大小为 D.场强的大小为 (V/m) (V/m)

考点: 匀强电场中电势差和电场强度的关系;电场强度. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: 在 BC 连线上找出与 A 点电势相等的点,即可得到一条等势线,再根据电场线与等 势线垂直,作出电场线,根据 E= ,d 是沿电场线方向的距离,求解场强 E 的大小. 解答: 解:AB、由题意,φA=5V、φB=﹣5V、φC=15V,则 BC 连线的中点 D 的电势为 φD= ,则 φD=φA,AD 为一条等势线,根据电场线与等势线垂直,可

知,场强的方向垂直于 AD 连线斜向下,如图所示.故 AB 错误; CD、场强的大小为 E= 故选:D. = (V/m) ,故 C 错误,D 正确.

点评: 解答本题的关键是得到 D 点的电势, 掌握电场线与等势线的关系, 正确理解公式 E= 中 d 的含义是两点间沿电场方向的距离. 9. (4 分)如图所示为某电阻元件的伏安特性曲线,图中的倾斜虚线为特性曲线的切线,则下 列判断正确的有()

A.电压为 12V 时该元件电阻为 60Ω B. 电压为 12V 时该元件电阻为 20Ω C. 该元件的电阻随电压增大而减小 D.该元件的电阻随电压增大而增大 考点: 描绘小电珠的伏安特性曲线. 专题: 实验题. 分析: 由图象求出电压 12V 应的电流,然后由欧姆定律求出电阻阻值,I﹣U 图象的斜率的 倒数表示电阻,根据图象即可求解. 解答: 解:由图象可知,电压 U=12V 时,电流 I=0.6A, 此时电阻元件电阻 R= ,故 A 错误,B 正确;

C、 I﹣U 图象的斜率的倒数表示电阻, 根据图象可知, 图象的斜率逐渐减小, 则电阻逐渐增大, 故 C 错误,D 正确. 故选:BD 点评: 本题考查了求电路元件的电阻,由图象找出电压所对应的电流,由欧姆定律即可正 确解题,知道 I﹣U 图象的斜率的倒数表示电阻. 10. (4 分)回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电极相连接的 两个 D 形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到 加速,两 D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示,要增大带电粒子射出时的动 能,则下列做法中正确的是()

A.增大偏转磁场的磁感应强度 C. 增大 D 形金属盒的半径

B. 增大加速电场的电场强度 D.减小狭缝间的距离

考点: 质谱仪和回旋加速器的工作原理. 分析: 回旋加速器利用电场加速和磁场偏转来加速粒子,根据洛伦兹力提供向心力求出粒 子射出时的速度,从而得出动能的表达式,看动能与什么因素有关. 解答: 解:粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力, 由牛顿第二定律得:qvB=m 解得:v= , ,

粒子的动能:EK= mv =

2



由 EK=

可知,增大 q、B、D 型盒的半径、减小粒子质量 m 可以增大粒子动能,

粒子的最大动能与加速电场的场强无关,与狭缝间的距离无关,故 AC 正确,BD 错误. 故选:AC. 点评: 解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用,知道粒子的最大动能与加速的 电压无关,与磁感应强度大小和 D 形盒的半径有关. 11. (4 分)质量为 m 的通电细杆置于倾角为 θ 的导轨上,导轨的宽度为 L,杆与导轨间的动 摩擦因数为 μ,有电流通过杆,杆恰好静止于导轨上.如下列选项所示(截面图) ,杆与导轨 间的摩擦力一定不为零的是()

A.

B.

C.

D.

考点: 安培力. 分析: 首先根据左手定则,判断出安培力的方向,然后通过受力分析,根据杆子所处的状 态为平衡状态,合力为 0,去判断是否有摩擦力. 解答: 解:A、通电细杆受竖直向下的重力、水平向右的安培力、和垂直于斜面向上的支持 力,可知这三个力的合力可能等于 0,通电细杆可能受摩擦力,也可能不受.故 A 错误. B、若通电细杆受的重力与所受的竖直向上的安培力相等,通电细杆不受摩擦力.若重力大于 安培力,则受重力、支持力,安培力、摩擦力.所以通电细杆可能受摩擦力,可能不受摩擦 力.故 B 错误.

C、通电细杆受竖直向下的重力、竖直向下的安培力、和垂直于斜面向上的支持力,这三个力 的合力不可能等于 0,所以通电细杆若要处于平衡,一定受沿斜面向上的摩擦力.故 C 正确. D、通电细杆受竖直向下的重力、水平向左的安培力和垂直于斜面向上的支持力,可知这三个 力的合力不可能等于 0,通电细杆一定受摩擦力.故 D 正确. 故选:CD. 点评: 解决本题的关键会正确地进行受力分析,能够根据受力平衡判断摩擦力是否存在 12. (4 分)如图,在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上,有两个质量和电荷量均相同的正负 离子(不计重力) ,从点 O 以相同的速度先后射入磁场中,入射方向与边界成 θ 角,则正、负 离子在磁场中()

A.运动轨迹的半径相同 B. 运动时间相同 C. 重新回到边界时速度的大小和方向相同 D.重新回到边界的位置与 O 点的距离相等 考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力. 专题: 带电粒子在磁场中的运动专题. 分析: 由题正负离子的质量与电量相同,进入同一磁场做匀速圆周运动的周期相同,根据 偏向角的大小分析运动时间的长短.由牛顿第二定律研究轨道半径.根据圆的对称性,分析离 子重新回到边界时速度方向关系和与 O 点距离. 解答: 解:A、根据牛顿第二定律得:qvB=m 得:r= ,由题 q、v、B 大小均相同,则

r 相同.故 A 正确. B、根据左手定则分析可知,正离子逆时针偏转,负离子顺时针偏转,重新回到边界时正离子 的速度偏向角为 2π﹣2θ,轨迹的圆心角也为 2π﹣2θ,运动时间 t= 子运动时间 t= T,显然时间不等.故 B 错误. T.同理,负离

C、正负离子在磁场中均做匀速圆周运动,速度沿轨迹的切线方向,根据圆的对称性可知,重 新回到边界时速度大小与方向相同.故 C 正确. D、根据几何知识得知重新回到边界的位置与 O 点距离 S=2rsinθ,r、θ 相同,则 S 相同.故 D 正确. 故选:ACD.

点评: 根据题意画出草图,可根据几何关系求出回到边界时离 O 点的距离;利用对称关系 判断回到边界时速度的方向; 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动问题求运动时间, 可用关系式 有 t= T= = ,θ 是轨迹的圆心角,S 弧长,ω 是角速度,v 是线速度.而且轨迹的圆心角

等于速度的偏转角. 二、实验题(13 题每空 3 分共 9 分,14 题 10 分,本大题共 19 分.请把答案写到答题卡的相 应位置. ) 13. (6 分)在实验室中用游标卡尺测量一物体长度的图 1 读数是 29.8 毫米,螺旋测微仪测量 金属丝的直径时,由图 2 可知金属丝的直径是 0.900 毫米.

考点: 刻度尺、游标卡尺的使用;螺旋测微器的使用. 专题: 实验题. 分析: 游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数,不需估读,螺旋测微器的读数方法 是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读. 解答: 解:游标卡尺的主尺读数为 2.9cm,游标尺上第 8 个刻度与主尺上某一刻度对齐,因 此游标读数为 0.1×8mm=0.8mm=0.08cm,所以最终读数为:2.9cm+0.08cm=2.98cm=29.8mm. 螺旋测微器的固定刻度读数 0.5mm,可动刻度读数为 0.01×40.0=0.400mm,所以最终读数为: 0.5mm+0.400mm=0.900mm; 故答案为:29.8,0.900. 点评: 解决本题的关键掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法,游标卡尺读数的方法是主 尺读数加上游标读数,不需估读.螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数, 在读可动刻度读数时需估读. 14. (3 分)某同学做了“用多用表测电阻”的实验后,调整欧姆零点后,用“×10”挡测量一个电 阻的阻值,发现表针偏转角度极小,那么正确的判断和做法是() A.这个电阻值很小

B. 这个电阻值很大 C. 为了把电阻值测得更准确些,应换用“×1”挡,重新调整欧姆零点后测量 D.为了把电阻值测得更准确些,应换用“×100”挡,重新调整欧姆零点后测量 考点: 用多用电表测电阻. 专题: 实验题. 分析: 欧姆表的零刻度在表盘的右侧,当指针偏转角度较小时,说明电阻较大.每次换挡 需重新欧姆调零. 解答: 解:因为欧姆表的零刻度在表盘的右侧,用“×10”挡测量一个电阻的阻值,发现表针 偏转角度极小, 知电阻值很大, 为准确测量电阻阻值, 需换用大挡, 即“×100”挡, 重新测量. 故 AC 错误,BD 正确. 故选:BD. 点评: 解决本题的关键掌握欧姆表表盘的特点,以及掌握用欧姆表测量电阻的一般步骤. 15. (10 分)某同学想描绘某一热敏电阻的伏安特性曲线,实验室提供下列器材: A.电压表 V(量程为 0~5V,内阻约 5kΩ) B.电流表 A1(量程为 0~25mA,内阻 约 0.2Ω) C. 电流表 A2 (量程为 0~0.6A, 内阻约 0.1Ω) D. 滑动变阻器 R1 (0~10Ω, 额定电流 1.5A) ; E.滑动变阻器 R2(0~1000Ω,额定电流 0.5A) F.定值电阻 R0(R0=1000Ω) G.直流电源(电动势 6V,内阻忽略不计) H.开关一个、导线若干

电压 U(V) 0.01.02.02.43.0 3.6 4.0 电流 I(mA)0.01.65.88.011.816.020.0 (1)该同学选择了适当的器材组成描绘伏安特性曲线的电路,得到热敏电阻电压和电流的 7 组数据(如表) ,请你在图 1 方格纸上作出热敏电阻的伏安特性曲线 (2)该同学选择的电流表是 B(选填“B”或“C”) ,选择的滑动变阻器是 D(选填“D”或“E”) (3)请在图 2 的方框中画出该同学完成此实验的电路图(热敏电阻符号为 )

考点: 描绘小电珠的伏安特性曲线. 专题: 实验题. 分析: (1)应用描点法作图象. (2)根据所测最大电流选择电流表;为方便实验操作,应选择最大阻值较小的滑动变阻器. (3)根据实验数据确定滑动变阻器的接法,根据待测电阻阻值与电表内阻的关系确定电流表 接法,然后作出实验电路图. 解答: 解: (1)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出图象如图所示.

(2)由表中实验数据可知,实验所测的最大电流为 20mA,则电流表应选 B;为方便实验操 作,滑动变阻器应选 D. (3)由表中实验数据可知,电压与电流从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法; 由表中第二组实验数据可知,待测电阻阻值为 R= = =625Ω, = =3125,

=

=8,



,电流表应采用内接法,实验电路图如图所示.

故答案为: (1)图象如图所示; (2)B;D; (3)电路图如图所示. 点评: 本题考查了作图象、实验器材的选择、设计实验电路图,电压与电流从零开始变化 时,滑动变阻器只能采用分压接法. 三、计算题(本题共 4 小题,共 43 分;请在答题卡相应位置规范书写解题过程与结果. ) 16. (9 分)如图为“电流天平”示意图,它可用于测定磁感应强度 B.在天平的右端挂有一矩 形线圈, 设其匝数为 5 匝, 底边 cd 长 20cm, 放在待测匀强磁场中, 使线圈平面与磁场垂直. 设 磁场方向垂直于纸面向里,当线圈中通入如图方向的电流 I=100mA 时,两盘均不放砝码,天 平平衡.若保持电流大小不变,使电流方向反向,则要在天平左盘加质量 m=10g 砝码,天平 2 才能平衡.则磁感应强度 B 的大小为多少(g 取 10m/s )?

考点: 安培力. 分析: 开始时电流沿 acdb,根据左手定则,cd 边安培力的方向竖直向上,保持电流大小不 变, 使电流方向反向, 则安培力变为竖直向下, 相当于右边多了两个安培力的重量. 即 mg=2FA. 解答: 解:开始时 cd 边所受的安培力方向竖直向上,电流反向后,安培力的方向变为竖直 向下.相当于右边了两个安培力的重量.即 mg=2FA.



. .

FA=NBIL,所以:

答:磁感应强度 B 的大小为 0.5T 点评: 决本题的关键掌握安培力的大小 F=BIL,以及用左手定则判定其方向. 17. (10 分)如图所示,M 为一线圈电阻 r0=0.4Ω 的电动机,R=24Ω,电源电动势 E=40V,当 S 断开时,电流表的示数,I1=1.6A,当开关 S 闭合时,电流表的示数为 I2=4.0A(电流表可看 作理想电表)求 (1)电源内阻 r; (2)开关 S 闭合时电动机发热消耗的功率.

考点: 电功、电功率. 专题: 恒定电流专题. 分析: (1)当 S 断开时,根据闭合电路欧姆定律求解电源的内阻. (2)当开关 S 闭合时,已知电流表的示数,求出路端电压,由欧姆定律求出通过 R 的电流, 得到通过电动机的电流,则可求得热功率. 解答: 解: (1)设电源内阻为 r′,当 S 断开时, 得:r′=1Ω. (2)当 S 合上时,I2=4A,则:U 内=I2?r′=4V U 外=E﹣U 内=40V﹣4V=36V,也即电动机两端电压为 36V 所以: 答: (1)电源内阻为 1Ω; (2)开关 S 闭合时电动机发热消耗的功率为 2.5W. 点评: 对于电动机电路,正常工作时是非电阻电路,根据能量守恒求解其输出功率,要区 分电动机的输出功率与效率的不同,不能混淆. 18. (10 分)如图所示,一个理想边界为 PQ、MN 的匀强磁场区域,磁场宽度为 d,方向垂直 纸面向里.一电子从 O 点沿纸面垂直 PQ 以速度 v0 进入磁场.若电子在磁场中运动的轨道半 径为 2d.O′在 MN 上,且 OO′与 MN 垂直.求: (1)电子打在 MN 上的点与 O′点的距离. (2)电子在磁场中运动的时间. ,即: ,

考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动. 专题: 带电粒子在磁场中的运动专题. 分析: 根据左手定则判断电子所受的洛伦兹力方向,即可确定偏转方向;画出轨迹,由几 何知识求出电子打在 MN 上的点与 O′点的距离;确定出轨迹对应的圆心角,由圆周运动公式 求解时间. 解答: 解: (1)设电子打在 MN 上的点与 O′点的距离为 x,则由几何知识得:

解得: (2)设轨迹对应的圆心角为 θ,由几何知识得: 得: 电子在磁场中运动的时间: 答: (1)电子打在 MN 上的点与 O′点的距离是 (2)电子在磁场中运动的时间是 . .

点评: 本题关键是画出电子运动的轨迹,由几何知识求出相关的距离和轨迹的圆心角. 19. (14 分)汤姆生认为阴极射线是带电粒子流,为了证实这一点,他进行了一系列实验,断 定阴极射线的本质是带电粒子流,通过粒子比荷的测定,他猜想这种带电粒子是构成各种物 质的共同成分,后来组成阴极射线的粒子被称为电子.如图所示是他用来测定电子的比荷的 实验装置, 真空管内的阴极 K 发出的阴极射线粒子 (不计初速度、 重力和粒子间的相互作用) 经加速电压加速后,穿过 A′中心的小孔沿中心轴 O1O 的方向进入到两块水平正对放置的平行 极板 P 和 P'间的区域.已知极板水平方向的长度为 L1,极板间距为 b,极板右端到荧光屏的 距离为 L2.当平行极板 P 和 P'间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心 O 点处,形成了 一个亮点;加上如图所示的偏转电压 U 后,亮点偏离到 O′点, (O′与 O 点的竖直间距为 d,水

平间距可忽略不计) . (1)由此推断,阴极射线带有什么性质的电荷?为了使亮点重新回到 O 点,在 P 和 P′间的区 域,再加上一个大小合适、方向垂直于纸面的匀强磁场.这个磁场应该向纸外还是向纸里? (2)调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为 B 时,亮点重新回到 O 点.求打在荧光屏 O 点的电子速度的大小. (3)推导出电子的比荷的表达式.

考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力;带电粒子在匀强电场中的 运动. 专题: 带电粒子在磁场中的运动专题. 分析: 当电子受到电场力与洛伦兹力平衡时,做匀速直线运动,因此由电压、磁感应强度 可求出运动速度. 电子在电场中做类平抛运动, 将运动分解成沿电场强度方向与垂直电场强度 方向,然后由运动学公式求解.电子离开电场后,做匀速直线运动,从而可以求出偏转距离. 解答: 解: (1)根据带电粒子从电场的负极向正极加速的特点可得,粒子带负电;由左手 定则可得,粒子向里运动; (2)当电子受到的电场力与洛沦兹力平衡时,电子做匀速直线运动,亮点重新回复到中心 O 点,设电子的速度为 v,则 evB=eE 得 即

(3) 当极板间仅有偏转电场 时, 电子以速度 v 进入后, 竖直方向作匀加速运动, 加速度为 电子在水平方向作匀速运动,在电场内的运动时间为

这样,电子在电场中,竖直向上偏转的距离为

离开电场时竖直向上的分速度为 电子离开电场后做匀速直线运动,经 t2 时间到达荧光屏 t2 时间内向上运动的距离为

这样,电子向上的总偏转距离为

可解得 答: (1)阴极射线带有负电荷;这个磁场应该向纸里; (2)调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为 B 时,亮点重新回到 O 点.打在荧光屏 O 点 的电子速度的大小 . .

(3)推导出电子的比荷的表达式

点评: 考查平抛运动处理规律:将运动分解成相互垂直的两方向运动,因此将一个复杂的 曲线运动分解成两个简单的直线运动,并用运动学公式来求解.


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