【一】
一、选择题:(本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求。第9~12题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
1.如图所示,将带正电的粒子沿着水平方向向右飞过小磁针正上方时,小磁针N极将()
A.向纸外偏转B.向纸内偏转
C.静止不动D.无法确定
2.下列说法正确的是()
A.带电粒子只受电场力,由静止开始运动,其运动轨迹一定与电场线重合
B.由B=知,当通电直导线垂直于磁场放置时,B与通电直导线所受安培力F成正比,与通电导线I、L的乘积成反比
C.电场强度的方向就是放入电场中电荷所受电场力的方向,且其大小E=
D.洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向不一定与电荷运动方向垂直
3.在研究微型电动机的性能时,应用如图所示的实验电路.调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时,电流表和理想电压表的示数分别为0.50A和2.0V;重新调节R并使电动机恢复正常运转时,此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V.则这台电动机正常运转时输出功率为()
A.32WB.44WC.47WD.48W
4.如图所示,等量异种电荷的平行金属板A、B水平正对放置.一带电微粒水平射入板间,在重力和电场力共同作用下运动,轨迹如图中虚线所示,那么()
A.若微粒带负电荷,则A板一定带负电荷
B.微粒从M点运动到N点电势能一定减小
C.微粒从M点运动到N点动能可能减小
D.微粒从M点运动到N点机械能可能增加
5.如图所示,平行金属板中带电质点P原处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,则()
A.电压表读数减小
B.电流表读数减小
C.质点P将向上运动
D.R3上消耗的功率逐渐增大
6.目前有一种磁强计,用于测定地磁场的磁感应强度.磁强计的原理如下图所示,电路有一段金属导体,它的横截面是宽为a、高为b的长方形,放在沿y轴正方向的匀强磁场中,导体中通有沿x轴正方向、大小为I的电流.已知金属导体单位体积中的自由电子数为n,电子电荷量为e,金属导电过程中,自由电子所做的定向移动可视为匀速运动.两电极M、N均与金属导体的前后两侧接触,用电压表测出金属导体前后两个侧面间的电势差为U.则磁感应强度的大小和电极M、N的正负为()
A.,M正、N负B.,M负、N正
C.,M负、N正D.,M正、N负
7.如图所示,真空中M、N处放置两等量异号点电荷,a、b、c表示电场中的3条等势线,d点和e点位于等势线a上,f点位于等势线c上,等势线b为中垂线,df平行于MN.已知一带正电的试探电荷从d点移动到f点时,该试探电荷的电势能增加,则以下判断正确的是()
A.M点处放置的是正点电荷
B.d点的电势高于f点的电势
C.d点的场强与f点的场强完全相同
D.将带正电的试探电荷沿直线由d点移动到e点,电场力先做正功、后做负功
8.如图所示,在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,ab是圆的直径.一不计重力的带电粒子从a点射入磁场,速度大小为v,当速度方向与ab成30°角时,粒子在磁场中运动的时间最长,且为t;若相同的带电粒子从a点沿ab方向射入磁场,也经时间t飞出磁场,则其速度大小为()
A.B.C.D.
9.如图所示,一个电荷量为﹣Q的点电荷甲,固定在粗糙绝缘水平面上的O点,另一个电荷量为+q、质量为m的点电荷乙,从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动,到B点时速度减小到最小值v.已知点电荷乙与水平面的动摩擦因数为μ,A、B间距离为L0,静电力常量为k,则下列说法中正确的是()
A.O、B间的距离为
B.在点电荷甲产生的电场中,B点的场强大小为
C.点电荷乙在A点的电势能小于在B点的电势能
D.在点电荷甲产生的电场中,A、B间的电势差UAB=
10.如图,线圈L1,铁芯M,线圈L2都可自由移动,S合上后使L2中有感应电流且流过电阻R的电流方向为a→b,可采用的办法是()
A.使L2迅速靠近L1
B.断开电源开关S
C.将铁芯M插入
D.将铁芯M抽出
11.材料、粗细相同,长度不同的电阻丝做成ab、cd二种形式的导线,先后放在电阻可忽略的光滑金属导轨上,并与磁场垂直,如图所示.匀强磁场方向垂直导轨平面,外力使导线水平向右做匀速运动,且每次外力F所做的功的功率相同,则()
A.ab运动的速度较大
B.它们产生的感应电动势相同
C.它们每秒产生的热量相同
D.cd受到的外力较小
12.如图所示,在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系O-xyz(z轴正方向竖直向上),一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不能忽略)从原点O以速度v沿x轴正方向出发,下列说法正确的是()
A.若电场、磁场分别沿z轴正方向和x轴正方向,粒子只能做曲线运动
B.若电场、磁场均沿z轴正方向,粒子有可能做匀速圆周运动
C.若电场、磁场分别沿z轴负方向和y轴负方向,粒子有可能做匀速直线运动
D.若电场、磁场分别沿y轴负方向和z轴正方向,粒子有可能做平抛运动
二.实验题(共16分)
13.(8分)指针式多用表是实验室中常用的测量仪器,请完成下列问题:
(1)在使用多用电表测量时,若选择开关拨至“25mA”挡,指针的位置如图(a)所示,则测量结果为mA.(保留一位小数)
(2)多用电表测未知电阻阻值的电路如图(b)所示,电池的电动势为E、内阻为r,R0为调零电阻,Rg为表头内阻,电路中电流I与待测电阻的阻值Rx关系图象如图(c)所示,则该图象的函数关系式为I=;
(3)下列根据图(c)中I﹣Rx图线做出的解释或判断中不正确的是
A.因为函数图线是非线性变化的,所以欧姆表的示数左小右大
B.欧姆表调零的实质是通过调节R0使Rx=0时电路中的电流I=Ig
C.Rx越小,相同的电阻变化量对应的电流变化量越大,所以欧姆表的示数左密右疏
D.测量中,当Rx的阻值为图(c)中的R2时,指针位于表盘中央位置的左侧
(4)根据图线可知该电池的电动势E=.
14.(8分)用下列器材组装成一个电路,既能测量出电池组的电动势E和内阻r,又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线.
A.电压表V1(量程6V、内阻很大)B.电压表V2(量程3V、内阻很大)
C.电流表A(量程3A、内阻很小)D.滑动变阻器R(阻值10Ω、额定电流4A)
E.小灯泡(2A、5W)F.电池组(电动势E、内阻r)
G.开关一只,导线若干
实验时,调节滑动变阻器的阻值,多次测量后发现:若电压表V1的示数增大,则电压表V2的示数减小.
(1)请将设计的实验电路图在图甲的虚线方框中补充完整.
(2)每一次操作后,同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数,组成两个坐标点(I1,U1)、(I2,U2),标到U﹣I坐标中,经过多次测量,最后描绘出两条图线,如图乙所示,则电池组的电动势E=V、内阻r=Ω.(结果保留两位有效数字)
(3)在U﹣I坐标中两条图线在P点相交,此时滑动变阻器连入电路的阻值应为Ω
[:]
三.计算题(每题12分,共36分)
15.如图(a)所示,MN是长为a倾斜放置的光滑绝缘细杆,倾角为37°,MNP构成一直角三角形.MP中点处固定一电量为Q的正电荷,杆上穿有一带正电的小球(可视为点电荷),小球自N点由静止释放,小球的重力势能和电势能随MN上位置x(取M点处x=0)的变化图象如图(b)所示,其中E0、E1.E2为已知量,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,静电力常量为k,重力加速度为g.(不得使用Ep=﹣)
(1)求势能为E1时的横坐标x1和带电小球的质量m
(2)已知在x1处时小球与杆间的弹力恰好为零,求小球的电荷量q
(3)求小球运动到M点时的速度大小.
16.如图(a)所示,平行长直金属导轨水平放置,间距L=0.4m,导轨右端接有阻值R=1Ω的电阻,导体棒垂直放置在导轨上,且接触良好.导体棒及导轨的电阻均不计.导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场,bd连线与导轨垂直,长度也为L.从0时刻开始,磁感应强度B的大小随时间t变化,规律如图(b)所示;同一时刻,棒从导轨左端开始向右匀速运动,1s后刚好进入磁场,若使棒在导轨上始终以速度v=1m/s做直线运动,求:
(1)棒进入磁场前,回路中的电动势E;
(2)棒在运动过程中受到的安培力F,以及棒通过三角形abd区域时电流i与时间t的关系式.
17.如图所示,在一底边长为2L,底角θ=45°的等腰三角形区域内(O为底边中点)有垂直纸面向外的匀强电场.现有一质量为m,电量为q的带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后,从O点垂直于AB进入磁场,不计重力与空气阻力的影响.
(1)粒子经电场加速射入磁场时的速度?
(2)若要进入磁场的粒子能*OA板上,求磁感应强度B的最小值;
(3)设粒子与AB板碰撞后,电量保持不变并以与碰前相同的速度反弹,磁感应强度越大,粒子在磁场中的运动时间也越大,求粒子在磁场中运动的最长时间.
【二】
一、选择题I(本题共13小题,每小题3分,共39分,每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.电磁感应是发电的基本原理之一,发现电磁感应现象的科学家是(▲)
A.安培B.赫兹C.法拉第D.麦克斯韦
2.在真空中有两个点电荷,二者的距离保持一定。若把它们各自的电量都增加为原来的3倍,则两电荷的库仓力将增大到原来的(▲)
A.3倍B.6倍C.9倍D.3倍
3.关于电场线的说法,正确的是(▲)
A.电场线越密的地方,同一电荷所受电场力一定越大
B.正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动
C.电场线的方向,就是电荷受力的方向
D.静电场的电场线是闭合的
4.如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,如果将滑动变阻器的滑片向b端滑动,则灯泡L、电表A(均未超过限度)会发生何种变化(▲)
A.灯泡L变亮,电流表A示数变小
B.灯泡L变亮,电流表A示数变大
C.灯泡L变暗,电流表A示数变小
D.灯泡L变暗,电流表A示数变大
5.如图所示,是点电荷电场中的一条电场线,则(▲)
A.a点场强一定大于b点场强
B.形成这个电场的电荷一定带正电
C.正电荷在a处受到的静电力大于其在b处的静电力
D.在b点由静止释放一个电子,将一定向a点运动
6.质量为m的带电小球在正交的匀强电场、匀强磁场中做匀速圆周运动,轨道平面在竖直平面内,电场方向竖直向下,磁场方向垂直圆周所在平面向里,如图所示,由此可知(▲)
A.小球带正电,沿顺时针方向运动
B.小球带负电,沿顺时针方向运动
C.小球带正电,沿逆时针方向运动
D.小球带负电,沿逆时针方向运动
7.如图所示,在边界PQ上方有垂直纸面向里的匀强磁场,一对正、负电子同时从边界上的O点沿与PQ成θ角的方向以相同的速度v射入磁场中,则关于正、负电子,下列说法不正确的是(▲)
A.在磁场中运动的轨道半径相同
B.出边界时两者的速度相同
C.出边界点到O点处的距离相等
D.在磁场中运动的时间相同
8.如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用0.3s时间拉出,外力所做的功为W1,通过导线截面的电荷量为q1;第二次用0.9s时间拉出,外力所做的功为W2,通过导线截面的电荷量为q2,则(▲)
A.W1 C.W1>W2,q1>q2D.W1>W2,q1=q2 9.如图,A和B是材料相同、厚度相同、表面为正方形的两个导体,但B的尺寸比A的小很多。两个导体通过的电流方向如图所示。以下说法正确的是(▲) A.A的电阻一定比B的大 B.A的电阻一定比B的小 C.A、B电阻相同 D.A、B电阻大小无法比较 10.一个白炽灯泡上标“220V40W”,那么为了使它正常发光,所使用的正弦交流电应是(▲) A.电压值为220V,电流值约为0.18A B.电压值为311V,电流值约为0.26A C.电压有效值为220V,电流有效值约为0.26A D.电压有效值为311V,电流有效值约为0.18A 11.如图所示,在光滑绝缘水平面上,有一铝质圆形金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场,则从球开始进入磁场到完全穿出磁场的过程中(磁场宽度大于金属球的直径),则小球(▲) A.整个过程匀速运动 B.进入磁场的过程中球做减速运动,穿出过程做加速运动 C.整个过程都做匀减速运动 D.穿出时的速度一定小于初速度 12.如图所示,带电液滴处于静止状态,在A、B两极板之间的距减小的过程中,以下说法正确的是(▲) A.通过R中的电流方向向右,P向下运动 B.通过R中的电流方向向右,P向上运动 C.通过R中的电流方向向左,P向上运动 D.通过R中的电流方向向左,P向下运动 13.如图为一有界匀强电场,场强方向为水平方向(虚线为电场线,—带负电微粒以某一角度θ从电场的a点斜向上方射入,沿直线运动到b点,即可知(▲) A.电场中a点的电势低于b点的电势 B.微粒在a点时的动能与电势能之和与在b点时的动能与电势能之和相等 C.微粒在a点时的动能小于在b点时的动能,在a点时的电势能大于在b点时的电势能 D.微粒在a点时的动能大于在b点时的动能,在a点时的电势能小于在b点时的电势能 二、选择题II(本题共3小题,每小题2分,共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分) 14.(加试题)如图是一弹簧振子,O为平衡位置,则振子从a→O运动的过程中,下列说法正确的是(▲) A.位移不断减小 B.速度不断减小 C.加速度不断减小 D.弹簧的弹性势能不断增大 15.(加试题)一盏额定功率为40W的安全灯,它的额定电压是36V,用变压器(可视为理想变压器)将220V交流电压降为36V对该灯供电,在接通电路后,所用变压器的(▲) A.原、副线圈的端电压之比等于9∶55 B.原、副线圈的匝数之比等于55∶9 C.原线圈中通过的电流约为0.182A D.原线圈中通过的电流约为1.111A 16.(加试题)远距离输电中,发电厂输送的电功率相同,如果分别采用输电电压为U1=110kV输电和输电电压为U2=330kV输电。则两种情况中,输电线上通过的电流之比I1∶I2等于(▲) A.1∶1B.3∶1C.1∶3D.9∶1 三、非选择题(本题共7小题,共55分) 17.(4分)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中,所用器材有:小电珠(2.5V,0.6W),滑动变阻器,多用电表,电流表,电压表,电池组,开关,导线若干。 (1)粗测小电珠的电阻,应选择多用电表▲倍率的电阻档(请填写“×1”、“×10”或“×100”);调零后,将表笔分别与小电珠的两极连接,示数如图(甲),结果为▲Ω. (2)某同学正确选择仪器后连接了如图(乙)所示的电路,实验前请你检查该电路,指出电路在接线上存在的问题: ①▲;②▲. 18.(6分)某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r,所给的其它器材有: A.电压表V:0~3~15VB.电流表A:0~0.6~3A C.变阻器R1:(20Ω,1A)D.变阻器R2:(1000Ω,0.1A) E.电键S和导线若干 (1)实验中电压表应选用的量程为▲(填0-3V或0-15V);电流表应选用的量程为 ▲(填0-0.6A或0-3A);变阻器应选用▲; (2)实验测得的6组数据已在U—I图中标出,如图所示. 请你根据数据点位置完成U—I图线,并由图线求出该电池的电动势E=▲V,电阻r=▲Ω。 19.(9分)如图所示,一长为L的绝缘细线下端拴一质量为m、带电量为q的小球,将它置于一方向水平向右的匀强电场中,当细线偏离竖直方向的夹角为θ时,小球处于平衡。已知重力加速度为g,问: (1)小球带何种电荷,匀强电场的场强E的大小为多少? (2)撤去电场,小球运动到最低点时细线上的拉力是多大? 20.(12分)如图,静止于A处的离子,经电压为U的加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器,从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强电场,电场方向水平向左。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场,已知圆弧所在处场强为E0,方向如图所示;离子质量为m、电荷量为q;、,离子重力不计。 (1)求圆弧虚线对应的半径R的大小; (2)若离子恰好能打在NQ的中点上,求矩形区域QNCD内匀强电场场强E的值; 21.(加试题)(4分)某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中: (1)用游标卡尺测定摆球的直径,测量结果如图所示,则该摆球的直径为________cm. (2)小组成员在实验过程中有如下说法,其中正确的是________(填选项前的字母). A.把单摆从平衡位置拉开30°的摆角,并在释放摆球的同时开始计时 B.测量摆球通过最低点100次的时间t,则单摆周期为t100 C.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长,代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大 D.选择密度较小的摆球,测得的重力加速度值误差较小 22.(加试题)(8分)如图所示,两块水平放置、相距为2d的金属板接在电压可调的直流电源上,金属板长为2d,两板间存在方向垂直纸面向里、宽度为d的匀强磁场。现有一质量为m、电量为q的带负电颗粒以v0的水平速度沿中心线进入两板之间,调节电源电压,使带电颗粒在电场区域恰好沿水平方向做匀速直线运动,经过电场和磁场共存区域后从P点射出,已知P点距下极板为d/2,重力加速度为g。 (1)判断上极板所带电荷的种类,并求两极板间的电势差; (2)求匀强磁场的磁感应强度大小; 23.(加试题)(12分)如图所示,MN、PQ为间距L=0.5m的足够长平行导轨,NQ⊥MN。导轨平面与水平面间的夹角θ=37°,NQ间连接有一个R=5Ω的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B0=1T。将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻均不计。现由静止释放金属棒,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度,cd距离NQ为s=2m。试解答以下问题:(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8) (1)当金属棒滑行至cd处时回路中的电流多大? (2)金属棒达到的稳定速度是多大? (3)当金属棒滑行至cd处时回路中产生的焦耳热是多少?