2021-2022學(xué)年廣東省廣州市越秀區(qū)高二上期末物理試卷

一、單項(xiàng)選擇題（每小題4分，共40分;在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一個正確選選對的得

4分，選錯的或不答的得0分）

1.（4分）下列關(guān)于動量的說法正確的是（）

A.動量相同的兩個物體，質(zhì)量大的動能大

B.一個物體動量改變了，則速率一定改變

C.一個物體的速率改變，它的動量可能不變

D.一個物體受合外力作用一段時間，它的動量一定改變

2.（4分）如圖甲所示，U形金屬導(dǎo)軌與水平面成8角放置，電源、電阻、金屬桿及導(dǎo)軌組

成閉合回路，金屬桿與導(dǎo)軌的摩擦不計(jì)，整個裝置分別處在如圖乙所示的A、B、C、D

的勻強(qiáng)磁場中，其中可能使細(xì)桿保持靜止的是（）

3.（4分）如圖所示，圖線1表示的導(dǎo)體的電阻為Ri,圖線2表示的導(dǎo)體的電阻為R2,則

下列說法正確的是（）

A.Ri：R2=3：1

B.把Ri拉長到原來的3倍長后電阻等于R2

C.將Ri與R2串聯(lián)后接于電源上，則功率之比P”P2=3：1

D.將Ri與R2并聯(lián)后接于電源上，則電流比I”12=3：1

4.（4分）兩根長直通電導(dǎo)線互相平行，電流方向相同，它們的截面處于等邊4ABC的A

和B處，如圖所示.兩通電導(dǎo)線在C處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都是Bo,則C處磁

場的總磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是（）

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/杳-------松B

A.0B.BoCD.2Bo

-V3B0

5.（4分）如圖所示，運(yùn)動員揮拍將質(zhì)量為m的網(wǎng)球擊出.如果網(wǎng)球被拍子擊前、后瞬間速

度的大小分別為VI、V2,VI與V2方向相反，且V2>V].忽略重力，則此過程中拍子對網(wǎng)

球作用力的沖量（）

A.大小為m（V2-VI）,方向與VI方向相同

B.大小為m（V2+V1）,方向與VI方向相同

C.大小為m（V2-VI）,方向與V2方向相同

D.大小為m（V2+V1）,方向與V2方向相同

6.（4分）一正電荷在電場中僅受電場力作用，從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，速度隨時間變化的圖

象如圖所示，tA、tB分別對應(yīng)電荷在A、B兩點(diǎn)的時刻，則下列說法中正確的是（）

A.A處的場強(qiáng)一定小于B處的場強(qiáng)

B.A處的電勢一定低于B處的電勢

C.該電場可能是勻強(qiáng)電場

D.電荷在A處的電勢能一定大于在B處的電勢能

7.（4分）回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻電源的兩極相連接

的兩個D形金屬盒，兩盒間的狹縫中有周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得

到加速，兩個D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，則下列說法中正確

的是（）

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A.只增大狹縫間的加速電壓，可增大帶電粒子射出時的動能

B.只增大狹縫間的加速電壓，可增大帶電粒子在回旋加速器中運(yùn)動的時間

C.只增大磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，可增大帶電粒子射出時的動能

D.用同一回旋加速器可以同時加速質(zhì)子（|H）和瓶核（；H）

8.（4分）直流電動機(jī)在生產(chǎn)、生活中有泛的應(yīng)用。如圖所示，一直流電動機(jī)M和電燈L

并聯(lián)之后接在直流電源上，電動機(jī)內(nèi)阻ri=0.5。，電燈燈絲電阻R=9Q（阻值認(rèn)為保持

不變），電源電動勢E=12V,內(nèi)阻n=l。開關(guān)S閉合，電動機(jī)正常工作時，電壓表讀數(shù)

為9V.則下列說法不正確的是（）

A.流過電源的電流3A

B.流過電動機(jī)的電流2A

C.電動機(jī)的輸入功率等于24W

D.電動機(jī)的輸出功率等于16W

9.（4分）如圖所示，在勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)方向與△abc所在平面平行，aclbc,Zabc=60°,

ac—0.2m,一個電荷量q=lXlO^C的正電荷從a移到b,電場力做功為零；同樣的電

荷從a移到c,電場力做功為lXl（r3j.則該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小和方向分別為（）

A.500V/m、沿ab由a指向b

B.500V/m、垂直ab向上

C.1000V/m,垂直ab向上

D.1000V/m、沿ac由a指向c

10.（4分）如圖所示，一價氫離子和二價氮離子的混合體，經(jīng)同一加速電場加速后，垂直

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射入同一偏轉(zhuǎn)電場中，偏轉(zhuǎn)后，打在同一熒光屏上，則它們（)

B.到達(dá)屏上同一點(diǎn)，一價氫離子先到達(dá)，二價氮離子后到達(dá)

C.到達(dá)屏上同一點(diǎn)，二價氮離子先到達(dá)，一價氫離子后到達(dá)

D.增大偏轉(zhuǎn)極板間的距離，氫離子射在熒光屏上的點(diǎn)將向下移動

二、多項(xiàng)選擇題（每小題4分，共16分；在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有兩個或多個正確

選乙、項(xiàng)，全部選對的得4分，選不全的得2分，選的或不選的得0分

11.（4分）如圖所示，質(zhì)量分別為mi,m2的兩個小球A.B,帶有等量異種電荷，通過絕

緣輕彈簧相連接，置于絕緣光滑的水平面上，突然加一水平向右的勻強(qiáng)電場后，兩球A.B

將由靜止開始運(yùn)動，在以后的運(yùn)動過程中，對兩小球A.B和彈簧組成的系統(tǒng)，以下說

法錯誤的是（設(shè)整個過程中不考慮電荷間庫侖力的作用且彈簧不超過彈性限度）（）

zZZ/ZZZ////7///Z^ZZZZz

A.由于電場力分別對球A和B做正功，故系統(tǒng)機(jī)械能不斷增加

B.由于兩小球所受電場力等大反向，故系統(tǒng)動量守恒

C.當(dāng)彈簧長度達(dá)到最大值時，系統(tǒng)機(jī)械能最大

D.當(dāng)小球所受電場力與彈簧的彈力相等時，系統(tǒng)動能最大

12.（4分）如圖所示，在x軸上關(guān)于原點(diǎn)0對稱的兩點(diǎn)放置異種點(diǎn)電荷+Q和-3Q,x軸上

的P點(diǎn)位于-3Q的右側(cè)，下列判斷正確的是（）

A.在x軸上還有一點(diǎn)與P點(diǎn)電場強(qiáng)度相同

B.在x軸上還有兩點(diǎn)與P點(diǎn)電場強(qiáng)度相同

C.若將一試探電荷+q放在x軸上，只有一個點(diǎn)能使之平衡

D.若將一試探電荷+q放在x軸上，共有兩個點(diǎn)能使之平衡

13.（4分）在如圖所示電路中，電源的電動勢E=3V,內(nèi)電阻r=5Q,電阻Ri=5C,閉合

電鍵S,當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P從最上端向下滑動時，四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生

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變化，電表的示數(shù)分別用I、Ul、U2和U3表示，則下列敘述中正確的是（）

A.I變大，U1變大B.U2變大，U1變小

C.電阻R1的電功率減小D.電源的輸出功率增大

14.（4分）質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖

所示，離子源S產(chǎn)生帶電荷量為q的某種正離子，離子產(chǎn)生時的速度很小，可以看作是

靜止的，離子經(jīng)過電壓U加速后形成離子流，然后垂直于磁場方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B

的勻強(qiáng)磁場，沿著半圓周運(yùn)動到達(dá)記錄它的照相底片P上。實(shí)驗(yàn)測得，它在P上的位置

到入口處Si的距離為a,離子流形成穩(wěn)定的電流I時，下列說法確的是（）

：：-：「：

A.這種離了的質(zhì)量為m=&La2

8U

B.單位時間內(nèi)穿過入口Si處離子流的能量為UI

C.單位時間內(nèi)穿過入口S1處離子流的能量為qU

D.在時間t內(nèi)到達(dá)照底片P上的離子的數(shù)目為n=2上

q

三、實(shí)驗(yàn)題：（共15分｝

15.（7分）某同學(xué)把兩塊大小不同的木塊用細(xì)線連接，中間夾一被壓縮了的彈簧，如圖所

示。將這一系統(tǒng)置于光滑的水平桌面上，燒斷細(xì)線，觀察物體的運(yùn)動情況，進(jìn)行必要的

測量，驗(yàn)證物體間相互作用時動量守恒。

（1）該同學(xué)還必須有的器材是；

（2）需要直接測量的數(shù)據(jù)是；

（3）用所得數(shù)據(jù)驗(yàn)證動量守恒的關(guān)系式是，

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mim：

^//////////////////////////////////////////////////////////////////////////,

16.（8分）為了測量一精密金屬絲的電阻率，某實(shí)驗(yàn)小組先用多用表粗測其電阻約為6C,

然后進(jìn)行較準(zhǔn)確測量，除待測金屬絲外，實(shí)驗(yàn)室還備有的實(shí)驗(yàn)器材如下：

A.電壓表V1（量程3V,內(nèi)阻約為15k。）

B.電壓表V2（量程15V,內(nèi)阻約為75k。）

C.電流表Ai（量程3A,內(nèi)阻約為0.2。）

D.電流表A2（量程600mA,內(nèi)阻約為1Q）

E.滑動變阻器Ri（0?5Q,0.6A）

F.滑動變阻器R2（0?2000。,0.1A）

G.輸出電壓為3V的直流穩(wěn)壓電源E

H.電阻箱

L.開關(guān)S,導(dǎo)線若干

為了測較多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，則上述器材中應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有（填代號）,請?jiān)谔?/p>

線框內(nèi)設(shè)計(jì)最合理的電路圖并將圖中的實(shí)物連線，但用該電路電阻的測值_______真實(shí)值

（選填“大于”、“等于”或“小于”）。如果金屬絲直徑為D,長度為L,所測電壓為U,

電流為1寫出表達(dá)式

四、計(jì)算題：（共39分。按題目夏求作答，解答題應(yīng)寫出必要的文字說朋、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,答案中必須陰確寫出數(shù)值和單位）

17.（12分）如圖所示，長L=3m的木板右端固定一立柱，板和立柱的總質(zhì)是M=20kg木

板置于地面上，木板與地而向的動摩擦因數(shù)”=0」.質(zhì)量m=20kg的人立于木板左端木

板與人均靜止、若人以4m/s2的加速度勻加速向右奔跑至板的右端，并立即抱住立柱，g

取10m/s2,求：

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（1）從人開始奔跑至到達(dá)木板右端所經(jīng)歷的時間；

（2）從人開始運(yùn)動到最終木板靜止，木板發(fā)生的總位移X。

18.（13分）如圖所示，電源電動勢為E=100V,內(nèi)阻不計(jì)，Ri、R2、R4的阻值為300C,

R3為可變電阻。C為一水平放置的平行板電容器，虛線到兩極距離相等且通過豎直放置

的熒光屏中心，極板長為l=8cm,板間距離為d=lcm,右端到熒光屏為s=20cm,熒

光屏直徑為D=5cm。有一細(xì)電子束沿圖中虛線以Eo=9.6X102eV的動能連續(xù)不斷地向

右射入平行板電容器。已知電子電荷量e=1.6X10-i9c.求：

（1）要使電子都能從平行板電容器右側(cè)飛出，電容器兩板間電壓最大不能超過多少？

（2）要使所有電子都能打在熒光屏上，變阻器R3的取值范圍多大？

19.（14分）如圖所示，在直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)0處有一放射源，向四周均勻發(fā)射速度大小相

等、方向都平行于紙面的帶電粒子.在放射源右邊有一很薄的擋板，擋板與xoy平面交

線的兩端M、N與原點(diǎn)0正好構(gòu)成等腰直角三角形.已知帶電粒子的質(zhì)量為m,帶電量

為+q，速度為u,MN的長度為L.

（1）若在y軸右側(cè)加一平行于x軸的勻強(qiáng)電場，要使y軸右側(cè)所有運(yùn)動的粒子都能打到

擋板MN上，則電場強(qiáng)度Eo的最小值為多大？在電場強(qiáng)度為Eo時，打到板上的粒子動

能為多大？

（2）若在整個空間加一方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，要使板右側(cè)的MN連線上都有粒

子打到，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度不能超過多少（用m、u、q、L表示）？若滿足此條件，放

射源O向外發(fā)射出的所有帶電粒子中有幾分之幾能打在板的左邊？

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2021-2022學(xué)年廣東省廣州市越秀區(qū)高二上期末物理試卷

參考答案與試題解析

一、單項(xiàng)選擇題（每小題4分，共40分;在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一個正確選選對的得

4分，選錯的或不答的得0分）

I.（4分）下列關(guān)于動量的說法正確的是（）

A.動量相同的兩個物體，質(zhì)量大的動能大

B.一個物體動量改變了，則速率一定改變

C.一個物體的速率改變，它的動量可能不變

D.一個物體受合外力作用一段時間，它的動量一定改變

【分析】動量是矢量，有大小有方向，大小和方向任意一個發(fā)生變化，則動量一定改變。

根據(jù)動量和動能的表達(dá)式得出動能與動量的關(guān)系，從而判斷動能的大小關(guān)系。

【解答】解：A、根據(jù)P=mv,Ek=2mv2得Ek=E—,知動量相同，質(zhì)量大的動能小。

22m

故A錯誤。

B、一個物體的動量改變，速率不一定變化，比如做勻速圓周運(yùn)動，動量變化，速率不變。

故B錯誤。

C、一個物體的速率改變，根據(jù)P=mv知，動量一定改變，C錯誤。

D、一個物體受合外力作用一段時間一定有沖量，則動量一定變化，故D正確。

故選：D。

【點(diǎn)評】決本題的關(guān)鍵知道動量是矢量，知道動量和動能的關(guān)系，基礎(chǔ)題。

2.（4分）如圖甲所示，U形金屬導(dǎo)軌與水平面成。角放置，電源、電阻、金屬桿及導(dǎo)軌組

成閉合回路，金屬桿與導(dǎo)軌的摩擦不計(jì)，整個裝置分別處在如圖乙所示的A、B、C、D

的勻強(qiáng)磁場中，其中可能使細(xì)桿保持靜止的是（）

【分析】本題在磁場中考查了物體平衡問題，對物體正確進(jìn)行受力分析，看能否滿足平

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衡條件，同時知道左手定則的內(nèi)容：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與

手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線進(jìn)入手心，并使四指指向電流方向，這時拇指所指的方向

就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向.

【解答】解：A、磁場的方向與電流的方向相同，不受安培力，金屬桿受重力和支持力不

可能平衡。故A錯誤。

B、金屬桿所受的安培力方向豎直向上，若安培力與重力平衡，金屬桿能處于平衡狀態(tài)。

故B正確。

C、金屬桿受垂直于斜面向上的安培力，重力，支持力，不可能平衡。故C錯誤。

D、磁場的方向向上，電流的方向向外，所以金屬桿受到水平向左的安培力，和重力，支

持力，三個力不可能處于平衡狀態(tài)。故D錯誤。

故選：B。

【點(diǎn)評】這類問題的解題思路和以前所學(xué)物體平衡解題思路一樣，只不過在受力分析時

多了安培力，注意正確應(yīng)用左手定則判斷安培力的方向.

3.（4分）如圖所示，圖線1表示的導(dǎo)體的電阻為Ri,圖線2表示的導(dǎo)體的電阻為R2,則

下列說法正確的是（）

B.把R1拉長到原來的3倍長后電阻等于R2

C.將R1與R2串聯(lián)后接于電源上，則功率之比Pl：P2=3：1

D.將Ri與R2并聯(lián)后接于電源上，則電流比L：12=3：1

【分析】通過I-U圖象得出兩電阻的關(guān)系。串聯(lián)電路電流相等；并聯(lián)電路，電壓相等；

結(jié)合公式P=UI和U=IR分析即可。

【解答】解：A、解答：根據(jù)I-U圖象知，圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，所以Ri：R2

=1：3.故A錯誤。

B、把Ri拉長到原來的3倍長后，橫截面積減小為原來的工，根據(jù)電阻定律公式R=QL,

32s

電阻增加為9倍，變?yōu)镽2的3倍，故B錯誤；

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C、串聯(lián)電路電流相等，所以將R1與R2串聯(lián)后接于電源上，電流比11：12=1：1；又由

于Ri：R2=l：3。

根據(jù)P=UI=12R,功率之比為1：3,故C錯誤。

D、并聯(lián)電路，電壓相等，電流比等于電阻之反比，所以將R1與R2并聯(lián)后接于電源上，

電流比11:12=3:lo

根據(jù)公式P=UI,功率之比為3：1,故D正確。

故選：D。

【點(diǎn)評】本題關(guān)鍵是明確I-U圖象的斜率的倒數(shù)表示電阻，然后結(jié)合電阻定律、歐姆定

律和電功率表達(dá)式分析，不難。

4.（4分）兩根長直通電導(dǎo)線互相平行，電流方向相同，它們的截面處于等邊4ABC的A

和B處，如圖所示.兩通電導(dǎo)線在C處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都是Bo,則C處磁

場的總磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是（）

“甘-------耳B

A.0B.BoC../QUD.2Bo

【分析】根據(jù)右手螺旋定則得出兩根通電導(dǎo)線在C點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，根據(jù)平行四

邊形定則得出合場強(qiáng)的大小.

【解答】解：根據(jù)安培定則可知，導(dǎo)線A在C處產(chǎn)生的磁場方向垂直于AC方向向右，

導(dǎo)線B在C處產(chǎn)生的磁場方向垂直于BC方向向右，

如圖，根據(jù)平行四邊形定則得到，C處的總磁感應(yīng)強(qiáng)度為Ba=2Bcos30°=?Bo。

【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵掌握右手螺旋定則判斷通電電流周圍的磁場方向，以及知道磁

感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，合成遵循平行四邊形定則.

5.（4分）如圖所示，運(yùn)動員揮拍將質(zhì)量為m的網(wǎng)球擊出.如果網(wǎng)球被拍子擊前、后瞬間速

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度的大小分別為VI、V2,VI與V2方向相反，且V2>V1.忽略重力，則此過程中拍子對網(wǎng)

球作用力的沖量（）

A.大小為m（V2-VI）,方向與VI方向相同

B.大小為m（V2+V1）,方向與VI方向相同

C.大小為m（V2-VI）,方向與V2方向相同

D.大小為m（V2+V1）,方向與V2方向相同

【分析】以網(wǎng)球?yàn)檠芯繉ο?，在拍子擊打網(wǎng)球的過程中，網(wǎng)球水平受到拍子的作用力,

速度大小和方向發(fā)生了改變，根據(jù)動量定理研究拍子的作用力的沖量.

【解答】解：取拍子擊打前網(wǎng)球的速度為vi方向?yàn)檎较颍鶕?jù)動量定理得：

拍子對網(wǎng)球作用力的沖量1=-mv2-mvi=-m（vi+v2）,

即沖量大小為m（vi+v2）,方向與vi方向相反，與V2方向相同。

故選：D。

【點(diǎn)評】本題是實(shí)際問題，考查應(yīng)用物理知識分析處理實(shí)際問題的能力.對于變力的沖

量常常根據(jù)動量定理求解.

6.（4分）一正電荷在電場中僅受電場力作用，從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，速度隨時間變化的圖

象如圖所示，tA、tB分別對應(yīng)電荷在A、B兩點(diǎn)的時刻，則下列說法中正確的是（）

。匕ht

A.A處的場強(qiáng)一定小于B處的場強(qiáng)

B.A處的電勢一定低于B處的電勢

C.該電場可能是勻強(qiáng)電場

D.電荷在A處的電勢能一定大于在B處的電勢能

【分析】由速度圖象看出，正電荷做加速度減小的減速運(yùn)動，可知，電場力減小，場強(qiáng)

減小，由能量守恒定律分析電勢能的變化，由動能定理分析電場力做功情況。

【解答】解：AC、v-t圖象的斜率等于加速度，由v-t圖象看出，正電荷做加速度減小

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的減速運(yùn)動，而正電荷在電場中僅受電場力作用，則知電場力減小，由電場力F=qE知，

電場強(qiáng)度E減小，即有A處的場強(qiáng)一定大于B處的場強(qiáng)。故AC錯誤。

BD、正電荷做減速運(yùn)動，其動能減小，根據(jù)能量守恒可知，其電勢能增大，即電荷在A

處的電勢能一定小于在B處的電勢能，根據(jù)推論：正電荷在電勢高處電勢能大，可知A

處的電勢一定低于B處的電勢。故B正確D錯誤。

故選：B。

【點(diǎn)評】本題關(guān)鍵要根據(jù)速度的斜率判斷出加速度的變化，根據(jù)動能定理和能量守恒分

析電勢能的變化和電場力做功和正負(fù)，屬于基礎(chǔ)題。

7.（4分）回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻電源的兩極相連接

的兩個D形金屬盒，兩盒間的狹縫中有周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得

到加速，兩個D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，則下列說法中正確

的是（）

A.只增大狹縫間的加速電壓，可增大帶電粒子射出時的動能

B.只增大狹縫間的加速電壓，可增大帶電粒子在回旋加速器中運(yùn)動的時間

C.只增大磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，可增大帶電粒子射出時的動能

D.用同一回旋加速器可以同時加速質(zhì)子（|H）和瓶核（；H）

【分析】回旋加速器利用電場加速和磁場偏轉(zhuǎn)來加速粒子，粒子在磁場中運(yùn)動的周期等

于交流電的周期，當(dāng)粒子從D形盒出來時速度最大.

【解答】解：最大動能對應(yīng)的是D形盒半徑R,由R晉和Ek^mv2，得

二（BqR）22,與加速電壓大小無關(guān)。增加加速電壓，最大動能不變，加速次數(shù)減

m2m

少，回旋次數(shù)減少，每半周時間不變，因此運(yùn)動時間減少。質(zhì)子和窟核的回旋周期

丁衛(wèi)皿0c「不同，因此不能同時加速。故ABD錯誤，C正確：

Bq

故選：Co

【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵知道回旋加速器利用電場加速和磁場偏轉(zhuǎn)來加速粒子，以及知

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道粒子在磁場中運(yùn)動的周期等于交流電的周期.

8.（4分）直流電動機(jī)在生產(chǎn)、生活中有泛的應(yīng)用。如圖所示，一直流電動機(jī)M和電燈L

并聯(lián)之后接在直流電源上，電動機(jī)內(nèi)阻ri=0.5C,電燈燈絲電阻R=9C（阻值認(rèn)為保持

不變），電源電動勢E=12V,內(nèi)阻r2=l。開關(guān)S閉合，電動機(jī)正常工作時，電壓表讀數(shù)

為9V.則下列說法不正確的是（）

A.流過電源的電流3A

B.流過電動機(jī)的電流2A

C.電動機(jī)的輸入功率等于24W

D.電動機(jī)的輸出功率等于16W

【分析】根據(jù)內(nèi)外之和等于電源的電動勢和歐姆定律，求出流過電源的電流。由歐姆定

律求出燈泡的電流，由總電流與燈泡電流之差求出流過電動機(jī)的電流。電動機(jī)對外輸出

的機(jī)械功率等于電動機(jī)的總功率與內(nèi)部發(fā)熱功率之差。

【解答】解：A、電源的輸出電壓：U=E-Ir,則有1=旦二口=3A,故A正確；

r

B、對燈泡：I燈='L=9=1A,電動機(jī)與燈泡并聯(lián)，則電動機(jī)的電流I電=17燈=3A

%9

-1A=2A,故B正確；

C、電動機(jī)的輸入功率等于P=UI電=9X2=18W,故C錯誤；

D、根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律得，電動機(jī)的輸出功率Pu產(chǎn)UI電-I電2r=i8-2=16W,故

D正確。

本題選不正確的

故選：Co

【點(diǎn)評】本題是含有電動機(jī)的問題，電動機(jī)正常工作時，其電路是非純電阻電路，歐姆

定律不適用

9.（4分）如圖所示，在勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)方向與△abc所在平面平行，aclbc,Zabc=60°,

IZ=0.2mo一個電荷量q=lXl（15c的正電荷從a移到b,電場力做功為零；同樣的電

荷從a移到c,電場力做功為1X10-3J.則該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小和方向分別為（）

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w°

A.500V/m、沿ab由a指向b

B.500V/m、垂直ab向上

C.1000V/m、垂直ab向上

D.1000V/m,沿ac由a指向c

【分析】由題意可知ab兩點(diǎn)電勢相等，則可知ab是一條等勢線，由電場線可等勢面的

關(guān)系可知電場線；由電場力做功可求得be兩點(diǎn)的電勢差，則可確定電場線的方向，由U

=Ed可求得電場強(qiáng)度。

【解答】解：正電荷從a移到b,電場力做功為零，則由電場力做功的特點(diǎn)可知，ab兩

點(diǎn)電勢相等，故ab應(yīng)為等勢線；因電場線與等勢面相互垂直，故過c做ab的垂線，一

定是電場線；正電荷從a到c過程，由W=Uq可知，ac兩點(diǎn)的電勢差

-3

k0X10

u=l=V=10QV＞即a點(diǎn)電勢高于C點(diǎn)的電勢，故電場線垂直于ab向上；

a’qIXio_5

ac間沿電場線的距離d=ac?cos60°=0.2X0.5m=0.1m；由岳型可知：電場強(qiáng)度

d

E=1000V/ir；方向垂直ab向上；故C正確，ABD錯誤；

故選：Co

【點(diǎn)評】場線與等勢面相互垂直，而且電場線由是由高電勢指向低電勢；勻強(qiáng)電場中u

=Ed中的d應(yīng)為沿電場方向的有效距離

10.（4分）如圖所示，一價氫離子和二價氨離子的混合體，經(jīng)同一加速電場加速后，垂直

射入同一偏轉(zhuǎn)電場中，偏轉(zhuǎn)后，打在同一熒光屏上，則它們（）

B.到達(dá)屏上同一點(diǎn)，一價氫離子先到達(dá)，二價氨離子后到達(dá)

C.到達(dá)屏上同一點(diǎn)，二價氮離子先到達(dá)，一價氫離子后到達(dá)

D.增大偏轉(zhuǎn)極板間的距離，氫離子射在熒光屏上的點(diǎn)將向下移動

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【分析】本題中帶電粒子先加速后偏轉(zhuǎn)。先根據(jù)動能定理求出加速獲得的速度表達(dá)式。

兩種粒子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動，垂直于電場方向上做勻速直線運(yùn)動，沿電場方向

做勻加速運(yùn)動，根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)得到粒子偏轉(zhuǎn)距離與加速電壓和偏轉(zhuǎn)電壓的

關(guān)系，從而得出偏轉(zhuǎn)位移的關(guān)系即可判斷粒子打在屏上的位置關(guān)系。

【解答】解：ABC、設(shè)偏轉(zhuǎn)極板的長度為L,板間距離為d。在加速電場中，由動能定理

得：qUi=/my2

兩種粒子在偏轉(zhuǎn)電場中，水平方向做速度為v的勻速直線運(yùn)動，由于兩種粒子的比荷不

同，則v不同，所以兩粒子在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動的時間t=L=LIm不同。根據(jù)比荷可

v\2qUi

知，一價氫離子先離開偏轉(zhuǎn)電場。

2

在偏轉(zhuǎn)電場中的偏轉(zhuǎn)位移：y=lat=1.^2..（k）2

22mdv

2

聯(lián)立得：y=_U22_L

4U1C1

同理可得到偏轉(zhuǎn)角度的正切：tane=t,可見y和tan。與電荷的電量和質(zhì)量無關(guān)。

2U[d

所以出射點(diǎn)的位置相同，出射速度的方向也相同。故兩種粒子打屏上同一點(diǎn)。故B正確

AC錯誤。

D、由上面的方向可知，增大偏轉(zhuǎn)極板間的距離，則y和tanO都變小，即氫離子射在熒

光屏上的點(diǎn)將向上移動，故D錯誤。

故選：B。

【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵知道帶電粒子在加速電場和偏轉(zhuǎn)電場中的運(yùn)動情況，知道從靜

止開始經(jīng)過同一加速電場加速，垂直打入偏轉(zhuǎn)電場，運(yùn)動軌跡相同。做選擇題時，這個

結(jié)論可直接運(yùn)用，節(jié)省時間。

二、多項(xiàng)選擇題（每小題4分，共16分；在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有兩個或多個正確

選乙、項(xiàng)，全部選對的得4分，選不全的得2分，選的或不選的得0分

11.（4分）如圖所示，質(zhì)量分別為mi,m2的兩個小球A.B,帶有等量異種電荷，通過絕

緣輕彈簧相連接，置于絕緣光滑的水平面上，突然加一水平向右的勻強(qiáng)電場后，兩球A.B

將由靜止開始運(yùn)動，在以后的運(yùn)動過程中，對兩小球A.B和彈簧組成的系統(tǒng)，以下說

法錯誤的是（設(shè)整個過程中不考慮電荷間庫侖力的作用且彈簧不超過彈性限度）（）

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AQWW/WQB

,///7T/////////77////,

A.由于電場力分別對球A和B做正功，故系統(tǒng)機(jī)械能不斷增加

B.由于兩小球所受電場力等大反向，故系統(tǒng)動量守恒

C.當(dāng)彈簧長度達(dá)到最大值時，系統(tǒng)機(jī)械能最大

D.當(dāng)小球所受電場力與彈簧的彈力相等時，系統(tǒng)動能最大

【分析】兩小球受到的電場力做正功，則能量增加；分析系統(tǒng)中的外力做功情況可得出

能量與動量的變化情況.

【解答】解：A、電場力對兩球分別做正功，在彈簧第一次伸長到最長的運(yùn)動過程中，系

統(tǒng)機(jī)械能不斷增加，故A錯誤；

B、兩球所帶電荷量相等而電性相反，則系統(tǒng)所受電場力合力為零，系統(tǒng)所受合外力為零,

系統(tǒng)動量守恒，故B正確；

C、電場力對兩球分別做正功，彈簧第一次伸長到最長的運(yùn)動過程時，電場力對系統(tǒng)做功

做多，系統(tǒng)機(jī)械能最大，故C正確；

D、彈簧第一次伸長到最長的運(yùn)動過程中，當(dāng)電場力和彈簧彈力平衡前，合力對小球一直

做整個，小球動能一直增大，當(dāng)彈力大于電場力后，合力對小球做負(fù)功，小球動能減小,

由此可知，當(dāng)小球所受電場力與彈簧的彈力相等時，小球動能最大，系統(tǒng)動能最大，故

D正確；

題目要求選錯誤的，故選：A。

【點(diǎn)評】本題關(guān)鍵要明確兩個小球的速度的變化情況，兩小球都是先做加速度不斷減小

的加速運(yùn)動，再做加速度不斷變大的減速運(yùn)動.

12.（4分）如圖所示，在x軸上關(guān)于原點(diǎn)0對稱的兩點(diǎn)放置異種點(diǎn)電荷+Q和-3Q,x軸上

的P點(diǎn)位于-3Q的右側(cè)，下列判斷正確的是（）

qF

A.在x軸上還有一點(diǎn)與P點(diǎn)電場強(qiáng)度相同

B.在x軸上還有兩點(diǎn)與P點(diǎn)電場強(qiáng)度相同

C.若將一試探電荷+q放在x軸上，只有一個點(diǎn)能使之平衡

D.若將一試探電荷+q放在x軸上，共有兩個點(diǎn)能使之平衡

【分析】要解答本題需要：熟悉掌握等量正負(fù)點(diǎn)電荷的電場分布；從而確定電場強(qiáng)度相

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等的點(diǎn)；再根據(jù)庫侖定律和受力情況確定哪些點(diǎn)可以使電荷平衡。

【解答】解：AB、等量異種電荷周圍的電場分布情況如圖所示，根據(jù)其電場分布可知，

在x軸上還有一點(diǎn)與P點(diǎn)電場強(qiáng)度相同，在正電荷Q的左邊，故A正確，B錯誤：

CD、若放置一正電荷而處于平衡，則其受兩固定電荷的電場力應(yīng)平衡，根據(jù)電荷間的相

互作用可知，若放置在負(fù)電荷的右側(cè)，但是由于負(fù)電荷電量較大，所以無法使q平衡；

如果放置在正電荷左側(cè)，則受正電荷的斥力和負(fù)電荷的引力，可以處于平衡，故有一處

可以平衡；故C正確D錯誤。

故選：ACo

【點(diǎn)評】本題考查電場的疊加以及庫侖定律的應(yīng)用，要注意明確三個電荷要處于平衡狀

態(tài)時，應(yīng)保證“兩大夾一小，兩同夾一異

13.（4分）在如圖所示電路中，電源的電動勢E=3V,內(nèi)電阻r=5Q,電阻Ri=5。，閉合

電鍵S,當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P從最上端向下滑動時，四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生

變化，電表的示數(shù)分別用I、Ul、U2和U3表示，則下列敘述中正確的是（）

A.I變大，U1變大B.U2變大，U1變小

C.電阻Ri的電功率減小D.電源的輸出功率增大

【分析】理想電表不考慮電表對電表的影響，電壓表V3測量路端電壓，電流表測量干路

電流?；瑒幼冏杵鞯幕瑒佑|頭P向下滑動，接入電路電阻變大，根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)，由歐

姆定律可判斷電表示數(shù)的變化量大小，當(dāng)外電阻等于電源的內(nèi)阻時，電源的輸出功率最

大，分析電源輸出功率的變化。

【解答】解：A、當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時，R2變大，外電路總電阻變大,

由歐姆定律，I變小，Ui=IRi變小，故A錯誤。

B、I變小，則U3=E-Ir,5變大，則U3=Ui+U2,Ui變小，則U2變大，故B正

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確。

uf

c、根據(jù)p=_L可知，ui變小，功率變小。故c正確。

Ri

D、內(nèi)電阻r=0.5C,電阻Ri=2C,則外電路總電阻大于電源的內(nèi)阻，則當(dāng)變阻器R

的滑片P向下移動時，外電路總電阻增大，電源的輸出功率減小，故D錯誤。

故選：BC?

【點(diǎn)評】解決這類動態(tài)分析問題的基礎(chǔ)是認(rèn)識電路的結(jié)構(gòu)，明確當(dāng)外電阻等于電源的內(nèi)

阻時，電源的輸出功率最大，難度適中。

14.（4分）質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖

所示，離子源S產(chǎn)生帶電荷量為q的某種正離子，離子產(chǎn)生時的速度很小，可以看作是

靜止的，離子經(jīng)過電壓U加速后形成離子流，然后垂直于磁場方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B

的勻強(qiáng)磁場，沿著半圓周運(yùn)動到達(dá)記錄它的照相底片P上。實(shí)驗(yàn)測得，它在P上的位置

到入口處Si的距離為a,離子流形成穩(wěn)定的電流I時，下列說法確的是（）

A.這種離了的質(zhì)量為m=@a2

8U

B.單位時間內(nèi)穿過入口Si處離子流的能量為UI

C.單位時間內(nèi)穿過入口Si處離子流的能量為qU

D.在時間t內(nèi)到達(dá)照底片P上的離子的數(shù)目為n=』L

q

【分析】（1）根據(jù)動能定理，結(jié)合帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的半徑公式求出離子質(zhì)量

的表達(dá)式。

（2）根據(jù)E,頷=UQ求出粒子束的總能量，從而求出單位時間內(nèi)穿過入口處Si離子束流

的能量。

（3）根據(jù)Q=It求出所有離子的電量，根據(jù)n=&求出離子的數(shù)目。

q

【解答】解：A、離子在電場中做加速運(yùn)動得：

Uq=Amv2（1）

2

在磁場中運(yùn)動有:

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2

Bvq=-Y~（2）

5a

由（1）（2）得：m=gB2a2.故A正確；

8U

BC、在時間t內(nèi)穿過入口處Si離子束流的能量為:

E.e=UQ=UIl

單位時間穿過入口處Si離子束流的能量為：

E=￡^.=U11=UI,故B正確，C錯誤；

tt

D、在時間t內(nèi)射到照相底片P上的離子總電量為:

Q=It

在時間t內(nèi)射到照相底片P上的離子數(shù)目為：

n=9=」主，故D正確。

【點(diǎn)評】本題綜合考查了動能定理和牛頓第二定律，通過洛倫茲力提供向心力求出質(zhì)量

的表達(dá)式，以及掌握電量與電流的關(guān)系。

三、實(shí)驗(yàn)題：（共15分｝

15.（7分）某同學(xué)把兩塊大小不同的木塊用細(xì)線連接，中間夾一被壓縮了的彈簧，如圖所

示。將這一系統(tǒng)置于光滑的水平桌面上，燒斷細(xì)線，觀察物體的運(yùn)動情況，進(jìn)行必要的

測量，驗(yàn)證物體間相互作用時動量守恒。

（1）該同學(xué)還必須有的器材是刻度尺、天平：

（2）需要直接測量的數(shù)據(jù)是兩物體的質(zhì)量mi,m2和兩木塊落地點(diǎn)分別到桌子兩側(cè)邊

的水平距離si、S2；

（3）用所得數(shù)據(jù)驗(yàn)證動量守恒的關(guān)系式是misi=m2s2。

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mim：

^//////////////////////////////////////////////////////////////////////////,

【分析】燒斷細(xì)線后，兩球離開桌面做平拋運(yùn)動，由于高度相等，則平拋的時間相等，

水平位移與初速度成正比，把平拋的時間作為時間單位，小球的水平位移可替代平拋運(yùn)

動的初速度。將需要驗(yàn)證的關(guān)系速度用水平位移替代。

【解答】解：取小球1的初速度方向?yàn)檎较?，兩小球質(zhì)量和平拋初速度分別為mi、m2,

VI、V2,平拋運(yùn)動的水平位移分別為SI、S2,平拋運(yùn)動的時間為t。

需要驗(yàn)證的方程：O=mivi-m2V2

S1So

又Vl=-V2=—

tt

代入得到：misi=m2S2

故需要測量兩木塊的質(zhì)量mi和m2,兩木塊落地點(diǎn)到桌面邊緣的水平距離si,S2

所以需要的器材為刻度尺、天平

故答案為：（1）刻度尺、天平

（2）兩物體的質(zhì)量mi,m2和兩木塊落地點(diǎn)分別到桌子兩側(cè)邊的水平距離si、S2

（3）misi=m2s2

【點(diǎn)評】本題是運(yùn)用等效思維方法，平拋時間相等，用水平位移代替初速度，這樣將不

便驗(yàn)證的方程變成容易驗(yàn)證。

16.（8分）為了測量一精密金屬絲的電阻率，某實(shí)驗(yàn)小組先用多用表粗測其電阻約為6C,

然后進(jìn)行較準(zhǔn)確測量，除待測金屬絲外，實(shí)驗(yàn)室還備有的實(shí)驗(yàn)器材如下：

A.電壓表Vi（量程3V,內(nèi)阻約為15kC）

B.電壓表V2（量程15V,內(nèi)阻約為75k。）

C.電流表Ai（量程3A,內(nèi)阻約為0.2Q）

D.電流表A2（量程600mA,內(nèi)阻約為1。）

E.滑動變阻器Ri（0?5Q,0.6A）

F.滑動變阻器R2（0~2000C,0.1A）

G.輸出電壓為3V的直流穩(wěn)壓電源E

H.電阻箱

第21頁共28頁

L.開關(guān)S,導(dǎo)線若干

為了測較多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，則上述器材中應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有（填代號）ADEGL,請

在虛線框內(nèi)設(shè)計(jì)最合理的電路圖并將圖中的實(shí)物連線，但用該電路電阻的測值小于

真實(shí)值（選填“大于”、“等于”或“小于”）。如果金屬絲直徑為D,長度為L,所測電

壓為U,電流為1,寫出計(jì)算電阻率的表達(dá)式“即

【分析】根據(jù)電源電動勢選擇電壓表，根據(jù)通過待測電阻的最大電流選擇電流表，在保

證安全的前提下，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動變阻器；為準(zhǔn)確測量電阻

阻值，應(yīng)測多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動變阻器可以采用分壓接法，根據(jù)待測電阻與電表內(nèi)阻間

的關(guān)系確定電流表的接法，作出實(shí)驗(yàn)電路圖，然后根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖；根據(jù)電

流表的接反分析實(shí)驗(yàn)誤差.

【解答】解：實(shí)驗(yàn)需要G電源，I開關(guān)與導(dǎo)線，電源電動勢為3V,因此電壓表應(yīng)選：A.電

壓表V1（量程3V,內(nèi)阻約為15kQ）；

通過待測電阻的最大電流約為I=E=?L=0.5A=5（）0mA,則電流表應(yīng)選：D.電流表

R6Q

A2（量程600mA,內(nèi)阻約為1Q）；

為保證電路安全方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動變阻器應(yīng)選：E.滑動變阻器Ri（0?5。，0.6A）；

故需要的實(shí)驗(yàn)器材是：A、D、E、G、L。

為測多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，豆=2=6,包幽=250,包

RA1R6R

>_L,電流表應(yīng)采用外接法，

RA

實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖連接實(shí)物電路圖，如圖所示；

電流表采用外接法，由于電壓表的分流作用，電流測量值偏大，由R=u可知，待測電

I

阻測量值比真實(shí)值小。

第22頁共28頁

由電阻定律可知：R=pL=p---巳---,

S兀弓/

由歐姆定律可知：R=U，

I

K2

電阻率：P=UDO

4IL

故答案為：ADEGL；電路圖如圖所示；小于；他P,

4IL

【點(diǎn)評】本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、考查了設(shè)計(jì)電路圖與連接實(shí)物電路圖，選擇實(shí)驗(yàn)

器材時，要注意保證電路安全、注意所選實(shí)驗(yàn)器材方便實(shí)驗(yàn)操作；確定滑動變阻器的接

法與電流表接法是正確設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路的關(guān)鍵。

四、計(jì)算題:（共39分。按題目夏求作答，解答題應(yīng)寫出必要的文字說朋、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,答案中必須陰確寫出數(shù)值和單位）

17.（12分）如圖所示，長L=3m的木板右端固定一立柱，板和立柱的總質(zhì)是M=20kg木

板置于地面上，木板與地而向的動摩擦因數(shù)u=0.1.質(zhì)量m=20kg的人立于木板左端木

板與人均靜止、若人以4m/s2的加速度勻加速向右奔跑至板的右端，并立即抱住立柱，g

取10m/s2,求：

（1）從人開始奔跑至到達(dá)木板右端所經(jīng)歷的時間；

（2）從人開始運(yùn)動到最終木板靜止，木板發(fā)生的總位移X。

【分析】（1）對人和板進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律求出加速度，再由運(yùn)動學(xué)公式可

以求出運(yùn)動時間。

（2）由勻變速運(yùn)動的速度公式求出人奔跑至木板右端時的速度，由動量守恒定律求出人

抱住立柱后的速度，再由動能定理可以求出木板滑行的距離，從而求得木板的總位移。

【解答】解：（1）在人相對木板奔跑時，設(shè)人的加速度為ai,木板的加速度為a2,人與

板間的相互作用力為F.從人開始奔跑至到達(dá)木板右端所經(jīng)歷的時間為to

第23頁共28頁

對人有F=mai

對板有F-n(m+M)g=Ma2

由幾何關(guān)系得Aait2+Aa2t2=L

22

聯(lián)立求得t=ls,a2=2m/s2

(2)當(dāng)人奔跑至木板右端時，人的速度vi=ait=4m/s,板向左運(yùn)動的速度V2=a2t=2m/s

木板向左運(yùn)動的位移s=Aa2t2=—X2XI2—1m

22

人抱立柱過程中，取向右為正方向，由系統(tǒng)動量守恒得mvi-Mv2=(M+m)v

解得v=lm/s

v方向與人原來的運(yùn)動方向一致。

在隨后的滑行過程中，對人與板構(gòu)成的整體，根據(jù)動能定理得

-卜i(m+M)gsz=0-春(m+M)v2

解得s'=0.5m

因此，從人開始運(yùn)動到最終木板靜止，木板發(fā)生的總位移x=s-s'=0.5m方向向左。

答：(1)人從開始奔跑至到達(dá)木板右端所經(jīng)歷的時間是1s；

(2)木板的總位移x是0.5m,方向向左。

【點(diǎn)評】分析清楚物體的運(yùn)動過程是正確解題的關(guān)鍵，應(yīng)用牛頓第二定律、運(yùn)動學(xué)公式、

動量守恒定律與動能定理即可正確解題。

18.(13分)如圖所示，電源電動勢為E=100V,內(nèi)阻不計(jì)，Ri、R2、R4的阻值為300。，

R3為可變電阻。C為一水平放置的平行板電容器，虛線到兩極距離相等且通過豎直放置

的熒光屏中心，