2021北京京源學(xué)校高二（上）期中

物理（選考）

一、單項(xiàng)選擇題：下列各小題均有四個(gè)選項(xiàng)，其中只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。

1.下列物理量中，屬于矢量的是

A.電勢(shì)B.電勢(shì)能C.磁通量D.磁感應(yīng)強(qiáng)度

2.一個(gè)帶+34和一個(gè)帶-q的大小完全相同的金屬球，相距為，?時(shí)作用力為F,若把它們相接觸后再放到相距為，的

地方，假設(shè)兩種情況下金屬球上的電荷都是均勻分布的，這時(shí)它們之間的作用力的大小將變?yōu)椋?/p>

11

A.—FB.—FC.FD.3F

32

3.使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的箔片張開(kāi)。下列各圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況，正確的

是（）

4.如圖所示，在固定的正點(diǎn)電荷。的電場(chǎng)中，一個(gè)正點(diǎn)電荷q只受電場(chǎng)力，沿著一條電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)。已知該點(diǎn)電荷經(jīng)

過(guò)M點(diǎn)時(shí)的加速度是經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的加速度的2倍，則下列說(shuō)法中正確的是（）

MN

A.N點(diǎn)距Q的距離一定是M點(diǎn)距Q的距離的V2倍

B.它經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)的速度一定是經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的速度的血倍

C.它經(jīng)過(guò)"點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能一定是經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能的2倍

D.它運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功一定是運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功的0倍

5.在某靜電場(chǎng)中把一個(gè)+4的檢驗(yàn)電荷從無(wú)限遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中的A點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做功為W。則檢驗(yàn)電荷在A點(diǎn)的電

勢(shì)能EpA以及電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)如分別為（)

w

=W，*A=-----

A.EA=W,QA=—B.EpA

qq

ww

C.E=-W,0A=一D.EpA=-W,9A=-------

qq

6.如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，水平等距離的虛線表示其等勢(shì)面，帶電量Q=-0.5x10Toe的粒子（不考慮粒子所受重

力）在電場(chǎng)力作用下從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到8點(diǎn)，動(dòng)能增加0.5x10-9J,A點(diǎn)電勢(shì)為-10V,下列關(guān)于粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡和B

點(diǎn)電勢(shì)的說(shuō)法中正確的是（）

,-前

IZ

A.粒子沿軌道1運(yùn)動(dòng),8點(diǎn)電勢(shì)為零

B.粒子沿軌道2運(yùn)動(dòng),B點(diǎn)電勢(shì)為20V

C.粒子沿軌道1運(yùn)動(dòng),8點(diǎn)電勢(shì)為-20V

D.粒子沿軌道2運(yùn)動(dòng),B點(diǎn)電勢(shì)為一20V

7.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，固定一根與磁場(chǎng)方向垂直的通電直導(dǎo)線00',在導(dǎo)線外，以導(dǎo)

線截面的中心為圓心的圓周上有〃、b、c、d四個(gè)點(diǎn)。已知c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為后，方向斜向右上方，并與磁感

應(yīng)強(qiáng)度B方向的夾角為45°,則下列說(shuō)法正確的是

A.直導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向里

B.。點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與c點(diǎn)的相同

Cd點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零

D"點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零

8.如圖為速度選擇器示意圖，PHP2為其兩個(gè)極板.某帶電粒子以速度vo從Si射入，恰能沿虛線從S2射出.不計(jì)

粒子重力，下列說(shuō)法正確的是

X?XXX

.................................s：

XXXX

Pin

A.極板Pl的電勢(shì)一定高于極板P2的電勢(shì)

B.該粒子一定帶正電

C.該粒子以速度2Vo從Si射入，仍能沿虛線從S2射出

D.該粒子以速度v°從S2射入，也能沿虛線從S,射出

9.圖1為洛倫茲力演示儀的實(shí)物圖，圖2為結(jié)構(gòu)示意圖。演示儀中有一對(duì)彼此平行的共軸串聯(lián)的圓形線圈（勵(lì)磁線

圈），通過(guò)電流時(shí)，兩線圈之間產(chǎn)生沿線圈軸向、方向乘直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。圓球形玻璃泡內(nèi)有電子槍，電子

槍發(fā)射電子，電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。電子速度的大小可由電子槍的加速電壓來(lái)調(diào)節(jié)，磁場(chǎng)強(qiáng)弱可由勵(lì)磁線

圈的電流來(lái)調(diào)節(jié)。下列說(shuō)法正確的是（）

A.僅使勵(lì)磁線圈中電流為零，電子槍中飛出的電子將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B.僅提高電子槍加速電壓，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑將變小

C.僅增大勵(lì)磁線圈中電流，電子做圓周運(yùn)動(dòng)周期將變小

D.僅提高電子槍加速電壓，電子做圓周運(yùn)動(dòng)周期將變小

10.如圖所示，一對(duì)平行金屬板水平放置，板間電壓為Ui,一個(gè)電子沿MN以初速度也從兩板的左側(cè)射入，剛好從

右側(cè)射出。若板間電壓變?yōu)镾,另一個(gè)電子也沿MN以初速度V2從兩板的左側(cè)射入，但沒(méi)有從右側(cè)射出。一定能

引起上述現(xiàn)象發(fā)生的條件是（不計(jì)電子的重力，平行于金屬板）

A.。2>q且匕>匕B.U2>G且v2<V1

C.%<U|且丫2>V1D.且丫2<匕

二、實(shí)驗(yàn)題

11.電流傳感器可以像電流表一樣測(cè)量電流，由于它與計(jì)算機(jī)相連，還能顯示出電流隨時(shí)間變化的力圖像。照?qǐng)D甲

連接電路，先使開(kāi)關(guān)S與1端相連，電源向電容器充電，這個(gè)過(guò)程可在短時(shí)間內(nèi)完成。然后把開(kāi)關(guān)s擲向2端，電

容器通過(guò)電阻R放電，傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī)，屏幕上顯示出電流隨時(shí)間變化的口圖像如圖乙所示。

（1）在圖中畫一個(gè)豎立的狹長(zhǎng)矩形（在圖乙的最左邊），它的面積的物理意義是（填寫面積所代表物

理量的名稱）

（2）根據(jù)口圖像估算電容器在全部放電過(guò)程中釋放電荷量約為C（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）。

（3）若對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)S與1端相連的充電過(guò)程，電荷量隨時(shí)間變化的ql圖像的示意圖是怎樣的？請(qǐng)?jiān)趫D丙中定性畫出

12.如圖所示是定性研究平行板電容器的電容與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系的裝置,平行板電容器的A板與靜電計(jì)相連，8板

和靜電計(jì)金屬殼都接地.若充電后保持電容器帶電量不變，試指出下列三個(gè)圖所示的情況下，靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角

度變化情況.（填增大、減小或不變）

①正對(duì)面積減小時(shí)，靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角度

②板間距離增大時(shí)，靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角度

③插入電介質(zhì)時(shí)，靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角度.

三、計(jì)算題（要求寫出必要的文字說(shuō)明和步驟。）

13.如圖所示，通電導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為機(jī)、長(zhǎng)為3水平地放置在傾角為。的光滑斜面上，通以圖示方向的電流，電

流強(qiáng)度為/,要求導(dǎo)體棒ab靜止在斜面上.求：

（1）若磁場(chǎng)方向豎直向上，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大？

（2）若要求磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，則磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小方向如何？

14.如圖所示，長(zhǎng)為/的絕緣細(xì)線一端懸于。點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為相的帶電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）?，F(xiàn)將此裝置放

在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E,小球靜止在4點(diǎn)，此時(shí)細(xì)線與豎直方向成37。角。已知電場(chǎng)的范

圍足夠大，空氣阻力可忽略不計(jì)，重力加速度為g,sin37o=0.6,cos37°=0.8?

（1）請(qǐng)判斷小球的電性，并求小球所帶電荷量的大??；

（2）求04兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UOM

(3)若將小球從A點(diǎn)在豎直面內(nèi)向左拉起至與。點(diǎn)處于同一水平高度且距0點(diǎn)為/的。，點(diǎn)由靜止釋放，求小球此

后運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度大??；

15.如圖所示，質(zhì)量為〃h電荷量為q粒子，從容器4下方的小孔Si不斷飄入電壓為U的加速電場(chǎng)，其初速度幾

乎為零。粒子經(jīng)過(guò)小孔S2沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，

隨后離開(kāi)磁場(chǎng)。不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用。

(1)判斷粒子所帶電荷的電性；

(2)求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度大小v；

(3)粒子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的位置與小孔S2之間的距離1。

16.電場(chǎng)中的等勢(shì)面是一簇互相平行的平面，間隔均為g1cm,各等勢(shì)面的電勢(shì)如圖所示，現(xiàn)有一質(zhì)量為”=O.lkg

的帶電小球，以速度n)=2m/s射入電場(chǎng)，vo的方向與水平方向成45。斜向上，要使質(zhì)點(diǎn)作直線運(yùn)動(dòng)(g=10m/s2)則:

(1)小球帶何種電荷？電量是多少.

(2)在入射方向的最大位移是多少.

(3)起點(diǎn)和終點(diǎn)電勢(shì)差為多少.

17.如圖所示，水平放置的兩塊帶金屬極板d6平行正對(duì).極板長(zhǎng)度為/,板間距為4板間存在著方向豎直向下、場(chǎng)強(qiáng)

大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).假設(shè)電場(chǎng)、磁場(chǎng)只顧在于兩板間.一質(zhì)量為加、電荷量為q的粒

子，以水平速度w從兩極板的左端正中央沿垂直于電場(chǎng)、磁場(chǎng)的方向入極板間，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng).不計(jì)重力及

空氣阻力.

(1)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；

(2)若撤去磁場(chǎng)，粒子能從極板間射出，求粒子穿過(guò)電場(chǎng)時(shí)沿電場(chǎng)方向移動(dòng)的距離；

18.如圖所示，坐標(biāo)空間中有場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，y軸為兩種場(chǎng)的分界面，圖中虛

線為磁場(chǎng)區(qū)域的右邊界，現(xiàn)有一質(zhì)量為〃，，電荷量為一4的帶電粒子從電場(chǎng)中坐標(biāo)位置0)處，以初速度w

以2

沿?zé)o軸正方向開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，且已知/=—(重力不計(jì))，試求：

qE

(1)帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度和方向

(2)使帶電粒子能穿越磁場(chǎng)區(qū)域而不再返回電場(chǎng)中，磁場(chǎng)的寬度d應(yīng)滿足的條件。

八y

XXX

XXX

XXX

>

OXXXX

XXX

X衣X

參考答案

一、單項(xiàng)選擇題：下列各小題均有四個(gè)選項(xiàng)，其中只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。

1.下列物理量中，屬于矢量的是

A.電勢(shì)B.電勢(shì)能C.磁通量D.磁感應(yīng)強(qiáng)度

【答案】D

【解析】

【詳解】磁通量、電勢(shì)和電勢(shì)能都是沒(méi)有方向的，是標(biāo)量，只有磁感應(yīng)強(qiáng)度是即有大小又有方向，是矢量，故A正

確.

2.一個(gè)帶+3q和-個(gè)帶-q的大小完全相同的金屬球，相距為r時(shí)作用力為F,若把它們相接觸后再放到相距為/?的

地方，假設(shè)兩種情況下金屬球上的電荷都是均勻分布的，這時(shí)它們之間的作用力的大小將變?yōu)椋?/p>

A.-FB.—FC.FD.3尸

32

【答案】A

【解析】

【詳解】由庫(kù)侖定律可得：F=k",而兩球接觸后再分開(kāi)平分總電量，故分開(kāi)后兩球的帶電量為q；則庫(kù)侖力

r

F=上＜=￡,故A正確，BCD錯(cuò)誤.

r3

3.使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的箔片張開(kāi)。下列各圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況，正確的

是（）

D

【答案】B

【解析】

【詳解】由靜電感應(yīng)特點(diǎn)可知，近端感應(yīng)出異種電荷，遠(yuǎn)端感應(yīng)出同種電荷，故選B。

【點(diǎn)睛】

4.如圖所示，在固定的正點(diǎn)電荷。的電場(chǎng)中，一個(gè)正點(diǎn)電荷q只受電場(chǎng)力，沿著一條電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)。已知該點(diǎn)電荷經(jīng)

過(guò)"點(diǎn)時(shí)的加速度是經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的加速度的2倍，則下列說(shuō)法中正確的是（）

g.------------2_._邑

?MN

A.N點(diǎn)距Q的距離一定是“點(diǎn)距。的距離的V2倍

B.它經(jīng)過(guò)歷點(diǎn)時(shí)的速度一定是經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的速度的血倍

C.它經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能一定是經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能的2倍

D.它運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功一定是運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功的血倍

【答案】A

【解析】

【詳解】A.根據(jù)

,qQ

k二ma

r

可得

a工

mr

已知點(diǎn)電荷經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)的加速度是經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的加速度的2倍，則N點(diǎn)距Q的距離一定是M點(diǎn)距Q的距離的J5

倍，選項(xiàng)A正確；

BC.根據(jù)動(dòng)能定理

軻*g%=UMNq

則它經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)的速度不一定是經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的速度的血倍；經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能不一定是經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能的2

倍，選項(xiàng)BC錯(cuò)誤；

D.因電荷到達(dá)兩點(diǎn)時(shí)速度關(guān)系不能確定，則也不能確定它運(yùn)動(dòng)到MN點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功的大小關(guān)系，選項(xiàng)

D錯(cuò)誤。

故選Ao

5.在某靜電場(chǎng)中把一個(gè)+4的檢驗(yàn)電荷從無(wú)限遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中的A點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做功為卬。則檢驗(yàn)電荷在A點(diǎn)的電

勢(shì)能七四以及電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)力分別為（）

WW

A.EA=W,限=一B.EA=W,%=------

44

ww

E=-W,

cnApA，6=一D.EpA=-W,9A=一

qq

【答案】D

【解析】

【詳解】無(wú)窮遠(yuǎn)為零勢(shì)面，+4的檢驗(yàn)電荷從電場(chǎng)的無(wú)限遠(yuǎn)處被移到電場(chǎng)中的A點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做的功為

Wvv=E-E

可得

4=-W

根據(jù)電勢(shì)的定義可得

EpA一卬

%=q=-

qq

故選Do

6.如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，水平等距離的虛線表示其等勢(shì)面，帶電量Q=-0.5x10Toe的粒子（不考慮粒子所受重

力）在電場(chǎng)力作用下從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到8點(diǎn)，動(dòng)能增加0.5X1（T9J,4點(diǎn)電勢(shì)為—1（）V,下列關(guān)于粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡和B

點(diǎn)電勢(shì)的說(shuō)法中正確的是（）

------------------------------:--------------------

IZ

一丁b

A.粒子沿軌道1運(yùn)動(dòng)，8點(diǎn)電勢(shì)為零

B.粒子沿軌道2運(yùn)動(dòng)，B點(diǎn)電勢(shì)為20V

C.粒子沿軌道1運(yùn)動(dòng)，2點(diǎn)電勢(shì)為一20V

D.粒子沿軌道2運(yùn)動(dòng)，B點(diǎn)電勢(shì)為-20V

【答案】A

【解析】

【詳解】粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到8點(diǎn)，動(dòng)能增加，電場(chǎng)力做正功，電場(chǎng)力方向必定向上，又根據(jù)電場(chǎng)力將指向運(yùn)動(dòng)軌跡

的內(nèi)側(cè)，所以粒子沿軌道1運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理，有

QJB

又

UAB=(PA-(PB

所以

%=9A—ZB=-10V—(—10)V=0

故A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選Ao

7.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為8=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，固定一根與磁場(chǎng)方向垂直的通電直導(dǎo)線OO',在導(dǎo)線外，以導(dǎo)

線截面的中心為圓心的圓周上有〃、氏C、d四個(gè)點(diǎn)。已知C點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為后，方向斜向右上方，并與磁感

應(yīng)強(qiáng)度B方向的夾角為45。，則下列說(shuō)法正確的是

A.直導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向里

B.a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與c點(diǎn)的相同

C.d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零

D4點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零

【答案】D

【解析】

【詳解】A.由題，c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為后，方向斜向右上方，并與8的夾角為45。，說(shuō)明通電導(dǎo)線在c點(diǎn)產(chǎn)生

的磁感應(yīng)強(qiáng)度與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，也是1T,方向向上，根據(jù)安培定則判斷可知，直導(dǎo)線中的電流

方向垂直紙面向外；故A錯(cuò)誤。

B.通電導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為1T,由安培定則可知，通電導(dǎo)線在。處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下，

根據(jù)平行四邊形與勻強(qiáng)磁場(chǎng)進(jìn)行合成得知，〃點(diǎn)感應(yīng)強(qiáng)度為后，方向與水平方向成45。斜向右下方，與c點(diǎn)的磁

感應(yīng)強(qiáng)度得方向不同；故B錯(cuò)誤。

C.電流的方向向外，則電流在d點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)得方向向右，大小為1T,所以d點(diǎn)得磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2T,方向

向右；故C錯(cuò)誤。

D.通電導(dǎo)線在b處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向左，則〃點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為0;故D正確。

故選D

8.如圖為速度選擇器示意圖，PHP2為其兩個(gè)極板.某帶電粒子以速度vo從Si射入，恰能沿虛線從S2射出.不計(jì)

粒子重力，下列說(shuō)法正確的是

Pi

A.極板Pi的電勢(shì)一定高于極板P2的電勢(shì)

B.該粒子一定帶正電

C.該粒子以速度2Vo從Si射入，仍能沿虛線從S2射出

D.該粒子以速度V。從S2射入，也能沿虛線從Si射出

【答案】A

【解析】

【詳解】A.當(dāng)粒子在正交的電場(chǎng)和磁場(chǎng)的區(qū)域內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力和洛倫茲力等大且方向相反.假設(shè)帶電粒子

帶正電，由左手定則可判斷，粒子將受到的應(yīng)為豎直向上洛倫茲力，所以電場(chǎng)力豎直向下的，電場(chǎng)的方向應(yīng)向下，

則上極帶正電，若帶負(fù)電，則洛倫茲力向下，則電場(chǎng)力向上，上極仍帶正電，選項(xiàng)A正確.

B.設(shè)帶電粒子帶正電，由左手定則可判斷，粒子將受到的應(yīng)為豎直向上的洛倫茲力，豎直向下的電場(chǎng)力；如粒子帶

負(fù)點(diǎn)，由左手定則可判斷，粒子將受到的應(yīng)為豎直向下的洛倫茲力，豎直向上的電場(chǎng)力，仍能沿直線通過(guò).故B錯(cuò)

誤.

C.若粒子以速度2Vo從，射入，受到洛侖磁力增大，但是電場(chǎng)力不變，故粒子不能沿著直線運(yùn)動(dòng)，不能沿虛線從

S2射出.故C錯(cuò)誤.

D.帶電粒子從S2射入，所受的電場(chǎng)力方向不變，而洛倫茲力方向會(huì)變?yōu)榕c電場(chǎng)力相同，此時(shí)帶電粒子將發(fā)生偏

轉(zhuǎn).故D錯(cuò)誤.

9.圖1為洛倫茲力演示儀的實(shí)物圖，圖2為結(jié)構(gòu)示意圖。演示儀中有一對(duì)彼此平行的共軸串聯(lián)的圓形線圈（勵(lì)磁線

圈），通過(guò)電流時(shí)，兩線圈之間產(chǎn)生沿線圈軸向、方向乘直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。圓球形玻璃泡內(nèi)有電子槍，電子

槍發(fā)射電子，電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。電子速度的大小可由電子槍的加速電壓來(lái)調(diào)節(jié)，磁場(chǎng)強(qiáng)弱可由勵(lì)磁線

圈的電流來(lái)調(diào)節(jié)。下列說(shuō)法正確的是（）

圖1圖2

A.僅使勵(lì)磁線圈中電流為零，電子槍中飛出的電子將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B.僅提高電子槍加速電壓，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑將變小

C.僅增大勵(lì)磁線圈中電流，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期將變小

D.僅提高電子槍加速電壓，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期將變小

【答案】C

【解析】

【詳解】A.僅使勵(lì)磁線圈中電流為零，則沒(méi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電子僅在加速電壓下加速，由于電場(chǎng)不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，所

以電子不是做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。A錯(cuò)誤；

B.僅提高電子槍加速電壓，則電子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度增大，根據(jù)牛頓第二定律得

V2

qvB=m—

解得

mv

r-——

qB

速度增大時(shí)，半徑增大。B錯(cuò)誤；

CD.帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期公式為

.27Vm

1=------

qB

所以僅增大勵(lì)磁線圈中電流即增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，周期減小，僅提高電子槍加速電壓即增大粒子速度，周期不變。C

正確，D錯(cuò)誤。

故選C。

10.如圖所示，一對(duì)平行金屬板水平放置，板間電壓為口，一個(gè)電子沿MN以初速度必從兩板的左側(cè)射入，剛好從

右側(cè)射出。若板間電壓變?yōu)镾,另一個(gè)電子也沿MN以初速度也從兩板的左側(cè)射入，但沒(méi)有從右側(cè)射出。一定能

引起上述現(xiàn)象發(fā)生的條件是（不計(jì)電子的重力，MN平行于金屬板）

Aif--9~?--------------------N

+i

A.>a且彩>WB.。2>。|且%<V1

C.<U|且丫2>VlD.。2<U]且V2VV,

【答案】B

【解析】

【詳解】電子在金屬板間運(yùn)動(dòng)，只受電場(chǎng)力作用，那么電子做類平拋運(yùn)動(dòng)，電子在用N方向做勻速運(yùn)動(dòng)，則

x-vt

豎直方向電子做勻加速運(yùn)動(dòng)

12L%占

y=—ar

22dmv2

Ux1

因兩次y、d、m、q相同，則上=為定值，因?>X2,則

v

匕匕

則一定能滿足此關(guān)系的條件是>a且嗎<w；

A.且丫2>匕，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;

B.。2>01且為<匕，與結(jié)論相符，選項(xiàng)B正確；

c.。2<5且匕>匕，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)C錯(cuò)誤;

D.且彩〈匕，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；

故選Bo

二、實(shí)驗(yàn)題

11.電流傳感器可以像電流表一樣測(cè)量電流，由于它與計(jì)算機(jī)相連，還能顯示出電流隨時(shí)間變化的4圖像。照?qǐng)D甲

連接電路，先使開(kāi)關(guān)s與1端相連，電源向電容器充電，這個(gè)過(guò)程可在短時(shí)間內(nèi)完成。然后把開(kāi)關(guān)S擲向2端，電

容器通過(guò)電阻R放電，傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī)，屏幕上顯示出電流隨時(shí)間變化的1-t圖像如圖乙所示。

（1）在圖中畫一個(gè)豎立的狹長(zhǎng)矩形（在圖乙的最左邊），它的面積的物理意義是（填寫面積所代表物

理量的名稱）

（2）根據(jù)/，圖像估算電容器在全部放電過(guò)程中釋放的電荷量約為C（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）。

（3）若對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)S與1端相連的充電過(guò)程，電荷量隨時(shí)間變化的伏f圖像的示意圖是怎樣的？請(qǐng)?jiān)趫D丙中定性畫出

【解析】

【詳解】（1）UL根據(jù)<?=〃可知，在圖中畫一個(gè)豎立的狹長(zhǎng)矩形，它的面積的物理意義是電荷量；

（2）[2].根據(jù)■圖像估算，圖像與坐標(biāo)軸圍成的格子數(shù)為36個(gè)，則電容器在全部放電過(guò)程中釋放的電荷量約為

<?=36X0.2X10-3X0.4C?3X10_3C

（3）[3].若對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)S與1端相連的充電過(guò)程中，開(kāi)始時(shí)充電電流較大，則伏f圖像的斜率較大，隨著充電電流逐

漸減小，則飲f圖像斜率逐漸減小，最后趨于穩(wěn)定，則圖像如圖；

12.如圖所示是定性研究平行板電容器的電容與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系的裝置，平行板電容器的A板與靜電計(jì)相連，8板

和靜電計(jì)金屬殼都接地.若充電后保持電容器帶電量不變，試指出下列三個(gè)圖所示的情況下，靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角

度變化情況.（填增大、減小或不變）

①②③

①正對(duì)面積減小時(shí)，靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角度:

②板間距離增大時(shí)，靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角度:

③插入電介質(zhì)時(shí)，靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角度.

【答案】①.增大；②.增大；③.減??；

【解析】

【分析】靜電計(jì)測(cè)量的是電容器兩極板間的電勢(shì)差，電勢(shì)差越大，金屬箔張角越大.根據(jù)c=蕊，判斷電容的

變化，根據(jù)判斷電勢(shì)差的變化.

【詳解】①正對(duì)面積減小時(shí)，根據(jù)C=荒，判斷電容變小，電容器的帶電量Q不變，根據(jù)u4判斷電勢(shì)差

變小，所以靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角度增大；

②板間距離增大時(shí)，電容變小，電容器的帶電量Q不變，電勢(shì)差變大，靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角度增大；

③插入電介質(zhì)時(shí)，電容變大，帶電量不變，電勢(shì)差減小，靜電計(jì)指針的偏角減小.

【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵根據(jù)。=上一，判斷電容的變化，根據(jù)u=2判斷電勢(shì)差的變化.

AMC

三、計(jì)算題（要求寫出必要的文字說(shuō)明和步驟。）

13.如圖所示，通電導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為機(jī)、長(zhǎng)為L(zhǎng),水平地放置在傾角為。的光滑斜面上，通以圖示方向的電流，電

流強(qiáng)度為/,要求導(dǎo)體棒ab靜止在斜面上.求：

（1）若磁場(chǎng)方向豎直向上，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大？

（2）若要求磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，則磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小方向如何？

7

e

e

【答案】（1）整則f⑵空蛇，方向垂直于斜面向上

ILIL

【解析】

【詳解】（1）若磁場(chǎng)方向豎直向上，從“向b觀察，導(dǎo)線受力情況如圖甲所示.

甲

由平衡條件得：在水平方向上：

F-FNsmO=Q

在豎直方向上：

mg-FNCOS0=0

其中

F=BIL，

聯(lián)立以上各式可解得：

八mgtan0

D=--------；

IL

（2）若要求磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，則一方面應(yīng)使磁場(chǎng)方向與通電導(dǎo)線垂直，另一方面應(yīng)調(diào)整磁場(chǎng)方向使與重力、支持

力合力相平衡的安培力最小。如圖乙所示，由力的矢量三角形討論可知，當(dāng)安培力方向與支持力垂直時(shí)，安培力最

小，對(duì)應(yīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，設(shè)其值為Bmin,

則：

得：

_mgsin3

D—?

m,nIL

根據(jù)左手定則判定知，該磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上.

答：(1)若磁場(chǎng)方向豎直向上，則磁感應(yīng)強(qiáng)度3=巡橫堂

(2)若要求磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為紇1bl=鱉皎，方向垂直于斜面向上。

14.如圖所示，長(zhǎng)為/的絕緣細(xì)線一端懸于。點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為機(jī)的帶電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))?，F(xiàn)將此裝置放

在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E,小球靜止在A點(diǎn)，此時(shí)細(xì)線與豎直方向成37。角。己知電場(chǎng)的范

圍足夠大，空氣阻力可忽略不計(jì)，重力加速度為g,sin370=0.6,cos37°=0.8?

(1)請(qǐng)判斷小球的電性，并求小球所帶電荷量的大??；

(2)求0A兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UOA；

(3)若將小球從A點(diǎn)在豎直面內(nèi)向左拉起至與。點(diǎn)處于同一水平高度且距。點(diǎn)為/的。，點(diǎn)由靜止釋放，求小球此

后運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度大小；

【答案】(1)負(fù)電，q=2空；(2)-0.6&；(3)也包

4E2

【解析】

【詳解】(1)由圖可知，帶電小球靜止時(shí)電場(chǎng)力水平向左，電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向右，所以小球帶負(fù)電；小球受重

力、電場(chǎng)力和細(xì)線的拉力，根據(jù)平衡條件有

Tcos37°=，"g

八皿37。=必

解得

3mg

q—

4E

(2)據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系可得

UOA=-E/sin37°=-Elx0.6=-06EI

(3)對(duì)小球從。到最低點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理得

mgl-qEl=；mv2

所以

2

15.如圖所示，質(zhì)量為機(jī)、電荷量為g的粒子，從容器4下方的小孔，不斷飄入電壓為U的加速電場(chǎng)，其初速度幾

乎為零。粒子經(jīng)過(guò)小孔S2沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，

隨后離開(kāi)磁場(chǎng)。不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用。

（1）判斷粒子所帶電荷的電性；

（2）求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度大小也

（3）粒子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的位置與小孔S2之間的距離I.

\2qU_,2

【答案】（1）帶正電（2）v⑶F

m

【解析】

【詳解】（1）根據(jù)粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)方向，結(jié)合左手定則可知粒子帶正電;

（2）粒子在電場(chǎng)中加速的過(guò)程有

qU=^mv2

得

哼產(chǎn)

Vm

（3）洛侖茲力提供向心力

V2

Bqv=m—

R

則粒子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的位置與小孔S2之間的距離

5琳等

16.電場(chǎng)中的等勢(shì)面是一簇互相平行的平面，間隔均為k1cm,各等勢(shì)面的電勢(shì)如圖所示，現(xiàn)有一質(zhì)量為m=O.lkg

的帶電小球，以速度uo=2m/s射入電場(chǎng)，陽(yáng)的方向與水平方向成45。斜向上，要使質(zhì)點(diǎn)作直線運(yùn)動(dòng)（g=10m/s2）貝lj：

(1)小球帶何種電荷？電量是多少.

(2)在入射方向的最大位移是多少.

(3)起點(diǎn)和終點(diǎn)的電勢(shì)差為多少.

【答案】(l)10-4c；(2)立由；(3)-1000V

10

【解析】

【詳解】(1)電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，且由等勢(shì)面高處指向等勢(shì)面低處，得知電場(chǎng)線方向水平向左.

小球做直線運(yùn)動(dòng)，則知電場(chǎng)力和重力的合力方向與速度方向在同一條直線上，其受力分析如圖所示:

200V

電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為

^7=f^=10000V/m

因電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，則小球帶正電，且有

mg=qE

則有

^0Jxl0.

q==104c

E10000

(2)帶電小球沿入射方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，其加速度為

m

則微粒在入射方向的最大位移為

/=應(yīng)=也m

2a10

(3)因?yàn)檠刂妶?chǎng)線方向電勢(shì)降低，終點(diǎn)電勢(shì)高，所以起點(diǎn)和終點(diǎn)的電勢(shì)差為

t/=-Er,sin45°=-1000x—X—=-1000V

102

【點(diǎn)睛】微粒只受重力和電場(chǎng)力作用，微粒做直線運(yùn)動(dòng)，則知其合力的方向與速度方向在同一條直線上.根據(jù)平行

四邊形定則求出電場(chǎng)力的大小和方向，從而確定微粒的電性和電荷量.根據(jù)動(dòng)能定理求出小球進(jìn)入電場(chǎng)后在入射方

向上的最大位移.或根據(jù)牛頓第二定律和速度位移公式結(jié)合求解.

17.如圖所示，水平放置的兩塊帶金屬極板6平行正對(duì).極板長(zhǎng)度為/,板間距為4板間存在著方向豎直向下、場(chǎng)強(qiáng)

大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).假設(shè)電場(chǎng)、磁場(chǎng)只顧在于兩板間.一質(zhì)量為機(jī)、電荷量為q的粒

子，以水平速度W從兩極板的左端正中央沿垂直于電場(chǎng)、磁場(chǎng)的方向入極板間，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng).不計(jì)重力及

空氣阻力.

(1)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；

(2)若撤去磁場(chǎng)，粒子能從極板間射出，求粒子穿過(guò)電場(chǎng)時(shí)沿電場(chǎng)方向移動(dòng)的距離；

(3)若撤去磁場(chǎng)，并使電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，粒子將打在下極板上，求粒子到