物理試題

一、選擇題（本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1-8

題只有一項(xiàng)符合題目要求：第9-12題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全

的得2分，有選錯(cuò)的得0分）

1.關(guān)于物理學(xué)史下列說(shuō)法正確的是（）

A.庫(kù)倫用油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了電子的電量

B.安培發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)現(xiàn)象

C.法拉第最先提出力線與場(chǎng)的觀點(diǎn)

D.麥克斯韋最先發(fā)現(xiàn)了電磁波

【答案】C

【解析】

【詳解】A.密立根用油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了電子的電量，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)現(xiàn)象，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.法拉第最先提出力線與場(chǎng)的觀點(diǎn)，選項(xiàng)C正確；

D.麥克斯韋最先預(yù)言了電磁波，赫茲最早用實(shí)驗(yàn)證明了電磁波的存在，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選Co

2.如圖所示，一個(gè)粒子源發(fā)出很多種帶電粒子，經(jīng)速度選擇器后僅有甲、乙、丙、丁四種粒子沿平行于紙

面的水平直線穿過(guò)豎直擋板"N上的小孔。，之后進(jìn)入正方形虛線框內(nèi)，虛線框內(nèi)分布著垂直紙面向里的

勻強(qiáng)磁場(chǎng)，四種粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，則關(guān)于速度選擇器兩極板間磁場(chǎng)方向和四種粒子的比荷大小說(shuō)

法正確的是（）

A.垂直于紙面向里，甲比荷最大

B.垂直于紙面向里，丙的比荷最大

C.垂直于紙面向外，丙的比荷最大

D.垂直于紙面向外，丁的比荷最大

【答案】A

【解析】

【詳解】由圖可知甲、乙粒子向上偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則可知甲、乙粒子帶正電，所以甲、乙粒子在速度選

擇器中所受電場(chǎng)力向下，則所受洛倫茲力向上，所以速度選擇器兩極板間磁場(chǎng)方向垂直紙面向里；設(shè)粒子

在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為R,根據(jù)牛頓第二定律有

v2

qvB=m—

R

解得

R=—

Bq

易知四種粒子的速度大小相同滿足=所以R越小，比荷越大，所以甲的比荷最大。綜上所述可

知A正確。

故選A。

3.如圖所示，某種均勻介質(zhì)中有兩個(gè)頻率和相位均相同的波源Si和S2,兩波源振動(dòng)方向均與紙面垂直，

產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧波沿兩波源連線傳播。已知兩波源相距13m,波長(zhǎng)為4m,則在兩波源之間的連線上振動(dòng)加強(qiáng)

點(diǎn)的個(gè)數(shù)為()

S]S

??----------

A.4B.5C.6D.7

【答案】D

【解析】

【詳解】振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)應(yīng)滿足到兩波源的距離差為半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍，而振動(dòng)減弱點(diǎn)是波程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)

倍，而波長(zhǎng)2=4m,兩波源的距離為

s=13m=32+—2

4

兩波源的兩線中點(diǎn)，波程差為

Ay=0

為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)；與兩波源的兩線中點(diǎn)，每間隔的距離

-=2m

2

為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)；則在兩波源之間的連線上振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)距離邑的距離為0.5m、2.5m、4.5m、6.5m、

8.5m、10.5m、12.5m處的點(diǎn)，故在兩波源之間的連線上振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的個(gè)數(shù)為7,故ABC錯(cuò)誤，D正

確。

故選D。

4.在如圖甲所示的電路中，電阻"=與=尺，圓形金屬線圈半徑為。線圈導(dǎo)線的電阻也為R,半徑為

r2（4＜［）的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度8隨時(shí)間f變化的關(guān)系如圖

乙所示，圖線與橫、縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)分別為2和綜，其余導(dǎo)線的電阻不計(jì)。閉合開(kāi)關(guān)S,至/=0的計(jì)時(shí)

時(shí)刻，電路中的電流已經(jīng)穩(wěn)定，下列說(shuō)法正確的是（）

甲乙

A.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為虹LB.%時(shí)間內(nèi)流過(guò)用的電量為空生

%R

C.電容器下極板帶負(fù)電D.穩(wěn)定后電容器兩端電壓的大小為”工

3/°

【答案】D

【解析】

【詳解】A.由法拉第電磁感應(yīng)定律知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

AC3"B。

口——-------------O——---------------

ACA/t0

故A錯(cuò)誤；

B.由閉合電路歐姆定律得感應(yīng)電流為

/=E=兀WB。

R+R1+&3秋

辦時(shí)間內(nèi)流過(guò)用的電量為

故B錯(cuò)誤;

C.由楞次定律知圓形金屬線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，金屬線圈相當(dāng)于電源，電源內(nèi)部的電流從

負(fù)極流向正極，則電容器的下極板帶正電，上極板帶負(fù)電，故c錯(cuò)誤；

D.穩(wěn)定后電容器兩端電壓的大小為

U=IR=至之

3/。

故D正確。

故選D。

5.回旋加速器的工作原理如圖所示。Di和D2是兩個(gè)中空的半圓金屬盒，處于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，

它們之間有一定的電勢(shì)差U。A處的粒子源產(chǎn)生的帶電粒子在加速器中被加速。下列說(shuō)法正確的是

A.帶電粒子在D形盒內(nèi)被磁場(chǎng)不斷地加速

B.交流電源的周期等于帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期

C.兩D形盒間電勢(shì)差U越大，帶電粒子離開(kāi)D形盒時(shí)的動(dòng)能越大

D.加速次數(shù)越多，帶電粒子離開(kāi)D形盒時(shí)動(dòng)能越大

【答案】B

【解析】

【詳解】A.帶電粒子在D形盒內(nèi)被電場(chǎng)不斷地加速，在磁場(chǎng)中動(dòng)能不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.交流電源的周期等于帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期，這樣才能保證粒子每經(jīng)過(guò)D型盒間隙時(shí)均能被電場(chǎng)

加速，選項(xiàng)B正確；

CD.由

V2

qvB=m——

R

可得帶電粒子離開(kāi)D形盒時(shí)的動(dòng)能

B2glM

E=-mv2

k22m

則最大動(dòng)能與兩D形盒間電勢(shì)差U無(wú)關(guān)，與加速次數(shù)無(wú)關(guān)，選項(xiàng)CD錯(cuò)誤；

故選B。

6.如圖，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，質(zhì)量為加、電荷量為q（00）的帶電粒子從圓周上的

M點(diǎn)沿直徑MON方向射入磁場(chǎng)。若粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為匕，離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)60°；若

射入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為丫2,離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)90°.不計(jì)重力，則;為O

A.1B.Be.走D.6

232

【答案】D

【解析】

【詳解】根據(jù)題意，粒子兩次射入磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示

設(shè)磁場(chǎng)的圓形區(qū)域半徑為，，由幾何關(guān)系可知，兩次軌跡圓的半徑分別為

R.=—--=島

tan30°

R2-r

由洛倫茲力提供向心力可知

v2

qvB=m——

R

則粒子的速度

丫=幽

m

則粒子兩次的入射速度之比為

2L=A

V2g

解得

K=6

丫2

故選D。

7.在真空中有水平放置的兩個(gè)平行、正對(duì)金屬平板，板長(zhǎng)為/,兩板間距離為d,在兩極板間加一電壓如

圖乙，質(zhì)量為加，電荷量為e的電子以速度w從兩極板左端中點(diǎn)沿水平方向連續(xù)不斷地射入兩平行板之

間。若電子經(jīng)過(guò)兩極板間的時(shí)間相比電壓變化的周期可忽略不計(jì)，不考慮電子間的相互作用和相對(duì)論效

應(yīng)，貝U()

當(dāng)時(shí)?22,

A.所有電子都能從極板的右端射出

el

B.當(dāng)。〉m絲d2V要2時(shí)，將沒(méi)有電子能從極板右端射出

el2

2md2v2

當(dāng)。幽3時(shí)，有電子從極板右端射出的時(shí)間與無(wú)電子從極板右端射出的時(shí)間之比為1：2

mel2

D.當(dāng)。絲"時(shí)，有電子從極板右端射出的時(shí)間與無(wú)電子從極板右端射出的時(shí)間之比為1：V2

【答案】A

【解析】

【分析】

【詳解】?jī)砂彘g電壓為Um時(shí)，由牛頓第二定律可得

U

e——m=ma

d

電子做類平拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向上

I=vot

在豎直方向上

y--at

2

聯(lián)立可得,當(dāng)=1時(shí),即電子恰好從極板邊緣飛出,止匕時(shí)U.尸m上d2會(huì)V之

l

A.當(dāng)。〈絲md2要V時(shí)，所有電子都能從極板的右端射出，A正確;

mxiZ2

ad2y2md2v2

B.當(dāng)?！祮?時(shí)，電壓小于等于絲時(shí)有電子射出，電壓大于絲普時(shí)電子打到極板上，沒(méi)有

el2el2el2

電子射出，故將有部分電子能從極板的右端射出，B錯(cuò)誤；

2md2Vl

CD.當(dāng)Um=,°時(shí),類比C選項(xiàng)的分析結(jié)合乙圖的特點(diǎn)可知，有電子從極板右端射出的時(shí)間與無(wú)電

m"2

子從極板右端射出的時(shí)間之比為1：1,同理可知，當(dāng)U時(shí),有電子從極板右端射出的時(shí)間

m_/2

與無(wú)電子從極板右端射出的時(shí)間之比為1：（點(diǎn)-1）,CD錯(cuò)誤。

故選Ao

8.如圖所示，三根長(zhǎng)為3電流大小均為/的直線電流在空間構(gòu)成等邊三角形，其中A、B電流的方向均垂

直紙面向外，C電流的方向垂直紙面向里。A、B電流在C處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為線，導(dǎo)線C位于

水平面上且處于靜止?fàn)顟B(tài)，則導(dǎo)線C受到的靜摩擦力為（）

/缸

I解

B的

C.—B0IL，方向水平向左D.y/3B0IL,方向水平向左

【答案】D

【解析】

【詳解】如圖所示

BB,

AB電流在C處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小都為Bo,根據(jù)右手螺旋定則和力的平行四邊形定則，由幾何關(guān)系

得

由左手定則可知，導(dǎo)線c所受的安培力方向水平向右，大小為

F=^[3B0IL

由于導(dǎo)線C位于水平面處于靜止?fàn)顟B(tài)，故導(dǎo)線C受到的摩擦力大小為g穌〃，方向水平向左。

故選D。

9.如圖所示，光滑圓環(huán)豎直固定，A為圓環(huán)上的最高點(diǎn)，橡皮條上端固定在A點(diǎn)，下端連接一套在圓環(huán)上

的輕質(zhì)小環(huán)位于B點(diǎn)，48與豎直方向的夾角。=30，用光滑鉤拉橡皮條中點(diǎn)，將橡皮條中點(diǎn)拉至圓環(huán)上

C點(diǎn)（橡皮條未與圓環(huán)接觸）時(shí)，鉤的拉力大小為R=206N，為保持小環(huán)靜止于8點(diǎn)，需給小環(huán)施加

一作用力尸'，則下列說(shuō)法中正確的是（）

A

A.若少沿豎直方向，則尸'=20N

B.若廣沿水平方向，則9=20N

C.F'的最小值為10N

D.的最大值為20N

【答案】BC

【解析】

【詳解】A.根據(jù)幾何關(guān)系可知，ABC為等邊三角形，則在C點(diǎn)對(duì)C質(zhì)點(diǎn)分析有

2F0cos30=F

解得

4=20N

若F'沿豎直方向，為了確保小環(huán)平衡，則此時(shí)少的方向必定豎直向上，圓環(huán)對(duì)小環(huán)的彈力方向背離圓

心，對(duì)輕質(zhì)小環(huán)分析，其過(guò)B點(diǎn)切線方向的合力為0,則有

F'cos30=Fosin30

解得

尸上N

3

A錯(cuò)誤；

B.若N沿水平方向，為了確保小環(huán)平衡，則圓環(huán)的彈力必定為零，則有

F'=F0=20N

B正確;

C.圓環(huán)彈力始終沿過(guò)8點(diǎn)的半徑，根據(jù)力學(xué)矢量三角形規(guī)律，作出小環(huán)受力動(dòng)態(tài)三角形，如圖所示

可知當(dāng)〃的方向與過(guò)8點(diǎn)的半徑垂直時(shí)，F(xiàn)取最小值，則最小值為

Fsin30=—N=10N

o2

C正確;

D.根據(jù)上述可知，當(dāng)力F的方向由與過(guò)8點(diǎn)的半徑垂直逐漸靠近圓環(huán)的圓心時(shí)，尸，逐漸增大，且趨近

于無(wú)窮大，即沒(méi)有最大值，D錯(cuò)誤。

故選BC。

10.兩個(gè)點(diǎn)電荷價(jià)、%固定在無(wú)軸上，一帶負(fù)電粒子的電勢(shì)能Ep隨位置x的變化規(guī)律如圖所示，當(dāng)粒子只

在靜電力作用下在XI?尤2之間運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下判斷正確的是()

A.xi?尤2之間的電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸正方向B.xi處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零

C.從XI到X2帶電粒子的速度一直減小D.從尤1到尤2帶電粒子的加速度一直增大

【答案】AC

【解析】

【詳解】A.由題圖可得帶負(fù)電的粒子從AXI到戶檢電勢(shì)能增大，由丸=4?？芍妱?shì)降低，則制?尬之

間電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸正方向，故A正確；

B.4-x圖像中圖線的切線的斜率的絕對(duì)值的大小表示靜電力的大小，圖線在處的切線的斜率不為

零，則靜電不為零，該處的電場(chǎng)強(qiáng)度也不為零，故B錯(cuò)誤；

C.只在靜電力作下的粒子的動(dòng)能與電勢(shì)能之和保持不變，從X=X1到X=X2,粒子的電勢(shì)能一直增大，則動(dòng)

能一直減小，其速度一直減小，故C正確；

D.從X=XI到X=X2,%-尤圖像中圖線的切線的斜率漸減小，所以粒子受到的靜電力逐漸減小，加速度也逐

減小，故D錯(cuò)誤。

故選AC。

11.如圖所示，水平桌面上有一個(gè)半徑為7?的導(dǎo)線框，虛線右側(cè)存在垂直于桌面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。導(dǎo)線

框在外力產(chǎn)的作用下沿垂直方向勻速進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，以初始位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，規(guī)定：電流沿逆時(shí)針?lè)?/p>

向時(shí)的為正，外力尸向右為正，則以下關(guān)于線框中的感應(yīng)電流八外力產(chǎn)、電功率尸隨時(shí)間變化的圖像可能

正確的是（）

MXXXX

MXXXX

【解析】

【詳解】AB.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)線框的磁通量增大，由楞次定律可知導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的

方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，設(shè)導(dǎo)線框切割磁感線的有效長(zhǎng)度為/,導(dǎo)線框勻速運(yùn)動(dòng)的速度為也導(dǎo)線框的電阻為

則導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)一半前的過(guò)程中

I=RsmO=^2Rvt—v2r

導(dǎo)線框中電流

=型=型國(guó)即.v寸

rrr

導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中電流增大，導(dǎo)線框的一半進(jìn)入磁場(chǎng)前的瞬間切割磁感線的有效長(zhǎng)度為R,導(dǎo)線框的

一半進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間切割磁感線的有效長(zhǎng)度為2R,導(dǎo)線框的電流大小瞬間加倍，導(dǎo)線框一半進(jìn)入磁場(chǎng)后,

導(dǎo)線框切割磁感線的有效長(zhǎng)度減小，導(dǎo)線框中的電流減小

.2BvI22~~2

t=—JR-v%

2r

故A正確，B錯(cuò)誤;

C.由于導(dǎo)線框勻速運(yùn)動(dòng)，所以外力尸與安培力大小相等，安培力的方向阻礙導(dǎo)線框磁通量的增大，方向

向左，則外力尸的方向與安培力的方向相反，始終水平向右，故C錯(cuò)誤;

D.電功率與外力廠的功率相等

導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)一半前的過(guò)程中

P^-^Rvt-vh2）

導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中電功率增大，導(dǎo)線框的一半進(jìn)入磁場(chǎng)前的瞬間切割磁感線的有效長(zhǎng)度為R,導(dǎo)線框

的一半進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間切割磁感線的有效長(zhǎng)度為2R,導(dǎo)線框的電功率大小瞬間變?yōu)樵瓉?lái)的4倍；導(dǎo)線框一

半進(jìn)入磁場(chǎng)后，導(dǎo)線框切割磁感線的有效長(zhǎng)度減小，電功率為

故D正確。

故選AD?

12.如圖所示，平行虛線M、N間，N、尸間有垂直于光滑水平面、方向相反、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為2的勻

強(qiáng)磁場(chǎng)，每個(gè)磁場(chǎng)的寬度均為心邊長(zhǎng)為乙、質(zhì)量為加、電阻為R的粗細(xì)均勻的單匝金屬線框。區(qū)力靜止在

水平面上，ab邊離虛線M的距離也為L(zhǎng)用水平拉力F（大小未知）作用在金屬線框上，使金屬線框在

水平面上向右做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，線框運(yùn)動(dòng)過(guò)程中邊始終與M平行，ab邊剛進(jìn)磁場(chǎng)的一

瞬間，受到的安培力大小為耳，則下列判斷正確的是（）

P

xx

XX：

XX；

XX；

XX：

XX;

XX;

XX；

A,線框運(yùn)動(dòng)的加速度大小為」

2B415

B.線框穿過(guò)虛線N的過(guò)程中，通過(guò)線框?qū)Ь€橫截面的電量為0

C.線框進(jìn)左邊磁場(chǎng)過(guò)程中安培力的沖量小于出右邊磁場(chǎng)過(guò)程中安培力的沖量

D.線框穿過(guò)整個(gè)磁場(chǎng)的過(guò)程中，拉力尸的最大值為46耳+絲二

128%5

【答案】AD

【解析】

【詳解】A.設(shè)線框ab邊剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)速度大小為匕，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流分別為

E[=BLv1

產(chǎn)

R

則安培力為

F、=BIJ

解得

_F、R

1B2￡2

根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有

v；=2aL

解得

a~2B4L5

A正確;

B.線框穿過(guò)虛線N的過(guò)程中，平均電動(dòng)勢(shì)為

,_A①8/-（一§4）_28.

AtAtAz

電流的平均值為

1=1

R

7=里

Ar

解得

2BL2

q=

R

B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)上述，線框進(jìn)左邊磁場(chǎng)過(guò)程通過(guò)的電荷量與出右邊磁場(chǎng)過(guò)程通過(guò)的電荷量均為

R

則由于安培力的沖量大小為

I安=^LAt=Bq'L

解得

S213

I隹=----

R

即線框進(jìn)左邊磁場(chǎng)過(guò)程中安培力的沖量和出右邊磁場(chǎng)過(guò)程中安培力的沖量相等，C錯(cuò)誤;

D.線框向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，可知令cd邊剛要通過(guò)N邊時(shí)的速度為打，加邊剛要通過(guò)P邊時(shí)的速度

為V3，則有

vj=2a-3L

v3=2a-4L

則對(duì)應(yīng)速度產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)為

E2=2BLV2

￡3=BLV3

對(duì)應(yīng)位置的感應(yīng)電流為

I2=^

2R

I3旦

3R

對(duì)應(yīng)位置根據(jù)牛頓第二定律有

F2—2BI2L=ma

F3-BI3L=ma

解得

/-mF2/?2

■=4百耳+京

Zz>L

〃VnSR2〃

瑪=2片+

ZnL

1-mF2R-

即線框穿過(guò)整個(gè)磁場(chǎng)的過(guò)程中，拉力E的最大值為—1—,D正確。

12B415

故選ADo

二、實(shí)驗(yàn)題(每空2分，共計(jì)14分)

13.如圖所示是用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置.關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是()

A.安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)使限位孔處于豎直方向

B.重物應(yīng)選用密度大的物體

C.應(yīng)先釋放紙帶，后接通電源

D,重物減少的重力勢(shì)能略小于增加的動(dòng)能

【答案】AB

【解析】

【詳解】A.為了減小紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的阻力，安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)使限位孔處于豎直方向，故A正確；

B.為了減小空氣阻力的影響，重物應(yīng)選用體積小、密度大的物體，故B正確；

C.應(yīng)先接通電源，打點(diǎn)穩(wěn)定后釋放紙帶，故C錯(cuò)誤；

D.由于摩擦阻力的原因重物減小的重力勢(shì)能略大于增加的動(dòng)能，故D錯(cuò)誤。

故選AB。

14.某實(shí)驗(yàn)小組在拆解一電子產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)，發(fā)現(xiàn)其使用的電池是一塊扁平電池，如圖甲所示，外殼

上標(biāo)有電動(dòng)勢(shì)為3.5V,為了測(cè)定該電池的實(shí)際電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，小組成員利用下面儀器，設(shè)計(jì)方案對(duì)其進(jìn)行

測(cè)量。

甲乙丙

A.待測(cè)電池

B.電壓表（量程0?3.00V,內(nèi)阻約4000。）

C.電流表（量程0?100mA,內(nèi)阻為3。）

D.電阻箱（阻值范圍。?9999。）

E.電阻箱（阻值范圍0-99.99。）

F.滑動(dòng)變阻器（阻值范圍。?50。，額定電流0.2A）

G.滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0?1000。，額定電流0.2A）

H.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干

（1）小組成員利用現(xiàn)有的器材，設(shè)計(jì)了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)電路圖。實(shí)驗(yàn)室所提供的電表的量程都不夠

大，需要進(jìn)行改裝才能使用。如果將電流表量程擴(kuò)大到0?300mA,則電阻箱用的阻值應(yīng)調(diào)為

。；為滿足測(cè)量電動(dòng)勢(shì)的需要，也需要將電壓表的量程擴(kuò)大為0?3.6V,小組成員采用了以下的

操作：按圖乙連接好實(shí)驗(yàn)器材，檢查電路無(wú)誤后，將S2接b,將R的滑片移至最上端，將電阻箱&調(diào)為

零，閉合Si,斷開(kāi)S3,適當(dāng)移動(dòng)R的滑片，使電壓表示數(shù)為3.00V；保持R接入電路中的阻值不變，改

變電阻箱&的阻值，當(dāng)電壓表示數(shù)為V時(shí)，完成擴(kuò)大量程，斷開(kāi)Si。

（2）為了完成該實(shí)驗(yàn)，滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選,電阻箱&應(yīng)選o（均填寫器材前面字

母標(biāo)號(hào)）

（3）保持電阻箱&的阻值不變，開(kāi)關(guān)S2接a，閉合Si、S3,移動(dòng)Ri的滑片，讀出幾組電表的讀數(shù)U、

I,并作出U-/圖像如圖丙所示，可得該電池的電動(dòng)勢(shì)為V,內(nèi)阻為Q（此間計(jì)算結(jié)

果保留3位有效數(shù)字）

【答案】（1）①.L5②.2.00

（2）①F②.D

（3）①.4.20②.2.50

【解析】

【小問(wèn)1詳解】

[1]⑵電流表內(nèi)阻RA=3Q,如果將電流表量程擴(kuò)大為原來(lái)3倍，由并聯(lián)電路特點(diǎn)（電流與電阻成反比）可

知，分壓電阻阻值為電流表內(nèi)阻的則電阻箱R的阻值應(yīng)調(diào)為

7?3=-R&=—x3。=1.50

由圖乙所示電路圖可知，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，電壓表量程為3.00V,將電壓表量程擴(kuò)大為4.50V,電

壓表滿偏時(shí)，分壓電阻分壓為L(zhǎng)50V,由串聯(lián)電路的特點(diǎn)（電壓與電阻成正比）可知，電壓表內(nèi)阻是串聯(lián)分

壓電阻的2倍，由串聯(lián)電路特點(diǎn)可知，電壓表兩端電壓是分壓電阻兩端電壓的2倍，當(dāng)電壓表和電阻箱以

兩端總電壓是3.00V時(shí)，電壓表示數(shù)為2.00V,分壓電阻兩端電壓是L00V,即完成了擴(kuò)大量程。

【小問(wèn)2詳解】

[1]⑵分壓式接法，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇總阻值較小的F；電壓表內(nèi)阻約為4000。，分壓電阻分壓約為2000。，

因此電阻箱&應(yīng)選擇D。

【小問(wèn)3詳解】

⑴⑵改裝后電流表量程是原電流表量程的3倍，電流表示數(shù)是/時(shí)，電路電流為3/,改裝后電壓表量程是

原電壓表量程的1.5倍，電壓表示數(shù)是U,改裝后電壓表示數(shù)是1.5U,改裝后電流表內(nèi)阻

由圖乙所示電路圖，根據(jù)閉合電路的歐姆定律得

,

E=1.5t/+3/(r+7?A)

整理得

U=-E-2Kr+R'^

3

由圖示U-/圖象可知，縱軸截距

2

b=—E=2.80V

3

圖象斜率的絕對(duì)值

2.80-2.24

k=2\r+R^\=

80x103

代入數(shù)據(jù)解得，電源電動(dòng)勢(shì)

E=4.20V

電源內(nèi)阻

r=2.50Q

三、解答題(每題寫出必要的解題步驟)

15.如圖，真空中存在一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩個(gè)帶等量異種電荷的小球A和B用相同的絕緣細(xì)繩懸掛

在水平天花板下，兩細(xì)繩都恰好豎直，此時(shí)A、B間的距離為L(zhǎng)。兩小球都可視為點(diǎn)電荷，所帶電荷量的絕

對(duì)值都為Q，靜電力常量為左。求：

(1)兩球之間的庫(kù)侖力大小歹；

(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E。

AB

【答案】（1）kj（2）k與

LL

【解析】

【詳解】解：（1）由庫(kù)侖定律得A、B之間的庫(kù)侖力為

F=kl}

（2）設(shè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,則A、B在水平方向受力平衡，則有

QE=4

整理可得

口,Q

16.如圖所示，和PKQ為豎直方向的平行邊界線，水平線將兩邊界圍成區(qū)域分為上下兩部分,

其中I區(qū)域內(nèi)為豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，II區(qū)域內(nèi)為垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為加，電荷量為q的帶

正電粒子從左邊界A點(diǎn)以初速度％垂直邊界進(jìn)入I區(qū)域，從C點(diǎn)離開(kāi)I區(qū)域進(jìn)入H區(qū)域。已知AH=/z,

HC=2h,粒子重力不計(jì)：

（1）求I區(qū)域勻強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；

（2）若兩豎直邊界線距離為4/?,粒子從n區(qū)域左邊界射出,求II區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小范圍;

J????匕

［答案］⑴皿；（2）（后一1）叫＜5＜（0+1）-

2qh2qh2qh

【解析】

【詳解】（1）如下圖所示，粒子從A點(diǎn)至C點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，垂直電場(chǎng)方向有

2h=%乙

平行電場(chǎng)方向有

,12

h=—atl

根據(jù)牛頓第二定律有

Eq=ma

聯(lián)立解得

E=g

2qh

（2）粒子在C點(diǎn)速度的豎直分量

也=M=%

故粒子在c點(diǎn)速度為

VC=\V0+VCy='^■V0

方向?yàn)樾毕蛴蚁路脚c夾角為45。，當(dāng)粒子恰好不從"N邊界出射，粒子軌跡如下圖軌跡①所示

設(shè)此種情況下，粒子在磁場(chǎng)中軌道半徑為小由幾何知識(shí)得

4+/;sin45o=2h

解得

z;=2（2-V2）/z

粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)由洛倫茲力提供向心力

v2

B^qv二m一

解得

(四+1)根%

12qh

當(dāng)粒子恰好不從P。邊界出射，粒子軌跡如圖軌跡②所示，由幾何知識(shí)得

r,-qsin45°=2h

解得

(⑹

G=22+h

粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)由洛倫茲力提供向心力

v2

B2qv=m—

r2

解得

22qh

所以n區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小范圍

(0—1)(&+1)

mv0

Iqh2qh

17.如圖所示的空間內(nèi)有間距為L(zhǎng)的兩平行金屬導(dǎo)軌EPG、FQH,質(zhì)量為2根的光滑金屬桿油從傾斜軌道

上某處由靜止滑下。當(dāng)油桿滑至斜面底端尸。時(shí)進(jìn)入水平軌道(傾斜軌道與水平軌道平滑連接，且水平軌

道足夠長(zhǎng))。質(zhì)量為根的金屬桿W被鎖定在距離斜面底端與處(/未知)?？臻g存在豎直向上的勻強(qiáng)磁

場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為及兩金屬桿長(zhǎng)度均略長(zhǎng)于導(dǎo)軌寬度，并與導(dǎo)軌接觸良好。4桿接入導(dǎo)軌中的電阻為

2R,cd桿接入導(dǎo)軌中的電阻R,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。已知仍桿剛滑進(jìn)水平軌道P、Q位置時(shí)速度為v,重力加

速度為g,求:

(1)用桿剛滑進(jìn)水平軌道P