2013年元旦后高三物理各省试题节选电学实验和电磁场大题及答案(二)

哈三中 2012-2013 学年度高三上学期期末 23、 (10 分 )在利用电流表和电阻箱测定电源电动势和内电阻的实验中，电流表的内阻很小可视为理想电表，电路如图所示，连接好电路并进行如下操作： 闭合开关 S，调节电阻箱的阻值，并记录下每次电阻箱的阻值 R 及对应的电流表 A 示数 I； （ 1）若实验中，某同学仅测量获得两组数据：当电流表读数为 I1 时，电阻箱读数为 R1；当电流表读数为 I2时，电阻箱读数为 R2。 利用所测的 I1， I2， R1， R2可求出： E =， r =。 （ 2）若另一 同学测得 10 组 I、 R 的数据，并作出 图象。 则根据图像 可求出： 电源电动势 E= V， 内电阻 r=。 （ 3）已知某电阻元件 R1的 图 像如图所示， 若用实验的电源给此元件供电， 此元件的热功率为 W。 25 (18 分 )如图所示，在半径为 R 的圆周上的六个等分点分别为 C、 D、 E、 F、 G、 H，其中以 D、 E、 G、 H 为圆心、 R/4 为半径的圆形区域有垂直纸面向里磁感应强度为 B0 的匀强磁场，在圆周两侧关于 O 对称的位置有两单边界匀强磁场。其边界与 HG 所在直线垂直。一个质量为 m 电荷量为 +q 的离子 （不计重力），由 A 点（ A 为 HG 的中点）沿 AH 飞进小圆形磁场，之后沿 HC 方向飞出。离子在几个磁场中飞进飞出做周期性运动，经历一个周期再次沿 AH 方向通过 A 点。 （ 1）求离子速度 v0 的大小？ （ 2）为使离子在两侧磁场区做圆周运动的半径为 3R/2，磁感应强度 B1 的大小？两磁场边界的距离 d 为多少？ （ 3）在（ 2）问的条件下，离子完成一次周期性运动的时间 T 是多少？ 陕西省咸阳市武功县绿野高中 2013 届高三上学期摸底考试 12、 为了较精确地测量一只微安表的内阻，要求按照图所给出的电路进行测量。实 验室中可供选择的器材如下表所示： （ 4 分）实验中滑动变阻器应选用 。 （ 5 分）按照电路图将实物图连成实验电路。 （ 5 分）在实验过程中甲同学先将滑动变阻器 R上的滑片 P 移到最右端，调整电阻箱R 的阻值为零，合上开头 S，再将滑片 P 缓慢左移，使微安表上电流满偏，固定滑片 P 不动，调整 R 的阻值，使微安表上读数正好是满刻度的一半，记下此时 R 的电阻为 896.4 ；乙同学先将滑动变阻器 R上的滑片 P 移到最右端，调整电阻箱 R 的阻值为零，合上开关 S，再将滑片 P 缓慢左移，使微安表上电流满偏。调整 R 的阻值，移动滑片 P，使微安表上读数正好是满刻度的一半，记下此时 R 的电阻为 890.2 。那么微安表的内阻应为 。 14、 如图所示，在 x 轴上方有水平向左的匀强电场 E1，在 x 轴下方有竖直向上的匀强电场E2，且 在 x 轴下方的虚线（虚线与 y 轴成 45）右侧有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为 B有一长为 L 的轻绳一端固定在第一象限内的 O点，且可绕 O点在竖直平面内转动，另一端栓有一质量为 m 的小球，小球带电量为 + q， OO与 x 轴成 45， OO的长度为 L先将小球放在 O正上方，从绳恰好绷直处由静止释放，小球刚进入磁场时将绳子断开求： （ 1）绳子第一次绷紧后小球的速度大小； （ 2）小球刚进入磁场区域时 的速度； （ 3）小球从进入磁场到第一次打在 x轴上经过的时间。 考点： 带电粒子在匀强磁场中的运动 ； 牛顿第二定律 ； 带电粒子在匀强电场中的运动 专题： 带电粒子在复合场中的运动专题 分析： （ 1）在绳没有拉直之前，小球做的是匀加速直线运动，位移的大小为绳的长度，根据匀 变速直线运动的规律可以求得运动的时间； （ 2）当绳被拉直时，小球 沿着 绳方向的速度变为零，只有垂直绳方向的速度的大小，之后在 电场的作用下，小球加 速圆周 运动， 由 动能定理可以求得小球进入磁场 时 的速度的大小； （ 3）小球在磁场中做圆周运动，根据圆周运动的周期公式可以求得小球的在磁场中运动的时间，小球离开磁场后，进入电场 再 做匀速直线运动，由此可以求得小球的运动的总时间 解答： 解：（ 1）小球一开始受到的合力为，做匀加速直线运动 设绳子第一次刚拉直还没有开始绷紧时小球的速度大小为 v 根据动能定理可得： 如图 绳 子绷紧 后的速度 v2= （ 2）设绳子刚绷紧后小球速度大小为 v2， 则进入有磁场的区域时速度的大小为 v3， 则： v2=vcos45 根据动能定理可得： （ 3）带电小球垂直于磁场边界进入有磁场的区域，做匀速圆周运动， 设轨道半径为 r 由牛顿第二定律可得： 带电小球运动半个圆周后，从磁场边界射出有磁场的区域，然后做匀速直线运动， 设匀速直线运动的距离为 d 则，由几何关系得： d=2r 设小球从进入有磁场的区域到第一次打在戈轴上经过的时间为 t 西安市长安区 2013 届 高三年级第一次质量检测 23（ 10 分）某实验 小 组利用下列的电学实验器材探究一段某种导电材料的电阻 器材：电流表 A （ 0 6 A/3 A，内阻小于 0 1） ，电压表 V（ 3 V/15 V，内阻大于 9k） ，学生电源 E（ 3 V 直流电源），变阻器 R（最大阻值为 25 ），定值电阻 R0（ 100） ，开关 K 和导线若干 该小组大约每隔 2 分钟测量一组数据，下面是他们根据记录的实验数据绘制出该电阻的U-I 曲线： （ 1） 由曲线可得出的结论是 _ （ 2） 在方框内画出该小组实验的电路图 （ 3） 该小组用多用电表的“ 10”欧 姆挡试测这段材料 在常温下的电阻，操作步骤正确，发现表头指针偏转的 角度很大为了准确地进行测量，应换到 挡如果 换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么中间欠 缺的步骤是： _补上该步骤后，表盘的示数如图所 示，则该材料的电阻是 _ 25（ 18 分）如图所示，在 y0 的空间中，存在垂直 xOy 平面方向向外的匀强磁场，磁感应强度 B=0.5T一带负电的粒子 （ 比荷 g/m= 50C/kg） ，在 y=-0.1m 处的 P 点以 v0= 10m/s 的初速度沿 x 轴正方向开始运动，不计带电粒子的重力，求： （ 1） 带电粒子开始运动后，第一次通过 x 轴时距 O 点的距离 ； （ 2） 带电粒子进入磁场后，经多长时 间 返回电场； （ 3） 带电粒子开始运动后，第二次通过 x 轴时距 O 点的距离是多少？如果想使粒子返回到 P 点，在其它物理量不变的情况下，磁感应强度 B 应为多少？ 1、 如图所示，坐标平面的第 I象限内存在大小为 E、方向水平向左的匀强电场，足够长的挡板 MN垂直 x轴放置且距离点 O 为 d，第 II象限内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感 应强度为 B。一质量为 m，带电量为 q的粒子（重力忽略不计）若自距原点 O 为 L 的 A 点以一定的速度垂直 x轴进入磁场，则粒子恰好到达 O 点而不进入电场。现该粒子仍从 A点进入磁场，但初速度大小为原来的 4倍，为使粒子进入电场后能垂直到达挡板 MN 上，求： （ 1）粒子第一次从 A点进入磁场时，速度的大小； （ 2）粒子第二次从 A点进入磁场时，速度方向与 x 轴正向间的夹角大小； （ 3）粒子打到挡板上时的速度大小。 2、 如图所示，坐标平面的第 象限内存在大小为 E、方向水平向左的匀强电场，第 象限内存在磁感应强度大 小为 B、方向垂直纸面向 里的匀强磁场足够长的挡板 MN垂直 x轴放置且距原点 O的距离为 d.一质量为 m、带电荷量为 q的粒子若自距原点 O为 L的 A点第一次以大小为v0、方向沿 y轴正方向的速度进入磁场，则粒子恰好到达 O点而不进入电场现该粒子仍从 A点第二次进入磁场，但初速度大小为 2 v0，为使粒子进入电场后能垂直打在挡板上，求粒子(不计重力 )在 A点第二次进入磁场时： (1) 其速度方向与 x轴正方向之间的夹角 (2)粒子到达挡板上时的速度大小及打到挡板 MN上的位置到 x轴的距离 【解析】设粒子以速度为 v0时进入磁场后做圆周运动的半径为 r，有： qv0Bm 得 r 设粒子以速度为 2 v0时进入磁场做圆周运动的半径r ，则： r L 设其速度方向与 x 轴正方向之间的夹角为 由图中的几何关系有： cos 得 45 或 135. (2)为使粒子进入电场后能垂直打在挡板上，则要求粒子进入电场时速度方向与x 轴正方向平行，如图所示粒子进入电场后由动能定理有： qEd mv 2 m(2 v0)2 得 v 当 1 45 时，粒子打到挡板 MN上的位置到 x轴的距离为 y1 r rsin 45 ( 1)L 当 2 135 时，粒子打到挡板 MN上的位置到 x轴的距离为 y2 r rsin 45 ( 1)L. 【答案】 (1)45 或 135 (2)( 1)L 或 ( 1)L 如图所示，坐标平面的第 象限内存在大小为 E、方向水平向左的匀强电场，第 象限内存在磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。足够长的挡板 MN垂直 x轴放置且距原点O的距离为 d。一质量为 m、带电量为 -q的粒子若自距 原点 O为 L的 A点第一次以大小为 v0，方向沿 y轴正方向的速度进入磁场，则粒子恰好到达 O点而不进入电场。现该粒子仍从 A点第二次进入磁场，但初速度大小为 2v0，为使粒子进入电场后能垂直打在挡板上，求粒子（不计重力）在 A点第二次进入磁场时： （ 1）其速度方向与 x 轴正方向之间的夹角。 （ 2）粒子到达挡板上时的速度大小及打到挡板 MN 上的位 置到 x轴的距离 . 解： 设速度为 v0时进入磁场后做圆周运动的半径为 r 有 (2分 ) 得 r= (2分 ) 设速度为 2v0 时进入磁场做圆周运动的半径 r 得 r=L (2分 ) 设其速度方向与 x轴正方向之间的夹角为 由图中的几何关系有： cos= (2分 ) 得 45 或 135 （ 2分） （ 2）为使粒子进入电场后能垂直打在挡板上，则要求粒子进入电场时速度方向与 x轴正方向平行，如图所示。粒子进入电场后由动能定理有 qEd=mv 2 m(2v0)2 2分 得 v= 2分 当 1=45 时，粒子打到挡板 MN上的位置到 x轴的距离为 y1=r rsin45=( 1)L (2分 ) 当 2=135 时，粒子打到挡板 MN上的位置到 x轴的距离为 y2=r+ rsin45=(+1)L (2分 ) 如图所示，在平面直角坐标系 XOY 内，第 I象限存在沿 Y轴正方向的匀强电场，第 IV象限内存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小设为 B1（未知），第 III象限内也存在垂直于坐标平面向 里的匀强磁场 B2（未知）。一质量为 m 的电子（电量为 e，不计重力），从 Y轴正半轴上 Y=h处的 M点，以速度 v0垂直于 Y轴射入电场，经 X轴上 X= 处的 P点进入第 IV 象限磁场，然后从 Y轴上 Q点进入第 III象限磁 场， OQ OP，最后从 O点又进入电 场。 （ 1） (7分 )求匀强电场的场强大小 E； （ 2） (7分 )求粒子经过 Q点时速度大小和方向； （ 3） (8分 )求 B1与 B2之比为多少。 解：（ 1） (7分 )电子在电场中做类平抛运动 -（ 2分） -（ 2分） -（ 2 分） 解得：； -（ 1分） （ 2） (7分 )画出电子在磁场中 运动的轨迹图， -（ 3分） =60 -（ 2分） OPO 1 30 又 OQ OP 由几何关系得 OQO 1 OPO 1 30 粒子到达 Q点时速度方向与 y轴正向成 60 -（ 2分） （ 3） (8分 )由几何关系得 - （ 3分） 又 进入 B2后， 由几何关系得： - （ 3分） 又 （或 = ） -（ 2分） 如图所示，在 xoy平面内第二象限的某区域存在一个矩形匀强磁场区，磁场方向垂直 xoy平面向里，边界分别平行于 x轴和 y轴一电荷量为 e、质量为 m的电子，从坐标原点 O以速度 v0射入第二象限，速度方向与 y轴正方向成 45角，经过磁场偏转后，通过 P（ 0， a）点，速度方向垂直于 y轴，不计电子的重力 （ 1）若磁场的磁感应强度大小为 B0，求电子在磁场中的运动时间 t； （ 2）为使电子完成上述运动，求磁感应强度 B的大小应满足的条件； （ 3）若电子到达 y轴上 P点时，撤去矩形匀强磁场，同时在 y轴右侧加方向垂直 xoy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 B1，在 y轴左侧加方向垂直 xoy平面向里的匀强磁场，电子在第（ k+1）次从左向右经过 y轴（经过 P点为第 1次）时恰好通过坐标原点，求 y轴左侧磁场磁感应强度的大小 B2及上述过程电子的运动时间 t 16.（ 1）如图甲所示，电子在磁场中转过的角度 34 运动周期 02mT eB 2tT 解得 034mt eB （ 2）设磁感应强度最小值为 Bmin，对应最大回旋半径为 R，圆心 O1，则有 200 min mvev B R 2R R a 解得 0m i n ( 2 1)mvB ea 则 磁感应强度 B 应满足的条件为 0( 2 1)mvB ea （ 3）设电子在 y 轴右侧和左侧做圆周运动 的半径分别为 r1和 r2，则有 2001 1mvev B r， 2002 2mvev B r 如图乙的几何关系可知 122 ( )k r r a 解得 012 0122 km v BB km v aeB 设电子在 y 轴右侧和左侧做圆周运动的周期分别为 T1 和 T2，则 x y O P 图乙 1 12 mT eB，2 22 mT eB 122TTtk 解得 102 2k m at eB v 如图，在 xoy平面内第二象限 区域内有垂直纸面向内的匀强磁场 B，其大小为0.2T，在 A（ -6cm， 0）点有一粒子发射源，向 x轴上方 180 范围内发射 的负粒子，粒子的比荷为 ，不计粒子重力，求： （ 1）粒子在磁场中做圆周运动的半径 （ 2）粒子在磁场中运动的最长时间是多少？ （ 3）若在 范围内加一与 y轴平行向下的匀强电场，从 y轴最上方飞出的粒子经过 电场后恰好沿 x轴正向从右边界飞出，试求出 射点的坐标 （ 1）带电粒子在磁场中做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供 （ 2分） 得 （ 2分） （ 2）粒子在磁场中运动周期 （ 2 分） 如图所示的运动轨迹，运动时间最长为 t 分析可得 （ 3分） 即粒子在磁场中运动的最长时间为 （ 2分） 或者 、 、 （ 3）从 y轴最上方飞出的粒子坐标为 ，右边界出射点为 则有 得 y3=8cm （ 2分） 有 在 x方向匀速直线运动 得 （ 2分） 在 y方向 出射时方 向水平，则 （ 2分） 则 从电场右边界飞出的粒子坐标为 （ 2 分） 湖北武汉武昌区 2013 届高三期末调研考试 23（ 9 分） 有两个电阻 R1和 R2，现已测出 R1和 R2的伏安特性图线分别如图所示。将这两个电阻串联然后接在电动势 E=6.0V、内电阻 r0=2.4的电源的两极上。 （ 1）在图上用实线画出 R1、 R2串联（作为一个整体）后的伏安特性曲线和该电源的 I-U图线。（不需写作图步 骤和理由） （ 2）接通电路后，流过 R1 的电流 I1= ；电阻 R2 消耗的功率 P2= 。（结果都保留二位有效数字。） 23、 (1) 如图（每条图线 2 分，共 4 分） （ 2） 1.4 A（ 2 分）； 1.1W（ 3 分） 25（ 1 8 分） 真空中有如图 l 装置，水平放置的金属板 A、 B 中间开有小孔，小孔的连线沿竖直放置的金属板 C、 D 的中间线，一质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子（初速不计、重力不计） P 进入 A、 B 间被加速后，再进入金属板 C、 D 间的偏转电场偏转，并恰能从 D 板下边缘射出。已知金属板 A、 B 间电势差为 UAB=+U0， C、 D 板长度均为 L， C、 D 板间距为 33L 。在金属板 C、 D 下方有如图 l 所示的、有上边界的、范围足够大的匀强磁场，该磁场上边界与金属板 C、 D 下端重合，其磁感应强度随时间变化的图象如图 2，图 2 中的 B0 为已知，但其变化周期 T 未知，忽略偏转电场的边界效应。 （ 1）求金属板 C、 D 间的电势差 UCD； 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0 1 2 3 4 5 6 7 U/V R2 R1 I/A （ 2）求粒子刚进入磁场时的速度； （ 3）已知 垂直纸面向里的磁场方向为正方向，该粒子在图 2 中 t=034T时刻进入磁场，并在 t=T0时刻的速度方向恰好水平，求该粒子从射入磁场到离开磁场的总时间 t 总 。 25、（ 18 分） （ 1）设粒子进入偏转电场瞬间的速度为 v0，对粒子加速过程由动能定理： 200 21 mvqU 得到 mqUv 00 2 （ 2 分） 进入偏转电场中，水平位移 221atx （ 1 分） 其中加速度 mdqUa CD （式中 d = L33 ） （ 1 分） 竖直位移与时间关系 tvL 0 （ 1 分） 又依题意 “恰能从 D 板下边缘射出 ”： Lx 63 （ 1 分） 解得 : 0C 32UU D （ 1 分） （ 2）设粒子进入磁场时的速度为 v，对粒子的偏转过程有 202 21212 mvmvUq CD （ 2 分） 解得： mqUv 38 0 （ 1 分） 设粒子由 k 点离开电场时偏转角为 ，则 23cos 0 vv 或者263tan LL 或者 31tan0 vvx 解得 30 （ 2 分） （ 3）粒子在磁场中做圆周运动轨迹如图所示，周期为： U0 k f v v 乌云 e B P A D v0 g i h C O L 2L02qBmT （ 1 分） 粒子从 k 进入磁场沿逆时针方向运动 ,由 “并在 0Tt 时刻的速度方向恰好水平 ”知，轨迹对应的圆心角为 60 ，此过程对应的运动时间为 61 Tt，到达了 e 点；接着磁场反向，在 22 Tt 内粒子沿顺时针方向运动半周到达 f 点；此时磁场再反向，粒子在 63 Tt 内沿逆时针方向运动到 g 点；接着在 24 Tt 内运动到 h 点；再接着在 65 Tt 内运动到 i点；最后经 66 Tt 离开磁场。 则该粒子从射入磁场到离开磁场的总 时间为 35654321 Tttttttt 总 （ 4 分） 即 0310qBmt 总 （ 1 分） （四川卷） 24.(19分 )如图所示，直线形挡板 p1p2p3与半径为 r的圆弧形挡板 p3p4p5平 滑连接并安装在水平台面 b1b2b3b4上，挡板与台面均固定不动。线圈 c1c2c3的匝数为 n, 其端点 c1、 c3通过导线分别与电阻 R1和平行板电容器相连，电容器两极板间的距离为 d,电阻 R1的阻值是线圈 c1c2c3阻值的 2倍，其余电阻不计，线圈 c1c2c3内有一面积为 S、 方向垂直于线圈平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度 B随时间均匀增大。质量为 m 的小滑块带正电，电荷量始终保持为 q,在水平台面上以初速度 v0从 p1位置出发，沿挡 板运动并通过 p5位置。若电容器两板间的电场为匀强电场， p1、 p2在电场外，间距为L, 其间小滑块与台面的动摩擦因数为，其余部分的摩擦不计，重力加速度为 g. 求： （ 1）小滑块通过 p2位置时的速度大小。 （ 2）电容器两极板间电场强度的取值范围。 （ 3）经过时间 t,磁感应强度变化量的取值范围。 解析： （ 1）小滑块运动到位置 p2时速度为 v1，由动能定理有： umgL 22101122mv mv v1 20 2v ugL （ 2）由题意可知，电场方向如图，若小滑块能通过位置 p，则小滑块可沿挡板运动且通过位置 p5，设小滑块在位置 p的速度为 v，受到的挡板的弹力为 N，匀强电场的电场强度为 E，由动能定理有： umgL 2rEqs 22101122mv mv 当滑块在位置 p时，由牛顿第二定律有： N+Eq m 2vr 由题意有： N 0 由以上三式可得： E 20( 2 )5m v ugLqr E的取值范围： 0 E 20( 2 )5m v ugLqr （ 3）设线圈产生的电动势为 E1，其电阻为 R，平 行板电容器两端的电压为 U， t时间内磁感应强度的变化量为 B，得： U Ed 由法拉第电磁感应定律得 E1 n BSt 由全电路的欧姆定律得 E1 I（ R+2R） U 2RI 经过时间 t，磁感应强度变化量的取值范围： 0 B 203 ( 2 )10m d v gL tnsq r。 2013 年期末检测模拟试题 高三物理试题 13 (8 分 )用下列器材组成一个电路，既能测量出电池组的电动势 E 和内阻 r，又能描绘 出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(最大阻值 10，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，调节变阻器，多次测量，发现若电压表 V1的示数变大， 则电压表 V2的示数变小 (1)请将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)、 (I1， U2)，标到 I-U 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= (结果保留两位有效数字 ) (3)I-U 坐标中画出的两条图线在 P 点 (2.0A， 2.5V)相交， 此时滑动变阻器接入电路的阻值应为 15 (12 分 )如图所示，间距为 d 的带电平行金属板 P 和 Q 之间构成加速电子的电场， Q板右侧区域 I 和区域 II 内存在匀强磁场区域 I 左边界与金属板平行，区域的左边界与区域 I 的右边界重合已知区域 I 内的磁场垂直于 Oxy 平面向外，区域 II 内的磁场垂直于 Oxy平面向里，且磁感应强度大小均为 B，区域 I 和区域 II 沿 x 轴方向的宽度均为 Bemv23 0 以区域 I 的左边界为 y 轴，以电子进入区域 I 时的入射点为坐标原点建立 xOy 平面直角坐标系一电子从 P 板逸出，经过 P、 Q 间电场加速后沿着 x 轴正向以速度 v0 先后通过区域 I和区域 II，设电子电荷量为 e，质量为 m，不计电子重力 (1)求 P、 Q 间电场强度的大小 E； (2)求电子从区域右边界射出时，射出点的纵坐标 y； (3)撤除区域 I 中的磁场而在其中加上沿 x 轴正向的匀强电场，使得该电子刚好不能从区域的右边界飞出。求电子的区域 II 中运动的速度v 和在区域 I 中运动的平均速度 v 17. (12 分 ) 如下图甲所示，在以 O 为坐标原点的 xOy 平面内，存在着范围足够大的电场和磁场。一个带正电小球在 0 时刻以 v0 3gt0 的初速度从 O 点沿 +x 方向（水平向右）射入该空间，在 t0 时刻该空间同时加上如下图乙所示的电场和磁场，其中电场沿 +y方向（竖直向上），场强大小qmgE0，磁场垂直于 xOy 平面向外，磁感应强度大小0 0mB qt。已知小球的质量为 m，带电量为 q，时间单位 t0，当地重力加速度 g，空气阻力不计。试求： （ 1） 12t0 末小球速度的大小。 （ 2）在给定的 xOy 坐标系中，大体画出小球在 0 到 24t0 内运动轨迹的示意图。 （ 3） 30t0 内小球距 x 轴的最大距离。 17 （ 1） 0t0 内，小球只受重力作用，做平抛运动。当同时加上电场和磁场时，电场力：F1=qE0=mg，方向向上 （ 1 分 ） 因为重力和电场力恰好平衡，所以在电场和磁场同时存在时小球只受洛伦兹力而做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有：rvmqvB 20（ 1 分） 运动周期 vrT 2，联立解得 T 2t0（ 1 分） 电场、磁场同时存在的时间正好是小球做圆周运动周期的 5 倍，即在这 10t0 内，小球恰好做了 5 个完整的匀速圆周运动。所以小球在 t1=12 t0 时刻的速度相当于小球做平抛运动t 2t0 时的末速度。 vy1=g2 t0=2gt0（ 1 分） 所以 12t0末 221 1 013xyv v v gt （ 1 分） （ 2） 24t0 内运动轨迹的示意图如右图所示。 （ 2 分） （ 3）分析可知，小球在 30t0 时与 24t0 时的位置相同，在 24t0内小球做了 t2=3t0 的平抛运动，和半个圆周运动。 23t0 末小球平抛运动的竖直分位移大小为： 20202 29321 gttgy （ 1 分） 竖直分速度 vy2=3gt0（ 1 分） 所以小球与竖直方向的夹角为 45，速度大小为 2032v gt （ 1分） 此后小球做匀速圆周运动的半径 m50022 qBmvr 2032gt （ 1 分） 30t0 末小球距 x 轴的最大距离： 3 2 2(1 cos 45 )y y r 209 3 3 2)()2 gt （ 1 分） 郑州市智林学校 2012 2013 学年三上学期期末考试 23（ 9分）某同学到实验室做 “测定电源电动势和内阻 ”的实验时，发现实验桌上还有一个定值电阻 0R 。他设计了如图 1所示的电路来测量电源电动势 E、内阻 r 和 0R 的阻值。实验时用IUU 、 21 分别表示电表 AVV 、 21 的读数，并将滑动变阻器的滑片 P移动到不同位置时，刻录了 IUU 、 21 的一系列值。 （ 1）他在同一坐标纸上分别作出 IUIU 21 、 图线，如图 2所示，则 IU1 图线是图中 _（填 A或 B）。 （ 2）定值电阻 0R 的计算表达式是： 0R = （用测得的 IUU 、 21 表示），若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得 0R 值 （填 “大于 ”“等于 ”或“小于 ”）实际值。 （ 3）若实验中没有电压表 1V ，你能测出的量是 （填 “电动势 E”“内阻 r ”或 “0R ”，下同）。 25（ 18分）如图所示，在 xOy 平面的第一、四象限内存在着方向垂直纸面向外，磁感应强度为 B 的匀强磁场，在第四象限内存在方向沿 y 方向、电场强度为 E 的匀强电场从 y 轴上坐标为（ 0， a）的 P 点向磁场区发射速度大小不等的带正电同种粒子，速度方向范围是与 +y 方向成 30 150角，且在 xOy 平面内。结果所有粒子经过磁场偏转后都垂直打到 x 轴上，然后进入第四象限内的正交电磁场区 已知带电粒子电量为 +q，质量为 m，粒子重力不计 （ 1）所有通过第一象限磁场区的粒子中，求粒子经历的 最短时间与最长时间的比值； （ 2）求粒子打到 x 轴上的范围； （ 3）从 x 轴上 x = a 点射入第四象限的粒子穿过正交 电磁场后从 y 轴上 y = b 的 Q 点射出电磁场， 求该粒子射出电磁场时的速度大小 62 10 smT qB 经过时间： t= 71035 s 2013 届甘肃省高三上学期期末考试 理综 23 （ 10 分） 在探究“决定导线电阻因素”的实验 中，需要进行以下测量。欲用伏安法测定一段电阻丝的电阻，其阻值约为 12，要求测量结果尽量准确，并且电压、电流测量范围尽可能大一些。下列器材中电流表应选用的是 _（选填 A1或 A2），电压表应选用的是 _（选填 V1 或 V2），滑动变阻器应选用的是 _（选填 R1或 R2）。在下面的方框内画出应采用的电路图 . A.电池组 E(6V，内阻很小 ) B.电流表 A1( 0 3A，内阻 0.0125) C.电流表 A2(0 0.6A，内阻 0.125) D.电压表 V1(0 3V，内阻 3k） E.电压表 V2(0 6V，内阻 6 k） F.滑动变阻器 R1(0 5, 2A) C.滑动变阻器 R2(0 1000， 1A) H.电键、导线 25（ 19 分）如图，两板间有互相垂直的向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，强度分别为 E=l.5104N/C 和 B=0.1T，极板长 L=310-1m，两极板右端紧靠着一竖直的边界，边界右侧有足够大的垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度也等于 0.1T。现有电性相反的两个带电粒子 a 和 b，其比荷 大小分别是 Ka=qa/ma=5106C/kg 和 Kb= qb/mb =1.5107C/kg，粒子重力忽略不计。让它们沿着一对平行金属板间的水平中心线分别射入板间，两种粒子均能恰好沿中心线匀速穿越板间接着垂直边界射入右侧磁场，结果 a 逆时针从上方 M 点穿出打到接收屏 P 上， b 顺时针从下方 N 点穿出打到接收屏 Q 上，求： （ 1）指出 a、 b 两种粒子电性？刚飞入两板之间时的速度大小？ （ 2） M、 N 之间的距离大小？ （ 3）如果将两板间的磁场撤除，只保留原电场， a、 b 两粒子在右侧磁场中的运动时间之比是多少？ 河北省唐山一中 2013 届高三第二次月考物理 14、 为了测定一节干电池的电动势和内电阻，现准备了下列器材： 待测干电池 E（电动势约 1.5 V，内阻约 1. 0) 电流计 G（满偏电流 3. 0 mA，内阻 10 ） 电流表 A（量程 0 0.60 A，内阻 0.10) 滑动变阻器 （ 0 20 ， 2 A） 滑动变阻器 （ 0 1 000 ， 1 A） 定值电阻 =990 开关和导线若干 （ 1）为了能尽量准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是 （填仪器代号）； （ 2）请用铅笔在图甲方框中画出实验电路原理图，并注明器材的字母代号； （ 3）图乙为某同学根据正确的电路图作出的 图线（ 为电流表 G的示数， 为安培表 A的示数），由该图线可求出被测干电池的电动势 E= V，内电阻r= 。 解： （ 1）为减小本实验的误差，提高实验精度，实验电流应适当增大，所选用的滑动变阻器的电阻要适当小，故滑动变阻器应选 滑动变阻器 。 （ 2）测量干路电流用的电流表应选 电流表 A；而将 电流计 G（满偏电流 3.0 mA，内阻10 ）与 定值电阻 =990 串联组合起来使用代替电压表来测量路端电压。实验电路如图所示。 （ 3）根据 实验图线可求出被测干电池的电动势： E=1.45 mA （ 990 10） =1.45 V ， 内电阻： r= =0.90 。 解析 :此题考查电学实验仪器的选取、设计实验电路、利用图线分析计算，考查学生电学实验的操作能力、对实验题的应变能力及利用图线分析和计算求解的能力 提出较高要求。 来源 :Zx表实验中所选用的滑动变阻器的电阻要适当小，目的是为减小本实验的误差，提高实验精度。 17、 在如图甲所示的装置中，阴极 K能够连续不断地发射初速不计的电子，这些电子经 P、 K间的电场加速后，都能通过 P板上的小孔沿垂直于 P板的方向进入 P板右侧的区域，打到 P板右侧 L远处且与 P平行的荧光屏 Q上的 O点，由于 P、 K相距很近，所有电子通过电场所用时间可忽略不计。现在 P与 Q间加垂直纸面向里的匀强磁场，且从某一时刻 t=0开始，在 P、 K间加一周期性变化的电压，电压随时间的变化关系如图乙所示，则从该时刻起 ，所有从小孔射出的电子恰好能全部打到荧光屏上。已知电子质量为 m，带电量为 e。求： (1)电子打到荧光屏上的范围； (2)从 t=0开始电压变化的一个周期内，打到屏上距 O点最近的电子与最远的电子的时间差。 解： (1)经 U0加速的电子，在磁场中偏转半径最小，根据题意 ，刚好能与 Q屏相切 A点，设匀强磁场磁感应强度为 B，即： =eU0 (1) =L (2) 经最大电压加速的电子，在磁场中运动的轨道半径为 R，与 Q屏交于 D点，则： =4eU0 (3) =R (4) 由 (1)(2)(3)(4)式及几何关系可算得， OA=L OD=(2 )L (6) 即电子 打到荧光屏上的范围是 O点下方距 O点 L到 (2 )L之间 (2)设电子在磁场中运动周期为 T，则： t= (7) 设经 U0加速电压加速的电子离开电场后到达 Q屏上的 A点所用时间 t1，经 4U0加速后的电子到达 Q屏上的 D点所用时间为 t2，则： t1= (8) t2=T0+ (9) 由 (1)(2)(7)(8)(9)可解得： t=t 2-t1=T0 (10) 16、 如图所示，水平传送带 AB 的右端与在竖直面内的用内径光滑的钢管弯成的 “9” 形固定轨道相接，钢管内径很小 .传送带的运行速度 v0=4.0m/s，将质量 m=1kg的可看做质点的滑块无初速地放在传送带的 A端 .已知传送带长度 L= 4.0 m，离地高度 h=0.4 m， “9” 字全髙 H= 0.6 m，“9” 字上半部分圆弧半径 R=0.1 m，滑块与传送带间的动摩擦因数 =0.2，重力加速度 g=10 m/s2，试求： (1)滑块从传送带 A端运动到 B端所需要的时间； (2)滑块滑到轨道最高点 C时对轨道作用力； (3)滑块从 D 点抛出后的水平射程。 考点： 机械能守恒定律 ； 牛顿第二定律 ； 牛顿第三定律 专题： 机械能守恒定律应用专题 分析： （ 1）滑块在传送带上先加速后匀速，根据牛顿第二定律求加速度，然后根据运动学公式求加速时间和 位移，再求匀速时间，得到总时间； （ 2）先对从 B 到 C 过程根据机械能守恒定律求出 C 点速度，再根据重力和弹力的合力提供向心力，列方程求出弹力； （ 3）滑块滑块从 C 到 D 的过程，机械能守恒，求出 D 点速度后再根据平抛运动的位移公式求解射程 解答： mg=ma，得 a=g=3m/s解：（ 1）滑块在传送带上加速运动时，由牛顿第二定律 2 加速到与传送带达到同速所需要的时间， 位移 s1=at2/2=6m 之后滑块做匀速运动的位移 s2=L-S1=6m 所用的时间 t2= =1s 故 t=t1+t2=3s 即滑块从传送带 A 端 运动到 B 端所需要的时间为 3s （ 2）滑块由 B 到 C 的过程中机械能守恒 在 C 点，轨道对滑块的弹力与其重力的合力为其做圆周运动提供向心力，设轨道对滑块的弹力方向竖直向下，由牛顿第二定律得， FN+mg= 解得 FN=90N 即轨道对滑块的弹力方向竖直向下，由牛顿第三定律得，滑块对轨道的压力大小为N=N=90N，方向竖直向上 （ 3）滑块从 C 到 D 的过程，机械能守恒得 即滑块从 D 点抛出后的水平射程为 2.1m 点评： 本题中物体在传送带上先加速后匀速运动，根据牛顿第二定律和运动学公式联立确定运动情况，滑块 在细管中运动时机械能守恒，可以求出各个时刻的速度，最后结合平抛运动的位移公式列式求解 山东省金乡一中 2013届高三上学期 1月期末考前模拟物理试题 二、实验题 （本大题共两小题，每空 3分，共 18分） 13某研究性学习小组利用如图 甲 所示电路 测量某电池的电动势 E 和内电阻 r。 在坐标纸中画出了如图 乙 所示的 U I 图象， 若电流表的内阻为 1 ,则 E_V， r _ 14为了测定电流表 A1的内阻， 采用如图所示的电路，其中： A1是待测电流表，量程为 300 A，内阻约为 100； A2是标准电流表，量程为 200 A； R1是电阻箱，阻值范围 0 999.9； R2是滑动变阻器； R3是保护电阻； E是电池组，电动势为 4V，内阻不计； S1是单刀单掷开关， S2是单刀双掷开关。 （ 1）根据电路图，连接好电路，将开关 S2 扳到接点 a 处， 接通开关 S1，调整滑动变阻器 R2使电流表 A2的读数是 150 A；然后将开关 S2扳到接点 b 处，保持 R2不变，调节电阻箱 R1，使电流表 A2的读数仍为 150 A。若此时电阻箱各旋钮的位置如图所示，电阻箱 R1 的阻值是 _，待测电流表 A1的内阻 Rg _。 （ 2）上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器 R2的滑动端位置，都要保证两块电流表的安全，在下面提供的四个电阻中，保护电阻 R3应选用 _（填写阻值相应的字母）。 A.200k B.20 k C.15 k D.20 （ 3）下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用，既要满足上述实 验要求，又要调整方便，滑动变阻器 _（填写阻值相应的字母）是最佳选择。 A.1k B.5 k C.10k D.25k 13. 2.0； 1.4； 14. 86.3 86.3 B C 17.（ 15分） 如图所示装置中，区域 和 中 分别有 竖直向上 和水平向右 的匀强电场，电场强度 分别 为 E和 2E ； 区域内有垂直向外的 水平 匀强磁场，磁感应强度为 B。 一质量为 m、带电量为 q的带负电粒子 （不计重力）从左边界 O点正上方 的 M点以速度 v0水平射入电场 ，经 水平分界线 OP 上的 A点与 OP成 60 角射入 区域的磁场 ， 并垂直 竖直边界 CD进入 区域的匀强 电 场中 。 求： （ 1）粒子在 区域匀强磁场中运动的轨道半径 （ 2） O、 M间 的 距离 （ 3）粒子从 M点 出发 到 第二次通过 CD 边界 所经历的时间 17. （ 1）粒子在匀强电场中做类平抛运动，设粒子过 A点时速度为 v， 由类平抛规律知60cos0vv 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得 RvmBqv 2 所以 qBmvR 02 1分 （ 2）设粒子在电场中运动时间为 t1，加速度为 a。则有 maqE 1分 10 60tan atv 即qEmvt 01 3 O、 M两点间 的 距离 为qEmvatL 2321 2021 （ 3）设粒子在 区域磁场中运动时间为 t2 则由几何关系知qBmTt 3612 M O E B C D P 2E A 60 v0 M O E B C D P 2E A 60 O1 v0 设粒子在 区域 电 场中运行时间为 t3， mqEmEqa 22 则qEmvavt 003 822 粒子 从 M点出发到第二次通过 CD 边界所用时间为 qBmqE mvqEmvqBmqEmvtttt 3)38(833 000321 山东 鱼台一中 2012 2013 学年高三 1 月模拟考试 14.（ 1）用游标为 20 分度的卡尺测量长度，由图可知其长度为 mm；用螺旋测微器测量其直径如右下图，由图可知其直径为 mm. (2)某同 学用多用电表测定一只电阻的阻 值，多用电表电阻挡有 3 种倍率，分别是 110100 、 .该同学选择 10 倍 率，用正确的操作方法测量时，发现指针 转过角度太小 .为了准确地进行测量，该 同学应重新选择 倍率，经过正确操 作步骤后再次测量时指针指在图示位置， xR 的测量值 为 . (3)有一只小灯泡标有 “2V， l.0W”，现要通过测量来描绘该灯泡的伏安特性曲线，要 求电压能从零到额定值之间连续可调。 实验室中有如下器材可供选择 : A.电压表 (0 3V，内阻 k2 ； 0 15V，内阻 10 k ) B.电 流表 (0 0.6A，内阻 1.0 ；03A，内阻 0.2 ) C.滑动变阻器 (5 , lA) D.电池组 (电动势 3V