浙江省宁波市镇海中学高二物理上学期期中试卷（含解析）.doc

2015-2016学年浙江省宁波市镇海中学高二（上）期中物理试卷一、单项选择题（每小题有一个选项正确；每题3分，个39分）1关于电场强度和磁感应强度，下列说法正确的是( )a电场强度的定义式e=，适用于任何电场b由真空中点电荷的电场强度公式e=可知，当r0时，e无穷大c由公式b=可知，一小段通电导线在某处若不受磁场力，则说明此处一定无磁场d磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的安培力方向2真空中，a、b两点与点电荷q的距离分别为r和3r，则a、b两点的电场强度大小之比为( )a3：1b1：3c9：1d1：93如图所示，在水平放置的光滑接地金属板中点的正上方，有带正电的点电荷q，一表面绝缘带正电的金属球（可视为质点，且不影响原电场）自左以速度v0开始在金属板上向右运动，在运动过程中( )a小球做先减速后加速运动b小球做匀速直线运动c点电荷q对小球为库仑力不做功d电场力对小球先做正功后做负功4如图所示，一带电小球用丝线悬挂在水平方向的匀强电场中，当小球静止后把悬线烧断，则小球在电场中将作( )a自由落体运动b曲线运动c沿着悬线的延长线作匀加速运动d变加速直线运动5如图所示，a、b、c、d、e、f为匀强电场中一个边长为1m的正六边形的六个顶点，a、b、c三点电势分别为10v、20v、30v，则下列说法正确的是( )ab、f一定处在同一等势面上b匀强电场的场强大小为10v/mc正点电荷从e点移到f点，则电场力做负功d电子从f点移到c点，电荷的电势能减少20ev6如图所示，质量为m，带电量为q的粒子，以初速度v0，从a点竖直向上射入空气中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中b点时，速率vb=2v0，方向与电场的方向一致，则a，b两点的电势差为( )abcd7如图所示电路中，r0为定值电阻，当滑片p向右移动过程中，下列判断正确的是( ) a电压表v1、电流表a的读数都增大b电压表v1与电流表a读数的比值保持不变c电压表v2与电流表a读数的比值变大d电压表v1、电流表a读数变化量的比值保持不变8直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片p向右移动时，电源的( )a总功率可能减小b效率一定增大c内部损耗功率一定减小d输出功率可能先增大后减小9如图所示，在半径为r的圆形区域内，有匀强磁场，磁感应强度为b，方向垂直于圆平面（未画出）一群比荷为的负离子以相同速率v0（较大），由p点在纸平面内向不同方向射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场，最终打在磁场区域右侧的荧光屏（足够大）上，则下列说法正确的是（不计重力）( )a离子在磁场中运动时间一定相等b离子在磁场中的运动半径一定相等c由q点飞出的离子在磁场中运动的时间最长d沿pq方向射入的离子飞出时偏转角最大10有一毫伏表，它的内阻是100，量程为0.2v，现要将它改装成量程为10a的电流表，则毫伏表应( )a并联一个0.02的电阻b并联一个0.2的电阻c串联一个50的电阻d串联一个4900的电阻11每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来，地磁场可以改变射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将( )a向东偏转b向南偏转c向西偏转d向北偏转12如图所示，带电粒子在垂直于纸面向里的匀强磁场中运动，由于受到阻力作用，粒子的动能逐渐减小（带电量不变，重力忽略不计），轨迹如图中曲线abc所示，则该粒子( )a带正电，运动方向abcb第负电，运动方向cbac带负电，运动方向abcd带正电，运动方向cba13一质量为m的带电小球，在竖直方向的匀强电场中以初速度v0水平抛出，小球的加速度大小为，则小球在下落h高度过程中( )a动能增加了mghb电势能增加了mghc重力势能减少了mghd机械能减少了mgh二、实验题14在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除有一标有“6v，1.5w”的小灯泡、导线和开关外，还有：a直流电源6v（内阻不计） b直流电流表03a（内阻0.1以下）c直流电流表0300ma（内阻约为5）d直流电压表010v（内阻约为15k）e滑动变阻器10，2a f滑动变阻器1k，0.5a实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量（1）实验中电流表应选用_，滑动变阻器应选用_（均用序号表示）（2）在图1方框内画出实验电路图（3）试将图2所示器材连成实验电路15为了测量一节干电池的电动势和内阻，某实验小组按图甲所示的电路图连好实验电路，合上开关，电流表和电压表的读数正常，当将滑动变阻器的滑片由a端向b端逐渐滑动时，发现电流表的示数逐渐增大，而电压表的示数接近1.5v且几乎不变，直到当滑片滑至临近b端时电压表的示数急剧变化，这种情况很难读出电压数值分布均匀的几组不同的电流值、电压值，出现上述情况的原因是_改进方法是_改进后，测出几组电流、电压的数值，并画出如图乙所示的图象，由图象可知，这个电池的电动势为e=_v，内阻r=_三、计算题（解答过程请写出必要的文字说明和必要的物理演算过程，只写出最终结果的不得分）16如图，宽度为l=0.8m的某一区域存在相互垂直的匀强电场e与匀强磁场b，其大小e=2108n/c，b=10t一带正电的粒子以某一初速度由m点垂直电场和磁场方向射入，沿直线运动，从n点离开；若只撤去磁场，则粒子从p点射出且速度方向发生了45的偏转不计粒子的重力求粒子的电荷量与质量之比17受控热核聚变装置中有极高的温度，因而带电粒子没有通常意义上的“容器”可装，而是由磁场约束带电粒子的运动使之束缚在某个区域内现考虑这样一个实验装置：如图所示，在一个环状区域内有垂直于截面向里的匀强磁场，已知氘核的荷质比=4.8107c/kg，圆环的内半径r1=0.50m，磁感应强度b=0.50t如果氘核以速度v=1.2107m/s沿磁场区域的半径方向从a点射入磁场（1）为了使该粒子不穿出磁场外边界，则圆环的外半径r2至少应多大？（2）不穿出磁场外边界的粒子将做周期性运动，求它的运动周期四、不定项选择题（每小题至少有一个选项是正确的；每题2分，共6分）18如图所示，虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴o以角速度匀速转动设线框中感应电流方向以逆时针为正，那么在选项图中能正确描述线框从图中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流随时间变化情况的是( )abcd19某同学利用图甲所示装置测定某小电动机的效率分别用电压传感器和电流传感器测量电动机的输入电压和输入电流当重物匀速上升时用位移传感器测得重物上升的位移与时间的关系图线如图乙所示，而电压传感器的示数为3.30v，电流传感器的示数为0.14a重物的质量为0.05kg，取g=10m/s2则在2.40s至2.80s时间内( )a小电动机的输入功率为0.462wb小电动机输出的机械能是0.185jc小电动机的线圈电阻是23.6d小电动机的效率为54%20在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，有一倾角为，足够长的光滑绝缘斜面，磁感应强度为b，方向垂直纸面向外，电场方向竖直向上，有一质量为m，带电量为+q的小球静止在斜面顶端，这时小球对斜面的正压力恰好为零，如图所示，若迅速把电场方向反转竖直向下，则( )a小球能在斜面上连续滑行距离x=b小球能在斜面上连续滑行距离x=cc、小球能在斜面上连续滑行的时间t=d小球不会离开斜面五、实验题21（1）多用电表测未知电阻阻值的电路如图（a）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（b）所示，则该图象的函数关系式为_；（调零电阻r0接入电路的部分阻值用r0表示）（2）下列根据图（b）中irx图线做出的解释或判断中正确的是_；（有两个选项正确）a用欧姆表测电阻时，指针指示读数越大，测量的误差越小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=igcrx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（b）中的r2时，指针位于表盘中央位置的右侧（3）某同学想通过一个多用电表中的欧姆挡，直接去测量某电压表（量程10 v）的内阻（大约为几十千欧），欧姆挡的选择开关拨至倍率1k挡先将红、黑表笔短接调零后，选用图（c）中_（填“a”或“b”）方式连接在本实验中，如图（d）所示为欧姆表和电压表的读数，请你利用所学过的知识，求出欧姆表电池的电动势为_v（计算结果保留三位有效数字）六、计算题（解答过程请写出必要的文字说明和必要的物理演算过程，只写出最终结果的不得分）22如图所示，水平地面上方的h高区域内均有匀强磁场，水平界面pp是磁场的上边界，磁感应强度为b=1t，方向是水平的，垂直于纸面向里在磁场的正上方，有一个位于竖直平面内的闭合的矩形平面导线框abcd，ab长为l1=1m，bc长为l2=0.5m，h=2.7m，线框的质量为m=1kg，电阻为r=1使线框abcd从高处自由落下，ab边下落的过程中始终保持水平，已知线框进入磁场的过程中的运动情况是：cd边进入磁场以后，线框先做加速运动，然后做匀速运动，直到ab边到达边界pp为止从线框开始下落到cd边刚好到达水平地面的过程中，线框中产生的焦耳热为q=10jg=10m/s2求：（1）线框abcd在进入磁场的过程中，通过导线的某一横截面的电荷量是多少？（2）线框是从cd边距边界pp多高处开始下落的？（3）线框的cd边到达地面时线框的速度大小是多少？23如图所示，在xoy平面内，第象限内的直线om是电场与磁场的边界，om与负x轴成45角在x0且om的左侧空间存在着负x方向的匀强电场e，场强大小为0.32n/c； 在y0且om的右侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场b，磁感应强度大小为0.1t一不计重力的带负电的微粒，从坐标原点o沿y轴负方向以v0=2103m/s的初速度进入磁场，最终离开电磁场区域已知微粒的电荷量q=51018c，质量m=11024kg，求：（1）带电微粒第一次经过磁场边界的位置坐标；（2）带电微粒在磁场区域运动的总时间；（3）带电微粒最终离开电、磁场区域的位置坐标2015-2016学年浙江省宁波市镇海中学高二（上）期中物理试卷一、单项选择题（每小题有一个选项正确；每题3分，个39分）1关于电场强度和磁感应强度，下列说法正确的是( )a电场强度的定义式e=，适用于任何电场b由真空中点电荷的电场强度公式e=可知，当r0时，e无穷大c由公式b=可知，一小段通电导线在某处若不受磁场力，则说明此处一定无磁场d磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的安培力方向【考点】磁感应强度；电场强度 【分析】电场强度是反映电场力的性质的物理量，大小用比值法定义，方向与正的试探电荷受到的电场力的方向相同；电场中某点的场强可以通过电场线形象地表示；点电荷场强的决定式为【解答】解：a、电场强度的定义式e=，适用于任何电场，故a正确b、当r0时，电荷已不能看成点电荷，公式e=k不再成立故b错误c、由公式b=可知，一小段通电导线在某处若不受磁场力，可能是b的方向与电流方向平行，所以此处不一定无磁场，故c错误d、磁感应强度的方向和该处的通电导线所受的安培力方向垂直，故d错误故选a【点评】本题考查对电场强度两公式的理解能力，首先要理解公式中各个量的含义，其次要理解公式的适用条件2真空中，a、b两点与点电荷q的距离分别为r和3r，则a、b两点的电场强度大小之比为( )a3：1b1：3c9：1d1：9【考点】点电荷的场强 【专题】电场力与电势的性质专题【分析】直接根据库伦定律公式计算出试探电荷q所受电场力，然后利用电场强度的定义式即可求出在m所在处的场强的大小【解答】解：引入一个试探电荷q，分别计算它在ab两点受的电场力，得：f1=9f2根据电场强度的定义式：，得：故选：c【点评】本题很简单直接考查了库伦定律和电场强度定义式的应用，对于这些公式一定要明确其适用条件和公式中各个物理量的含义3如图所示，在水平放置的光滑接地金属板中点的正上方，有带正电的点电荷q，一表面绝缘带正电的金属球（可视为质点，且不影响原电场）自左以速度v0开始在金属板上向右运动，在运动过程中( )a小球做先减速后加速运动b小球做匀速直线运动c点电荷q对小球为库仑力不做功d电场力对小球先做正功后做负功【考点】静电场中的导体；电势 【专题】定性思想；推理法；电场力与电势的性质专题【分析】金属板在q的电场中产生静电感应现象，达到静电平衡时，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，表面的电场线与表面垂直分析小球的受力情况，可确定其运动情况【解答】解：金属板在q的电场中达到静电平衡时，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，表面的电场线与表面垂直，小球所受电场力与金属板表面垂直，在金属板上向右运动的过程中，电场力方向与位移方向垂直，对小球不做功，根据动能定理得知，小球的动能不变，速度不变，所以小球做匀速直线运动故选：bc【点评】本题关键抓住静电平衡导体的特点：整体导体是一个等势体，表面是一个等势面，知道电场线与等势面垂直，并能运用这些知识来分析实际问题4如图所示，一带电小球用丝线悬挂在水平方向的匀强电场中，当小球静止后把悬线烧断，则小球在电场中将作( )a自由落体运动b曲线运动c沿着悬线的延长线作匀加速运动d变加速直线运动【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系 【专题】电场力与电势的性质专题【分析】当物体所受的合力与速度在同一条直线上，物体做直线运动，所受的合力与速度不在同一条直线上，物体做曲线运动【解答】解：悬线烧断前，小球受重力、拉力、电场力平衡，重力和电场力的合力与拉力等值反向烧断细线，物体受重力、电场力，两个力合力恒定，沿细线方向，合力方向与速度方向在同一条直线上，所以物体沿着悬线的延长线做匀加速直线运动故c正确a、b、d错误故选：c【点评】解决本题的关键掌握物体做直线运动还是曲线运动的条件，当物体所受的合力与速度在同一条直线上，物体做直线运动，所受的合力与速度不在同一条直线上，物体做曲线运动5如图所示，a、b、c、d、e、f为匀强电场中一个边长为1m的正六边形的六个顶点，a、b、c三点电势分别为10v、20v、30v，则下列说法正确的是( )ab、f一定处在同一等势面上b匀强电场的场强大小为10v/mc正点电荷从e点移到f点，则电场力做负功d电子从f点移到c点，电荷的电势能减少20ev【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势能 【专题】电场力与电势的性质专题【分析】连接ac，根据匀强电场电势随距离均匀变化（除等势面）的特点，则知ac中点的电势为20v，连接eb，eb即为一条等势线，ca连线即为一条电场线，由ba间的电势差，由公式u=ed求出场强大小由w=qu，则电场力做功就可以求解【解答】解：a、连接ac、df，ac中点电势为20v，与b电势相等，则eb连线必为一条等势线，而匀强电场的等势面平行，则df直线也是一条等势线，bf不处于等势线上故a错误；b、ba间的电势差为uba=10v，又uba=edabcos30，得场强e=v/m故b错误；c、由上得知，e的电势为20v，f点与a点的电势相等为10v，则正电荷从e点移到f点，电场力做正功，故c错误；d、由以上得，f点与a点电势相等，故电子从f点移到c点与从a点移到c点电场力做功相同，电荷的电势能减少量为20ev，故d正确；故选：d【点评】题的关键找等势点，作出电场线，这是解决这类问题常用方法同时还要充分利用正六边形的对称性分析匀强电场中各点电势的关系6如图所示，质量为m，带电量为q的粒子，以初速度v0，从a点竖直向上射入空气中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中b点时，速率vb=2v0，方向与电场的方向一致，则a，b两点的电势差为( )abcd【考点】电势差；动能定理的应用；带电粒子在匀强电场中的运动 【专题】电场力与电势的性质专题【分析】微粒在匀强电场中受到重力和电场力两个力作用，根据动能定理求出ab两点间的电势差uab【解答】解：粒子，从a到b，根据动能定理得： quabmgh=因为vb=2v0，若只考虑粒子在竖直方向，只受到重力，所以机械能守恒，则有mgh=由以上三式，则有uab=故选：c【点评】涉及到电势差的问题，常常要用到动能定理本题的难点在于运动的处理，由于微粒受到两个恒力作用，运用运动的分解是常用的方法7如图所示电路中，r0为定值电阻，当滑片p向右移动过程中，下列判断正确的是( ) a电压表v1、电流表a的读数都增大b电压表v1与电流表a读数的比值保持不变c电压表v2与电流表a读数的比值变大d电压表v1、电流表a读数变化量的比值保持不变【考点】闭合电路的欧姆定律 【专题】恒定电流专题【分析】当滑片p向右移动过程中，分析变阻器接入电路的电阻的变化，根据闭合电路欧姆定律分析电路中总电流的变化，确定电流表读数的变化由欧姆定律判断电压表v2读数的变化，分析变阻器的电压变化，判断电压表v1的变化【解答】解：a、当滑片p向右移动过程中，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律分析可知，电路中总电流i减小，电流表a的读数减小电压表v1的读数u1=ei（r0+r），i减小，e、r0、r不变，则u1增大，电压表v1的读数增大故a错误b、电压表v1与电流表a读数的比值等于变阻器阻值，可见在增大故b错误c、电压表v2与电流表a读数的比值为电阻r0的阻值，所以保持不变故c错误d、根据闭合电路欧姆定律得：u1=ei（r0+r），则电压表v1、电流表a读数变化量的比值=r0+r，保持不变故d正确故选：d【点评】本题考查分析电路动态变化的能力，两电表读数的比值要根据欧姆定律和全电路欧姆定律进行分析8直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片p向右移动时，电源的( )a总功率可能减小b效率一定增大c内部损耗功率一定减小d输出功率可能先增大后减小【考点】闭合电路的欧姆定律 【专题】恒定电流专题【分析】滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，由欧姆定律可以判断电路电流如何变化，由电功率公式可以分析答题【解答】解：由电路图可知，当滑动变阻滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路总电阻变大，电源电动势不变，由闭合电路的欧姆定律可知，电路总电流i变小；a、电源电动势e不变，电流i变小，电源总功率p=ei减小，故a错误；b、电源的效率=，电源内阻r不变，滑动变阻器阻值r变大，则电源效率增大，故b正确；c、电源内阻r不变，电流i减小，源的热功率pq=i2r减小，故c正确；d、当滑动变阻器阻值与电源内阻相等时，电源输出功率最大，由于不知道最初滑动变阻器接入电路的阻值与电源内阻间的关系，因此无法判断电源输出功率如何变化，可能先增大后减小，故d正确；故选：bcd【点评】熟练应用闭合电路欧姆定律、电功率公式即可正确解题9如图所示，在半径为r的圆形区域内，有匀强磁场，磁感应强度为b，方向垂直于圆平面（未画出）一群比荷为的负离子以相同速率v0（较大），由p点在纸平面内向不同方向射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场，最终打在磁场区域右侧的荧光屏（足够大）上，则下列说法正确的是（不计重力）( )a离子在磁场中运动时间一定相等b离子在磁场中的运动半径一定相等c由q点飞出的离子在磁场中运动的时间最长d沿pq方向射入的离子飞出时偏转角最大【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动 【专题】带电粒子在磁场中的运动专题【分析】粒子在磁场中均由于洛仑兹力充当向心力而做匀速圆周运动，则根据公式和圆的性质可得出粒子运动的半径、偏向角及离开磁场的时间【解答】解：a、设粒子轨迹所对应的圆心角为，则粒子在磁场中运动的时间为t=t，t=，所有粒子的运动周期相等，由于离子从圆上不同点射出时，轨迹的圆心角不同，所以离子在磁场中运动时间不同，故a错误b、由bqv=m可知，r=，因粒子的速率相同，比荷相同，故半径一定相同，故b正确；c、d由圆的性质可知，轨迹圆与磁场圆相交，当轨迹圆的弦长最大时偏向角最大，故应该使弦长为pq，故由q点飞出的粒子圆心角最大，所对应的时间最长；此时粒子一定不会沿pq射入故c正确，d错误；故选：bc【点评】本题为多个粒子的偏转问题，此类题目要求我们能将圆的性质掌握清楚，利用我们所掌握的几何知识进行分析判断10有一毫伏表，它的内阻是100，量程为0.2v，现要将它改装成量程为10a的电流表，则毫伏表应( )a并联一个0.02的电阻b并联一个0.2的电阻c串联一个50的电阻d串联一个4900的电阻【考点】把电流表改装成电压表 【专题】实验题；恒定电流专题【分析】把电表改装成电流表应并联一个分流电阻，应用并联电路特点与欧姆定律可以求出并联电阻阻值【解答】解：电表的满偏电流为：ig=0.002a，把它改装成量程为10a的电流表需要并联一个分流电阻，并联电阻阻值为：r=0.02；故选：a【点评】本题考查了电流表的改装，把电表改装成电流表应并联一个分流电阻，知道电流表的改装原理、应用并联电路特点与欧姆定律即可正确解题11每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来，地磁场可以改变射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将( )a向东偏转b向南偏转c向西偏转d向北偏转【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动 【专题】带电粒子在磁场中的运动专题【分析】根据地球磁场的分布，由左手定则可以判断粒子的受力的方向，从而可以判断粒子的运动的方向【解答】解：地球的磁场由南向北，当带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来时，根据左手定则可以判断粒子的受力的方向为向东，所以粒子将向东偏转，所以a正确故选a【点评】本题就是考查左手定则的应用，掌握好左手定则即可判断粒子的受力的方向12如图所示，带电粒子在垂直于纸面向里的匀强磁场中运动，由于受到阻力作用，粒子的动能逐渐减小（带电量不变，重力忽略不计），轨迹如图中曲线abc所示，则该粒子( )a带正电，运动方向abcb第负电，运动方向cbac带负电，运动方向abcd带正电，运动方向cba【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动 【专题】带电粒子在磁场中的运动专题【分析】带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场，粒子的能量逐渐减小，速度减小，则半径减小，即可由轨迹分析粒子入射的方向由左手定则判断电荷的电性【解答】解：据题意，带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场，粒子的能量逐渐减小，速度减小，则由公式r=得知，粒子的半径逐渐减小，由图看出，粒子的运动方向是从a到b再到c在a处，粒子所受的洛伦兹力向右，由左手定则判断可知，该粒子带负电故c正确故选：c【点评】本题只要掌握带电粒子在磁场中匀速圆周运动的半径r=和左手定则就能正确解答13一质量为m的带电小球，在竖直方向的匀强电场中以初速度v0水平抛出，小球的加速度大小为，则小球在下落h高度过程中( )a动能增加了mghb电势能增加了mghc重力势能减少了mghd机械能减少了mgh【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；功能关系 【专题】电场力与电势的性质专题【分析】根据牛顿第二定律得出电场力的大小，通过合力做功得出动能的变化，通过电场力做功得出电势能的变化，根据重力做功得出重力势能的变化，根据除重力以外其它力做功得出机械能的变化【解答】解：根据牛顿第二定律得，mgf=ma，解得电场力f=，在小球下落h的过程中，合力做功为，则动能增加了，电场力做功为，则电势能增加，重力做功为mgh，则重力势能减小mgh，除重力以外其它力，即电场力做功为，则机械能减小故a、b正确，c、d错误故选ab【点评】解决本题的关键掌握合力做功与动能的关系，电场力做功与电势能的关系，重力做功与重力势能的关系，除重力以外其它力做功与机械能的关系二、实验题14在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除有一标有“6v，1.5w”的小灯泡、导线和开关外，还有：a直流电源6v（内阻不计） b直流电流表03a（内阻0.1以下）c直流电流表0300ma（内阻约为5）d直流电压表010v（内阻约为15k）e滑动变阻器10，2a f滑动变阻器1k，0.5a实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量（1）实验中电流表应选用c，滑动变阻器应选用e（均用序号表示）（2）在图1方框内画出实验电路图（3）试将图2所示器材连成实验电路【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线 【专题】实验题【分析】器材的选择需安全和精确，根据灯泡的额定电压和额定电流选择电流表和电压表的量程，从而测量误差的角度选择滑动变阻器电压和电流需从0测起，滑动变阻器需采用分压式接法，通过灯泡的电阻大小判断其是大电阻还是小电阻，从而确定电流表内接还是外接用曲线连接实物图，注意电表的极性以及滑动变阻器分压式连接【解答】解：（1）小灯泡的额定电压为6v，小灯泡的额定电流为a，从安全和精确度方面考虑，所以电流表量程选0.3a的要描画小灯泡的伏安特性曲线，电路中电流的变化范围比较大，所以选用总电阻为10的滑动变阻器故选c、e（2）小灯泡在正常工作时的电阻，远小于电压表内阻，属于小电阻，“小外偏小”，电流表采用外接法电压和电流需从零开始测起，所以滑动变阻器采用分压式接法电路图如图所示（3）从电源的正极开始，逐步连接电路如图故答案为：（1）c、e （2）实验电路如图（3）实物连线图如图【点评】解决本题的关键掌握器材选取的原则，以及知道滑动变阻器分压式和限流式接法的区别，电流表内外接的区别15为了测量一节干电池的电动势和内阻，某实验小组按图甲所示的电路图连好实验电路，合上开关，电流表和电压表的读数正常，当将滑动变阻器的滑片由a端向b端逐渐滑动时，发现电流表的示数逐渐增大，而电压表的示数接近1.5v且几乎不变，直到当滑片滑至临近b端时电压表的示数急剧变化，这种情况很难读出电压数值分布均匀的几组不同的电流值、电压值，出现上述情况的原因是滑动变阻器阻值太大，有效使用的部分短改进方法是选择阻值更小的滑动变阻器改进后，测出几组电流、电压的数值，并画出如图乙所示的图象，由图象可知，这个电池的电动势为e=1.48v，内阻r=2.4【考点】测定电源的电动势和内阻 【专题】实验题；恒定电流专题【分析】滑动变阻器串联在电路中，电压表测量滑动变阻器电压，刚开始滑动触头p由a端向b端逐渐滑动时，电压表的示数几乎不变，说明随着电阻的变小，滑动变阻器的电阻占整个电路电阻的比例变化不大，直到当滑动触头p滑至临近b端时，电压表的示数急剧变化，说明滑线变阻器的总电阻太大；【解答】解：滑动变阻器串联在电路中，电压表测量滑动变阻器电压，刚开始滑动触头p由a端向b端逐渐滑动时，电压表的示数几乎不变，说明随着电阻的变小，滑动变阻器的电阻占整个电路电阻的比例变化不大，直到当滑动触头p滑至临近b端时，电压表的示数急剧变化，说明滑线变阻器的总电阻太大，所以原因是：滑动变阻器阻值太大，有效使用的部分短，改进方法为：选择阻值更小的滑动变阻器 ui图象的纵轴截距表示电源的电动势，故e=1.48v，内电阻等于图线的斜率，故r=2.4故答案为：滑动变阻器阻值太大，有效使用的部分短；选择阻值更小的滑动变阻器；1.48；2.4【点评】测定电源的电动势和内电阻是高中阶段电学实验考查的重点，是近几年各地高考题目的出题热点，本题突出了对于实验原理、仪器选择及ui图象处理等多方面内容的考查，题目层次源于课本，凸显能力，体现创新意识，侧重于对实验能力的考查三、计算题（解答过程请写出必要的文字说明和必要的物理演算过程，只写出最终结果的不得分）16如图，宽度为l=0.8m的某一区域存在相互垂直的匀强电场e与匀强磁场b，其大小e=2108n/c，b=10t一带正电的粒子以某一初速度由m点垂直电场和磁场方向射入，沿直线运动，从n点离开；若只撤去磁场，则粒子从p点射出且速度方向发生了45的偏转不计粒子的重力求粒子的电荷量与质量之比【考点】带电粒子在混合场中的运动 【专题】带电粒子在复合场中的运动专题【分析】沿着直线运动时，洛伦兹力和电场力平衡，根据平衡条件列式；撤去磁场后，做类似平抛运动，根据类平抛运动的分速度公式列式；最后联立求解即可【解答】解：设粒子的初速度为v0，粒子在电磁场中做直线运动时受力平衡qe=qv0b当只撤去磁场后，粒子在电场中做类似平抛运动l=v0tvx=v0vy=联立以上各式解得答：粒子的电荷量与质量之比为2.5106c/kg【点评】本题关键是明确粒子的运动规律，然后根据平衡条件和类似平抛运动的分运动公式列式求解，不难17受控热核聚变装置中有极高的温度，因而带电粒子没有通常意义上的“容器”可装，而是由磁场约束带电粒子的运动使之束缚在某个区域内现考虑这样一个实验装置：如图所示，在一个环状区域内有垂直于截面向里的匀强磁场，已知氘核的荷质比=4.8107c/kg，圆环的内半径r1=0.50m，磁感应强度b=0.50t如果氘核以速度v=1.2107m/s沿磁场区域的半径方向从a点射入磁场（1）为了使该粒子不穿出磁场外边界，则圆环的外半径r2至少应多大？（2）不穿出磁场外边界的粒子将做周期性运动，求它的运动周期【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动 【专题】计算题；定量思想；推理法；带电粒子在磁场中的运动专题【分析】（1）氘核从a点射出后，在磁感应强度为b的匀强磁场中做半径为r的匀速圆周运动，由洛仑兹力公式和牛顿第二定律求出半径r（2）不穿出磁场外边的粒子将做周期性运动，洛仑兹力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解周期【解答】解：（1）作出氘核在磁场中运动而不穿出外边界的最大圆轨道如图中圆弧线所示，其圆心为o，半径为r则有解得：两圆心间距离：所以圆环区域的外径至少为：r2=oo+r=1.207m（2）粒子做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力，故：其中：解得：答：（1）为了使该粒子不穿出磁场外边界，则圆环的外半径r2至少应为1.207m；（2）不穿出磁场外边界的粒子将做周期性运动，它的运动周期为2.62107s【点评】本题粒子在有圆形边界的磁场做匀速圆周运动的问题，画出轨迹，根据几何知识分析临界条件，求半径和圆心角是常用的思路四、不定项选择题（每小题至少有一个选项是正确的；每题2分，共6分）18如图所示，虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴o以角速度匀速转动设线框中感应电流方向以逆时针为正，那么在选项图中能正确描述线框从图中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流随时间变化情况的是( )abcd【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律 【专题】电磁感应与图像结合【分析】当线框以o为转轴进入磁场时，磁通量发生变化有感应电流产生，根据有效切割长度判断出电流大小变化，根据楞次定律或右手定制判断出感应电流方向，即可正确解答【解答】解：当线框进入磁场后，切割的有效长度为半圆的半径不变，即电动势及电流大小不变；由右手定则可知，电流为逆时针，故为正值，当线框全部进入磁场，磁通量不变，无感应电流故选a【点评】在求导体切割磁感线类型的感应电流时，一定要会正确求解有效切割长度19某同学利用图甲所示装置测定某小电动机的效率分别用电压传感器和电流传感器测量电动机的输入电压和输入电流当重物匀速上升时用位移传感器测得重物上升的位移与时间的关系图线如图乙所示，而电压传感器的示数为3.30v，电流传感器的示数为0.14a重物的质量为0.05kg，取g=10m/s2则在2.40s至2.80s时间内( )a小电动机的输入功率为0.462wb小电动机输出的机械能是0.185jc小电动机的线圈电阻是23.6d小电动机的效率为54%【考点】闭合电路的欧姆定律；电功、电功率 【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题【分析】由p=ui可求是电动机的总输入功率，根据图乙求出速度，则可求出输出功率，进而可求出电动机的效率，根据功能关系列式可求出电动机的内阻【解答】解：a、小电动机的输入功率p入=ui=3.300.14=0.462w，故a正确；b、根据乙图可知，重物匀速上升的速度v=，则小电动机输出的机械能e=mgvt=0.05100.50.4=0.1j，故b错误；c、小电动机的线圈消耗的热量q=i2rt=p入te，解得：r=10.8，故c错误；d、小电动机的效率为=%=54%，故d正确故选：ad【点评】解决本题的关键知道克服重力做功的功率等于电动机的输出功率，通过输入功率和输出功率可以求出电动机的效率20在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，有一倾角为，足够长的光滑绝缘斜面，磁感应强度为b，方向垂直纸面向外，电场方向竖直向上，有一质量为m，带电量为+q的小球静止在斜面顶端，这时小球对斜面的正压力恰好为零，如图所示，若迅速把电场方向反转竖直向下，则( )a小球能在斜面上连续滑行距离x=b小球能在斜面上连续滑行距离x=cc、小球能在斜面上连续滑行的时间t=d小球不会离开斜面【考点】带电粒子在混合场中的运动；洛仑兹力 【专题】定量思想；方程法；带电粒子在复合场中的运动专题【分析】ab、当电场竖直向上时，小球对斜面无压力，可知电场力和重力大小相等；当电场竖直向下时，小球受到向下的力为2mg；当小球恰好离开斜面时，在垂直于斜面的方向上合力为零，由此可求出此时的速度；在此过程中，电势能和重力势能转化为动能，由动能定理即可求出小球下滑的距离cd、经受力分析可知，小球在沿斜面方向上合力不变，故沿斜面做匀加速直线运动，由运动学公式可求出运动时间【解答】解：（1）小球对斜面的正压力恰好为零时：qe=mg迅速将电场方向反向后，对小球受力分析可得：n+qvb=（mg+qe）cos（mg+qe）sin=ma得 a=3gsin随v增大，斜面的支持力n减小，当n=0时，小球离开斜面，此时速度vm=由动能定理得：（qe+mg）sinx=mv2解得：x=，故a正确，b错误；c、对小球受力分析，在沿斜面方向上合力为（qe+mg）sin，且恒定，故沿斜面方向上做匀加速直线运动由牛顿第二定律得：（qe+mg）sin=ma得：a=2gsin由x=at2得：t=，故c正确，d、由上分析可知，球会离开斜面，故d错误；故选：ac【点评】该题考察了带电物体在复合场中的运动情况，解决此类问题要求我们要对带电物体进行正确的受力分析，要注意找出当小球离开斜面时的受力情况是解决该题的关键在运动学中，只牵扯到位移和速度问题的往往用能量解决；如果牵扯到时间，往往应用牛顿运动定律或动量定理来解决五、实验题21（1）多用电表测未知电阻阻值的电路如图（a）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（b）所示，则该图象的函数关系式为i=；（调零电阻r0接入电路的部分阻值用r0表示）（2）下列根据图（b）中irx图线做出的解释或判断中正确的是bc；（有两个选项正确）a用欧姆表测电阻时，指针指示读数越大，测量的误差越小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=igcrx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（b）中的r2时，指针位于表盘中央位置的右侧（3）某同学想通过一个多用电表中的欧姆挡，直接去测量某电压表（量程10 v）的内阻（大约为几十千欧），欧姆挡的选择开关拨至倍率1k挡先将红、黑表笔短接调零后，选用图（c）中a（填“a”或“b”）方式连接在本实验中，如图（d）所示为欧姆表和电压表的读数，请你利用所学过的知识，求出欧姆表电池的电动势为8.75v（计算结果保留三位有效数字）【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线 【专题】实验题【分析】（1）欧姆表的工作原理是闭合电路欧姆定律，根据闭合电路欧姆定律分析答题（2）根据闭合电路欧姆定律得出电流i与待测电阻的阻值rx关系（3）选择倍率的原则是让指针指在刻度盘的中间位置附近，欧姆表的内部电源的正极与外部负极插孔相连，欧姆表的读数为示数乘以倍率，由闭合电路的欧姆定律求电动势【解答】解：（1）多用电表测电阻的原理是闭合电路欧姆定律，则有：i=；（2）a、用欧姆表测电阻时，指针指刻度盘中央附近时，测量的误差越小故a错误b、由上式知：当rx=0，i=，通过调节r0，使rx=0时电路中的电流i=ig，表明所测量的电阻为0，故b正确c、rx越小，由i=，知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故c正确d、测量中，当rx的阻值为图5中的r2时，电流比半偏电流ig，小，由 i=，知指针位于表盘中央位置的左侧故d错误（3）当欧姆表的指针指在中间位置附近时，测量值较为准确，根据读数为：示数倍率=读数知，选择1k的挡较好；欧姆表的正极插孔与内部电源的负极相连，与电压表构成一闭合回路，电流从负极流出，进入电压表的正极，所以选择图a正确；欧姆表的读数为：401k=40k；电压表的读数为5.0v；由题意知欧姆表的内阻为30k，与电压表的内阻40k串联，由欧姆定律可知：e=i（r+r）=（3104+4104）=8.75v故答案为：（1）i=；（2）bc；（3）a；8.75【点评】对于欧姆表，要了解其结构、掌握读数的方法，关键要理解欧姆表的工作原理：闭合电路欧姆定律六、计算题（解答过程请写出必要的文字说明和必要的物理演算过程，只写出最终结果的不得分）22如图所示，水平地面上方的h高区域内均有匀强磁场，水平界面pp是磁场的上边界，磁感应强度为b=1t，方向是水平的，垂直于纸面向里在磁场的正上方，有一个位于竖直平面内的闭合的矩形平面导线框abcd，ab长为l1=1m，bc长为l2=0.5m，h=2.7m，线框的质量为m=1kg，电阻为r=1使线框abcd从高处自由落下，ab边下落的过程中始终保持水平，已知线框进入磁场的过程中的运动情况是：cd边进入磁场以后，线框先做加速运动，然后做匀速运动，直到ab边到达边界pp为止从线框开始下落到cd边刚好到达水平地面的过程中，线框中产生的焦耳热为q=10jg=10m/s2求：（1）线框abcd在进入磁场的过程中，通过导线的某一横截面的电荷量是多少？（2）线框是从cd边距边界pp多高处开始下落的？（3）线框的cd边到