精品解析：辽宁省普通高中2024-2025学年高二上学期11月月考调研物理试题

辽宁省普通高中2024-2025学年度上学期11月月考调研试题 高二物理 试题考查范围：电场、恒定电流、磁场 试卷难度：中档 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 图中三条实线a、b、c表示三个等势面．一个带电粒子射入电场后只在电场力作用下沿虚线所示途径由M点运动到N点，由图可以看出（ ） A. 三个等势面的电势关系是φa＞φb＞φc B. 三个等势面的电势关系是φa＜φb＜ωc C. 带电粒子在N点的动能较小，电势能较大 D. 带电粒子在N点的动能较大，电势能较小 2. 关于如图所示的回旋加速器，下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子在D型盒磁场中加速 B. 可以加速中子（不带电） C. 带电粒子的出射最大动能与D型盒半径无关 D. 两D型盒间交变电压的周期等于粒子转动的周期 3. 如图，空间某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动，从C点离开区域；如果这个区域只有电场，则粒子从B点离开场区；如果这个区域只有磁场，则粒子从D点离开场区；设粒子在上述三种情况下，从A到B点、A到C点和A到D点所用的时间分别是t1、t2和t3，比较t1、t2和t3的大小，则有（粒子重力忽略不计）(　　) A. t1=t2=t3 B. t2＜t1＜t3 C. t1=t3＞t2 D. t1=t2＜t3 4. 笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏翻开时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作，当显示屏合上时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，这是一块长为、宽为、高为的半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，元件中通入方向向右的恒定电流。当显示屏合上时，元件处于垂直于上表面且方向向下的匀强磁场中，元件的前、后表面间产生电压，以此来控制屏幕的熄灭。则元件的（　　） A. 前表面的电势低于后表面 B. 前、后表面间的电压与的大小有关 C. 前、后表面间的电压与的大小有关 D. 前、后表面间的电压与的大小有关 5. 如图所示，真空中O点固定一个带正电的点电荷，同一平面内距离点电荷r处有一个带负电的粒子P（不计重力），该粒子在纸面内沿垂直于它们连线的方向入射，已知空间同时存在垂直纸面向里的匀强磁场，则关于粒子在电、磁场中的运动轨迹，不可能的是（　　） A. 在纸面内以O点为圆心，r为半径的圆 B. 初始阶段为在纸面内向右偏的曲线 C. 初始阶段为在纸面内向左偏的曲线 D. 沿初速度方向的直线 6. 如图所示，半径为的圆形区域中有垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小，圆形磁场边界上有A、C、N三点，一个比荷为2×106C/kg、带正电的粒子（粒子重力可忽略不计），从A点以的速度垂直于直径MN射入磁场，恰好从N点射出，且，则（　　） A. 带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为1cm B. 带电粒子在磁场中运动的轨迹圆心一定不在圆形磁场的边界上 C. 若带电粒子改为在圆形磁场边界上的C点以相同的速度入射，则粒子一定从N点射出 D. 若要实现带电粒子从A点以原速度v0入射、从N点出射，则该圆形磁场的最小面积为 7. 由个电荷量均为的可视为质点的带电小球无间隙排列构成的半径为的圆环固定在竖直平面内。一个质量为的金属小球（视为质点）通过长为的绝缘细线悬挂在圆环的最高点。当金属小球电荷量也为（未知）时，发现金属小球在垂直圆环平面的对称轴上点处于平衡状态，如图所示，轴线上的两点关于圆心对称（未画出）。已知电场力常量为，重力加速度为。则下列说法中正确的是（　　） A. 点的场强一定为零 B. 由于两点关于点对称，两点的场强大小相等，方向相反 C. 金属带电小球的电荷量为 D. 固定处的小球，然后从圆环上取下一个小球（其余个小球位置不变）置于处，则圆心的场强大小为 8. 用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2，若把A1、A2分别采用并联或串联的方式接入电路，如图所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和指针偏转角度的说法正确的是（　　） A. 图甲中的A1、A2的示数相同 B. 图甲中的A1、A2的指针偏角相同 C. 图乙中的A1，A2的示数和偏角都不同 D. 图乙中的A1、A2的指针偏角不相同 9. 带有异种电荷的甲乙两个粒子以大小相同的速度从圆形磁场的直径AB两端点沿半径方向进入匀强磁场，都从C点离开磁场，已知磁场方向垂直纸面向里，，，则下列说法中正确的是（  ） A. 甲粒子带负电 B. 甲、乙的半径之比为 C. 甲、乙的比荷之比为 D. 甲、乙运动时间比为 10. 如图所示，在半径为L的圆形区域内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场，在x轴与磁场边界的交点P处有一粒子发射源，能沿xOy平面与x轴成任意夹角向磁场区域发射质量为m，带电量为q的粒子，且发射速度的大小为。在发射的众多粒子中b粒子在磁场中的运动时间恰好为a粒子在磁场中运动时间的两倍。已知a粒子的入射方向与x轴正方向成30°角，若不考虑粒子间的相互作用力和粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. b粒子的入射方向与x轴正方向成30°角 B. b粒子的入射方向与x轴正方向成60角 C. a、b两粒子离开磁场后的运动方向相互平行 D. 从磁场外沿y轴正方向从不同位置射入的，一群同速率的上述粒子经磁场作用后一定都过P点 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. （1）如图（a）所示，是一个由电阻率为的导体材料制成的中空圆柱体．为测量圆柱形导体中空部分的横截面积S0，某同学先用毫米刻度尺测得圆柱体的长度为L，然后用游标卡尺测量其外径D，如图（b）所示，则D=_____mm． （2）接着，该同学设计了测量圆柱体电阻的实验电路图（圆柱体上的M、N为两个电箍，连接导线使用）如图（c）所示，请你用笔画线当作导线将图(d)中尚未完成的实物连线补画完整．____ （3）若某次实验电流表的示数为I，电压表的示数为U。请用已知的和测得物理量符号表示圆柱形导体中空部分的横截面积S0=______。 12. 物理兴趣小组研究某小灯泡的伏安特性，实验室可提供的器材：小灯泡（额定电压为3.0V），直流电源（4.5V）、滑动变阻器（最大阻值为5Ω）、量程合适的电压表和电流表、开关和导线若干，如图甲所示的实物图已完成连线。 （1）为了尽可能减小实验误差，且要求小灯泡两端电压能够在0~3V变化，滑动变阻器应选用________（填“分压式”或“限流式”）接法； （2）闭合开关前，应把滑动变阻器滑片移到________（填“a”或“b”）端； （3）小组同学正确完成了实验操作，将实验数据描点作图，得到I-U图像，如图乙所示。当小灯泡两端加2.0V电压时，小灯泡的电阻R=_______Ω（结果保留两位有效数字）； （4）将两个规格相同的这种小灯泡并联后接到电动势为3.0V、内阻为2.5Ω的另一电源E0上。则每个小灯泡的实际功率为________W（结果保留2位有效数字）。 13. 如图，A、B是水平面上带电荷量均为+q的固定点电荷，A、B间距离为L，在A、B连线的中点O有一固定竖直杆OD，一根绝缘细线一端系在杆上的D点，另一端连接一带电小球C，小球C的质量为m。小球C静止在水平面上且对水平面的压力为0，三角形ABC为等腰三角形，重力加速度大小为g，不计小球的大小，静电力常量为k，求： （1）AB两点电荷在小球C处产生的合场强大小； （2）小球C所带电荷量的大小。 14. 如图所示，四个电阻阻值均为R，电键S闭合时，有一质量为m，带电量为q的小球静止于水平放置的平行板电容器的中点。现打开电键S，这个带电小球便向平行板电容器的一个极板运动，并和此板碰撞，碰撞过程中小球没有机械能损失，只是碰后小球所带电量发生变化，碰后小球带有和该板同种性质的电荷，并恰能运动到另一极板，设两极板间距离为d，重力加速度为g，电源内阻也为R，求： （1）判断小球的电性 （2）电源电动势E多大？ （3）小球与极板碰撞后所带的电量为多少？ 15. 如图是芯片制造过程中离子注入工作原理简化示意图，从离子源发出的某带正电的离子在电场加速后速度大小为v、沿虚线通过速度选择器、在圆弧形的分析器（如图甲、乙），做半径为R1的匀速圆周运动、从P点沿直径PQ方向进入半径为R2的圆形匀强磁场区域，最后打在平行PQ上且与PQ相距1.5R2的硅片上，完成离子注入。图甲静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，图乙磁分析器通道内为匀强磁场。已知离子质量m、电荷量q、速度v，速度选择器中电场强度E、R1、R2及电场和磁场方向。整个系统置于真空中，不计离子重力。求： （1）速度选择器中磁感应强度B的大小； （2）图甲中静电分析器通道内，R1虚线处电场强度的大小E′和图乙中磁分析器通道内磁感应强度的大小B′； （3）已知离子经在圆形磁场区域偏转后垂直打在硅片上M点，现在圆形磁场区域再加上垂纸面向里的大小也为E的匀强电场，离子会打在硅片上N点，求硅片上MN两点的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 辽宁省普通高中2024-2025学年度上学期11月月考调研试题 高二物理 试题考查范围：电场、恒定电流、磁场 试卷难度：中档 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 图中三条实线a、b、c表示三个等势面．一个带电粒子射入电场后只在电场力作用下沿虚线所示途径由M点运动到N点，由图可以看出（ ） A. 三个等势面的电势关系是φa＞φb＞φc B. 三个等势面的电势关系是φa＜φb＜ωc C. 带电粒子在N点的动能较小，电势能较大 D. 带电粒子在N点的动能较大，电势能较小 【答案】C 【解析】 【详解】试题分析：物体做曲线运动时，一定受到指向其曲线内侧的力，若物体只受电场力，则电场力一定指向曲线内侧，这是解决带电粒子在电场中做曲线运动的突破点，然后根据电场力做功情况进一步判断动能、电势能的变化情况，或者根据电场线方向判断电势的高低． 带电粒子所受电场力指向曲线内侧，即大体上是向右，带电粒子从M运动到N过程中速度方向和电场力的方向的夹角大于90°，电场力做负功，电势增大，动能减小，故N动能小，电势能大，故C正确D错误；由于不知电荷带电的正负，因此无法判断电场线方向，故三个等势面的电势高低无法判断，故AB错误． 2. 关于如图所示的回旋加速器，下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子在D型盒磁场中加速 B. 可以加速中子（不带电） C. 带电粒子的出射最大动能与D型盒半径无关 D. 两D型盒间交变电压的周期等于粒子转动的周期 【答案】D 【解析】 【详解】A．由回旋加速器原理可知，带电粒子在狭缝处被交变电场加速，在D型盒磁场中偏转，A错误； B．中子不带电，不会受到电场的作用，故不能用来加速中子，B错误； C．设D型盒半径为R，带电粒子离开D型盒的速度v，由向心力公式可得 带电粒子的动能 故带电粒子的出射最大动能与D型盒半径有关，C错误； D．忽略带电粒子在狭缝处的运动时间，粒子的运动周期 与粒子运动速度无关，每运动半周被加速一次，故两D型盒间交变电压的周期等于粒子转动的周期，D正确。 故选D。 3. 如图，空间某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动，从C点离开区域；如果这个区域只有电场，则粒子从B点离开场区；如果这个区域只有磁场，则粒子从D点离开场区；设粒子在上述三种情况下，从A到B点、A到C点和A到D点所用的时间分别是t1、t2和t3，比较t1、t2和t3的大小，则有（粒子重力忽略不计）(　　) A. t1=t2=t3 B. t2＜t1＜t3 C. t1=t3＞t2 D. t1=t2＜t3 【答案】D 【解析】 【分析】带电粒子由A点进入这个区域沿直线运动，从C点离开场区，这个过程粒子受到的电场力等于洛伦兹力qE=qvB，水平方向做匀速直线运动；如果只有电场，带电粒子从B点射出，做类平抛运动，水平方向匀速直线运动，如果这个区域只有磁场，则这个粒子从D点离开场区，此过程粒子做匀速圆周运动，速度大小不变，方向改变，所以速度的水平分量越来越小． 【详解】带电粒子由A点进入这个区域沿直线运动，从C点离开场区，这个过程粒子受到的电场力等于洛伦兹力qE=qvB，水平方向做匀速直线运动，运动时间，如果只有电场，带电粒子从B点射出，做类平抛运动，水平方向匀速直线运动，运动时间：，如果这个区域只有磁场，则这个粒子从D点离开场区，此过程粒子做匀速圆周运动，速度大小不变，方向改变，所以速度的水平分量越来越小，所以运动时间：，所以t1=t2＜t3，故D正确；故选D. 【点睛】注意分析带电粒子在复合场、电场、磁场中的运动情况各不相同，复合场中做匀速直线运动，电场做类平抛运动，磁场做匀速圆周运动，根据不同的运动规律解题． 4. 笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏翻开时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作，当显示屏合上时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，这是一块长为、宽为、高为的半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，元件中通入方向向右的恒定电流。当显示屏合上时，元件处于垂直于上表面且方向向下的匀强磁场中，元件的前、后表面间产生电压，以此来控制屏幕的熄灭。则元件的（　　） A. 前表面的电势低于后表面 B. 前、后表面间的电压与的大小有关 C. 前、后表面间的电压与的大小有关 D. 前、后表面间的电压与的大小有关 【答案】D 【解析】 【详解】A．电流方向向右，电子向左定向移动，根据左手定则判断可知，电子所受的洛伦兹力方向向里，则后表面积累了电子，前表面的电势比后表面的电势高，A错误； BCD．稳定后，后续电子受力平衡可得 根据电流的微观表达式可知 解得 所以前、后表面间的电压U与c成正比，与a和b无关， BC错误D正确。 故选D。 5. 如图所示，真空中O点固定一个带正电的点电荷，同一平面内距离点电荷r处有一个带负电的粒子P（不计重力），该粒子在纸面内沿垂直于它们连线的方向入射，已知空间同时存在垂直纸面向里的匀强磁场，则关于粒子在电、磁场中的运动轨迹，不可能的是（　　） A. 在纸面内以O点为圆心，r为半径的圆 B. 初始阶段为在纸面内向右偏的曲线 C. 初始阶段为在纸面内向左偏的曲线 D. 沿初速度方向的直线 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．粒子受到向左的正点电荷的库仑力，由左手定则可知，粒子同时受到向右的洛伦兹力，开始时，当库仑力与洛伦兹力的合力刚好提供向心力则粒子在纸面内以O点为圆心，r为半径的圆周运动，当库仑力与洛伦兹力的合力大于粒子做圆周运动的向心力时，粒子在初始阶段为在纸面内向左偏的曲线，当库仑力与洛伦兹力的合力向右时，粒子初始阶段为在纸面内向右偏的曲线，故ABC正确； D．粒子沿初速度方向做直线运动时，粒子与正点电荷间的库仑力变化，则粒子受到的合力变化，则粒子不可能沿初速度方向的直线，故D错误。 本题选不正确的，故选D。 6. 如图所示，半径为的圆形区域中有垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小，圆形磁场边界上有A、C、N三点，一个比荷为2×106C/kg、带正电的粒子（粒子重力可忽略不计），从A点以的速度垂直于直径MN射入磁场，恰好从N点射出，且，则（　　） A. 带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为1cm B. 带电粒子在磁场中运动的轨迹圆心一定不在圆形磁场的边界上 C. 若带电粒子改为在圆形磁场边界上的C点以相同的速度入射，则粒子一定从N点射出 D. 若要实现带电粒子从A点以原速度v0入射、从N点出射，则该圆形磁场的最小面积为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据洛伦兹力提供向心力有 可得 代入数据解得 故A错误； B．粒子运动轨迹如图所示 因为 四边形AONP为菱形，根据几何知识可得圆心P一定在圆形磁场的边界上，故B错误； C．从圆形磁场边界上的C点以相同的速度入射，轨迹如图所示，因为 所以四边形SCON为菱形，由几何知识可知粒子一定从N点射出，故C正确； D．当带电粒子在A点入射，从N点出射，则磁场圆以AN为直径时面积最小，最小面积 故D错误。 故选C。 7. 由个电荷量均为的可视为质点的带电小球无间隙排列构成的半径为的圆环固定在竖直平面内。一个质量为的金属小球（视为质点）通过长为的绝缘细线悬挂在圆环的最高点。当金属小球电荷量也为（未知）时，发现金属小球在垂直圆环平面的对称轴上点处于平衡状态，如图所示，轴线上的两点关于圆心对称（未画出）。已知电场力常量为，重力加速度为。则下列说法中正确的是（　　） A. 点的场强一定为零 B. 由于两点关于点对称，两点的场强大小相等，方向相反 C. 金属带电小球的电荷量为 D. 固定处的小球，然后从圆环上取下一个小球（其余个小球位置不变）置于处，则圆心的场强大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据对称性可知，由个电荷量均为的可视为质点的带电小球无间隙排列构成的半径为的圆环，在圆心点处场强为零，带电金属小球在点产生的场强不为零，所以点的场强不为零，故A错误； B．根据对称性可知，由个电荷量均为的可视为质点的带电小球无间隙排列构成的半径为的圆环在两点的场强大小相等，方向相反，带电金属小球在这两点产生的电场强度大小不相等，则两点的场强大小不相等，故B错误； C．由库仑定律可得，圆环上的一个带电小球A对点的小球的库仑力 方向沿两小球的连线指向点，同理取圆环上与小球A关于圆心对称的另一个小球，其对点小球的库仑力与大小相同，如图甲所示，由几何关系可知，细线与轴线的夹角 两力的合力方向应沿圆心与点的连线向右，大小为 因为圆环上各小球对点的小球均有库仑力，故所有小球库仑力的合力 点的小球受力分析如图乙所示，可得 解得带电金属小球的电荷量为 故C错误； D．从圆环上取下一个小球后，圆环上剩余的电荷在圆心的合场强与取下的小球在圆环上时在处的场强大小相等，方向相反，大小为 根据对称性可知，处的小球与处的小球在圆心的合场强大小为零，所以固定处的小球，然后在圆环上取下一个小球（其余个小球位置不变）置于处，则圆心的场强大小为 故D正确。 故选D。 8. 用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2，若把A1、A2分别采用并联或串联的方式接入电路，如图所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和指针偏转角度的说法正确的是（　　） A. 图甲中的A1、A2的示数相同 B. 图甲中的A1、A2的指针偏角相同 C. 图乙中的A1，A2的示数和偏角都不同 D. 图乙中的A1、A2的指针偏角不相同 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．图甲中的A1、A2并联，表头的电压相等，电流相等，指针偏转的角度相同，量程不同的电流表读数不同，故A错误，B正确； CD．图乙中的A1、A2串联，A1、A2的示数相同，由于量程不同，内阻不同，电表两端的电压不同，流过表头的电流不同，指针偏转的角度不同，故C错误，D正确． 故选BD。 9. 带有异种电荷的甲乙两个粒子以大小相同的速度从圆形磁场的直径AB两端点沿半径方向进入匀强磁场，都从C点离开磁场，已知磁场方向垂直纸面向里，，，则下列说法中正确的是（  ） A. 甲粒子带负电 B. 甲、乙的半径之比为 C. 甲、乙的比荷之比为 D. 甲、乙运动时间比为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．甲粒子向下偏转，根据左手定则，可以判断甲粒子带负电，A正确； B．做出甲乙两带电粒子的轨迹图如下图所示，根据几何关系可得 ， 由此可知甲、乙两粒子的半径之比为，B错误； C．两带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供做圆周运动的向心力，可得 ，， 解得 可知甲、乙的比荷之比为，C正确； D．由几何关系可知，甲粒子的圆心角为，乙粒子的圆心角为，故甲粒子在磁场中运动的时长为 ， 解得 D错误。 故选AC。 10. 如图所示，在半径为L的圆形区域内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场，在x轴与磁场边界的交点P处有一粒子发射源，能沿xOy平面与x轴成任意夹角向磁场区域发射质量为m，带电量为q的粒子，且发射速度的大小为。在发射的众多粒子中b粒子在磁场中的运动时间恰好为a粒子在磁场中运动时间的两倍。已知a粒子的入射方向与x轴正方向成30°角，若不考虑粒子间的相互作用力和粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. b粒子的入射方向与x轴正方向成30°角 B. b粒子的入射方向与x轴正方向成60角 C. a、b两粒子离开磁场后的运动方向相互平行 D. 从磁场外沿y轴正方向从不同位置射入的，一群同速率的上述粒子经磁场作用后一定都过P点 【答案】ACD 【解析】 【详解】ABC．根据 解得 a粒子的轨迹如图 根据几何关系，a粒子的入射方向与x轴正方向成角，a粒子在磁场中转过的圆心角为 ，根据 b粒子在磁场中的运动时间恰好为a粒子在磁场中运动时间的两倍，则b粒子转过的圆心角为，b粒子的轨迹如图 根据几何关系b粒子的入射方向与x轴正方向成角，a、b两粒子离开磁场后的运动方向相互平行，故AC正确，B错误； D．根据 解得 根据左手定则粒子向左偏转，粒子沿着y轴正方向从不同位置射入，设射入位置与圆心的连线与x轴的夹角为，根据几何关系其轨迹中心的坐标为 根据几何关系，该轨迹中心与P点的距离为 则粒子的轨迹必然经过P点，即粒子经磁场作用后一定都过P点，故D正确。 故选ACD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. （1）如图（a）所示，是一个由电阻率为的导体材料制成的中空圆柱体．为测量圆柱形导体中空部分的横截面积S0，某同学先用毫米刻度尺测得圆柱体的长度为L，然后用游标卡尺测量其外径D，如图（b）所示，则D=_____mm． （2）接着，该同学设计了测量圆柱体电阻的实验电路图（圆柱体上的M、N为两个电箍，连接导线使用）如图（c）所示，请你用笔画线当作导线将图(d)中尚未完成的实物连线补画完整．____ （3）若某次实验电流表的示数为I，电压表的示数为U。请用已知的和测得物理量符号表示圆柱形导体中空部分的横截面积S0=______。 【答案】 ①. 11.70 ②. ③. 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读，游标卡尺的主尺读数为11mm，游标读数为0.05×14=0.70mm，所以最终读数为11.70mm （2）[2]电路图连接如图 （3）[3]根据欧姆定律 根据电阻定律 解得 所以：圆柱形导体中空部分的横截面积 12. 物理兴趣小组研究某小灯泡的伏安特性，实验室可提供的器材：小灯泡（额定电压为3.0V），直流电源（4.5V）、滑动变阻器（最大阻值为5Ω）、量程合适的电压表和电流表、开关和导线若干，如图甲所示的实物图已完成连线。 （1）为了尽可能减小实验误差，且要求小灯泡两端电压能够在0~3V变化，滑动变阻器应选用________（填“分压式”或“限流式”）接法； （2）闭合开关前，应把滑动变阻器滑片移到________（填“a”或“b”）端； （3）小组同学正确完成了实验操作，将实验数据描点作图，得到I-U图像，如图乙所示。当小灯泡两端加2.0V电压时，小灯泡的电阻R=_______Ω（结果保留两位有效数字）； （4）将两个规格相同的这种小灯泡并联后接到电动势为3.0V、内阻为2.5Ω的另一电源E0上。则每个小灯泡的实际功率为________W（结果保留2位有效数字）。 【答案】（1）分压式 （2）a （3）4.0##4.1##4.2##4.3##4.4 （4）0.42##0.43##0.44##0.45##0.46 【解析】 【小问1详解】 要使小灯两端电压能从0开始较大范围变化，滑动变阻器应采用分压式接法； 【小问2详解】 闭合开关前，应调节滑动变阻器使测量电路两端电压从0开始变化，所以应滑到a端； 【小问3详解】 由图像可知，当小灯两端加2.0V电压时，电流为0.48A，则根据欧姆定律得 【小问4详解】 设灯泡的实际电压为U，实际电流为I，则根据闭合电路的欧姆定律得 变形后得 作出电源的图像如图所示 则读交点可得灯泡的实际功率为 13. 如图，A、B是水平面上带电荷量均为+q的固定点电荷，A、B间距离为L，在A、B连线的中点O有一固定竖直杆OD，一根绝缘细线一端系在杆上的D点，另一端连接一带电小球C，小球C的质量为m。小球C静止在水平面上且对水平面的压力为0，三角形ABC为等腰三角形，重力加速度大小为g，不计小球的大小，静电力常量为k，求： （1）AB两点电荷在小球C处产生的合场强大小； （2）小球C所带电荷量的大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据几何关系，A、C和B、C间的距离均为 根据电场叠加，A、B两点电荷在小球C处产生的合场强大小等于一个电荷在该点的场强大小 解得 【小问2详解】 对小球C研究，根据力的平衡 解得 14. 如图所示，四个电阻阻值均为R，电键S闭合时，有一质量为m，带电量为q的小球静止于水平放置的平行板电容器的中点。现打开电键S，这个带电小球便向平行板电容器的一个极板运动，并和此板碰撞，碰撞过程中小球没有机械能损失，只是碰后小球所带电量发生变化，碰后小球带有和该板同种性质的电荷，并恰能运动到另一极板，设两极板间距离为d，重力加速度为g，电源内阻也为R，求： （1）判断小球的电性 （2）电源电动势E多大？ （3）小球与极板碰撞后所带的电量为多少？ 【答案】（1）负电；（2） ；（3） 【解析】 【详解】（1）开始小球静止在电容器中间，受重力向下，电场力向上，由电路图可知，极板间的电场强度向下，小球所受电场力方向和电场强度方向相反，则小球带负电； （2）当S闭合时，电容器电压为U，则 对带电小球受力分析得 联立解得 （3）断开S，电容器电压为，则 对带电小球运动的全过程，根据动能定理得 联立解得 15. 如图是芯片制造过程中离子注入工作原理简化示意图，从离子源发出的某带正电的离子在电场加速后速度大小为v、沿虚线通过速度选择器、在圆弧形的分析器（如图甲、乙），做半径为R1的匀速圆周运动、从P点沿直径PQ方向进入半径为R2的圆形匀强磁场区域，最后打在平行PQ上且与PQ相距1.5R2的硅片上，完成离子注入。图甲静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，图乙磁分析器通道内为匀强磁场。已知离子质量m、电荷量q、速度v，速度选择器中电场强度E、R1、R2及电场和磁场方向。整个系统置于真空中，不计离子重力。求： （1）速度选择器中磁感应强度B的大小； （2）图甲中静电分析器通道内，R1虚线处电场强度的大小E′和图乙中磁分析器通道内磁感应强度的大小B′； （3）已知离子经在圆形磁场区域偏转后垂直打在硅片上M点，现在圆形磁场区域再加上垂纸面向里的大小也为E的匀强电场，离子会打在硅片上N点，求硅片上MN两点的距离。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 离子在速度选择器内做匀速直线运动，则 所以 【小问2详解】 在图甲中静电分析器内，离子做匀速圆周运动，则 所以 在图乙中静电分析器内，洛伦兹力提供向心力，则 解得 【小问3详解】 由于离子经圆形磁场区域偏转后垂直打在硅片上，则离子在圆形磁场区域内做匀速圆周运动的轨迹半径等于圆形磁场区域的半径，所以轨迹如图所示 离子在圆形磁场中做匀速圆周运动的周期 离子在圆形磁场中运动的时间 离子离开圆形磁场到达到硅片阶段做匀速直线运动 加上电场后，离子在复合场中做螺旋线运动，平行平面方向不发生变化，垂直平面方向即电场方向做匀加速运动 qE=ma 在复合场中沿电场方向的位移 解得 离开复合场时沿电场方向的速度 v1=at1 可得 离开复合场时沿电场方向做匀速运动，位移 x2=v1t2 解得 MN间距为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $