精品解析：新疆乌鲁木齐市实验中学2024-2025学年高二上学期期中物理试卷

2024－2025学年第一学期实验学校教育集团第二次质量监测 十一年级物理问卷 试卷分值：100分 考试时间：90分钟 一、选择题（（本题共12小题，每小题4分，共48分，1－8题为单选，9－12题为多选。） 1. 法拉第在1831年发现了“磁生电”现象。在探究磁生电实验中，将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流表及开关按如图所示的方式连接。下列说法中正确的是（　　） A. 开关闭合后，将线圈A从B中拔出会引起电流表指针偏转 B. 线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流表指针均不会偏转 C. 开关闭合后，保持滑片P不动，电流表指针会发生偏转 D. 开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流表指针才会偏转 【答案】A 【解析】 【详解】A．开关闭合后，将线圈A从B中拔出时，线圈B中的磁通量将会减小，线圈B中会产生感应电流，所以电流表指针会偏转，A正确； B．线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，线圈A将产生一个变化的磁场，这个变化的磁场引起线圈B中的磁通量变化，线圈B中会产生出感应电流，所以电流表的指针会偏转，B错误； C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P不动，线圈A中的电流不变，线圈A将产生恒定的磁场，通过线圈B的磁通量不变，线圈B中不会产生感应电流，电流表指针不会偏转，C错误； D．开关闭合后，只要滑动变阻器的滑片P滑动，线圈A中的电流就发生变化，线圈A产生的磁场发生变化，通过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，电流表指针会偏转，即滑片P不一定要加速滑动，D错误。 故选A。 2. 如图所示，将通电直导线AB用悬线悬挂在电磁铁的正上方，直导线可自由转动，则接通开关（　　） A. A端向纸外运动，B端向纸内运动，悬线张力变小 B. A端向纸外运动，B端向纸内运动，悬线张力变大 C. A端向纸内运动，B端向纸外运动，悬线张力变大 D. A端向纸内运动，B端向纸外运动，悬线张力变小 【答案】C 【解析】 【详解】接通开关，由线圈电流方向，根据安培定则，可知电磁铁左端为N极，右端为S极。则通电直导线左半部分磁场斜向右上方，右半部分磁场斜向右下。根据左手定则，通电导线左半部分受安培力向里，右半部分受安培力向外，即A端向纸内运动，B端向纸外运动。通电导线旋转至垂直纸面向里方向，而磁场向右，则安培力向下，则悬线张力变大。 故选C。 3. 如图所示为回旋加速器的示意图，两D型盒所在区域加匀强磁场，狭缝（极小）间就有交变电压（电压的大小恒定），将粒子由A点静止释放，经回旋加速器加速后，粒子最终从D型盒的出口引出，已知D型盒的半径为R，粒子的质量和电荷量分别为m、q，磁感应强度大小为B，加速电压为U（不计粒子在电场中的运动时间），则下列说法正确的是（　　） A. 粒子的运动周期为交变电压周期的2倍 B. 粒子第一次与第二次进入磁场的轨道半径之比为 C. 粒子的最大动能为 D. 粒子在回旋加速器中运动的时间为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由回旋加速器的工作原理可知，粒子每经过半个周期加速一次，而交变电压每经过半个周期方向改变一次，设粒子的运动周期为，交变电压的变化周期为，应满足关系 即 因此粒子在磁场中做圆周运动的周期为交变电压的变化周期的奇数倍，A错误； B．对粒子第1次加速时，由动能定理得 粒子进入磁场后有 解得 对粒子第2次加速时，由动能定理得 粒子进入磁场后有 解得 所以 B正确； C．当粒子离开D盒瞬间的动能最大，半径为，则可得 解得 则粒子的最大动能为 C错误； D．粒子每次经过狭缝电场力做功 粒子被加速的次数为 粒子在磁场中的运动周期为 则粒子在回旋加速器中运动的时间为 D错误； 故选B。 4. 笔记本电脑机身和显示屏分别安装有磁体和霍尔元件。当显示屏闭合时霍尔元件靠近磁体，屏幕熄灭电脑休眠。如图为显示屏内的霍尔元件：宽为、长为，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面方向向下的匀强磁场中，此时元件的前后面间出现电压，以此控制屏幕的熄灭。下列关于该元件的说法错误的是（　　） A. 前表面的电势比后表面的高 B. 前后表面间的电压与有关 C. 前后表面间的电压与成正比 D. 电压稳定后，自由电子受到的洛伦兹力大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．电流方向向右，电子向左定向移动，根据左手定则可知，电子受的洛伦兹力指向后表面，因此后表面积累电子逐渐增多，前表面的电势比后表面的高，A选项正确，不符合； BC．当电子收到的电场力和洛伦兹力平衡时，电子不再发生偏转，此时前后表面的电压达到稳定，对稳定状态下的电子可得 场强大小为 联立解得 因此，前、后表面间的电压U与v成正比，与a成正比，与c无关，因此B选项正确，不符合，C选项错误，符合； D．电压稳定后，自由电子受到的洛伦兹力等于电场力 因此D选项正确，不符合。 故选C。 5. 如图所示，在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，一带电量为q（）的滑块自a点由静止沿光滑绝缘轨道滑下，下降竖直高度为h时到达b点。不计空气阻力，重力加速度为g，则（ ） A. 滑块在a点受重力、支持力和洛伦兹力作用 B. 该过程中，洛伦兹力做正功 C. 该过程中，滑块的机械能增大 D. 滑块在b点受到的洛伦兹力大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．滑块自a点由静止沿斜面滑下，在a点不受洛伦兹力作用，故A错误； BCD．滑块自a点运动到b点的过程中，洛伦兹力不做功，支持力不做功，只有重力做功，所以滑块机械能守恒 解得 故滑块在b点受到的洛伦兹力为 故BC错误，D正确。 故选D。 6. 如图所示，空间某区域存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，电场方向竖直向上。在P点同时将两带电小球a、b以等大的速率分别向左、右两侧水平抛出后，二者均做匀速圆周运动，不考虑两球之间的相互作用。下列判断正确的是（　　） A. 两球一定都带负电 B. 两球比荷不相等 C. 两球的轨道半径相等 D. 两球一定同时到达P点正上方 【答案】C 【解析】 【详解】A．设电场强度为E，磁感应强度为B，由于二者均做匀速圆周运动，故重力与电场力平衡，所以两球均带正电，A错误； B．由重力与电场力平衡，得 联立解得 知两球比荷相等，故B错误； C．小球a、b做圆周运动 解得 得 已知，解得 故C正确； D．小球a、b做圆周运动的周期分别为 由于两球比荷相等，解得 由于二者圆周运动的周期相等，速度大小相等，二者运动一周会在出发点P点碰撞，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，为纸面内矩形的四个顶点，矩形区域内（含边界）处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，，。一质量为m、电荷量为q（）的粒子，从a点沿ab方向运动，不计粒子重力。下列说法正确的是（　　） A. 粒子能通过cd边的最短时间 B. 若粒子恰好从d点射出磁场，粒子速度 C. 若粒子恰好从c点射出磁场，粒子速度 D. 若粒子只能从ad边界射出磁场，则粒子的入射速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．粒子能通过cd边，从c点射出的粒子在磁场中运动的时间最短，根据几何关系 解得 则转过的圆心角 即 粒子在磁场中运动的周期 则粒子能通过cd边的最短时间 故A错误； B．若粒子恰好从d点射出磁场，由几何关系可知其半径 根据 解得 故B错误； C．若粒子恰好从c点射出磁场，根据几何关系 解得 由洛伦兹力提供向心力得 解得 故C正确； D．若粒子从d点射出磁场，粒子运动轨迹为半圆，从d点出射时半径最大，对应的入射速度最大，则 故若粒子只能从ad边界射出磁场，则粒子的入射速度，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，两根相距为d的平行金属导轨与水平面间的夹角为，两导轨右端与滑动变阻器、电源、开关连接成闭合回路，在两导轨间轻放一根质量为m、长为d的导体棒MN。导轨间存在着垂直于导轨平面向下的匀强磁场。调节滑动变阻器，当通过导体棒的电流为I和时，导体棒MN均恰好静止。已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　） A. a端为电源的负极 B. 匀强磁场的磁感应强度大小为 C. 当通过导体棒的电流为I和时，导轨对导体棒的作用力大小相等 D. 导体棒与导轨间的动摩擦因数为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题意可知安培力方向沿导轨平面向上，由左手定则可知导体棒中的电流方向为由M到N，所以a端为电源的正极，故A错误； B．当通过导体棒的电流为I时，对导体棒受力分析有 当通过导体棒的电流为时，对导体棒受力分析有 由题意可知 解得 又 解得 故B错误； C．当通过导体棒的电流为I时，导轨对导体棒的摩擦力 沿导轨向上，导轨对导体棒的支持力 导轨对导体棒的作用力 当通过导体棒的电流为时，导轨对导体棒的摩擦力 沿导轨向下，导轨对导体棒的支持力 导轨对导体棒的作用力 所以 故C正确； D．由题意可知 解得 故D错误。 故选C。 9. 如图所示，粗糙木板MN竖直固定在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。t＝0时，一个质量为m、电荷量为q的带正电物块沿MN以某一初速度竖直向下滑动，则物块运动的v－t图像可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．设初速度为v0，则 FN＝Bqv0 若满足 mg＝Ff＝μFN 即 mg＝μBqv0 物块向下做匀速运动，故A正确； BD．若mg>μBqv0，则物块开始有向下的加速度，由 可知，随着速度增大，加速度减小，即物块先做加速度减小的加速运动，最后达到匀速状态，故D正确，B错误； C．若mg<μBqv0，则物块开始有向上的加速度，物块做减速运动，由 可知，随着速度减小，加速度减小，即物块先做加速度减小的减速运动，最后达到匀速状态，故C正确。 故选ACD。 10. 如图所示，不计电阻的两个线圈L1和L2绕在同一个铁芯上，线圈L1两端连接有两根足够长的水平光滑导轨，导轨间有垂直纸面向外的匀强磁场，导轨上放有静止的导体棒MN，线圈L2与电源、滑动变阻器、开关连接，下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合，要使MN向右运动，可以将滑动变阻器的滑片向a端移动 B. 开关S闭合，要使MN向右运动，可以将滑动变阻器的滑片向b端移动 C. 开关S闭合瞬间，导体棒MN向右运动 D. 开关S闭合瞬间，导体棒MN向左运动 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．由右手螺旋定则可知线圈L2中电流产生的磁场向上，要使MN向右运动，MN受到的安培力向右，根据左手定则可知MN中电流方向从N到M，根据右手螺旋定则可知线圈L1中感应电流产生的磁场方向向下，则线圈L2产生的磁场应增强，电路中电流增大，滑动变阻器的滑片向b端移动，故A错误，B正确； CD．开关S闭合瞬间，电路中电流增大，线圈L2中的磁场方向向上，且增大，线圈L1中磁场方向向下，根据右手螺旋定则可知，导体棒MN的感应电流方向从N向M，根据左手定则可知，MN受到的安培力向右，MN向右运动，故C正确，D错误。 故选BC。 11. 1831年10月28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机—法拉第圆盘发电机，其原理如图所示，水平向右的匀强磁场垂直于盘面，圆盘绕水平轴C以角速度ω匀速转动，铜片D与圆盘的边缘接触，圆盘、导线和阻值为R的定值电阻组成闭合回路。已知圆盘半径为L，圆盘接入CD间的电阻为，其他电阻均可忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. 回路中的电流方向为b→a B. C、D两端的电势差为 C. 定值电阻的功率为 D. 圆盘转一圈的过程中，回路中的焦耳热为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由右手定则可知，回路中的电流方向为b→a，故A正确； B．根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势 由于C端电势低于D端电势，则有 故B错误； C．回路中的感应电流 则定值电阻的功率 故C错误； D．圆盘转动一周的时间 转动一周回路中产生的焦耳热 故D正确。 故选AD。 12. 如图所示，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场区域的半径为R，P为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同的方向射入磁场，若粒子射入的速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用，下列判定正确的有（　　） A. 这些粒子的电荷量与质量之比为 B. 这些粒子在磁场中运动的最长时间为 C. 若射入的速率为0.5v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布区小于六分之一圆周 D. 若射入的速率为0.5v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布区大于六分之一圆周 【答案】C 【解析】 【详解】CD．从P点入射的粒子射出磁场时与磁场边界的最远交点为N，由题意知，如图所示 由几何关系得轨迹圆的半径为 当速度大小为时，从P点入射的粒子射出磁场时与磁场边界的最远交点为M，由题意知 由几何关系得轨迹圆半径为 根据洛伦兹力充当向心力可知 速度与半径成正比，因此 故当时，这些粒子在磁场边界的出射点分布区小于六分之一圆周，故C正确，D错误； A．根据 解得 故A错误； B．粒子速度为时，圆周运动半径为 由于 所以沿圆形区域边界切线方向入射的粒子可以在磁场中做完整的匀速圆周运动，故在磁场中运动的最长时间为 故B错误。 故选C。 二、实验题本（题共2个小题，每空2分，共20分） 13. 利用伏安法测量电阻（阻值约为）的阻值。实验室可供选用的器材如下： A.直流电源（，内阻不计） B.滑动变阻器（，） C.电流表（，内阻约为） D.电流表（，内阻约为） E.电压表（，内阻约为） F.电压表（，内阻约为） G.开关及导线若干 （1）实验的电流表选用的是___________，电压表选用的是___________（填写器材前的字母）； （2）为获得更多测量数据且尽量精确测量的阻值，应采用下图中的__________（填“甲”“乙”“丙”或“丁”）电路图。 【答案】（1） ①. D ②. E （2）甲 【解析】 【小问1详解】 [1][2]直流电源电动势为，则电压表应选用的是E；由于待测电阻阻值约为，根据 可知电流表应选用的是D。 【小问2详解】 为获得更多测量数据且尽量精确测量的阻值，则滑动变阻器应采用分压接法，由于 则电流表应采用外接法，所以应采用下图中的甲电路图。 14. 在“测量电源的电动势和内阻”的实验中，已知待测电池的电动势约1.5V，内阻约1.0Ω。某同学利用如图所示的电路进行测量，已知实验室除待测电池、开关、导线外，还有下列器材可供选用： 电流表A1：量程0~0.6A，内阻约0.125Ω 电流表A2：量程0~3A，内阻约0.025Ω 电压表V：量程0~3V，内阻约3kΩ 滑动变阻器R1：0~20Ω，额定电流2A 滑动变阻器R2：0~100Ω，额定电流1A （1）为了调节方便，测量结果尽量准确，实验中电流表应选用______，滑动变阻器应选用______（填写仪器的字母代号）。 （2）经过多次测量并记录对应的电流表示数I和电压表示数U，利用这些数据在图中画出了U-I图线。由此得出电源的电动势E=______V；内阻r=______Ω。 （3）引起该实验的系统误差的主要原因是______。 A. 由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小 B. 由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流大 C. 由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压小 D. 由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压大 （4）根据实验测得的I、U数据、若令y=IU，x=I，则由计算机拟合得出的y-x图线应是图中的______（选填“a”、“b”或“c”），若其余两条图线分别是令y=IE和y=I2r得出的。则a、b两条图线交点A的横坐标的物理意义为______。 【答案】（1） ①. A1 ②. R1 （2） ①. ②. （3）A （4） ①. c ②. 电源的短路电流 【解析】 【小问1详解】 [1]电源电动势约1.5V，内阻约，电路中最大电流较小，故电流表选A1； [2]滑动变阻器选择R1就可以使电压表和电流表的示数发生明显变化，所以为方便调节，滑动变阻器应选R1。 【小问2详解】 [1][2]图线的纵截距表示电源电动势，斜率的绝对值表示电源内阻，由图线可知 【小问3详解】 电流表的读数与流过电压表的电流之和等于电源的实际输出电流，故由于电压表的分流作用使得电流表读数总是比电源实际输出的电流小；电压表的读数是路端电压真实值，电流表的分压作用不会造成路端电压变化。 故选A。 【小问4详解】 [1]图线上的点与坐标原点连线的斜率为 随着I的增大，U减小，即k减小，故y-x图线应是图中的c； [2]a、b两条图线交点A满足 得 故a、b两条图线交点A的横坐标表示电源的短路电流。 三、解答题（本题共32分，15、16题每题6分，17、18题每题10分） 15. 如图所示的狭长区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，区域的左、右两边界均沿竖直方向，磁场左、右两边界之间的距离为d，磁场磁感应强度的大小为B，某一质量为m，电荷量q的带负电粒子从左边界M点以水平向右的初速度进入磁场区域，该粒子从磁场的右边界N点飞出，飞出时速度方向与初速度方向的夹角θ=60°，重力不计。求： （1）该粒子的运动速率； （2）该粒子在磁场中运动的时间。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）如图所示 设粒子的轨道半径为，根据几何关系可知 由洛伦兹力提供向心力可得 联立解得该粒子的运动速率为 （2）该粒子在磁场中运动的时间为 又 联立解得 16. 左侧有一垂直纸面向里的匀强磁场，现有一匝数匝的圆形线圈垂直磁场方向放置，其直径与磁场边界重合。已知圆形线圈总电阻，圆形线圈面积为。磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，求∶ （1）时间内线圈中磁通量变化了多少； （2）时间内线圈中电流的大小及比较两点电势高低； （3）时间内通过线圈横截面的电荷量。 【答案】（1）0.09Wb；（2）1.5A，c点电势较高；（3）3C 【解析】 【详解】（1）根据磁通量的计算公式可知，时间内线圈中磁通量变化为 Wb=0.09 Wb （2）根据法拉第电磁感应定律有 则有 =1.5A 根据楞次定律可知电流方向为逆时针，则c点电势较高。 （3）时间内，根据电流的定义式有 3C 2s~3s时间磁通量不变，无感应电流，则电荷量为0，故时间内通过线圈横截面的电荷量为3C。 17. 如图所示，两足够长平行的金属导轨MN、PQ 相距为1m，导轨平面与水平面夹角θ=37°，导轨上端跨接一定值电阻R=3Ω，整个装置处于方向垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B=5T，金属棒cd垂直于 MN、PQ 放置在导轨上，且与导轨保持电接触良好，金属棒的质量为1kg、电阻为2Ω，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5， 重力加速度为 。现将金属棒由静止释放。沿导轨下滑距离为2m时，金属棒速度达到最大值，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则这个过程中： （1）金属棒的最大加速度是多少； （2）金属棒 cd的最大速度是多少； （3）金属棒下滑至最大速度的过程中电阻R产生的焦耳热是多少。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）对金属棒受力分析可知，金属棒先向下做加速度减小的变加速直线运动，之后做匀速直线运动，则金属棒释放瞬间，加速度最大，根据牛顿第二定律 代入数据解得 （2）当金属棒匀速运动是，金属棒速度达到最大；金属棒匀速运动时的感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律可知电流为 乙金属棒为对象，根据受力平衡可得 联立可得金属棒cd的最大速度为 （3）金属棒从释放到速度达到最大值时，根据能量守恒，该过程电路产生的总焦耳热为 则电阻R上产生的焦耳热为 18. 如图所示，在直角坐标系平面内，第象限中存在平行于轴负方向的匀强电场，第I、IV象限存在垂直坐标平面向里的匀强磁场。一质量为电荷量为的带电粒子从轴上的点沿轴正方向以初速度射入电场后，第一次从轴上的点离开电场，经过磁场偏转一次后恰好通过坐标原点。点的坐标为点的坐标为，粒子所受重力不计。 （1）求匀强电场的电场强度大小； （2）求匀强磁场的磁感应强度大小； （3）若带电粒子从轴上的任意一点射入电场，射入的速度大小、方向均不变，试证明粒子第二次经过轴时均通过原点。 【答案】（1） （2） （3）设点到原点的距离为，粒子在电场中的运动时间为，根据运动规律有， 整理可得 设该粒子进入磁场的速度方向与轴的夹角为，速度大小为，则， 粒子在磁场中做圆周运动的半径为 粒子经过磁场偏转一次后 整理可得 既，证毕。 【解析】 【小问1详解】 设粒子第一次在电场中做类平抛运动的时间为，加速度大小为，根据牛顿第二定律有 根据运动规律有 解得 【小问2详解】 设该粒子进入磁场时的速度大小为，方向与轴的夹角为，根据几何关系有 设粒子在磁场中做圆周运动的半径为，根据几何关系有 根据牛顿第二定律有 解得 【小问3详解】 略。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024－2025学年第一学期实验学校教育集团第二次质量监测 十一年级物理问卷 试卷分值：100分 考试时间：90分钟 一、选择题（（本题共12小题，每小题4分，共48分，1－8题为单选，9－12题为多选。） 1. 法拉第在1831年发现了“磁生电”现象。在探究磁生电实验中，将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流表及开关按如图所示的方式连接。下列说法中正确的是（　　） A. 开关闭合后，将线圈A从B中拔出会引起电流表指针偏转 B. 线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流表指针均不会偏转 C. 开关闭合后，保持滑片P不动，电流表指针会发生偏转 D. 开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流表指针才会偏转 2. 如图所示，将通电直导线AB用悬线悬挂在电磁铁的正上方，直导线可自由转动，则接通开关（　　） A. A端向纸外运动，B端向纸内运动，悬线张力变小 B. A端向纸外运动，B端向纸内运动，悬线张力变大 C. A端向纸内运动，B端向纸外运动，悬线张力变大 D. A端向纸内运动，B端向纸外运动，悬线张力变小 3. 如图所示为回旋加速器的示意图，两D型盒所在区域加匀强磁场，狭缝（极小）间就有交变电压（电压的大小恒定），将粒子由A点静止释放，经回旋加速器加速后，粒子最终从D型盒的出口引出，已知D型盒的半径为R，粒子的质量和电荷量分别为m、q，磁感应强度大小为B，加速电压为U（不计粒子在电场中的运动时间），则下列说法正确的是（　　） A. 粒子的运动周期为交变电压周期的2倍 B. 粒子第一次与第二次进入磁场的轨道半径之比为 C. 粒子的最大动能为 D. 粒子在回旋加速器中运动的时间为 4. 笔记本电脑机身和显示屏分别安装有磁体和霍尔元件。当显示屏闭合时霍尔元件靠近磁体，屏幕熄灭电脑休眠。如图为显示屏内的霍尔元件：宽为、长为，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面方向向下的匀强磁场中，此时元件的前后面间出现电压，以此控制屏幕的熄灭。下列关于该元件的说法错误的是（　　） A. 前表面的电势比后表面的高 B. 前后表面间的电压与有关 C. 前后表面间的电压与成正比 D. 电压稳定后，自由电子受到的洛伦兹力大小为 5. 如图所示，在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，一带电量为q（）的滑块自a点由静止沿光滑绝缘轨道滑下，下降竖直高度为h时到达b点。不计空气阻力，重力加速度为g，则（ ） A. 滑块在a点受重力、支持力和洛伦兹力作用 B. 该过程中，洛伦兹力做正功 C. 该过程中，滑块的机械能增大 D. 滑块在b点受到的洛伦兹力大小为 6. 如图所示，空间某区域存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，电场方向竖直向上。在P点同时将两带电小球a、b以等大的速率分别向左、右两侧水平抛出后，二者均做匀速圆周运动，不考虑两球之间的相互作用。下列判断正确的是（　　） A. 两球一定都带负电 B. 两球比荷不相等 C. 两球的轨道半径相等 D. 两球一定同时到达P点正上方 7. 如图所示，为纸面内矩形的四个顶点，矩形区域内（含边界）处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，，。一质量为m、电荷量为q（）的粒子，从a点沿ab方向运动，不计粒子重力。下列说法正确的是（　　） A. 粒子能通过cd边的最短时间 B. 若粒子恰好从d点射出磁场，粒子速度 C. 若粒子恰好从c点射出磁场，粒子速度 D. 若粒子只能从ad边界射出磁场，则粒子的入射速度 8. 如图所示，两根相距为d的平行金属导轨与水平面间的夹角为，两导轨右端与滑动变阻器、电源、开关连接成闭合回路，在两导轨间轻放一根质量为m、长为d的导体棒MN。导轨间存在着垂直于导轨平面向下的匀强磁场。调节滑动变阻器，当通过导体棒的电流为I和时，导体棒MN均恰好静止。已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　） A. a端为电源的负极 B. 匀强磁场的磁感应强度大小为 C. 当通过导体棒的电流为I和时，导轨对导体棒的作用力大小相等 D. 导体棒与导轨间的动摩擦因数为 9. 如图所示，粗糙木板MN竖直固定在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。t＝0时，一个质量为m、电荷量为q的带正电物块沿MN以某一初速度竖直向下滑动，则物块运动的v－t图像可能是（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示，不计电阻的两个线圈L1和L2绕在同一个铁芯上，线圈L1两端连接有两根足够长的水平光滑导轨，导轨间有垂直纸面向外的匀强磁场，导轨上放有静止的导体棒MN，线圈L2与电源、滑动变阻器、开关连接，下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合，要使MN向右运动，可以将滑动变阻器的滑片向a端移动 B. 开关S闭合，要使MN向右运动，可以将滑动变阻器的滑片向b端移动 C. 开关S闭合瞬间，导体棒MN向右运动 D. 开关S闭合瞬间，导体棒MN向左运动 11. 1831年10月28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机—法拉第圆盘发电机，其原理如图所示，水平向右的匀强磁场垂直于盘面，圆盘绕水平轴C以角速度ω匀速转动，铜片D与圆盘的边缘接触，圆盘、导线和阻值为R的定值电阻组成闭合回路。已知圆盘半径为L，圆盘接入CD间的电阻为，其他电阻均可忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. 回路中的电流方向为b→a B. C、D两端的电势差为 C. 定值电阻的功率为 D. 圆盘转一圈的过程中，回路中的焦耳热为 12. 如图所示，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场区域的半径为R，P为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同的方向射入磁场，若粒子射入的速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用，下列判定正确的有（　　） A. 这些粒子的电荷量与质量之比为 B. 这些粒子在磁场中运动的最长时间为 C. 若射入的速率为0.5v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布区小于六分之一圆周 D. 若射入的速率为0.5v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布区大于六分之一圆周 二、实验题本（题共2个小题，每空2分，共20分） 13. 利用伏安法测量电阻（阻值约为）的阻值。实验室可供选用的器材如下： A.直流电源（，内阻不计） B.滑动变阻器（，） C.电流表（，内阻约为） D.电流表（，内阻约为） E.电压表（，内阻约为） F.电压表（，内阻约为） G.开关及导线若干 （1）实验的电流表选用的是___________，电压表选用的是___________（填写器材前的字母）； （2）为获得更多测量数据且尽量精确测量的阻值，应采用下图中的__________（填“甲”“乙”“丙”或“丁”）电路图。 14. 在“测量电源的电动势和内阻”的实验中，已知待测电池的电动势约1.5V，内阻约1.0Ω。某同学利用如图所示的电路进行测量，已知实验室除待测电池、开关、导线外，还有下列器材可供选用： 电流表A1：量程0~0.6A，内阻约0.125Ω 电流表A2：量程0~3A，内阻约0.025Ω 电压表V：量程0~3V，内阻约3kΩ 滑动变阻器R1：0~20Ω，额定电流2A 滑动变阻器R2：0~100Ω，额定电流1A （1）为了调节方便，测量结果尽量准确，实验中电流表应选用______，滑动变阻器应选用______（填写仪器的字母代号）。 （2）经过多次测量并记录对应的电流表示数I和电压表示数U，利用这些数据在图中画出了U-I图线。由此得出电源的电动势E=______V；内阻r=______Ω。 （3）引起该实验的系统误差的主要原因是______。 A. 由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小 B. 由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流大 C. 由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压小 D. 由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压大 （4）根据实验测得的I、U数据、若令y=IU，x=I，则由计算机拟合得出的y-x图线应是图中的______（选填“a”、“b”或“c”），若其余两条图线分别是令y=IE和y=I2r得出的。则a、b两条图线交点A的横坐标的物理意义为______。 三、解答题（本题共32分，15、16题每题6分，17、18题每题10分） 15. 如图所示的狭长区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，区域的左、右两边界均沿竖直方向，磁场左、右两边界之间的距离为d，磁场磁感应强度的大小为B，某一质量为m，电荷量q的带负电粒子从左边界M点以水平向右的初速度进入磁场区域，该粒子从磁场的右边界N点飞出，飞出时速度方向与初速度方向的夹角θ=60°，重力不计。求： （1）该粒子的运动速率； （2）该粒子在磁场中运动的时间。 16. 左侧有一垂直纸面向里的匀强磁场，现有一匝数匝的圆形线圈垂直磁场方向放置，其直径与磁场边界重合。已知圆形线圈总电阻，圆形线圈面积为。磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，求∶ （1）时间内线圈中磁通量变化了多少； （2）时间内线圈中电流的大小及比较两点电势高低； （3）时间内通过线圈横截面的电荷量。 17. 如图所示，两足够长平行的金属导轨MN、PQ 相距为1m，导轨平面与水平面夹角θ=37°，导轨上端跨接一定值电阻R=3Ω，整个装置处于方向垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B=5T，金属棒cd垂直于 MN、PQ 放置在导轨上，且与导轨保持电接触良好，金属棒的质量为1kg、电阻为2Ω，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5， 重力加速度为 。现将金属棒由静止释放。沿导轨下滑距离为2m时，金属棒速度达到最大值，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则这个过程中： （1）金属棒的最大加速度是多少； （2）金属棒 cd的最大速度是多少； （3）金属棒下滑至最大速度的过程中电阻R产生的焦耳热是多少。 18. 如图所示，在直角坐标系平面内，第象限中存在平行于轴负方向的匀强电场，第I、IV象限存在垂直坐标平面向里的匀强磁场。一质量为电荷量为的带电粒子从轴上的点沿轴正方向以初速度射入电场后，第一次从轴上的点离开电场，经过磁场偏转一次后恰好通过坐标原点。点的坐标为点的坐标为，粒子所受重力不计。 （1）求匀强电场的电场强度大小； （2）求匀强磁场的磁感应强度大小； （3）若带电粒子从轴上的任意一点射入电场，射入的速度大小、方向均不变，试证明粒子第二次经过轴时均通过原点。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $