2024-2025学年物理竞赛考试模拟试卷（五）（高二）

2024-2025学年物理竞赛考试模拟试卷（五） （高二） 一、单选题（每题3分） 1．下列说法中正确的是（　　） A．按照线圈自感系数的定义式，越小，L就越大 B．自感是对线圈而言的，对一个无线圈的导线回路是不存在自感的 C．位移电流只在平行板电容器中存在 D．以上说法均不正确 【答案】D 【详解】A．线圈自感系数是线圈本身的一种属性，与电流无关，A错误； B．无线圈的导线回路也存在自感，B错误；C．位移电流的本质是变化的电场，可以存在于真空、导体、电介质中，C错误；D．根据前面分析，D正确。故选D。 2．“L”型的细铜棒在磁感应强度为B的匀强磁场中运动，已知“L”型细铜棒两边相互垂直，长度均为l，运动速度大小为v，则铜棒两端电势差的最大值为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】当细铜棒切割磁感线的有效长度最大时，铜棒两端的感应电动势最大。如图所示 当L型铜棒速度方向垂直铜棒两端连线时，切割磁感线的有效长度为，此时铜棒两端电势差最大，最大值为故B正确。故选B。 3．磁卡的磁条中有用于存储信息的磁化区，刷卡器中有检测线圈，当以一定的速度刷磁卡时，刷卡器中的线圈中产生感应电动势，从而根据感应电动势的特征来识别磁卡的信息（如图）。刷卡器能识别磁卡上的信息，主要应该是通过感应电动势的（　　） A．数值的大小 B．随时间变化的周期情况 C．相位的差异 D．随磁卡移动位置的变化情况 【答案】D 【详解】过磁头（磁头线圈的信号电流随时间在变化），磁卡被磁化后，其磁性层就留下相应于电流变化的剩磁，读取信息时，主要是读取剩磁的分布规律，即刷卡器线圈的感应电动势随磁卡移动位置的变化情况，对磁卡移动的速度没有特别规定，故与感应电动势的大小和随时间变化的周期无关，ABC错误，D正确。故选D。 4．“玉兔二号”上装配的放射性同位素电池，能将衰变释放的部分核能转化成电能。发生的核反应方程为，下列核反应发生的核反应属于同一种类型的是（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由题意可知中，未知产物是，反应类型是衰变A．根据质量数守恒和核电荷数守恒可知未知产物为，反应类型是核聚变，A错误；B．根据质量数守恒和核电荷数守恒可知未知产物为，反应类型是人工核转变，B错误；C．根据质量数守恒和核电荷数守恒可知未知产物为，反应类型是核裂变，C错误；D．根据质量数守恒和核电荷数守恒可知未知产物为，反应类型是衰变，D正确。故选D。 5．一匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，，，一束粒子，在纸面内从a点垂直于ab射入磁场，这些粒子具有各种速率。不计粒子之间的相互作用。已知氕核的质量为m，电荷量为q。在磁场中运动时间最长的粒子，其运动速率为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】设粒子的运动轨迹过bcde上的某一点g，O为粒子做圆周运动轨迹的圆心，当最大时，粒子运动轨迹对应的圆心角最大，粒子运动时间最长，由几何关系可知当c点与g点重合时，粒子运动时间最长，如图所示 设运动半径为R，则有可得已知氕核的质量为m，电荷量为q，其为氢的同位素，写法为，则的相对原子质量为的3倍，则粒子的质量为3m，且可知电荷量为的2倍，即2q，则有可得故选D。 6．如图甲，某多级直线加速器由n个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，圆筒的长度依照一定的规律依次增加。序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。在t=0时，此刻位于和偶数圆筒相连的金属圆板（序号为0）中央的一个质子，在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1之后质子运动到圆筒与圆筒之间各个间隙中都能恰好使静电力的方向跟运动方向相同而不断加速。已知质子质量为m、电荷量为e，质子通过圆筒间隙的时间不计，且忽略相对论效应，则（　　）    A．质子在各圆筒中做匀加速直线运动 B．质子进入第n个圆筒瞬间速度为 C．各金属简的长度之比为 D．质子在各圆筒中的运动时间之比为 【答案】C 【详解】A．金属圆筒中电场为零，质子不受电场力，做匀速运动，故A错误； B．质子进入第n个圆筒时，经过n次加速，根据动能定理解得 故B错误；D．只有质子在每个圆筒中匀速运动时间为时，才能保证每次在缝隙中被电场加速，故D错误；C．第n个圆筒长度则各金属筒的长度之比为，故C正确。故选C。 7．n理想气体经过一个缓慢的过程，从状态P沿抛物线到达状态Q，其（体积）（绝对温度）图如图所示。已知此过程中当时，温度达到最大值（其中和分别是状态P的压强和体积，是普适气体常量）。若状态P和Q的温度和都等于，则该过程的p（压强）-V图为（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由图可知，最高点坐标为（，），则抛物线方程可表示为将P点或Q点坐标代入方程可得因此抛物线方程为又由于联立解得故选D。 二、多选题（每题3分） 8．如图甲所示是一台交流发电机构造示意图，产生交变电流的感应电动势随时间变化的正弦规律如图乙、发电机线圈电阻为1Ω，外接电阻为4Ω，则（　　） A．该交变电流的频率为25Hz B．在时刻，通过线圈的磁通量为零 C．在时刻，电压表的示数为4V D．外接电阻所消耗的电功率为2W 【答案】AD 【详解】A．由题图乙知，周期是0.04s，则频率为故A正确；B．由题图乙知，时刻，电动势为零，通过线圈的磁通量最大，故B错误；C．由题图乙知，电压的最大值为，则有效值为根据闭合回路欧姆定律可得，电压表的示数为故C错误；D．根据可得，外接电阻R所消耗的电功率 故D正确。故选AD。 9．如图所示，直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场，磁感应强度为B，已知AB边长为L，，比荷均为的带正电粒子（不计重力）以不同的速率从A点沿AB方向射入磁场，则（　　） A．粒子速度越大，在磁场中运动的时间越短 B．粒子在磁场中运动的最长时间为 C．粒子速度越大，在磁场中运动的路程越短 D．粒子在磁场中运动的最长路程为 【答案】BD 【详解】AB．当粒子能够从AC边射出时，粒子在磁场中的圆心角为，因此运动时间为当粒子不能从AC边射出，圆心角变小，时间变短，故A错误B正确； C．粒子速度越大，粒子在磁场中运动的轨道半径越大，当粒子运动轨迹与BC边相切时运动轨迹最长，粒子速度再增大，粒子运动轨迹变短，并不是速度越大，粒子运动轨迹越短，故C错误； D．当粒子和BC边相切时路程最大，此时有因此运动的路程为D正确；故选BD。 10．如图所示，垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中有一半径为R的圆形区域内无磁场，圆心为O。P处有一装置，可沿纸面内垂直OP方向发射各种速率的电子。已知P、O距离为2R，电子质量为m，电量为-e，下列结论正确的是（　　） A．速率小于的电子都能到达圆形边界 B．能经过圆心O的电子的速率为 C．到达圆形边界所用时间最短的电子的速率为 D．到达圆形边界所用最短时间为 【答案】BC 【详解】A．电子要到达圆形边界，电子轨迹半径半径r需满足由可得故A错误；B．电子进入圆形区域后能经过圆心，说明到达圆形边界处时速度方向指向圆心O，轨迹如图甲所示，设电子轨迹半径为r，由几何关系有解得由可得故B正确； CD．如图乙，当弦PM与圆形边界相切时，电子在磁场中运动的时间最短，此时，则对应的圆心角，所以最短时间为电子轨迹半径为r，由几何关系有，由 可得故C正确，D错误。故选BC。 三、填空题（每题4分） 11．波长400nm的光子，其能量等于 ，动量等于 。 【答案】 【详解】[1]根据，解得[2]根据解得 12．将天狼星看作绝对黑体，测得其单色辐出度在处有极大值，由此计算天狼星的表面温度是 。 【答案】9993K 【详解】[1]根据黑体辐射中的维恩位移定律解得 13．用波长分别为和的两光进行杨氏双缝实验，若，其第4级明纹与光的第6级明纹重合，则 。 【答案】430nm 【详解】根据题意可知又有解得 14．电子在均匀磁场中沿半径为R的螺旋线运动，螺距为h，如图所示。则：电子速率v= ，方向向 。 【答案】 沿螺旋轴竖直向上 【详解】[1][2]粒子的速度可以分解为与磁场平行的速度和与磁场方向垂直的速度，粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动，在平行于磁场方向做匀速直线运动，根据左手定则可以判断，匀强磁场方向沿螺旋轴竖直向上，则有 解得又因为，则有 15．一折射率为的玻璃球置于空气中， 今有一光线射到球表面， 若入射角为60°， 则折射光线和反射光线的夹角为 ，该折射光线再次经球面二次折射时的折射角为 。 【答案】 90° 60° 【详解】[1]根据折射定律得折射角为由于反射角等于入射角60，由几何关系知，折射光线和反射光线在法线同侧，则折射光线和反射光线的夹角为[2]根据玻璃球的对称性和折射定律得 则折射光线再次经球面二次折射时的折射角为 四、实验题（每题5分） 16．如图为“用双缝干涉测量光的波长”实验装置的示意图。图中为狭缝，、为双狭缝，为观察屏。当用单色光（以表示其波长）从左方照射狭缝时，由双狭缝、射出的光是相干光，可在观察屏上出现明暗相间的干涉条纹。若屏上的点是某一暗条纹的中心，已知点到缝的距离为，则点到缝的距离 。为了求出波长，实验中应测量的物理量是 。若实验装置中单缝、双狭缝和屏的位置都不变，只是入射光第一次为红光，第二次为蓝光，则第二次观察到的干涉条纹与第一次比，不同之处除了条纹的颜色外，还有 。 【答案】 ， 双狭缝中心到中心的距离，观察屏到双狭缝的距离，相邻两亮纹或暗纹间的距离 条纹间的距离变小 【解析】略 17．如图所示，L是一焦距为2R的薄凸透镜，MN为其主光轴．在L的右侧与它共轴地放置两个半径皆为R的很薄的球面镜A和B．每个球面镜的凹面和凸面都是能反光的镜面，A、B顶点间的距离为，在B的顶点C处开有一个透光的小圆孔（圆心为C），圆孔的直径为h．现于凸透镜L左方距L为6R处放一与主轴垂直的高度也为h（h<<R）的细短杆PQ（P点在主轴上）。PQ发出的光经L后，其中一部分穿过B上的小圆孔正好成像在球面镜A的顶点D处，形成物PQ的像I，则 （1）像I与透镜L的距离等于 ． （2）形成像I的光线经A反射，直接通过小孔后经L所成的像I1与透镜L的距离等于 ． （3）形成像I的光线经A反射，再经B反射，再经A反射，最后通过L成像I2，将I2的有关信息填在下表中： I2与L的距离 I2在L左方还是右方 I2的大小 I2是正立还是倒立 I2是实像还是虚像 （4）物PQ发出的光经L后未进入B上的小圆孔C的那一部分最后通过L成像I3，将I3的有关信息填在下表中： I3与L的距离 I3在L左方还是右方 I3的大小 I3是正立还是倒立 I3是实像还是虚像 【答案】 3R 6R 6R 右方 2h 倒立 虚像 18R 左方 1.8h 倒立 实像 【详解】(1)[1]已知物距为6R，焦距为2R，根据透镜的成像公式解得 (2)[2]此时物距为3R，焦距为2R，根据透镜的成像公式解得 (3)[3][4][5][6][7]对于近轴光线，焦距等于球面半径的一半，故球面镜的焦距为 形成像I的光线经A反射，再经B反射成像，因为物距为3R，大于2倍的焦距，故在C点右侧间成实像，该像离D点，即在1倍焦距与2倍焦距之间，故通过A成像是倒立的、放大的实像，光线在D点经过A反射，相当于A处的物体经过B成像，根据球面镜成像公式有解得再经过A成像，有 解得再经过L，根据公式有解得放大率等于物距与像距的比值，故总结如下，第一次经过L在D点成倒立的缩小为的实像，反射后经过B成再次倒立的又缩小的实像，再经过A成放大2倍的倒立的实像，最后经过凸透镜L成正立的放大4倍的虚像，故最后在L右侧成倒立的放大2倍的虚像。(4)[8][9][10][11][12]物体第一次经过L在D点成倒立的缩小为的实像，该像对于A面成像，根据公式有 解得即在B的右侧0.75R处成正立的缩小的虚像，该像对L成像，根据公式有解得成倒立的、放大7.2倍的实像，故在L左方18R位置成1.8h的、正立的实像。 18．在“测量电源的电动势和内阻”实验中，某小组同学设计两种方案： （1）方案一：利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，实验电路图如图甲所示。根据记录的数据作出的U-I图像如图乙所示。通过图像乙可求出电池的电动势E= V，内阻r= Ω。（计算结果保留2位有效数字）    （2）方案二：实验电路图如图丙所示。      其中电流表和，电压表和都是非理想电表，且电表内阻未知。闭合开关S，通过调节滑动变阻器和，使灵敏电流计G的示数为0，读出电流表示数和，以及电压表示数和，多次测量获得多组数据，绘制图像，以为横坐标，以 为纵坐标，得到的图像为直线，其纵轴截距为b，斜率为k，则电源电动势E= ，电源内阻r= 。从设计思路看，该方案电动势的测量值与真实值相比 （选填“偏小”“偏大”或“相等”）。 【答案】 1.5 0.83 相等 【详解】（1）[1][2]根据闭合电路欧姆定律结合图像斜率和截距可得（2）[3]根据题意灵敏电流计G的示数为0，则根据闭合电路欧姆定律整理可得以为纵坐标，得到的图像为直线。[4][5]根据上式可知[6]本设计思路考虑了所用电表的内阻，并没有系统误差，电动势的测量值与真实值相比相等。 19．风绪小组要精确测量一个只有刻度、没有刻度值的电压表的内阻和一个失去标签的电源的电动势。 （1）第一步，先用多用电表的直流电压挡粗测电源的开路电压，测得电压值约为20V。再用“”的欧姆挡测电压表的内阻，指针指示如图甲所示，则应选择开关旋至 挡，结果测得的电阻约为。 （2）第二步，他们设计了没有系统误差的测量方法，如图乙所示，其中电流表量程为，是阻值范围为的电阻箱，是阻值范围为的滑动变阻器。 ①先测电压表内阻：将开关、闭合，调节、使电流表和电压表都有合适的示数。多次改变、的值，同时保持 不变，记录和对应的电压表指示的格数N。根据数据做出图像，得到一条一次函数图像，截距是b，斜率是k，那么电压表的内阻为 。 ②再测电源电动势：断开闭合调节、使电流表有合适的读数，再保持 不变，多次改变同时记录电流表和的读数。根据数据做出图像，截距是，斜率是，那么电源的电动势为 。 【答案】 电流表示数 【详解】（1）[1]由图可知，表盘中指针偏转角度过大，说明倍率挡选择过高，则应该选择“”挡；（2）①[2][3]先测电压表内阻：将开关S1、S2闭合，调节R1、R2使电流表、电压表都取得合适刻度，多次改变R1、R2的值、同时保持电流表示数不变，记录R1和对应的电压表指示的格数N；可设电压表每格对应的电压为，由部分电路欧姆定律有： 该式变形可得则解得②[4][5]再测电源电动势：断开、闭合，调节R1、R2使电流表有合适读数，再保持R2不变，多次改变R1，同时记录电流表和R1读数；由闭合电路欧姆定律有该式变形可得 则解得 五、解答题（每题10分） 20．电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器具。电磁炉打破了传统的明火烹调方式。电磁炉通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具底部铁质材料产生焦耳热——锅底发热。电磁炉本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。电磁炉具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务。试根据已经掌握的大学物理相关理论、公式及原理，讨论电磁炉的工作原理、加热特点、节能、环保等。 【答案】见解析 【详解】工作原理：电磁炉加热属于电磁感应现象（涡流）的应用，电磁灶的台面下布满了金属导线缠绕的线圈，当线圈中通有交替变化极快的交流电时，在台板上与铁锅底之间产生强大的交变磁场；磁感线穿过铁锅体，使锅底感应出大量的强涡流，当涡流受材料电阻的阻碍时，就放出大量的热，将锅内食物加热。 优点：与一般灶具相比，电磁灶在加热过程中没有明火，因此安全、卫生。电效率比热效率高、环保性好、节能等优点。温度梯度小，不易焦、糊、致癌。 21．如图所示，在水平向右的匀强电场中，一质量为m = 4 × 10－4kg、电荷量为q = 5.0 × 10－8C的带电小球用一端固定于O点的绝缘轻绳连接，恰好能静止在图中的P位置。轻绳OP与竖直方向成37°角，且轻绳OP的长度为L = 0.8cm，重力加速度g取10m/s2，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，求： （1）该匀强电场的场强大小； （2）若将带电小球从最高点Q静止释放，则小球到达P点时的速度。 【答案】（1）6 × 104V/m；（2）0.43m/s 【详解】（1）对先求进行受力分析可知 Tcos37° = mg Tsin37° = Eq 解得 E = 6 × 104V/m （2）小球从Q点由静止释放，在重力和电场力的作用下，先沿着平行于OP的直线运动到圆周上的M点，当绳子拉直后，垂直绳子方向的速度减小到零，再沿着圆弧运动到P点，如图所示 在QM的运动过程中，根据动能定理 绳子拉直后瞬间的速度 v∥ = vMsin37° 从M到P的过程中，根据动能定理 解得 vP = 0.43m/s 22．水平放置的平行板电容器板长和板间距离都为d，CD板间加有恒定的电压。其右下方存在如图所示方向垂直纸面向内、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的左边界EF与水平方向夹角为45°。若一质量为m、电量为q的质子（不计重力）以速度从电容器两板中间水平向右射入，恰能从下极板边缘飞出后从EF边射入磁场再从EF边射出。求质子在EF边射入点和射出点之间的距离。 【答案】 【详解】质子在极板间做类平抛运动，设位移与水平方向的夹角为，速度与水平方向的夹角为，则 则有 质子出电场的速度为 质子垂直于EF射入，则垂直于EF射出，根据洛伦兹力提供向心力有 解得 质子在EF边射入点和射出点之间的距离为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 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7．n理想气体经过一个缓慢的过程，从状态P沿抛物线到达状态Q，其（体积）（绝对温度）图如图所示。已知此过程中当时，温度达到最大值（其中和分别是状态P的压强和体积，是普适气体常量）。若状态P和Q的温度和都等于，则该过程的p（压强）-V图为（    ） A． B． C． D． 二、多选题（每题3分） 8．如图甲所示是一台交流发电机构造示意图，产生交变电流的感应电动势随时间变化的正弦规律如图乙、发电机线圈电阻为1Ω，外接电阻为4Ω，则（　　） A．该交变电流的频率为25Hz B．在时刻，通过线圈的磁通量为零 C．在时刻，电压表的示数为4V D．外接电阻所消耗的电功率为2W 9．如图所示，直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场，磁感应强度为B，已知AB边长为L，，比荷均为的带正电粒子（不计重力）以不同的速率从A点沿AB方向射入磁场，则（　　） A．粒子速度越大，在磁场中运动的时间越短 B．粒子在磁场中运动的最长时间为 C．粒子速度越大，在磁场中运动的路程越短 D．粒子在磁场中运动的最长路程为 10．如图所示，垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中有一半径为R的圆形区域内无磁场，圆心为O。P处有一装置，可沿纸面内垂直OP方向发射各种速率的电子。已知P、O距离为2R，电子质量为m，电量为-e，下列结论正确的是（　　） A．速率小于的电子都能到达圆形边界 B．能经过圆心O的电子的速率为 C．到达圆形边界所用时间最短的电子的速率为 D．到达圆形边界所用最短时间为 三、填空题（每题4分） 11．波长400nm的光子，其能量等于 ，动量等于 。 12．将天狼星看作绝对黑体，测得其单色辐出度在处有极大值，由此计算天狼星的表面温度是 。 13．用波长分别为和的两光进行杨氏双缝实验，若，其第4级明纹与光的第6级明纹重合，则 。 14．电子在均匀磁场中沿半径为R的螺旋线运动，螺距为h，如图所示。则：电子速率v= ，方向向 。 15．一折射率为的玻璃球置于空气中， 今有一光线射到球表面， 若入射角为60°， 则折射光线和反射光线的夹角为 ，该折射光线再次经球面二次折射时的折射角为 。 四、实验题（每题5分） 16．如图为“用双缝干涉测量光的波长”实验装置的示意图。图中为狭缝，、为双狭缝，为观察屏。当用单色光（以表示其波长）从左方照射狭缝时，由双狭缝、射出的光是相干光，可在观察屏上出现明暗相间的干涉条纹。若屏上的点是某一暗条纹的中心，已知点到缝的距离为，则点到缝的距离 。为了求出波长，实验中应测量的物理量是 。若实验装置中单缝、双狭缝和屏的位置都不变，只是入射光第一次为红光，第二次为蓝光，则第二次观察到的干涉条纹与第一次比，不同之处除了条纹的颜色外，还有 。 17．如图所示，L是一焦距为2R的薄凸透镜，MN为其主光轴．在L的右侧与它共轴地放置两个半径皆为R的很薄的球面镜A和B．每个球面镜的凹面和凸面都是能反光的镜面，A、B顶点间的距离为，在B的顶点C处开有一个透光的小圆孔（圆心为C），圆孔的直径为h．现于凸透镜L左方距L为6R处放一与主轴垂直的高度也为h（h<<R）的细短杆PQ（P点在主轴上）。PQ发出的光经L后，其中一部分穿过B上的小圆孔正好成像在球面镜A的顶点D处，形成物PQ的像I，则 （1）像I与透镜L的距离等于 ． （2）形成像I的光线经A反射，直接通过小孔后经L所成的像I1与透镜L的距离等于 ． （3）形成像I的光线经A反射，再经B反射，再经A反射，最后通过L成像I2，将I2的有关信息填在下表中： I2与L的距离 I2在L左方还是右方 I2的大小 I2是正立还是倒立 I2是实像还是虚像 （4）物PQ发出的光经L后未进入B上的小圆孔C的那一部分最后通过L成像I3，将I3的有关信息填在下表中： I3与L的距离 I3在L左方还是右方 I3的大小 I3是正立还是倒立 I3是实像还是虚像 18．在“测量电源的电动势和内阻”实验中，某小组同学设计两种方案： （1）方案一：利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，实验电路图如图甲所示。根据记录的数据作出的U-I图像如图乙所示。通过图像乙可求出电池的电动势E= V，内阻r= Ω。（计算结果保留2位有效数字）    （2）方案二：实验电路图如图丙所示。      其中电流表和，电压表和都是非理想电表，且电表内阻未知。闭合开关S，通过调节滑动变阻器和，使灵敏电流计G的示数为0，读出电流表示数和，以及电压表示数和，多次测量获得多组数据，绘制图像，以为横坐标，以 为纵坐标，得到的图像为直线，其纵轴截距为b，斜率为k，则电源电动势E= ，电源内阻r= 。从设计思路看，该方案电动势的测量值与真实值相比 （选填“偏小”“偏大”或“相等”）。 19．风绪小组要精确测量一个只有刻度、没有刻度值的电压表的内阻和一个失去标签的电源的电动势。 （1）第一步，先用多用电表的直流电压挡粗测电源的开路电压，测得电压值约为20V。再用“”的欧姆挡测电压表的内阻，指针指示如图甲所示，则应选择开关旋至 挡，结果测得的电阻约为。 （2）第二步，他们设计了没有系统误差的测量方法，如图乙所示，其中电流表量程为，是阻值范围为的电阻箱，是阻值范围为的滑动变阻器。 ①先测电压表内阻：将开关、闭合，调节、使电流表和电压表都有合适的示数。多次改变、的值，同时保持 不变，记录和对应的电压表指示的格数N。根据数据做出图像，得到一条一次函数图像，截距是b，斜率是k，那么电压表的内阻为 。 ②再测电源电动势：断开闭合调节、使电流表有合适的读数，再保持 不变，多次改变同时记录电流表和的读数。根据数据做出图像，截距是，斜率是，那么电源的电动势为 。 五、解答题（每题10分） 20．电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器具。电磁炉打破了传统的明火烹调方式。电磁炉通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具底部铁质材料产生焦耳热——锅底发热。电磁炉本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。电磁炉具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务。试根据已经掌握的大学物理相关理论、公式及原理，讨论电磁炉的工作原理、加热特点、节能、环保等。 21．如图所示，在水平向右的匀强电场中，一质量为m = 4 × 10－4kg、电荷量为q = 5.0 × 10－8C的带电小球用一端固定于O点的绝缘轻绳连接，恰好能静止在图中的P位置。轻绳OP与竖直方向成37°角，且轻绳OP的长度为L = 0.8cm，重力加速度g取10m/s2，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，求： （1）该匀强电场的场强大小； （2）若将带电小球从最高点Q静止释放，则小球到达P点时的速度。 22．水平放置的平行板电容器板长和板间距离都为d，CD板间加有恒定的电压。其右下方存在如图所示方向垂直纸面向内、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的左边界EF与水平方向夹角为45°。若一质量为m、电量为q的质子（不计重力）以速度从电容器两板中间水平向右射入，恰能从下极板边缘飞出后从EF边射入磁场再从EF边射出。求质子在EF边射入点和射出点之间的距离。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 学科网（北京）股份有限公司 $$