湖北省孝感高级中学2024-2025学年高二上学期9月测试物理试题

孝感高中2023级高二年级 物理试题 一、选择题（1-7单选，8-10多选，每题4分共40分） 1.导线中带电粒子的定向运动形成了电流。带电粒子定向动时所受洛伦兹力的矢量和，在宏观上表现为导线所受的安培力。如图所示，设导线中每个带正电粒子定向运动的速度都是，单位体积的粒子数为，粒子的电荷量为，导线的横截面积为，磁感应强皮大小为、方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是 A. 题中导线受到的安培力的方向可用安培定则判断 B. 由题目已知条件可以算得通过导线的电流为 C. 每个粒子所受的洛伦兹力为，通电导线所受的安培力为 D. 改变适当的条件，有可能使图中带电粒子受到的洛伦兹力做负功 2．如图所示电路中，定值电阻，电源内阻，滑动变阻器的总电阻为R。当滑动变阻器的滑片P由顶端向下滑动过程中，下列说法不正确的是（　　） A．电压表示数在变小 B．电压表示数增大，电流表示数减小 C．电容器的电荷量增大，电阻消耗的电功率减小 D．电源内阻损耗的功率变小，电源的输出功率先变大后变小 3．如图所示，绝缘水平横杆上相距的两点固定有两个带等量正电荷的小圆环，下端用两长度均为的轻质绝缘细线悬挂一质量为的带电小球C，小球静止时细线上的拉力刚好为零。现给小球一垂直纸面向里的初速度，小球恰好能在竖直面内做圆周运动，重力加速度g取，则（　　） A．小球C带正电 B．A处圆环与小球C间的库仑力大小为3 N C．小球在最高点的动能为3 J D．小球在最低点时每根细线上的拉力大小为15 N 4．2013年我国将实施次宇航发射，计划将“神舟十号”、“嫦娥三号”等颗航天器送入太空，若已知地球和月球的半径之比为，“神舟十号”绕地球表面运行的周期和“嫦娥三号”绕月球表面运行的周期之比为，则（　　） A．“神舟十号”绕地球表面运行的角速度与“嫦娥三号”绕月球表面运行的角速度之比为 B．地球和月球的第一宇宙速度之比为 C．地球表面的重力加速度和月球表面的重力加速度之比为 D．地球和月球的质量之比为 5．如图所示，光滑绝缘的水平桌面上，固定着一个带电荷量为的小球P。带电荷量分别为和的小球M和N，由绝缘细杆相连，静止在桌面上。P与M相距L，P、M和N可视为点电荷，且三者在同一直线上，下列说法错误的是（    ） A．其他条件不变，将P释放，P也能静止 B．M与N的距离为 C．P在M、N处产生的电场强度 D．其他条件不变，小球P的电荷量增加为，M、N及细杆组成的系统所受合外力为零 6．一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，ab为半圆，ac，bd与直径ab共线，ac间的距离等于半圆的半径R。一束质量为m、电荷量为q（）的粒子，在纸面内从c点垂直于ac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，在磁场中运动时间最长的粒子，其对应的运动速率为 A． B． C． D． 7．如图所示，长方形abcd区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，区域内的点O处有一粒子源，O点离ab边距离为0.25L，离bc边距离为L，粒子源以垂直指向dc边的速度方向向磁场内发射不同速率带正电的粒子，已知ab边长为2L、bc边长为L，粒子质量均为m、电荷量均为q，不计粒子重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A．从ab边射出的粒子的运动时间均相同 B．从bc边射出的粒子在磁场中的运动时间最长为 C．粒子有可能从c点离开磁场 D．若要使粒子离开长方形区域，速率至少为 8．一段粗细均匀的导体的横截面积为S，流过其中的电流强度恒为I，导体每单位体积内的自由电子数为n，每个自由电子所带的电荷量为e，自由电子沿着导体定向移动的平均速率为v。在时间内，通过导体横截面的自由电子数为（　　） A． B． C． D． 9．如图所示，以O为原点在竖直面内建立平面直角坐标系：第Ⅳ象限挡板形状满足方程y＝x2（单位：m），小球从第Ⅱ象限内半径为0.5m的四分之一光滑圆弧轨道某处由静止释放，通过O点后开始做平抛运动，击中挡板上的P点时速度最小，取重力加速度大小10m/s2，下列说法正确的是（　　）   A．P点的坐标为（1，） B．小球经过O点时的速度大小为3m/s C．小球击中P点时的速度大小为5m/s D．小球经过O点时对轨道的压力等于自身所受重力的3倍 10．某同学将一个质量为m的乒乓球以初速度竖直向上抛出，若上升过程中乒乓球的加速度大小a随速率v的变化关系如图所示，乒乓球上升到最高点后又落回到抛出点，落回到抛出点前已经开始做匀速运动。已知乒乓球受到的空气阻力与乒乓球的速度大小成正比，重力加速度大小为g。关于乒乓球从开始上抛到再次回到抛出点的运动过程，下列说法正确的是 A．乒乓球上升过程中，当速度减到时，受到的空气阻力大小为2mg B．乒乓球回到抛出点时的速度大小为 C．乒乓球上升过程中，乒乓球减少的机械能为 D．乒乓球下降过程中，乒乓球克服空气阻力做的功小于 二、实验题（第11题第小题3分共6分，第12题每空2分共10分） 11．如图所示，是探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系的实验装置图。转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，皮带分别套在变速塔轮2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球6、7分别以不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂8的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂8的杠杆作用使弹簧测力套筒9下降，从而露出标尺10，标尺10上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么： (1)现将两小球分别放在两边的槽内，为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，下列说法中正确的是______。 A．在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做实验 B．在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的小球做实验 C．在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的小球做实验 D．在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的小球做实验 (2)当用两个质量相等的小球做实验，且左边小球的轨道半径为右边小球的2倍时，转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的4倍，那么，左边变速塔轮与右边变速塔轮之间的角速度之比为 。 12．某同学用一节干电池，将微安表（量程为0~100μA）改装成倍率分别为和 的双倍率欧姆表。 (1)设计图1所示电路测量微安表内阻。先断开S2，闭合S1，调节R1的阻值，使表头满偏；再保持R1的阻值不变，闭合S2，调节R2，当R2的阻值为135Ω时微安表的示数为60μA。忽略S2闭合后电路中总电阻的变化，经计算得 ； (2)设计双倍率欧姆表电路如图2所示，当开关S拨到 （填“1”或“2”）时倍率为 当倍率为 时将两表笔短接，调节变阻器使表头满偏，此时通过变阻器的电流为10mA，则 ； (3)用该欧姆表测电压表内阻时，先将欧姆表调至“×100”倍率，欧姆调零后再将黑表笔接电压表的 （选填“+”或“-”）接线柱，红表笔接另一接线柱测电压表内阻； (4)用该欧姆表测量一个额定电压220V、额定功率100W的白炽灯，测量值可能 。 A．远小于484Ω B．约为484Ω C．远大于484Ω 三、解答题（12+14+18） 13．假定航天员在火星表面利用如图所示的装置研究小球的运动，竖直放置的光滑半圆形管道固定在水平面上，一直径略小于管道内径的小球（可视为质点）沿水平面从管道最低点A进入管道，从最高点B脱离管道后做平抛运动，1s后与倾角为37°的斜面垂直相碰于C点。已知火星的半径是地球半径的倍，质量为地球质量的倍，地球表面重力加速度g=10m/s²，忽略星球自转影响。半圆形管道的半径为r=3m，小球的质量为m=0.5kg，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： (1)火星表面重力加速度的大小； (2)C点与B点的水平距离； (3)小球经过管道的A点时速度的大小。 14．地面上方空间存在水平向右的匀强电场，场强为E，不可伸长的绝缘细线长为L，上端系于O点，下端系一质量为m、电量为的小球，现将小球在最低点A以一定的初速度水平向左抛出，小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动，当小球速度最小时，细线与竖直方向的夹角，已知重力加速度为g，求： (1)电场强度的大小； (2)小球在最低点的初速度大小； (3)若抛出小球的同时剪断细线，小球恰好落在地面上A点正下方的位置B，求A点离地的高度。 15．如图所示，直角坐标系xOy平面内，第一、二象限分别存在垂直纸面向里的匀强磁场B和沿y轴正方向的匀强电场E，E、B大小均未知。质量为m、电荷量为的粒子从x轴负半轴M点与x轴正方向成60°射入电场，经电场偏转后以速度从点P（0，d）垂直y轴进入磁场，最后从N点与x轴正方向成60°射出磁场，不计粒子重力。 (1)求磁感应强度B的大小； (2)若粒子在磁场中受到与速度大小成正比的阻力f=kv（k为已知常量），粒子恰好从Q点（图中未标出）垂直x轴射出磁场，求Q点的坐标； (3)在第（2）问的情况下，求粒子从P点运动到Q点的轨迹长度。 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 孝感高中2023级高二年级 物理试题 一、选择题（1-7单选，8-10多选，每题4分共40分） 1.导线中带电粒子的定向运动形成了电流。带电粒子定向动时所受洛伦兹力的矢量和，在宏观上表现为导线所受的安培力。如图所示，设导线中每个带正电粒子定向运动的速度都是，单位体积的粒子数为，粒子的电荷量为，导线的横截面积为，磁感应强皮大小为、方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是 A. 题中导线受到的安培力的方向可用安培定则判断 B. 由题目已知条件可以算得通过导线的电流为 C. 每个粒子所受的洛伦兹力为，通电导线所受的安培力为 D. 改变适当的条件，有可能使图中带电粒子受到的洛伦兹力做负功 【答案】 【解析】A.导线受到的安培力的方向由左手定则判断，故A错误； B.电流：，故B正确； C.粒子所受的洛伦兹力为，导线长度为，则其受的安培力为：，故C错误； D.洛伦兹力不做功，故D错误。   2．如图所示电路中，定值电阻，电源内阻，滑动变阻器的总电阻为R。当滑动变阻器的滑片P由顶端向下滑动过程中，下列说法不正确的是（　　） A．电压表示数在变小 B．电压表示数增大，电流表示数减小 C．电容器的电荷量增大，电阻消耗的电功率减小 D．电源内阻损耗的功率变小，电源的输出功率先变大后变小 【答案】A 【详解】A．滑片P向下滑动的过程中，接入电阻增大，干路电流减小，根据 可知，电压表V2示数变大，故A错误，符合题意； B．滑片P向下滑动的过程中，根据，由于干路电流减小，则电压表示数增大，通过电流表的电流减小，故B正确，不符合题意； C．结合上述可知，电容器两端的电压为路端电压，根据，可知电容器的带电量增大，由于干路电流减小，则电阻消耗的电功率减小，故C正确，不符合题意； D．电源内阻损耗的功率，由于干路电流变小，则电源内阻损耗的功率变小，电源的输出功率，由于电源内阻，定值电阻，滑动变阻器的总电阻为R，当滑动变阻器的滑片P由顶端向下滑动过程中，的取值范围在R到2R之间，根据对勾函数的特征可知，电源的输出功率先变大后变小，故D正确，不符合题意。故选A。 3．如图所示，绝缘水平横杆上相距的两点固定有两个带等量正电荷的小圆环，下端用两长度均为的轻质绝缘细线悬挂一质量为的带电小球C，小球静止时细线上的拉力刚好为零。现给小球一垂直纸面向里的初速度，小球恰好能在竖直面内做圆周运动，重力加速度g取，则（　　） A．小球C带正电 B．A处圆环与小球C间的库仑力大小为3 N C．小球在最高点的动能为3 J D．小球在最低点时每根细线上的拉力大小为15 N 【答案】D 【详解】A. 小球静止时细线的拉力刚好为零，小圆环带正电，故小球C带负电，故A错误； B. 设A处圆环与小球C间的库仑力大小为F，绝缘细线与竖直方向的夹角为θ，则小球静止时有，又因为，联立得，故B错误； C. 设小球在最高点时的速度大小为v，有 可得小球在最高点时的动能为 故C错误； D. 小球从最高点运动到最低点的过程中机械能守恒，设小球在最低点的速度大小为，则有 ，解得 设小球在最低点时每根细线对小球的拉力大小为T，则有，解得 故D正确。故选D。 4．2013年我国将实施次宇航发射，计划将“神舟十号”、“嫦娥三号”等颗航天器送入太空，若已知地球和月球的半径之比为，“神舟十号”绕地球表面运行的周期和“嫦娥三号”绕月球表面运行的周期之比为，则（　　） A．“神舟十号”绕地球表面运行的角速度与“嫦娥三号”绕月球表面运行的角速度之比为 B．地球和月球的第一宇宙速度之比为 C．地球表面的重力加速度和月球表面的重力加速度之比为 D．地球和月球的质量之比为 【答案】B 【详解】A.根据可知，“神舟十号”绕地球表面附近运行的周期与“嫦娥三号”绕月球表面附近运行的周期之比为b，则角速度之比为，故A错误； BD.根据得，中心天体的质量 因为地球和月球的半径之比为a，“神舟十号”绕地球表面附近运行的周期与“嫦娥三号”绕月球表面附近运行的周期之比为b，则地球和月球的质量之比为a3︰b2，根据得，第一宇宙速度 因为质量之比为a3︰b2，半径之比为a，则第一宇宙速度之比为，故B正确，D错误； C.根据得，表面的重力加速度，因为质量之比为a3︰b2，半径之比为a，则重力加速度之比为，故C错误。故选B。 5．如图所示，光滑绝缘的水平桌面上，固定着一个带电荷量为的小球P。带电荷量分别为和的小球M和N，由绝缘细杆相连，静止在桌面上。P与M相距L，P、M和N可视为点电荷，且三者在同一直线上，下列说法错误的是（    ） A．其他条件不变，将P释放，P也能静止 B．M与N的距离为 C．P在M、N处产生的电场强度 D．其他条件不变，小球P的电荷量增加为，M、N及细杆组成的系统所受合外力为零 【答案】C 【详解】A．P对MN整体的合力为零，根据牛顿第三定律，MN整体对P的合力也为零，故其它条件不变，将P释放，P也能静止，故A正确； B．对M、N整体受力分析，设M与N间距为r，根据库仑定律，则有 解得 故B正确； C．小球P在M处产生的电场强度 小球P在N处产生的电场强度，得，故C错误； D．MN整体对P的合力为零，说明MN整体在P电荷所在位置处的场强为零，小球P的电量增加为+2Q，依然不受力，根据牛顿第三定律，M、N及细杆组成的系统所受合外力仍然为零，故D正确。 选错误的，故选C。 6．一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，ab为半圆，ac，bd与直径ab共线，ac间的距离等于半圆的半径R。一束质量为m、电荷量为q（）的粒子，在纸面内从c点垂直于ac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，在磁场中运动时间最长的粒子，其对应的运动速率为 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据题意，粒子的运动轨迹如图所示，不论粒子所经轨迹如何，其圆心必在cd连线上，则对应圆心角为平角加上下面的角（如图中和）。根据可知，粒子在磁场中运动的周期相同，要时间最长，则要对应的圆心角最大，即要或最大。显然，在Ⅰ、Ⅱ这两个不同的轨迹圆中，和是圆心角，它们分别等于对应圆周角∠ecd或∠fcd的两倍。即圆周角越大，圆心角会越大。显然，最大的圆周角是从c点引半圆的切线ce所成∠ecd，可知对应不同速率的轨迹最大圆心角为，对应最长时间为，对应的轨迹圆半径为R，根据牛顿第二定律有，可得，故ABD错误C正确。故选C。 7．如图所示，长方形abcd区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，区域内的点O处有一粒子源，O点离ab边距离为0.25L，离bc边距离为L，粒子源以垂直指向dc边的速度方向向磁场内发射不同速率带正电的粒子，已知ab边长为2L、bc边长为L，粒子质量均为m、电荷量均为q，不计粒子重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A．从ab边射出的粒子的运动时间均相同 B．从bc边射出的粒子在磁场中的运动时间最长为 C．粒子有可能从c点离开磁场 D．若要使粒子离开长方形区域，速率至少为 【答案】B 【详解】A．粒子的可能轨迹如图所示 可见从ab射出的粒子做匀速圆周运动的半径不同，对应的圆心角不相同，所以时间也不同，故A错误； B．从bc边射出的粒子，其最大圆心角即与bc边相切，即轨迹2，切点处对应圆心角为180°，时间为 其余在bc边射出的粒子的运动时间均小于此值，故B正确； C．与cd边相切的粒子，轨迹如4，由几何关系知其轨迹半径为0.75L，其切点在c点左侧，故粒子不可能过c点，故C错误； D．粒子要想离开长方形区域，临界轨迹如1，则由几何关系得其轨迹半径为0.25L，设此时速率为v，根据牛顿第二定律 解得 可知若要使粒子离开长方形区域，速率至少为，故D错误。故选B。 8．一段粗细均匀的导体的横截面积为S，流过其中的电流强度恒为I，导体每单位体积内的自由电子数为n，每个自由电子所带的电荷量为e，自由电子沿着导体定向移动的平均速率为v。在时间内，通过导体横截面的自由电子数为（　　） A． B． C． D． 【答案】AD 【详解】AB．时间内，电子定向移动的距离 通过导体横截面的自由电子数，解得，A正确，B错误； CD．根据，解得，C错误，D正确。故选AD。 9．如图所示，以O为原点在竖直面内建立平面直角坐标系：第Ⅳ象限挡板形状满足方程y＝x2（单位：m），小球从第Ⅱ象限内半径为0.5m的四分之一光滑圆弧轨道某处由静止释放，通过O点后开始做平抛运动，击中挡板上的P点时速度最小，取重力加速度大小10m/s2，下列说法正确的是（　　）   A．P点的坐标为（1，） B．小球经过O点时的速度大小为3m/s C．小球击中P点时的速度大小为5m/s D．小球经过O点时对轨道的压力等于自身所受重力的3倍 【答案】CD 【详解】ABC．设小球在圆弧轨道释放位置与x轴的竖直距离为h（h≤R＝0.5m），小球到达O点时的速度v，根据动能定理，得 解得 小物块从O点飞出做平抛运动，根据平抛运动规律 竖直位移 水平位移 又题中满足 联立整理得 达到P点的竖直末速度 达到P点的速度 取最小值，则必须满足 解得 取最小值为，进而可得， 验证，因解得h＝0.5m恰好等于圆弧轨道半径，故上述解答成立，故AB错误，C正确； D．小球在O点，根据牛顿第二定律得 代入数据解得 根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力为，即为重力的3倍，故D正确。故选CD。 10．某同学将一个质量为m的乒乓球以初速度竖直向上抛出，若上升过程中乒乓球的加速度大小a随速率v的变化关系如图所示，乒乓球上升到最高点后又落回到抛出点，落回到抛出点前已经开始做匀速运动。已知乒乓球受到的空气阻力与乒乓球的速度大小成正比，重力加速度大小为g。关于乒乓球从开始上抛到再次回到抛出点的运动过程，下列说法正确的是 A．乒乓球上升过程中，当速度减到时，受到的空气阻力大小为2mg B．乒乓球回到抛出点时的速度大小为 C．乒乓球上升过程中，乒乓球减少的机械能为 D．乒乓球下降过程中，乒乓球克服空气阻力做的功小于 【答案】BD 【详解】A．由题图可知，加速度与速度成一次函数关系，有 对上升阶段乒乓球受力分析有 整理有 由于，所以解得 故A项错误； B．由上述分析可知，当其速度为时，其阻力的大小为mg，又因为乒乓球在回到抛出点前已经匀速，有，解得 即此时乒乓球的速度大小为，故B项正确； C．由之前的分析可知，有，即阻力关于v均匀变化，则上升过程的平均阻力为 则上升过程中克服阻力做功为 动能定理有，解得 由功能关系可知，阻力做负功机械能减少，有上述分析可知，机械能减少，故C项错误； D．整个过程分析有，解得 又由于上升过程其做空气阻力做功为 所以下降阶段空气阻力做功为 则下降阶段克服空气阻力做功为小于，故D项正确。故选BD。 二、实验题（第11题第小题3分共6分，第12题每空2分共10分） 11．如图所示，是探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系的实验装置图。转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，皮带分别套在变速塔轮2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球6、7分别以不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂8的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂8的杠杆作用使弹簧测力套筒9下降，从而露出标尺10，标尺10上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么： (1)现将两小球分别放在两边的槽内，为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，下列说法中正确的是______。 A．在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做实验 B．在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的小球做实验 C．在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的小球做实验 D．在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的小球做实验 (2)当用两个质量相等的小球做实验，且左边小球的轨道半径为右边小球的2倍时，转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的4倍，那么，左边变速塔轮与右边变速塔轮之间的角速度之比为 。 【答案】(1)A (2) 【详解】（1）本实验探究小球受到的向心力大小和角速度、小球运动半径和小球质量之间的关系，需采用控制变量法，根据 当探究小球受到的向心力大小和角速度的关系时，需保持小球运动半径和小球质量不变，即在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做实验。故选A。 （2）由公式 可得 则左边塔轮与右边塔轮之间的角速度之比为 12．某同学用一节干电池，将微安表（量程为0~100μA）改装成倍率分别为和 的双倍率欧姆表。 (1)设计图1所示电路测量微安表内阻。先断开S2，闭合S1，调节R1的阻值，使表头满偏；再保持R1的阻值不变，闭合S2，调节R2，当R2的阻值为135Ω时微安表的示数为60μA。忽略S2闭合后电路中总电阻的变化，经计算得 ； (2)设计双倍率欧姆表电路如图2所示，当开关S拨到 （填“1”或“2”）时倍率为 当倍率为 时将两表笔短接，调节变阻器使表头满偏，此时通过变阻器的电流为10mA，则 ； (3)用该欧姆表测电压表内阻时，先将欧姆表调至“×100”倍率，欧姆调零后再将黑表笔接电压表的 （选填“+”或“-”）接线柱，红表笔接另一接线柱测电压表内阻； (4)用该欧姆表测量一个额定电压220V、额定功率100W的白炽灯，测量值可能 。 A．远小于484Ω B．约为484Ω C．远大于484Ω 【答案】(1)90 (2) 1 10 (3) + (4)A 【详解】（1）根据并联电路电阻与电流关系有，解得 （2）[1]设欧姆表中值刻度为，则欧姆表为“×10”倍率时的欧姆内阻为 欧姆表为“×100”倍率时的欧姆内阻为 欧姆表进行欧姆调零时，有 欧姆表倍率越小，欧姆表的内阻越小，可知电路的满偏电流越大；由电路图可知，当开关S合向1端，电路的满偏电流较大，欧姆表的倍率是“×10”挡。 [2]因此1档位的干路最大电流是2档位的干路最大电流的10倍，即2档位的电流最大值为1mA，此时有 mA 得 （3）用多用电表的欧姆挡时内部电源被接通，且黑表笔接内部电源的正极，即电流从欧姆表的黑表笔流出，从电压表的正极流入，则黑表笔接电压表的+接线柱； （4）根据功率公式，可得额定电压220V、额定功率100W的白炽灯泡在正常工作时的电阻为 白炽灯泡在正常工作时的温度可达几百摄氏度，而灯丝的电阻与温度有关，而多用电表测量的是常温下灯泡的电阻，所以测量值是远小于。故选A。 三、解答题（12+14+18） 13．假定航天员在火星表面利用如图所示的装置研究小球的运动，竖直放置的光滑半圆形管道固定在水平面上，一直径略小于管道内径的小球（可视为质点）沿水平面从管道最低点A进入管道，从最高点B脱离管道后做平抛运动，1s后与倾角为37°的斜面垂直相碰于C点。已知火星的半径是地球半径的倍，质量为地球质量的倍，地球表面重力加速度g=10m/s²，忽略星球自转影响。半圆形管道的半径为r=3m，小球的质量为m=0.5kg，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： (1)火星表面重力加速度的大小； (2)C点与B点的水平距离； (3)小球经过管道的A点时速度的大小。 【答案】(1)4m/s² (2)3m (3) 【详解】（1）在地球表面上 在火星表面上 解得 g火=4m/s² （2）小球与斜面垂直相碰，由几何关系得 解得 vB=3m/sC点与B点的水平距离 x=vBt=3m （3）小球从A到B，由动能定理得 解得 14．地面上方空间存在水平向右的匀强电场，场强为E，不可伸长的绝缘细线长为L，上端系于O点，下端系一质量为m、电量为的小球，现将小球在最低点A以一定的初速度水平向左抛出，小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动，当小球速度最小时，细线与竖直方向的夹角，已知重力加速度为g，求： (1)电场强度的大小； (2)小球在最低点的初速度大小； (3)若抛出小球的同时剪断细线，小球恰好落在地面上A点正下方的位置B，求A点离地的高度。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动可知，小球在运动过程中动能最小时仅由重力和电场力的合力提供向心力，由几何关系有 解得 （2）当小球速度最小时，由牛顿第二定律有 从最低点到小球速度最小过程中，由动能定理有 联立解得 （3）若抛出小球的同时剪断细线，小球在竖直方向上做自由落体运动，在水平方向上先向左减速再向右加速，水平方向位移为零，设经过t时间落到地面，A点离地的高度为h，则有 ，， 联立解得 15．如图所示，直角坐标系xOy平面内，第一、二象限分别存在垂直纸面向里的匀强磁场B和沿y轴正方向的匀强电场E，E、B大小均未知。质量为m、电荷量为的粒子从x轴负半轴M点与x轴正方向成60°射入电场，经电场偏转后以速度从点P（0，d）垂直y轴进入磁场，最后从N点与x轴正方向成60°射出磁场，不计粒子重力。 (1)求磁感应强度B的大小； (2)若粒子在磁场中受到与速度大小成正比的阻力f=kv（k为已知常量），粒子恰好从Q点（图中未标出）垂直x轴射出磁场，求Q点的坐标； (3)在第（2）问的情况下，求粒子从P点运动到Q点的轨迹长度。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）粒子进入电场后做斜抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做类竖直上抛运动，则有 解得 粒子在磁场中做匀速圆周运动，其轨迹如图所示 根据几何关系可得粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为 解得 由洛伦兹力充当向心力有 解得 （2）对粒子受力分析可知，速度的x轴的分量会产生x轴的阻力与y轴负方向的洛伦兹力；速度y轴的分量，会产生y轴的阻力与x轴负方向的洛伦兹力，其受力分析如图所示 在x轴上，由动量定理有 由微元法累加后可得 解得 则Q点的坐标为 （3）同理在y轴上有 微元法叠加后可得 解得 切线方向，阻力使得粒子速度减小，在切线方向有 初状态速度水平，末状态速度竖直，可得速度的变化量 微元叠加后可得 解得轨迹的长度为 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$