精品解析：云南省昆明市第一中学2024-2025学年高二上学期期末考试物理试卷

昆明第一中学2024-2025学年度上学期期末考试 高二物理 总分：100分　时间：90分钟 一、单项选择题（本题共8题，每题3分，共24分） 1. 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角，“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法不正确的是（　　） A. 地理南、北极与地磁场的南、北极不重合 B. 地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近 C. 地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D. 地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用 2. 如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流和，且 ；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直．磁感应强度可能为零的点是 A. a点 B. b点 C. c点 D. d点 3. 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。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合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，一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e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v0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，于是元件的前、后表面间出现电压U，以此控制屏幕的熄灭。则元件的（　　） A. 前表面的电势比后表面的低 B. 前、后表面间的电压U与v无关 C. 前、后表面间的电压U=Bav D. 自由电子受到的洛伦兹力大小为 4. 在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一个矩形的金属导体框，规定磁场方向向上为正，导体框中电流的正方向如图所示，当磁场的磁感应强度B随时间t如图变化时，下图中正确表示导体框中感应电流变化的是（　　） A. B. C. D. 5. 甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮。而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是（ ） A. 图甲中，A1与L1的电阻值相同 B. 图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流小于L1中电流 C. 图乙中，变阻器R与L2的直流电阻不同 D. 图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等 6. 如图所示，面积为、内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴 匀速转动，转动的角速度为，匀强磁场的磁感应强度为。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻，电表均为理想交流电表。当线圈平面转动到与磁场方向平行时开始计时，下列说法正确的是（　　） A. 线圈中感应电动势的表达式为 B. P上移时，电流表示数减小 C. 时，电压表示数为 D. 当原、副线圈匝数比为时，电阻上消耗的功率为 7. 如图所示，固定在水平面上的半径为l的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，随轴以角速度ω匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 棒产生的电动势为Bl²ω B. 电容器所带的电荷量为CBlω C. 电阻消耗的电功率为 D. 微粒的电荷量与质量之比为 8. 如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置。当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有扩张趋势，由此可知，圆环a（　　） A. 逆时针加速旋转 B. 逆时针减速旋 C. 转顺时针加速旋转 D. 顺时针减速旋转 二、多项选择题（本题共4题，每题4分，共16分。全部选对得4分，选对但不全得2分，有错的得0分） 9. 如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b，当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光，下列说法正确的是（　　） A. 原、副线圈匝数比为9:1 B. 原、副线圈匝数比为1:9 C. 此时a和b的电功率之比为9:1 D. 此时a和b的电功率之比为1:9 10. 如图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原副线圈匝数比为1：100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100Ω。降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻， 为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小。电压表V显示加在报警器上的电压（报警器未画出）。未报警时，升压变压器的输入功率为750kW。下列说法中正确的有（　　） A. 降压变压器副线圈输出的交流电频率为100Hz B. 未报警时，远距离输电线路损耗功率为90kW C. 报警时，R2温度升高，电压表V的示数变大 D. 报警时，R2温度升高，输电线上的电流变大 11. 如图，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O'，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x正方向（垂直纸面向外）的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ。已知重力加速度为g。则磁感应强度方向和大小可能为（　　） A. z正向， B. y负向， C. z负向， D. 沿悬线向下， 12. 如图所示，半径为R的圆形区域内有一垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，O点是圆心，P是磁场边界上的最低点。大量质量均为m、电荷量为-q（q>0）的带电粒子，以相同的速率从P点沿纸面内的各个方向射入磁场区域。已知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径r，A、C为圆形区域水平直径的两个端点，粒子的重力、空气阻力和粒子间的相互作用均不计，则下列说法正确的是（　　） A. 若r=2R，则粒子在磁场中运动的最长时间为 B. 若r=2R，则从A点射出磁场的粒子与从C点射出磁场的粒子经历的时间相等 C. 若r=R，则圆周上有一半区域有粒子射出 D. 若r=R，则与OP连线成30°角偏右侧进入磁场的粒子在磁场中经历的时间为 三、实验题（13题和14题，共14分） 13. 图1是改装并校准电流表的电路图，已知表头a的量程为内阻为，毫安表A是标准电流表，要求改装后的电流表量程为。完成下列填空。 （1）图1中分流电阻的阻值为___________。 （2）在电表改装成后的某次校准测量中，毫安表A表的示数如图所示，由此读出流过A电流表的电流为___________。此时流过分流电阻的电流为___________（保留一位小数） 14. 利用两个电流表和测量干电池电动势和内阻的电路原理图如图1所示；图中为开关，为滑动变阻器，固定电阻和电流表内阻之和为（比和滑动变阻器的总电阻大得多），为理想电流表。 （1）在闭合开关前，将滑动变阻器的滑动端c移动至_____________（填“a端”“中央”或“b端”）。 （2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表和的示数和。多次改变滑动端的位置，得到的数据如下表所示。 （mA） 0.120 0.125 0.130 0.135 0.140 0.145 （mA） 480 400 320 232 140 68 在图2所示的坐标纸上以为纵坐标、为横坐标画出所对应的曲线。（ ） （3）利用所得曲线求得电源的电动势_____________V，内阻_____________。（保留两位有效数字） 四、解答题，共46分。 15. 现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压U恒定。质量为m1，电荷量为q的质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种质量为，电荷量也为q的正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子的质量之比？ 16. 如图所示的平面直角坐标系xoy，在第I象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y正方向；在第IV象限半径为R的圆形区域内有匀强磁场，方向垂直于xoy平面向里，圆形区域与x轴相切于a（2h，0）点。一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的P（0，h）点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a点进入磁场区域，射出磁场后再次经过y轴时，速度与y轴负方向成45°角，不计粒子所受的重力。求： （1）电场强度E的大小； （2）粒子到达a点时速度的大小和方向； （3）磁感应强度B的大小。 17. 如图所示，高度足够的匀强磁场区域下边界水平、左右边界竖直，磁场方向垂直于纸面向里。正方形单匝线框abcd的边长L = 0.2m、回路电阻R = 1.6 × 10 - 3Ω、质量m = 0.2kg。线框平面与磁场方向垂直，线框的ad边与磁场左边界平齐，ab边与磁场下边界的距离也为L。现对线框施加与水平向右方向成θ = 45°角、大小为的恒力F，使其在图示竖直平面内由静止开始运动。从ab边进入磁场开始，在竖直方向线框做匀速运动；dc边进入磁场时，bc边恰好到达磁场右边界。重力加速度大小取g = 10m/s2，求： （1）ab边进入磁场前，线框在水平方向和竖直方向的加速度大小； （2）磁场的磁感应强度大小和线框进入磁场的整个过程中回路产生的焦耳热； （3）磁场区域的水平宽度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 昆明第一中学2024-2025学年度上学期期末考试 高二物理 总分：100分　时间：90分钟 一、单项选择题（本题共8题，每题3分，共24分） 1. 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角，“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法不正确的是（　　） A. 地理南、北极与地磁场的南、北极不重合 B. 地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近 C. 地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D. 地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意可知，地理南、北极与地磁场存在一个夹角，为磁偏角，故两者不重合，A正确； B．由图磁场方向可知地磁南极在地理的北极附近，地磁北极在地理的南极附近，B正确； C．由于地磁场的磁场方向沿磁感线切线的方向，故只有赤道处地磁场的磁场方向才与地面平行，C错误； D．在赤道处，磁场方向水平，而射线是带电的粒子，运动方向垂直磁场方向，根据左手定则可得射向赤道的粒子受到洛伦兹力的作用，D正确。 本题选错误的，故选C。 【点睛】地球本身是一个巨大的磁体，地球周围的磁场叫做地磁场。磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，所以地磁场的方向是从地磁北极到地磁南极。 2. 如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流和，且 ；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直．磁感应强度可能为零的点是 A. a点 B. b点 C. c点 D. d点 【答案】C 【解析】 【详解】试题分析：两电流在该点的合磁感应强度为0，说明两电流在该点的磁感应强度满足等大反向关系，根据右手螺旋定则在两电流的同侧磁感应强度方向相反，则为或，又，所以该点距远距近，所以是点，故选项C正确，选项ABD错误． 考点：通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 【名师点睛】由安培定则可判出两导线在各点磁感线的方向，再由矢量的合成方法可得出磁感应强度为零的点的位置；本题考查了安培定则及矢量的合成方法，特别应注意磁场的空间性，注意培养空间想象能力． 3. 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。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合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，一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e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v0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，于是元件的前、后表面间出现电压U，以此控制屏幕的熄灭。则元件的（　　） A. 前表面的电势比后表面的低 B. 前、后表面间的电压U与v无关 C. 前、后表面间的电压U=Bav D. 自由电子受到的洛伦兹力大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A. 电流向右，电子向左移动，根据左手定则，电子向后表面移动，前表面的电势比后表面的高，故A错误； BC. 根据平衡条件可得 解得前、后表面间的电压为 故B错误，C正确； D. 自由电子受到的洛伦兹力大小为 故D错误； 故选C。 4. 在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一个矩形的金属导体框，规定磁场方向向上为正，导体框中电流的正方向如图所示，当磁场的磁感应强度B随时间t如图变化时，下图中正确表示导体框中感应电流变化的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据法拉第电磁感应定律有 因此在面积、匝数不变的情况下，感应电动势与磁场的变化率成正比，即与B-t图象中的斜率成正比，由图象可知0-2s，斜率不变，故形成的感应电流不变，根据楞次定律可知感应电流方向顺时针（俯视）即为正值，同理可得在2-4s，电流大小不变，方向为负方向，4-5s，电流大小不变，方向为正方向，故ABD错误，C正确。 故选C。 5. 甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮。而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是（ ） A. 图甲中，A1与L1的电阻值相同 B. 图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流小于L1中电流 C. 图乙中，变阻器R与L2的直流电阻不同 D. 图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等 【答案】B 【解析】 【详解】AB．图甲中，断开S1的瞬间，A1灯闪亮，是因为电路稳定时A1的电流小于L1的电流，则可知L1的电阻小于A1的电阻，故A错误、B正确； C．图乙中，因为要观察两只灯泡发光的亮度变化，两个支路的总电阻相同，因两个灯泡电阻相同，所以变阻器R与L2的电阻值相同，故C错误； D．图乙中，闭合S2瞬间，L2对电流有阻碍作用，所以L2中电流与变阻器R中电流不相等，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，面积为、内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴 匀速转动，转动的角速度为，匀强磁场的磁感应强度为。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻，电表均为理想交流电表。当线圈平面转动到与磁场方向平行时开始计时，下列说法正确的是（　　） A. 线圈中感应电动势的表达式为 B. P上移时，电流表示数减小 C. 时，电压表示数为 D. 当原、副线圈匝数比为时，电阻上消耗的功率为 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．由图可知，是从最大感应电动势的位置开始计时的，则有 ， 它的表达可写为 可知A错误； B．当P向上移动时，原线圈匝数减少，由可知，输出电压增大，输出电流增大，输出功率增大。根据理想变压器原理可知输入功率增大，电流表示数增大，B错误； C．电压表的示数指的是有效值，即为，C错； D．当原、副线圈匝数比为时，输出电压为，则电阻R上消耗的功率为 D正确； 故选D。 7. 如图所示，固定在水平面上的半径为l的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，随轴以角速度ω匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 棒产生的电动势为Bl²ω B. 电容器所带的电荷量为CBlω C. 电阻消耗的电功率为 D. 微粒的电荷量与质量之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．棒产生的电动势为 选项A错误； B．电容器所带的电荷量为 选项B错误； C．电阻消耗的电功率为 选项C错误； D．微粒处于平衡状态，则 则电荷量与质量之比为 选项D正确。 故选D。 8. 如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置。当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有扩张趋势，由此可知，圆环a（　　） A. 逆时针加速旋转 B. 逆时针减速旋 C. 转顺时针加速旋转 D. 顺时针减速旋转 【答案】A 【解析】 【详解】CD．当带正电的绝缘圆环a顺时针加速旋转时，相当于顺时针方向电流，并且在增大，根据右手螺旋定则，其内（金属圆环a内）有垂直纸面向里的磁场，其外（金属圆环b处）有垂直纸面向外的磁场，并且磁场的磁感应强度在增大，金属圆环b包围的面积内的磁场的总磁感应强度是垂直纸面向里（因为向里的比向外的磁通量多，向里的是全部，向外的是部分）而且增大，根据楞次定律，b中产生的感应电流的磁场垂直纸面向外，根据右手螺旋定则知， b中产生逆时针方向的感应电流，相反，当带正电的绝缘圆环a顺时针减速旋转，b中产生顺时针方向的感应电流，根据左手定则，磁场对b环电流的作用力向内，所以圆环具有收缩趋势，故CD错误； AB．若环逆时针加速旋转，同理，中有逆时针方向增大的电流，依据右手螺旋定则与楞次定律，b环中产生顺时针方向的感应电流，根据左手定则，磁场对b环电流的作用力向外，所以圆环具有扩张趋势，相反，当带正电的绝缘圆环a顺时针减速旋转，b中产生顺时针方向的感应电流，根据左手定则，磁场对b环电流的作用力向内，所以圆环具有收缩趋势，故A正确，B错误。 故选A。 二、多项选择题（本题共4题，每题4分，共16分。全部选对得4分，选对但不全得2分，有错的得0分） 9. 如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b，当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光，下列说法正确的是（　　） A. 原、副线圈匝数比为9:1 B. 原、副线圈匝数比为1:9 C. 此时a和b的电功率之比为9:1 D. 此时a和b的电功率之比为1:9 【答案】AD 【解析】 【分析】考查了理想变压器，电功率的计算 【详解】AB．设灯泡的额定电压为,两灯均能正常发光,所以原线圈输出端电压为，副线圈两端电压为，故，根据，A正确B错误； CD．根据公式可得，由于由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式可得两者的电功率之比为1:9，C错误D正确； 10. 如图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原副线圈匝数比为1：100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100Ω。降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻， 为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小。电压表V显示加在报警器上的电压（报警器未画出）。未报警时，升压变压器的输入功率为750kW。下列说法中正确的有（　　） A. 降压变压器副线圈输出的交流电频率为100Hz B. 未报警时，远距离输电线路损耗功率为90kW C. 报警时，R2温度升高，电压表V的示数变大 D. 报警时，R2温度升高，输电线上的电流变大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图乙知交流电的周期0.02s，所以频率为 变压器不改变交变电流的频率，所以降压变压器副线圈输出的交流电频率为50Hz，故A错误； B．由图乙知升压变压器输入端电压有效值为 根据电压与匝数成正比 知副线圈电压为 所以输电线中的电流为 输电线路损耗功率为 故B正确； C．报警时，R2温度升高，其阻值减小，副线圈两端电压不变，副线圈中电流增大，定值电阻的分压增大，所以电压表V的示数变小，故C错误； D．报警时，副线圈电流增大，根据电流与匝数成反比 知输电线上的电流变大，故D正确。 故选BD。 11. 如图，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O'，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x正方向（垂直纸面向外）的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ。已知重力加速度为g。则磁感应强度方向和大小可能为（　　） A. z正向， B. y负向， C. z负向， D. 沿悬线向下， 【答案】CD 【解析】 【详解】A．若磁感应强度方向沿z正向，根据左手定则可知，安培力方向沿y轴负方向，导线还受到沿悬线斜向左上方的拉力与重力，此时合力不为0，导线不可能保持静止，故A错误； B．若磁感应强度方向沿y负向，根据左手定则可知，安培力方向沿z轴负方向，导线还受到沿悬线斜向左上方的拉力与重力，此时合力不为0，导线不可能保持静止，故B错误； C．若磁感应强度方向沿z负向，根据左手定则可知，安培力方向沿y正向，导线还受到沿悬线斜向左上方的拉力与重力，此时合力可能为0，导线可能保持静止，根据平衡条件有 解得 故C正确； D．当磁感应强度方向沿悬线向下时，安培力方向垂直于悬线向右上方，导线可能处于静止，根据平衡条件有 解得 故D正确。 故选CD。 12. 如图所示，半径为R的圆形区域内有一垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，O点是圆心，P是磁场边界上的最低点。大量质量均为m、电荷量为-q（q>0）的带电粒子，以相同的速率从P点沿纸面内的各个方向射入磁场区域。已知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径r，A、C为圆形区域水平直径的两个端点，粒子的重力、空气阻力和粒子间的相互作用均不计，则下列说法正确的是（　　） A. 若r=2R，则粒子在磁场中运动的最长时间为 B. 若r=2R，则从A点射出磁场的粒子与从C点射出磁场的粒子经历的时间相等 C. 若r=R，则圆周上有一半区域有粒子射出 D. 若r=R，则与OP连线成30°角偏右侧进入磁场的粒子在磁场中经历的时间为 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．若r=2R，要使带电粒子在圆形磁场中的运动时间最长，则粒子圆周运动的轨迹应以磁场圆直径为弦，则粒子的运动轨迹如图 由几何关系知，此轨迹在磁场中的偏转角为60°，所以最长时间为 故A正确； B．若r=2R，则从A点射出磁场的粒子与从C点射出磁场的粒子在磁场中运动轨迹的弦长相等，在磁场中运动的时间相等，故B正确； C．若r=R，则粒子射出的圆弧为圆形磁场区域的一半，即磁场边界上有一半区域有粒子射出，故C正确； D．若r=R，则与OP连线成30°角偏右侧进入磁场，运动轨迹如图 则粒子在磁场中运动的圆心角 粒子在磁场中经历的时间为 故D错误。 故选ABC。 三、实验题（13题和14题，共14分） 13. 图1是改装并校准电流表的电路图，已知表头a的量程为内阻为，毫安表A是标准电流表，要求改装后的电流表量程为。完成下列填空。 （1）图1中分流电阻的阻值为___________。 （2）在电表改装成后的某次校准测量中，毫安表A表的示数如图所示，由此读出流过A电流表的电流为___________。此时流过分流电阻的电流为___________（保留一位小数） 【答案】 ①. ②. 49.5 ③. 49.0 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]由于表头电阻和并联，则 ， 解得 （2）[2]由图2知流过毫安表A表的电流为49.5mA。 [3]设此时流过表头的电流为，流过电阻的电流为，由于表头电阻和并联，则有 ， 代入数据联立解得 14. 利用两个电流表和测量干电池电动势和内阻的电路原理图如图1所示；图中为开关，为滑动变阻器，固定电阻和电流表内阻之和为（比和滑动变阻器的总电阻大得多），为理想电流表。 （1）在闭合开关前，将滑动变阻器的滑动端c移动至_____________（填“a端”“中央”或“b端”）。 （2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表和的示数和。多次改变滑动端的位置，得到的数据如下表所示。 （mA） 0.120 0.125 0.130 0.135 0.140 0.145 （mA） 480 400 320 232 140 68 在图2所示的坐标纸上以为纵坐标、为横坐标画出所对应的曲线。（ ） （3）利用所得曲线求得电源的电动势_____________V，内阻_____________。（保留两位有效数字） 【答案】 ①. b端 ②. ③. 1.50##1.49 ④. 0.60##0.59 【解析】 【详解】（1）[1]为保证安全，开始时滑动变阻器应接到最大值，故应接b端。 （2）[2]将各点依次描出，连线如图所示 （3）[3][4]由全电路欧姆定律 整理得 由图可得 ， 解得 ， 四、解答题，共46分。 15. 现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压U恒定。质量为m1，电荷量为q的质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种质量为，电荷量也为q的正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子的质量之比？ 【答案】144 【解析】 【详解】由动能定理 可得到离子进入磁场时的速度为 由洛伦兹力提供向心力 可得到离子圆周运动的轨迹半径为 离子与质子从同一出口离开磁场，可知离子与质子运动半径相同，即可计算此离子与质子的质量之比为 16. 如图所示的平面直角坐标系xoy，在第I象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y正方向；在第IV象限半径为R的圆形区域内有匀强磁场，方向垂直于xoy平面向里，圆形区域与x轴相切于a（2h，0）点。一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的P（0，h）点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a点进入磁场区域，射出磁场后再次经过y轴时，速度与y轴负方向成45°角，不计粒子所受的重力。求： （1）电场强度E的大小； （2）粒子到达a点时速度的大小和方向； （3）磁感应强度B的大小。 【答案】（1） （2），与x轴正方向夹角为45° （3） 【解析】 【小问1详解】 带电粒子在电场中做类平抛运动，水平方向 竖直方向 解得 【小问2详解】 粒子到达a点时沿负y方向的分速度为 速度大小 方向与x轴正方向成45°角。 【小问3详解】 粒子在第IV象限射出磁场后再次经过y轴时，速度与y轴负方向成45°角，粒子在磁场中做圆周运动，运动轨迹如图所示 粒子运动轨迹圆弧应与入射方向的速度、出射方向的速度相切，粒子在区域中的轨迹是以为圆心、r为半径的圆上的圆弧ab，a点和b点在圆形磁场区域的直径上。由圆形磁场的半径为R，由几何关系可知 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得磁感应强度B的大小 17. 如图所示，高度足够的匀强磁场区域下边界水平、左右边界竖直，磁场方向垂直于纸面向里。正方形单匝线框abcd的边长L = 0.2m、回路电阻R = 1.6 × 10 - 3Ω、质量m = 0.2kg。线框平面与磁场方向垂直，线框的ad边与磁场左边界平齐，ab边与磁场下边界的距离也为L。现对线框施加与水平向右方向成θ = 45°角、大小为的恒力F，使其在图示竖直平面内由静止开始运动。从ab边进入磁场开始，在竖直方向线框做匀速运动；dc边进入磁场时，bc边恰好到达磁场右边界。重力加速度大小取g = 10m/s2，求： （1）ab边进入磁场前，线框在水平方向和竖直方向的加速度大小； （2）磁场的磁感应强度大小和线框进入磁场的整个过程中回路产生的焦耳热； （3）磁场区域的水平宽度。 【答案】（1）ax = 20m/s2，ay = 10m/s2；（2）B = 0.2T，Q = 0.4J；（3）X = 1.1m 【解析】 【详解】（1）ab边进入磁场前，对线框进行受力分析，在水平方向有 max = Fcosθ 代入数据有 ax = 20m/s2 在竖直方向有 may = Fsinθ - mg 代入数据有 （2）ab边进入磁场开始，ab边在竖直方向切割磁感线；ad边和bc边的上部分也开始进入磁场，且在水平方向切割磁感线。但ad和bc边的上部分产生的感应电动势相互抵消，则整个回路的电源为ab，根据右手定则可知回路的电流为adcba，则ab边进入磁场开始，ab边受到的安培力竖直向下，ad边的上部分受到的安培力水平向右，bc边的上部分受到的安培力水平向左，则ad边和bc边的上部分受到的安培力相互抵消，故线框abcd受到的安培力的合力为ab边受到的竖直向下的安培力。由题知，线框从ab边进入磁场开始，在竖直方向线框做匀速运动，有 Fsinθ - mg - BIL = 0 联立有 B = 0.2T 由题知，从ab边进入磁场开始，在竖直方向线框做匀速运动；dc边进入磁场时，bc边恰好到达磁场右边界。则线框进入磁场的整个过程中，线框受到的安培力为恒力，则有 Q = W安 = BILy y = L Fsinθ - mg = BIL 联立解得 Q = 0.4J （3）线框从开始运动到进入磁场的整个过程中所用的时间为 联立解得 t = 0.3s 由（2）分析可知线框在水平方向一直做匀加速直线运动，则在水平方向有 则磁场区域的水平宽度 X = x + L = 1.1m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $