内容正文:
重庆一中高2027届高二上期期中考试
物理试题卷
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号码填写在答题卡上。
2.作答时,务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。
3.单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,选对得3分,选错得0分。
1. 图甲所示为两点电荷的电场线分布,图乙所示为通电螺线管的磁感线分布,下列说法正确的是( )
A. 图甲中两电荷均带正电
B. 图乙中通电螺线管的左端为N极,右端为S极
C. 两图中,电场线起始于正电荷止于负电荷,磁感线起始于N极止于S极
D. 两图中,电场线、磁感线的疏密程度均可代表场的强弱
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据电场线从正电荷出发指向无穷远或负电荷,或从无穷远指向负电荷,可知由电场分布可知,图甲中左侧电荷为负电荷,右侧电荷为正电荷,故A错误;
B.根据右手螺旋定则可知图乙中通电螺线管的左端为S极,右端为N极,故B错误;
C.磁感线是闭合曲线,而电场线是从正电荷出发指向无穷远或负电荷,或从无穷远指向负电荷,不是闭合曲线,故C错误;
D.磁感线和电场线是为了形象地描述磁场和电场引入的,磁感线的疏密表示磁感应强度的大小,电场线的疏密表示电场强度的大小,故D正确。
故选D。
2. 下列有关磁场的四个表述,说法正确的是( )
A. 磁场是客观存在的一种物质,磁感线也是真实存在的
B. 由定义式可知磁感应强度是矢量,B的方向就是通电直导线在该处的受力方向
C. 磁场中的一小段通电导线在该处受力为零,此处磁感应强度B不一定为零
D. 地磁场的南北极和地理位置的南北极是重合的
【答案】C
【解析】
【详解】A. 磁场是客观存在的一种物质,但磁感线是为了形象描述磁场分布而引入的假想曲线,并非真实存在,故A错误;
B. 磁感应强度是矢量,其定义式为,但的方向并非通电直导线的受力方向;受力方向垂直于和电流方向,故B错误;
C. 当通电导线方向与磁场方向平行时,安培力为零,但该处磁感应强度可能不为零(例如在匀强磁场中导线平行放置时),故C正确;
D. 地磁场的北极位于地理南极附近,地磁南极位于地理北极附近,二者并不重合,存在磁偏角,故D错误。
故选C。
3. 如图1,AB是某电场中的一条电场线,若将正点电荷从A点释放,沿电场线从A到B运动过程中的速度-时间关系如图2所示,则A、B两点场强大小和电势高低关系是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】A
【解析】
【详解】由图像的切线斜率表示加速度,可知从A点到B点运动过程中,正点电荷的加速度大小逐渐减小,受到的电场力逐渐减小,则场强逐渐减小,则有;由于速度逐渐减小,所以加速度方向与运动方向相反,则正点电荷受到的电场力由B指向A,根据沿电场方向电势逐渐降低可知,。
故选A。
4. 如图,正方形区域abcd内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。一带电粒子从ad边的中点M以速度v垂直于ad边射入磁场,并恰好从ab边的中点N射出磁场。不计粒子的重力,下列说法正确的是( )
A. 粒子带负电
B. 若粒子射入磁场的速度增大为2v,粒子将从a点射出
C. 若粒子射入磁场的速度增大为2v,粒子将从b点左侧射出
D. 若粒子射入磁场的速度增大为2v,粒子在磁场中的运动时间将变长
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据左手定则可知粒子带正电,故A错误;
BC.根据
解得
设正方形边长为L,粒子以速度v和速度2v进入磁场,有
轨迹如图
可知若粒子射入磁场的速度增大为2v,射出的位置在Nb之间,故B错误,C正确;
D.根据C选项分析可知,若粒子射入磁场的速度增大为2v,则在磁场中运动的轨迹所对应的圆心角θ将变小,由
可得
粒子在磁场中的运动时间将变短,故D错误。
故选C
5. 如图所示,虚线是区域Ⅰ和区域Ⅱ的边界,在区域Ⅰ和区域Ⅱ分布着磁感应强度大小不同,面积足够大的匀强磁场,磁场的方向均垂直纸面向里。将电子由点以垂直于边界的速度射入区域Ⅰ,图中实线所示的“心形”图形是电子的运动轨迹。以下说法正确的是( )
A. 电子先通过点再通过点
B. 电子在区域Ⅰ中的速率小于在区域Ⅱ中的速率
C. 电子在区域Ⅰ中做圆周运动的周期等于在区域Ⅱ中的周期
D. 电子在区域Ⅰ、Ⅱ中的心形图形轨迹会向左平移
【答案】D
【解析】
【详解】A.磁场的方向均垂直纸面向里,电子带负电,由左手定则可知电子先通过点再通过点,故A错误;
B.由于洛伦兹力总是与速度方向垂直,对粒子不做功,所以粒子的速度大小保持不变,则电子在区域Ⅰ中的速率等于在区域Ⅱ中的速率,故B错误;
C.由图可知电子在区域Ⅰ的轨道半径较小,根据
可知区域Ⅰ的磁感应强度大于区域Ⅱ的磁感应强度,
再由周期公式
可知,粒子在区域Ⅰ的圆周运动周期较小,故C错误;
D.由题图可知,电子从点经过一次区域Ⅰ和区域Ⅱ的偏转,电子向左移动到点,之后重复周期性的运动,所以“心形”图形逐渐向左移动,故D正确。
故选D。
6. 智能手机通过适当的软件,可以利用自身携带的磁传感器测量磁感应强度。如图所示,、为两根竖直放置的通电直导线,电流方向均向上,把手机置于两导线间的中线上的点时,测得点的磁感应强度大小为,方向垂直纸面向里;仅将中的电流反向时,测得点的磁感应强度大小为。已知通电直导线在周围某点产生的磁感应强度大小,式中为常数,为导线中的电流,为该点距导线的距离,则、两导线中的电流和的大小之比为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设、两导线在点产生的磁感应强度大小分别为、,中电流方向向上时,有
中电流方向向下时,有
联立解得,
由,可知
故有;故选D。
7. 如图所示,a、b两个长方体物块叠放在粗糙水平地面上,物块a带负电,物块b不带电且为绝缘体,地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场,现用水平恒力F拉物块b,使a、b一起向右加速运动,则在一起加速的过程中有( )
A. a、b一起向右做匀加速运动 B. 地面对b的摩擦力逐渐减小
C. b对a的摩擦力逐渐减小 D. b对a的摩擦力逐渐增大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.对整体受力分析,由于无相对滑动,a将受到向下的洛伦兹力的作用,使得加速过程中地面对b的支持力逐渐增大,则系统所受地面的摩擦力将逐渐增大,根据牛顿第二定律
可知加速度将逐渐减小,故AB错误;
CD.对a,根据牛顿第二定律
由于加速度减小,则物块a、b间的静摩擦力逐渐减小,故C正确,D错误。
故选C。
8. 如图所示,半径为的圆形区域内存在着垂直纸面的匀强磁场,圆心为,质子()和氦原子核()先后从边界上点沿半径方向飞入磁场。只考虑洛伦兹力作用,它们在磁场中运动的时间相同,其中氦原子核在磁场中做圆周运动的轨迹半径为。则质子和氦原子核的速度大小之比约为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设磁感应强度垂直纸面向外,大小为,质子的质量和带电荷量分别为、,则粒子的质量和带电荷量分别为、,带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期公式为
所以质子和粒子在磁场中做圆周运动的周期之比为
设质子和粒子在磁场中运动轨迹所对的圆心角分别为和,轨迹半径分别为和,它们在磁场中运动的时间相等,有
所以
作出两粒子的运动轨迹如图所示
由几何关系可知,
由题意知
可求得
设它们的速度分别为和,由洛伦兹力提供向心力有
可得
可知质子和α粒子的速度大小之比为2:3。
故选A。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错得0分。
9. 下列关于教科书上的四幅插图,说法正确的是( )
A. 图(a)中的奥斯特实验,通电导线沿东西放置,通电后小磁针的偏转效果最显著
B. 图(b)中两根通电方向相反长直导线相互排斥,是通过磁场实现的
C. 图(c)中只增加加速电压U,粒子可以获得更大的动能
D. 图(d)中大量正负带电粒子,进入A、B极板之间稳定后,A极板电势低于B极板电势
【答案】BD
【解析】
【详解】A.小磁针原本受地磁场作用呈南北方向静止,导线沿东西放置,在周围产生的磁场也沿南北方向,则小磁针受力方向也沿南北方向,小磁针几乎不偏转,故A错误;
B.图(b)中,两根通电方向相反的长直导线相互排斥,是通过磁场实现的,故B正确;
C.图(c)中,当粒子在磁场中的轨迹半径等于D形盒半径时,粒子的动能最大,由洛伦兹力提供向心力得
可得粒子的最大动能为
可知只增大电压U,粒子不可以获得更大的动能,故C错误;
D.图(d)中,根据左手定则可知,正离子受到的洛伦兹力向下,负离子受到的洛伦兹力向上,则B板带正电,A板带负电,即A极板电势低于B极板电势,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,平行板A、B水平放置与电源连接,B板接地,带电小球(大小不计)用绝缘细线悬于两板间,闭合开关S,将B板适当向上移(不与小球相碰),可以使细线的拉力减小为零,则下列判断正确的是( )
A. 小球带正电
B. 闭合开关,B板上移时,小球电势能增大
C. 断开开关,B板下移时,两板之间的场强大小不变
D. 断开开关,B板下移时,细线的拉力会增大
【答案】BC
【解析】
【详解】A.闭合开关S,B板上移(不与小球相碰),板间距减小,电压U不变,根据可知场强增大,可以使细线的拉力减小为零,说明小球受到的电场力竖直向上,又因电容器B板带负电,则小球带负电,故A错误;
B.闭合开关稳定后,电压U不变,B板上移,根据,电场强度变大,上板与小球所在位置的电势差即增大,而A板的电势不变且为正值,所以小球所在处的电势减小,根据可知小球的电势能增大,故B正确;
CD.断开开关,电容器带电荷量Q不变,B板下移时,根据
可知电场强度保持不变,小球受到的电场力不变,细线的拉力也不变,故C正确;D错误。
故选BC
11. 如图所示,某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向里,一带电微粒由a点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上运动,下列说法正确的是( )
A. 微粒一定带负电 B. 微粒动能一定减小
C. 微粒的电势能一定增加 D. 微粒的机械能一定增加
【答案】AD
【解析】
【详解】对该种粒子进行受力分析如图所示得:它受到竖直向下的重力,水平方向的电场力,垂直速度方向的,其中重力和电场力是恒力
A.如果该粒子带正电,则受到向右的电场力和向左下方的洛伦兹力,所以粒子受到的力不会平衡,故该种粒子一定是带负电,A正确;
B.由于粒子沿直线运动,则可以判断出其受到的洛伦兹力也是恒定的,即该粒子是做匀速直线运动,动能不变,B错误;
C.该种粒子带负电,向左上方运动,所以电场力做正功,电势能一定是减小的,C错误;
D.因为重力势能增加,动能不变,所以该粒子的机械能增加,D正确。
故选AD。
12. 科研人员在实验室开展带电粒子在复合场中运动规律的研究。实验装置如图所示,水平放置的绝缘实验台上方,存在范围足够大、方向水平的匀强磁场。一质量为m、带电量为q(q>0)的带电粒子从台面上方高h处由静止释放,该带电粒子的运动轨迹始终在台面上方,且刚好不会撞到台面。已知重力加速度为g,关于带电粒子从释放到第一次运动到最低点的过程,下列说法正确的是( )
A. 粒子做变速圆周运动 B. 粒子在最低点的速度大小为
C. 匀强磁场的磁感应强度大小为 D. 粒子在最低点的加速度大小为g
【答案】BCD
【解析】
【详解】AC.根据配速法,将粒子的运动分解为水平向右大小为v1的匀速直线运动和初速度水平向左大小为v2的匀速圆周运动,即,
由于粒子初速度为零,则
由此可知,粒子的运动轨迹为轮摆线,不是变速圆周运动,且
联立可得,故A错误,C正确;
B.粒子在最低点时,速度大小为,故B正确;
D.在最低点,有
解得,故D正确。
故选BCD。
三、实验题:本题共2小题,共14分。第13题6分,第14题8分。
13. 如图甲为多用电表的示意图,现用它测量一个未知电阻的阻值,测量步骤如下:
(1)采用多用电表“×10”挡,欧姆调零后,测量该电阻,发现指针偏转角度如甲图,应将选择开关旋转到电阻挡的____(选填“×1”、“×100”、“×1k”)位置。
(2)甲图中,流过电阻的电流方向是____(选填“从a到b”或“从b到a”)。
(3)改变挡位后,指针偏转如图乙所示,则电阻的测量值为____Ω。
【答案】(1)×100
(2)从a到b (3)1900
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知,指针偏转角度过小,说明所测电阻值较大,应换大倍率测量,所以应将选择开关旋转到电阻挡的“×100”位置。
【小问2详解】
由于黑表笔接电源正极,所以流过电阻电流方向是从a到b。
【小问3详解】
欧姆表的读数为指针所指刻度与倍率的乘积,所以电阻的测量值为
14. 某同学利用如图甲所示的电路测量电源电动势和内阻,并描绘小灯泡的伏安特性曲线,实验器材有:
A.直流电源(由两节干电池组成);
B.电流表(量程为,内阻);
C.理想电压表(量程为);
D.理想电压表(量程为);
E.定值电阻();
F.小灯泡(额定电压);
G.滑动变阻器();
H.开关和导线。
完成下列填空:
(1)按照图甲的实验电路图,请用笔画线代替导线,将如图乙所示的实物图连接完整____。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,记录两个电压表和电流表的示数,并分别描绘电压表、的示数与电流表的示数的关系曲线,分别如图丙中、所示(、是图线上的两点的坐标。由图像可知,电源电动势为____,内阻为____。(结果均保留两位有效数字)
(3)若将电路中的滑动变阻器换成一个相同的小灯泡,则电路中每个灯泡的实际功率为____(结果均保留两位有效数字)。
【答案】(1) (2) ①. 3.0 ②. 0.40
(3)0.38(0.36-0.39都可)
【解析】
【小问1详解】
根据电路图连接实物图,如图
【小问2详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
根据图线1的截距与斜率可知
解得。
【小问3详解】
若将电路中的滑动变阻器换成一个相同的小灯泡,设每个灯泡的电压为,电流为,则
代入数据变形可得
如图中交点坐标(0.41A,0.93V)代表灯泡的实际电流与实际电压,则功率为(结果保留两位有效数字,0.36-0.39都可)。
四、计算题:本题共小题,共分。第题分,第题分,第题分,第题分。
15. 日常带皮套的智能手机是利用磁性物质和霍尔元件等起到开关控制作用。打开皮套,磁体远离霍尔元件手机屏幕亮;合上皮套,磁体靠近霍尔元件屏幕熄灭。如图所示,一块宽度为、长为、厚度为的霍尔元件,元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子。水平向右大小为的电流通过元件时,手机套合上,元件处于垂直于上表面、方向向下且磁感应强度大小为的匀强磁场中,元件的前、后表面产生稳定电势差,以此来控制屏幕熄灭。求:
(1)自由电子定向移动的速度大小;
(2)元件内单位体积的自由电子数。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
稳定时,对电子有
根据电场强度与电势差的关系
联立可得
【小问2详解】
根据电流的微观表达式
结合
解得
16. 如图所示的电路中,两间距为的金属板A、B水平正对放置,电源电动势,内阻,调节滑动变阻器滑片到适当位置,闭合开关,小灯泡恰好正常发光。此时将一质量为,带电量为()的小球(可视为质点)从板小孔正上方的点静止释放,点到板的距离也为,且小球恰好能到达板。已知电源内阻,灯泡额定电压、额定功率、小球比荷、重力加速度。不考虑空气阻力,忽略射入小球对电路的影响。求:(以下结果请用数字表示)
(1)A、B两极板间电势差;
(2)滑动变阻器接入电阻;
(3)电源的效率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
到点由动能定理
解得
【小问2详解】
对灯泡
对滑动变阻器
解得
【小问3详解】
对电源
效率
解得
17. 如图所示,在直角坐标系的第一象限内有沿轴正方向的匀强电场,第四象限内(包括轴)有垂直于纸面向里的匀强磁场。一质量为、电荷量为()的粒子从(,)点以的速度沿轴正方向射入电场,并通过(,)点后第一次进入磁场,不计粒子所受的重力。求:
(1)粒子第一次经过点时的速度大小;
(2)若粒子刚好不进入第三象限,求满足条件的磁感应强度;
(3)若粒子某次由磁场返回电场时恰好经过轴上的(,)点,求满足条件的磁感应强度;
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
到点类平抛有
几何关系为,即
解得
【小问2详解】
磁场做匀速圆周运动,有
几何关系为
解得,
【小问3详解】
磁场做匀速圆周运动
由周期性有,其中(、、、)
整理可得,(、、、)
考虑实际可得
解得,
18. 如图所示,在竖直平面内的直角坐标系(x轴水平)中,紧贴x轴上方的一定宽度的整个空间内存在沿x轴负方向的匀强电场,x轴负半轴上的M点固定一发射装置。现有一质量为m、电荷量为q的带正电的小球甲从M点入射电场,离开电场一段时间后恰能水平经过y轴上的P点,此时的动能是M点动能的,且M、P两点到坐标原点O的距离满足。已知小球在M点的速度大小为v0、方向与x轴正方向成α=45°,重力加速度的大小为g。求:
(1)OP两点之间的距离h;
(2)匀强电场的电场强度大小E;
(3)若在x轴正半轴上的N点存在另一发射装置,能发射速度大小为v0、方向与x轴负方向成θ=45°的小球乙,甲乙两球完全相同,乙球发射时间不早于甲,要求两球能在电场上方空间相碰,求N点的横坐标x的取值范围以及最晚发射的乙小球的坐标。
【答案】(1)
(2)
(3),(,0)
【解析】
【小问1详解】
小球从M到P过程,竖直方向,有
解得
【小问2详解】
小球在P点,有
解得
设M到P过程总时间为t,其中电场中的时间为t1,出电场后的运动时间为t2,则
,,
解得
根据速度时间关系可得
解得
小问3详解】
甲、乙两球轨迹如图所示
甲、乙两球水平方向v-t图如图所示
结合两球竖直方向有
可得
ⅰ:两球同时发射且在刚出电场时相遇取得最小值x1,则
ⅱ:两球同时发射且在即将落入电场时相遇取得最大值x2,则
ⅲ:甲即将落入电场和即将出电场的乙相遇,即对应最大的发射时间差为
此时的横坐标
由以上分析可知,N点的横坐标x的取值范围为
最晚发射的乙小球的坐标为(,0)。
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重庆一中高2027届高二上期期中考试
物理试题卷
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号码填写在答题卡上。
2.作答时,务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。
3.单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,选对得3分,选错得0分。
1. 图甲所示为两点电荷的电场线分布,图乙所示为通电螺线管的磁感线分布,下列说法正确的是( )
A. 图甲中两电荷均带正电
B. 图乙中通电螺线管的左端为N极,右端为S极
C. 两图中,电场线起始于正电荷止于负电荷,磁感线起始于N极止于S极
D. 两图中,电场线、磁感线的疏密程度均可代表场的强弱
2. 下列有关磁场的四个表述,说法正确的是( )
A. 磁场是客观存在的一种物质,磁感线也是真实存在的
B. 由定义式可知磁感应强度是矢量,B的方向就是通电直导线在该处的受力方向
C. 磁场中的一小段通电导线在该处受力为零,此处磁感应强度B不一定为零
D. 地磁场的南北极和地理位置的南北极是重合的
3. 如图1,AB是某电场中的一条电场线,若将正点电荷从A点释放,沿电场线从A到B运动过程中的速度-时间关系如图2所示,则A、B两点场强大小和电势高低关系是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
4. 如图,正方形区域abcd内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。一带电粒子从ad边的中点M以速度v垂直于ad边射入磁场,并恰好从ab边的中点N射出磁场。不计粒子的重力,下列说法正确的是( )
A. 粒子带负电
B. 若粒子射入磁场的速度增大为2v,粒子将从a点射出
C. 若粒子射入磁场的速度增大为2v,粒子将从b点左侧射出
D. 若粒子射入磁场的速度增大为2v,粒子在磁场中的运动时间将变长
5. 如图所示,虚线是区域Ⅰ和区域Ⅱ的边界,在区域Ⅰ和区域Ⅱ分布着磁感应强度大小不同,面积足够大的匀强磁场,磁场的方向均垂直纸面向里。将电子由点以垂直于边界的速度射入区域Ⅰ,图中实线所示的“心形”图形是电子的运动轨迹。以下说法正确的是( )
A. 电子先通过点再通过点
B. 电子在区域Ⅰ中速率小于在区域Ⅱ中的速率
C. 电子在区域Ⅰ中做圆周运动的周期等于在区域Ⅱ中的周期
D. 电子在区域Ⅰ、Ⅱ中的心形图形轨迹会向左平移
6. 智能手机通过适当的软件,可以利用自身携带的磁传感器测量磁感应强度。如图所示,、为两根竖直放置的通电直导线,电流方向均向上,把手机置于两导线间的中线上的点时,测得点的磁感应强度大小为,方向垂直纸面向里;仅将中的电流反向时,测得点的磁感应强度大小为。已知通电直导线在周围某点产生的磁感应强度大小,式中为常数,为导线中的电流,为该点距导线的距离,则、两导线中的电流和的大小之比为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,a、b两个长方体物块叠放在粗糙水平地面上,物块a带负电,物块b不带电且为绝缘体,地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场,现用水平恒力F拉物块b,使a、b一起向右加速运动,则在一起加速的过程中有( )
A. a、b一起向右做匀加速运动 B. 地面对b的摩擦力逐渐减小
C. b对a的摩擦力逐渐减小 D. b对a的摩擦力逐渐增大
8. 如图所示,半径为的圆形区域内存在着垂直纸面的匀强磁场,圆心为,质子()和氦原子核()先后从边界上点沿半径方向飞入磁场。只考虑洛伦兹力作用,它们在磁场中运动的时间相同,其中氦原子核在磁场中做圆周运动的轨迹半径为。则质子和氦原子核的速度大小之比约为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错得0分。
9. 下列关于教科书上的四幅插图,说法正确的是( )
A. 图(a)中的奥斯特实验,通电导线沿东西放置,通电后小磁针的偏转效果最显著
B. 图(b)中两根通电方向相反的长直导线相互排斥,是通过磁场实现的
C. 图(c)中只增加加速电压U,粒子可以获得更大的动能
D. 图(d)中大量正负带电粒子,进入A、B极板之间稳定后,A极板电势低于B极板电势
10. 如图所示,平行板A、B水平放置与电源连接,B板接地,带电小球(大小不计)用绝缘细线悬于两板间,闭合开关S,将B板适当向上移(不与小球相碰),可以使细线拉力减小为零,则下列判断正确的是( )
A. 小球带正电
B. 闭合开关,B板上移时,小球电势能增大
C. 断开开关,B板下移时,两板之间的场强大小不变
D. 断开开关,B板下移时,细线的拉力会增大
11. 如图所示,某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向里,一带电微粒由a点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上运动,下列说法正确的是( )
A. 微粒一定带负电 B. 微粒动能一定减小
C. 微粒的电势能一定增加 D. 微粒的机械能一定增加
12. 科研人员在实验室开展带电粒子在复合场中运动规律的研究。实验装置如图所示,水平放置的绝缘实验台上方,存在范围足够大、方向水平的匀强磁场。一质量为m、带电量为q(q>0)的带电粒子从台面上方高h处由静止释放,该带电粒子的运动轨迹始终在台面上方,且刚好不会撞到台面。已知重力加速度为g,关于带电粒子从释放到第一次运动到最低点的过程,下列说法正确的是( )
A. 粒子做变速圆周运动 B. 粒子在最低点的速度大小为
C. 匀强磁场磁感应强度大小为 D. 粒子在最低点的加速度大小为g
三、实验题:本题共2小题,共14分。第13题6分,第14题8分。
13. 如图甲为多用电表的示意图,现用它测量一个未知电阻的阻值,测量步骤如下:
(1)采用多用电表“×10”挡,欧姆调零后,测量该电阻,发现指针偏转角度如甲图,应将选择开关旋转到电阻挡的____(选填“×1”、“×100”、“×1k”)位置。
(2)甲图中,流过电阻的电流方向是____(选填“从a到b”或“从b到a”)。
(3)改变挡位后,指针偏转如图乙所示,则电阻测量值为____Ω。
14. 某同学利用如图甲所示的电路测量电源电动势和内阻,并描绘小灯泡的伏安特性曲线,实验器材有:
A.直流电源(由两节干电池组成);
B.电流表(量程为,内阻);
C.理想电压表(量程为);
D.理想电压表(量程为);
E.定值电阻();
F.小灯泡(额定电压);
G.滑动变阻器();
H.开关和导线。
完成下列填空:
(1)按照图甲的实验电路图,请用笔画线代替导线,将如图乙所示的实物图连接完整____。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,记录两个电压表和电流表的示数,并分别描绘电压表、的示数与电流表的示数的关系曲线,分别如图丙中、所示(、是图线上的两点的坐标。由图像可知,电源电动势为____,内阻为____。(结果均保留两位有效数字)
(3)若将电路中的滑动变阻器换成一个相同的小灯泡,则电路中每个灯泡的实际功率为____(结果均保留两位有效数字)。
四、计算题:本题共小题,共分。第题分,第题分,第题分,第题分。
15. 日常带皮套的智能手机是利用磁性物质和霍尔元件等起到开关控制作用。打开皮套,磁体远离霍尔元件手机屏幕亮;合上皮套,磁体靠近霍尔元件屏幕熄灭。如图所示,一块宽度为、长为、厚度为的霍尔元件,元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子。水平向右大小为的电流通过元件时,手机套合上,元件处于垂直于上表面、方向向下且磁感应强度大小为的匀强磁场中,元件的前、后表面产生稳定电势差,以此来控制屏幕熄灭。求:
(1)自由电子定向移动的速度大小;
(2)元件内单位体积的自由电子数。
16. 如图所示的电路中,两间距为的金属板A、B水平正对放置,电源电动势,内阻,调节滑动变阻器滑片到适当位置,闭合开关,小灯泡恰好正常发光。此时将一质量为,带电量为()的小球(可视为质点)从板小孔正上方的点静止释放,点到板的距离也为,且小球恰好能到达板。已知电源内阻,灯泡额定电压、额定功率、小球比荷、重力加速度。不考虑空气阻力,忽略射入小球对电路的影响。求:(以下结果请用数字表示)
(1)A、B两极板间电势差;
(2)滑动变阻器接入电阻;
(3)电源的效率。
17. 如图所示,在直角坐标系的第一象限内有沿轴正方向的匀强电场,第四象限内(包括轴)有垂直于纸面向里的匀强磁场。一质量为、电荷量为()的粒子从(,)点以的速度沿轴正方向射入电场,并通过(,)点后第一次进入磁场,不计粒子所受的重力。求:
(1)粒子第一次经过点时的速度大小;
(2)若粒子刚好不进入第三象限,求满足条件的磁感应强度;
(3)若粒子某次由磁场返回电场时恰好经过轴上的(,)点,求满足条件的磁感应强度;
18. 如图所示,在竖直平面内的直角坐标系(x轴水平)中,紧贴x轴上方的一定宽度的整个空间内存在沿x轴负方向的匀强电场,x轴负半轴上的M点固定一发射装置。现有一质量为m、电荷量为q的带正电的小球甲从M点入射电场,离开电场一段时间后恰能水平经过y轴上的P点,此时的动能是M点动能的,且M、P两点到坐标原点O的距离满足。已知小球在M点的速度大小为v0、方向与x轴正方向成α=45°,重力加速度的大小为g。求:
(1)OP两点之间的距离h;
(2)匀强电场电场强度大小E;
(3)若在x轴正半轴上的N点存在另一发射装置,能发射速度大小为v0、方向与x轴负方向成θ=45°的小球乙,甲乙两球完全相同,乙球发射时间不早于甲,要求两球能在电场上方空间相碰,求N点的横坐标x的取值范围以及最晚发射的乙小球的坐标。
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