精品解析：河北省邢台市第一中学2025-2026学年高二上学期12月月考物理试题

邢台一中2025-2026学年第一学期第三次月考 高二年级物理试题 考试范围：必修三第十三章前两节十选必二第一章 一、选择题（本大题共10小题，共46分。1-7题为单选题，每小题4分，8-10题为多选题，选对的得6分，选不全的得3分，有错选或不答的得0分） 1. 下列有关磁场的说法正确的是（　　） A. 磁场中某点磁场的方向与放在该点的小磁针受力的方向一致 B. 安培分子电流假说可以解释磁化、消磁等一些磁现象 C. 放置在磁场中1m长的导线，通过1A的电流，若该处磁感应强度是1T，则导线受到的安培力一定是1N D. 电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越大；磁感线分布较密的地方，同一试探电荷所受的磁场力也越大 2. 如图所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导致MM′与NN′之间的安培力的大小分别为Fa、Fb，可判断这两段导线（　　） A. 电键S置于a时MM′与NN′之间相互吸引，且Fa>Fb B. 电键S置于a时MM′与NN′之间相互吸引，且Fa＜Fb C. 电键S置于b时MM′与NN′之间相互排斥，且Fa>Fb D. 电键S置于b时MM′与NN′之间相互排斥，且Fa＜Fb 3. 如图甲是磁电式电流表的结构图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布。线圈中a、b两条导线长度均为l，未通电流时，a、b处于图乙所示位置，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。通电后，a导线中电流方向垂直纸面向外，大小为I，则（　　） A. 该磁场是匀强磁场 B. 线圈平面总与磁场方向垂直 C. 线圈将逆时针转动 D. a导线受到的安培力大小始终为BIl 4. 如图所示，下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有一带电小球，玻璃管的右侧存在有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。从某时刻开始，玻璃管在外力作用下，始终保持不变的速度，沿垂直于磁场方向进入磁场中运动，最终小球从上端管口飞出。在这一过程中，小球所带电荷量保持不变，下列说法正确的是（　　） A. 带电小球受到的洛伦兹力做正功 B. 玻璃管对带电小球的弹力不做功 C. 带电小球在竖直方向做匀加速直线运动 D. 带电小球的机械能保持不变 5. 如图所示是洛伦兹力演示仪的结构示意图。励磁线圈通电后可以产生垂直纸面的匀强磁场，励磁线圈中的电流越大，产生的磁场越强。电子经电子枪中的加速电场加速后水平向左垂直磁感线方向射入磁场。下列实验现象和分析正确的是（ ） A. 励磁线圈应通以逆时针方向的电流 B. 仅增大电子枪加速电场的电压，运动径迹的半径变大 C. 仅增大励磁线圈中的电流，运动径迹的半径变大 D. 仅减小电子枪加速电场的电压，电子运动的周期将变大 6. 一通电直导体棒用两根绝缘轻质细线悬挂在天花板上，静止在水平位置（如正面图）．现在通电导体棒所处位置加上匀强磁场，使导体棒能够静止在偏离竖直方向 角（如侧面图）的位置．如果所加磁场的强弱不同，则磁场方向的范围是（以下选项中各图，均是在侧面图的平面内画出的，磁感应强度的大小未按比例画） A. B. C. D. 7. 如图所示为一圆形区域，O为圆心，半径为R，P为边界上的一点，区域内有垂直于纸面的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为B。电荷量为q、质量为m的相同带电粒子a、b（不计重力）从P点先后以大小相等的速率射入磁场，粒子a正对圆心射入，粒子b射入磁场时的速度方向与粒子a射入时的速度方向成角，已知粒子a与粒子b在磁场中运动的时间之比为，下列说法正确的是（　　） A. 粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径 B. C. b粒子在磁场中的运动时间为运动周期的 D. a、b粒子离开磁场时的速度方向也成角 8. 地磁场能有效抵御宇宙射线的侵入。赤道剖面外的地磁场可简化为包围地球的一定厚度的匀强磁场，方向垂直该剖面，如图所示。图中给出了速度在图示平面内、分别从O点沿与地面平行和与地面垂直两个不同方向入射的微观带电粒子（不计重力）在地磁场中的三条运动轨迹a、b、c，且它们都恰不能到达地面，则下列相关说法中正确的是（　　） A. 沿a轨迹运动的粒子带正电 B. 若沿a、c两轨迹运动的是相同的粒子，则沿轨迹a运动的粒子的速率更大 C. 某种粒子运动轨迹为a，若它速率不变，只改变射入地磁场的方向，则只要其速度在图示平面内，无论沿什么方向入射，都会到达地面 D. 某种粒子运动轨迹为b，若它以相同的速率在图示平面内沿其他方向入射，则有可能到达地面 9. 下图所示的是一种获得高能粒子的装置——环形加速器，环形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，质量为m、电荷量为+q的粒子在环中做半径为R的圆周运动。A、B为两块中心开有小孔的极板，原来电势都为零，每当粒子飞经A板时，A板电势升高为+U，B板电势仍保持为零，粒子在两极板间的电场中加速。每当粒子离开电场区域时，A板电势又降为零，粒子在电场一次次加速下动能不断增大，而在环形区域内绕行半径不变（设极板间距远小于R）。下列关于环形加速器的说法中正确的是（　　） A. 环形区域内的磁感应强度大小Bn与加速次数n之间的关系为 B. 环形区域内的磁感应强度大小Bn与加速次数n之间的关系为 C. A板电势一直是，也可以起到不断加速的效果 D. 粒子每次绕行一圈所需的时间tn与加速次数n之间的关系为 10. 如图所示，长方形abcd的长ad=0.6m，宽ab=0.3m，O、e分别是ad、bc的中点，以e为圆心，eb为半径的四分之一圆弧和以O为圆心，Od为半径的四分之一圆弧组成的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场(磁场边界除eb边，其余边界上有磁场)磁感应强度B=0.25T。一群不计重力，质量m=3×10－7kg，电荷量q=＋2×10－3C的带电粒子以速度v=5×102m/s沿垂直ad方向垂直于磁场射入磁场区域，下列判断正确的是（　　） A. 从Od边射入的粒子，出射点全部通过b点 B. 从Od边射入的粒子，出射点分布在ab边 C. 从aO边射入的粒子，出射点全部通过b点 D. 从aO边射入的粒子，出射点全部分布在ab边或eb边 二、填空题（本大题共2小题，每空2分，共16分） 11. 利用图甲所示电路，测量多用电表内电源的电动势E和电阻“×10”挡内部电路的总电阻R内。使用的器材有：多用电表，毫安表（量程10mA，内阻为45Ω），电阻箱，导线若干。 （1）将多用电表挡位调到电阻“×10”挡，红表笔和黑表笔短接，调零； （2）将电阻箱阻值调到最大，再将图甲中多用电表的红表笔和________（填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端； （3）调节电阻箱，记下多组毫安表的示数I和电阻箱相应的阻值R；某次测量时电阻箱的读数如图乙所示，则该读数为________Ω； （4）某同学根据实验数据，作出实验图像如图丙所示。根据图像可得多用电表内电源的电动势E=________V，电阻“×10”挡内部电路的总电阻R内=________Ω。（结果均保留三位有效数字） 12. 某物理兴趣小组要描绘一个标有“4V 2.0W”的小灯泡L的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压由零逐渐增大，且尽量减小实验误差。可供选用的器材除导线、开关外，还有以下器材： A．直流电源4.5V（内阻不计） B．直流电流表0~600mA（内阻约为） C．直流电压表0~3V（内阻等于） D．滑动变阻器R（标有“ 2A”） E．三个定值电阻（、、） （1）某小组同学们研究后发现，电压表的量程不能满足实验要求，为了完成测量，他将电压表进行了改装，在给定的定值电阻中选用最合适的电阻___________（选填“”“”或“”）与电压表串联，完成改装。 （2）实验要求能够实现在0~4V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路图。（ ） （3）用改装后的电表测得小灯泡伏安特性曲线如图a所示，可确定小灯泡的功率P与和P与的关系，下列示意图中合理的是___________（U和I分别为灯泡两端的电压和流过灯泡的电流）。 A． B． C． D． （4）若将两个完全相同规格的小灯泡L按如图b所示电路连接，电源电动势，内阻，若调节滑片P使滑动变阻器R的功率是一个小灯泡功率的两倍，测此时每个小灯泡消耗的电功率为_______W。（结果保留2位有效数字） 三、计算题（本大题共3小题，共38分。第13题10分，第14题14分，第15题14分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分） 13. 如图所示，在竖直平面内建立xOy直角坐标系。一质量为m、电量为q的质子，自原点O以初速度v0沿x轴正方向运动。若在以O为圆心的圆形区域内分布着垂直xOy平面的匀强磁场。一段时间后质子沿与y轴夹角为30°方向经P点射入第二象限。若撤去磁场，在第一象限内加一与x轴正方向夹角为150°的匀强电场（电场、磁场均未画出），该质子恰能经过y轴上的P点。已知点P到O的距离为L，求： （1）磁场的磁感强度B的大小； （2）匀强电场的电场强度E的大小。 14. 如图所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长固定绝缘杆，小球套在杆上，已知的质量为，电荷量为，电场强度为，磁感应强度为，与杆间的动摩擦因数为，重力加速度为。小球由静止开始下滑，最后做匀速直线运动。求 （1）小球刚开始下滑时的加速度； （2）小球的最大速度； （3）小球下滑加速度为最大加速度一半时的速度。 15. 如图所示，空间中存在垂直于平面向里的匀强磁场。轴正方向竖直向上，轴正方向水平向右。轴上有一厚度不计的薄板，垂直于平面固定，薄板长度为，中点位于点。一质量为、电荷量为的带正电粒子，可从轴上处的点以速率沿平面向不同方向发射。若粒子打到薄板下表面会被吸收，打到薄板上表面会被反弹，粒子与薄板间的碰撞为弹性碰撞，碰撞前后速度大小不变，方向遵循光的反射定律，不计粒子重力。 （1）求粒子从发射到被吸收经历的最短时间。 （2）粒子发射后能否与薄板碰撞一次就返回点？若能，求粒子发射方向与轴负方向的夹角，若不能，请说明理由。 （3）粒子发射后与薄板碰撞次（）后能返回点，求粒子发射方向与轴负方向夹角α正弦值的表达式。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 邢台一中2025-2026学年第一学期第三次月考 高二年级物理试题 考试范围：必修三第十三章前两节十选必二第一章 一、选择题（本大题共10小题，共46分。1-7题为单选题，每小题4分，8-10题为多选题，选对的得6分，选不全的得3分，有错选或不答的得0分） 1. 下列有关磁场的说法正确的是（　　） A. 磁场中某点磁场的方向与放在该点的小磁针受力的方向一致 B. 安培分子电流假说可以解释磁化、消磁等一些磁现象 C. 放置在磁场中1m长的导线，通过1A的电流，若该处磁感应强度是1T，则导线受到的安培力一定是1N D. 电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越大；磁感线分布较密的地方，同一试探电荷所受的磁场力也越大 【答案】B 【解析】 【详解】A．磁场中某点磁场的方向定义为小磁针静止时N极所指的方向，N极受力方向与磁场方向一致，故A错误； B．安培分子电流假说认为磁现象源于分子电流，能解释磁化（分子电流取向一致）和消磁（分子电流取向杂乱）等现象，故B正确； C．安培力计算公式为，为电流方向与磁场方向的夹角； 当时，； 当，则，不一定是1N，故C错误； D．电场线密处电场强度E大，同一试探电荷所受电场力越大，但磁感线密处磁感应强度B大，磁场力（洛伦兹力）取决于电荷速度v和夹角，若或，则，不一定越大，故D错误。 故选B。 2. 如图所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导致MM′与NN′之间的安培力的大小分别为Fa、Fb，可判断这两段导线（　　） A. 电键S置于a时MM′与NN′之间相互吸引，且Fa>Fb B. 电键S置于a时MM′与NN′之间相互吸引，且Fa＜Fb C. 电键S置于b时MM′与NN′之间相互排斥，且Fa>Fb D. 电键S置于b时MM′与NN′之间相互排斥，且Fa＜Fb 【答案】D 【解析】 【分析】两平行导线电流方向相反，则两通电导线相互排斥。由于电流越强，产生的磁场B越强，根据F=BIL可知电流越大则相互作用力越大。 【详解】当电键S置于a处时电源为一节干电池电流的方向是M′MNN′，电流大小为 由于导线MM′与NN′中电流方向相反故两段导线相互排斥； 当电键S置于b处时电源为两节干电池，电流的方向仍是M′MNN′，由于导线MM′与NN′中电流方向相反故两段导线相互排斥。又由于电路中灯泡电阻不变，此时电路中电流大小为 显然 Ib>Ia MM′在NN′处的磁感应强度 Ba＜Bb 应用安培力公式F=BIL可知 Fa＜Fb 故选D。 【点睛】电流越大，产生的磁场越强，而安培力F=BIL，故两通电导线之间的安培力越大。通电导线处于磁场中要受到安培力作用，可得：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥。可作为结论牢记并能应用。 3. 如图甲是磁电式电流表的结构图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布。线圈中a、b两条导线长度均为l，未通电流时，a、b处于图乙所示位置，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。通电后，a导线中电流方向垂直纸面向外，大小为I，则（　　） A. 该磁场是匀强磁场 B. 线圈平面总与磁场方向垂直 C. 线圈将逆时针转动 D. a导线受到的安培力大小始终为BIl 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图乙可知，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，磁感应强度大小均为B，可方向均不相同，因此该磁场不是匀强磁场，A错误； B．由图乙可知，线圈平面总与磁场方向平行，B错误； C．通电后，a导线中电流方向垂直纸面向外，b导线中电流方向垂直纸面向里，由左手定则判定，a导线受安培力方向向上，b导线受安培力方向向下，则线圈将顺时针转动，C错误； D．a导线中电流方向始终与磁场方向垂直，磁感应强度B与电流I均大小不变，由安培力公式可知，a导线受到的安培力大小始终为BIl，D正确。 故选D。 4. 如图所示，下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有一带电小球，玻璃管的右侧存在有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。从某时刻开始，玻璃管在外力作用下，始终保持不变的速度，沿垂直于磁场方向进入磁场中运动，最终小球从上端管口飞出。在这一过程中，小球所带电荷量保持不变，下列说法正确的是（　　） A. 带电小球受到的洛伦兹力做正功 B. 玻璃管对带电小球的弹力不做功 C. 带电小球在竖直方向做匀加速直线运动 D. 带电小球的机械能保持不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．洛伦兹力方向总是与小球的速度方向垂直，对小球不做功，故A错误； B．设小球竖直分速度为vy、水平分速度为v，小球受力如图所示，玻璃管对带电小球的弹力水平向右，小球的速度方向斜向右上方，弹力对小球做正功，故B错误； C．小球随玻璃管在水平方向做匀速直线运动，小球在竖直方向所受的洛伦兹力F1=qvB 是恒力，在竖直方向，由牛顿第二定律得qvB−mg=ma 解得小球的加速度大小 小球的加速度不随时间变化，恒定不变，小球在竖直方向做匀加速直线运动，故C正确； D．小球在运动过程中，除重力外，弹力对小球做正功，小球的机械能不守恒，故D错误。 故选C。 5. 如图所示是洛伦兹力演示仪的结构示意图。励磁线圈通电后可以产生垂直纸面的匀强磁场，励磁线圈中的电流越大，产生的磁场越强。电子经电子枪中的加速电场加速后水平向左垂直磁感线方向射入磁场。下列实验现象和分析正确的是（ ） A. 励磁线圈应通以逆时针方向的电流 B. 仅增大电子枪加速电场的电压，运动径迹的半径变大 C. 仅增大励磁线圈中的电流，运动径迹的半径变大 D. 仅减小电子枪加速电场的电压，电子运动的周期将变大 【答案】B 【解析】 【详解】A．若励磁线圈通以逆时针方向的电流，由安培定则知，产生的磁场向外，根据左手定则判断知，电子进入磁场时所受的洛伦兹力向下，电子的运动轨迹不可能是图中所示，同理，可得励磁线圈通以顺时针方向的电流，则能形成结构示意图中的电子运动径迹，故A错误； B．电子在加速电场中加速，由动能定理有 电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，有 解得 仅增大电子枪加速电场的电压，运动径迹的半径变大；仅增大励磁线圈中的电流，则B增大，运动径迹的半径变小，故B正确，C错误； D．粒子运动的周期为 减小电子枪加速电场的电压，电子运动的周期将不变，故D错误。 故选B。 6. 一通电直导体棒用两根绝缘轻质细线悬挂在天花板上，静止在水平位置（如正面图）．现在通电导体棒所处位置加上匀强磁场，使导体棒能够静止在偏离竖直方向 角（如侧面图）的位置．如果所加磁场的强弱不同，则磁场方向的范围是（以下选项中各图，均是在侧面图的平面内画出的，磁感应强度的大小未按比例画） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】试题分析：对导体棒受力分析可知,导体棒受到的安培力与重力和绳子的拉力的合力大小相等，方向相反，故由左手定则可以判断出磁场的方向范围；故C正确. 考点：左手定则；物体的平衡 7. 如图所示为一圆形区域，O为圆心，半径为R，P为边界上的一点，区域内有垂直于纸面的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为B。电荷量为q、质量为m的相同带电粒子a、b（不计重力）从P点先后以大小相等的速率射入磁场，粒子a正对圆心射入，粒子b射入磁场时的速度方向与粒子a射入时的速度方向成角，已知粒子a与粒子b在磁场中运动的时间之比为，下列说法正确的是（　　） A. 粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径 B. C. b粒子在磁场中的运动时间为运动周期的 D. a、b粒子离开磁场时的速度方向也成角 【答案】C 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得 可得粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为 故A错误； BCD．粒子在磁场中轨迹如图所示 粒子a在磁场中的运动时间为 粒子b在磁场中的运动时间为 可得 又 可得 则有 b粒子在磁场中的运动时间为 由图中轨迹可以看出a、b粒子离开磁场时的速度方向都与方向垂直，即a、b粒子离开磁场时的速度方向平行，故C正确，BD错误。 故选C。 8. 地磁场能有效抵御宇宙射线的侵入。赤道剖面外的地磁场可简化为包围地球的一定厚度的匀强磁场，方向垂直该剖面，如图所示。图中给出了速度在图示平面内、分别从O点沿与地面平行和与地面垂直两个不同方向入射的微观带电粒子（不计重力）在地磁场中的三条运动轨迹a、b、c，且它们都恰不能到达地面，则下列相关说法中正确的是（　　） A. 沿a轨迹运动的粒子带正电 B. 若沿a、c两轨迹运动的是相同的粒子，则沿轨迹a运动的粒子的速率更大 C. 某种粒子运动轨迹为a，若它速率不变，只改变射入地磁场的方向，则只要其速度在图示平面内，无论沿什么方向入射，都会到达地面 D. 某种粒子运动轨迹为b，若它以相同的速率在图示平面内沿其他方向入射，则有可能到达地面 【答案】D 【解析】 【详解】A．由左手定则可知沿轨迹a、c运动的粒子带负电，沿轨迹b运动的粒子带正电，A错误； B．带电粒子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力有 得 又由图可知ra<rc，所以沿轨迹a运动的粒子的速率更小，B错误； C．沿轨迹a运动的粒子平行于地面射入且恰好不能到达地面，轨迹a与地面相切，所以沿轨迹a运动的粒子恰好不能到达地面时在地磁场中的位移为2ra，已达到最大值，故只要该粒子速率不变，不论沿着什么方向入射都不会到达地面， C错误； D．结合图像由分析可知沿轨迹b运动的粒子在磁场中的位移还未达到2rb时，就已经与地面相切，因此改变入射方向，该粒子有可能到达地面，D正确。 故选D。 9. 下图所示的是一种获得高能粒子的装置——环形加速器，环形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，质量为m、电荷量为+q的粒子在环中做半径为R的圆周运动。A、B为两块中心开有小孔的极板，原来电势都为零，每当粒子飞经A板时，A板电势升高为+U，B板电势仍保持为零，粒子在两极板间的电场中加速。每当粒子离开电场区域时，A板电势又降为零，粒子在电场一次次加速下动能不断增大，而在环形区域内绕行半径不变（设极板间距远小于R）。下列关于环形加速器的说法中正确的是（　　） A. 环形区域内的磁感应强度大小Bn与加速次数n之间的关系为 B. 环形区域内的磁感应强度大小Bn与加速次数n之间的关系为 C. A板电势一直是，也可以起到不断加速的效果 D. 粒子每次绕行一圈所需的时间tn与加速次数n之间的关系为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．因粒子每绕行一圈，其增加的能量为qU，所以，绕行第n圈时获得总动能为 解得第n圈的速度大小为 在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力 解得 所以，故A错误，B正确； C．如果A、B板之间的电压始终保持不变，粒子在A、B两极板之间飞行时，电场力对其做功qU，从而使之加速，在磁场内飞行时，电场又对粒子做功-qU，从而使之减速，粒子绕行一周电场对其所做总功为零，动能不会增加，达不到加速效果，故C错误； D．根据可得 所以，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，长方形abcd的长ad=0.6m，宽ab=0.3m，O、e分别是ad、bc的中点，以e为圆心，eb为半径的四分之一圆弧和以O为圆心，Od为半径的四分之一圆弧组成的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场(磁场边界除eb边，其余边界上有磁场)磁感应强度B=0.25T。一群不计重力，质量m=3×10－7kg，电荷量q=＋2×10－3C的带电粒子以速度v=5×102m/s沿垂直ad方向垂直于磁场射入磁场区域，下列判断正确的是（　　） A. 从Od边射入的粒子，出射点全部通过b点 B. 从Od边射入的粒子，出射点分布在ab边 C. 从aO边射入的粒子，出射点全部通过b点 D. 从aO边射入的粒子，出射点全部分布在ab边或eb边 【答案】AC 【解析】 【详解】粒子进入磁场后做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力，得到 AB．因ab=0.3m，从Od边射入的粒子，形成以r为半径的圆弧，从点O射入粒子的从b点出去；从Od之间射入的粒子，因边界上无磁场，粒子到达bc后应做直线运动，即全部通过b点，故A正确，B错误； CD．从aO边射入的粒子先做一段时间的直线运动，设某一个粒子在M点进入磁场，其圆心为O′，如图所示，根据几何关系，可得：虚线的四边形O′Meb是菱形，则粒子的出射点一定是从b点射出．同理可知，从aO边射入的粒子，出射点全部从b点射出；故C正确，D错误。 故选AC。 二、填空题（本大题共2小题，每空2分，共16分） 11. 利用图甲所示电路，测量多用电表内电源的电动势E和电阻“×10”挡内部电路的总电阻R内。使用的器材有：多用电表，毫安表（量程10mA，内阻为45Ω），电阻箱，导线若干。 （1）将多用电表挡位调到电阻“×10”挡，红表笔和黑表笔短接，调零； （2）将电阻箱阻值调到最大，再将图甲中多用电表的红表笔和________（填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端； （3）调节电阻箱，记下多组毫安表的示数I和电阻箱相应的阻值R；某次测量时电阻箱的读数如图乙所示，则该读数为________Ω； （4）某同学根据实验数据，作出实验图像如图丙所示。根据图像可得多用电表内电源的电动势E=________V，电阻“×10”挡内部电路的总电阻R内=________Ω。（结果均保留三位有效数字） 【答案】 ①. 2 ②. 32.2 ③. 1.43（1.40~1.46） ④. 155（150~160） 【解析】 【详解】[1]在多用电表内部，黑表笔接电源的正极，红表笔接电源的负极，所以将电阻箱阻值调到最大后，再将图甲中多用电表的红表笔和2端相连，黑表笔连接1端，使得电流从毫安表的“+”接线柱流入； [2]根据电阻箱的读数方法可知读数为 [3][4]根据闭合电路欧姆定律可得 变形可得 结合图线可得， 联立解得， 12. 某物理兴趣小组要描绘一个标有“4V 2.0W”的小灯泡L的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压由零逐渐增大，且尽量减小实验误差。可供选用的器材除导线、开关外，还有以下器材： A．直流电源4.5V（内阻不计） B．直流电流表0~600mA（内阻约为） C．直流电压表0~3V（内阻等于） D．滑动变阻器R（标有“ 2A”） E．三个定值电阻（、、） （1）某小组同学们研究后发现，电压表的量程不能满足实验要求，为了完成测量，他将电压表进行了改装，在给定的定值电阻中选用最合适的电阻___________（选填“”“”或“”）与电压表串联，完成改装。 （2）实验要求能够实现在0~4V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路图。（ ） （3）用改装后的电表测得小灯泡伏安特性曲线如图a所示，可确定小灯泡的功率P与和P与的关系，下列示意图中合理的是___________（U和I分别为灯泡两端的电压和流过灯泡的电流）。 A． B． C． D． （4）若将两个完全相同规格的小灯泡L按如图b所示电路连接，电源电动势，内阻，若调节滑片P使滑动变阻器R的功率是一个小灯泡功率的两倍，测此时每个小灯泡消耗的电功率为_______W。（结果保留2位有效数字） 【答案】 ①. ②. ③. C ④. 0.56 【解析】 【详解】（1）[1] 器材中提供的直流电压表量程只有3V，而小灯泡L的额定电压为4V，所以需要给电压表串联一个电阻从而扩大量程，设定值电阻的阻值为R，则根据串联分压规律有 解得 定值电阻选择 （2）[2] 描绘灯泡伏安特性曲线电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法。由于灯泡内阻较小，因此应采用电流表外接法，所以电路图如图所示 （3）[3] 随着电压的升高灯泡电阻增大，所以灯泡的功率 则P-I2图象的斜率增大，而P-U2的斜率减小。 故选C。 （4）[4] 两个完全相同的灯泡并联后通过滑动变阻器调节每个灯泡的电流I和电压U，滑动变阻器R的功率是一个小灯泡功率的两倍，则滑动变阻器R两端的电压和灯泡两端电压相同，根据串并联电流和电压的关系有 代入数据并变形得到 将此电流与电压的关系画在小灯泡伏安特性曲线中，如图所示 两图象的交点坐标为（1.50V，0.375A），所以灯泡功率 三、计算题（本大题共3小题，共38分。第13题10分，第14题14分，第15题14分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分） 13. 如图所示，在竖直平面内建立xOy直角坐标系。一质量为m、电量为q的质子，自原点O以初速度v0沿x轴正方向运动。若在以O为圆心的圆形区域内分布着垂直xOy平面的匀强磁场。一段时间后质子沿与y轴夹角为30°方向经P点射入第二象限。若撤去磁场，在第一象限内加一与x轴正方向夹角为150°的匀强电场（电场、磁场均未画出），该质子恰能经过y轴上的P点。已知点P到O的距离为L，求： （1）磁场的磁感强度B的大小； （2）匀强电场的电场强度E的大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【分析】 【详解】（1）质子在磁场中在洛伦兹力作用，做匀速圆周运动，设其半径为r 由题意知，粒子在磁场中的轨迹如图甲实线所示，其圆心C在y轴上，由图中几何关系得 L=3r 联立得 （2）去掉磁场，在电场力的作用下，粒子的轨迹如图乙所示。 由题知在x轴正方向上 根据 在y轴正方向上 由运动的对称性可知 联立得 14. 如图所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长固定绝缘杆，小球套在杆上，已知的质量为，电荷量为，电场强度为，磁感应强度为，与杆间的动摩擦因数为，重力加速度为。小球由静止开始下滑，最后做匀速直线运动。求 （1）小球刚开始下滑时的加速度； （2）小球的最大速度； （3）小球下滑加速度为最大加速度一半时的速度。 【答案】（1）；（2）；（3）， 【解析】 【详解】（1）小球刚开始下滑时，速度为0，不受洛伦兹力， 水平方向有 竖直方向有 解得 （2）分析：当小球刚开始运动后，受到向右的洛伦兹力的作用（与电场力方向相反），洛伦兹力小于电场力前，弹力向右，有 随着速度增大摩擦力 逐渐减小。竖直方向 小球做加速度逐渐增大的加速运动，当 此时 加速度最大 当洛伦兹力大于电场力时，小球受到杆的弹力向左，有 逐渐增大，小球做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度等于0时速度最大，之后做匀速运动。 小球速度最大时，有 即 解得 （3）小球下落过程中，最大加速度 刚开始下滑时，若 则，在电场力大于洛伦兹力阶段（加速度增大阶段），加速度可能为最大加速度的一半， 即 得 在电场力小于洛伦兹力阶段（加速度减小阶段），加速度为最大加速度的一半时， 得 15. 如图所示，空间中存在垂直于平面向里的匀强磁场。轴正方向竖直向上，轴正方向水平向右。轴上有一厚度不计的薄板，垂直于平面固定，薄板长度为，中点位于点。一质量为、电荷量为的带正电粒子，可从轴上处的点以速率沿平面向不同方向发射。若粒子打到薄板下表面会被吸收，打到薄板上表面会被反弹，粒子与薄板间的碰撞为弹性碰撞，碰撞前后速度大小不变，方向遵循光的反射定律，不计粒子重力。 （1）求粒子从发射到被吸收经历的最短时间。 （2）粒子发射后能否与薄板碰撞一次就返回点？若能，求粒子发射方向与轴负方向的夹角，若不能，请说明理由。 （3）粒子发射后与薄板碰撞次（）后能返回点，求粒子发射方向与轴负方向夹角α正弦值的表达式。 【答案】（1）（2）见解析；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子在磁场中做完整圆周运动的周期 设粒子做圆周运动的轨迹半径为R，有 可得 当粒子发射后直接打到薄板下表面的O点，用时最短，如图甲所示 设粒子发射方向与y轴正方向的夹角为θ，偏向右侧，由几何关系有 粒子从发射到吸收经历的最短时间 联立解得 （2）由对称性分析可知，当粒子发射后直接打到薄板上表面的O点，一次反射后恰好能回到P点，粒子轨迹如图乙所示，设粒子发射方向与y轴负方向间的夹角为，偏向右侧。 由几何关系有 得 此时轨迹圆弧与x轴的交点到O点的距离为 有 说明此种情况成立 （3）设粒子发射方向与y轴负方向间的夹角为α，偏向右侧。轨迹如图丙所示 圆心C到x轴的距离 第一次反射点为E，轨迹圆弧在x轴上弦长的一半为，有 第一次反射点E到O的距离 与薄板碰撞n次（）后能返回P点，由对称性分析可知 联立可得 解得 （另一解不符题意，舍去） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $