精品解析：北京市十一学校顺义学校2025-2026学年高二上学期12月月考物理试卷

十一顺义学校12月份教与学质量监测 高二物理试卷 一、选释题（共14小题，每小题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。） 1. 如图所示，一带负电的粒子（不计重力）进入磁场中，图中的磁场方向、速度方向及带电粒子所受的洛伦兹力方向标示正确的是（ ） A. B. C. D. 2. 使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，仅在电场力作用下，一带电粒子沿图中虚线从运动到，则（　　） A. 电场强度 B. 粒子的动能增加 C. 粒子带正电 D. 加速度增大 4. 如图所示的图像为金属导体的图像，下列说法正确的是（　　） A. 导体的电阻大于导体的电阻 B. 导体的电阻小于导体的电阻 C. 两导体串联后，导体两端的电压小于导体两端的电压 D. 两导体并联后，流过导体的电流大于流过导体的电流 5. 有一导线南北方向放置，在其下方放一个小磁针．小磁针稳定后，给导线通上如图所示电流，发现小磁针的S 极垂直纸面向外偏转。关于此现象下列说法正确的是（ ） A. 没有通电时，小磁针的S极指向地磁场的南极 B. 通电后小磁针S 极仍诣向地磁场的南极 C. 通电导线在小磁针所在处产生的磁场方向垂直纸面向外 D. 通电后小磁针S极发生偏转说明通电导线周围存在磁场 6. 如图所示，带正电的小球A固定不动，质量为m的带电小球B通过绝缘丝线悬挂在铁架台上，小球B静止时，丝线与竖直方向的夹角为，两球球心在同一水平线上。若小球A的电荷量为，小球B的电荷量为，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 小球B带负电 B. 小球B受到的静电力大小为 C. 小球受到丝线的拉力大小为 D. 小球B所在位置的电场强度大小为 7. 如图是演示电容充电的电路图，图中C是平行板电容器，R是可变电阻。S接通后，电容器的上下两极板带有等量电荷，两极板间产生匀强电场。若保持开关S闭合，一电子以初速度v0沿平行极板方向射入平行板电容后，能通过电容器。现将极板间的距离增大（电子任能够穿过电容器），则以下判断正确的是 A. 电容器两极板间的电场强度变大 B. 电子离开电容器时速度的偏转角变小 C. 电子离开电容器时的侧移量变大 D. 电子通过电容器的时间变短 8. 如图所示，直线为电源的U-I图线，直线为电阻的U-I图线，用该电源和该电阻组成闭合电路时，下列说法不正确的是（　　） A. 电阻消耗的电功率为 B. 电源的总功率为6W C. 电源内阻上的发热功率为 D. 电源的效率约为。 9. 有一电流表G，内阻，满偏电流。要把它改装成量程为的电压表，应（　　） A. 串联一个的电阻 B. 串联一个的电阻 C. 并联一个的电阻 D. 并联一个的电阻 10. 如图，在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，两表的示数情况为（　　） A. 电压表示数增大，电流表示数减少 B. 电压表示数减少，电流表示数增大 C. 两电表示数都增大 D. 两电表示数都减少 11. 如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为和。平板上有可让粒子通过的狭缝和记录粒子位置的胶片。平板下方有强度为的匀强磁场。下列表述正确的是（　　） A. 带电粒子带负电 B. 速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向里 C. 速度选择器只能选出一种电性，且速度等于的粒子 D. 打在处的粒子比打在处的粒子的比荷小 12. 两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子，以不同的速率沿着方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示。若不计粒子的重力，则下列说法正确的是（　　） A. 粒子带正电，粒子带负电 B. 它们所受洛伦兹力 C. 它们做圆周运动的周期 D. 它们在磁场中运动的时间 13. 如图所示，将带铁芯的线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两个接线柱连接到灵敏电流计上，把线圈A静置于线圈B的内部。下列判断正确的是（　　） A. 开关闭合，向右移动滑动变阻器滑片的过程中，电流计指针不偏转 B. 开关闭合，向上拔出线圈A的过程中，线圈B将排斥线圈A C. 开关闭合瞬间，电流计指针不偏转 D. 开关闭合瞬间，电流计指针会偏转 14. 电磁流量计可以测量导电液体的流量Q——单位时间内流过管道横截面的液体体积。如图所示，内壁光滑的薄圆管由非磁性导电材料制成，空间有垂直管道轴线的匀强磁场，磁感应强度为B。液体充满管道并以速度v沿轴线方向流动，圆管壁上的两点连线为直径，且垂直于磁场方向，两点的电势差为。下列说法错误的是（　　） A. N点电势比M点高 B. 正比于流量Q C. 在流量Q一定时，管道半径越小，越小 D. 若直径与磁场方向不垂直，测得的流量Q偏小 二、实验题（共两道大题，9个空，每空2分，·共18分） 15. 在做练习使用多用电表的实验中。某小组同学使用的多用电表如图所示，调节好后，当用挡去测量某待测电阻（阻值约为时，指针偏转角度较小，为了减小测量误差，应该重新测量，其实验步骤的顺序是___________（填写字母）。 A.将多用电表的选择开关扳至交流高压挡 B.将待测电阻两端分别与两表笔连接，并读出数据 C.将选择开关扳至挡 D.将选择开关扳至挡 E.调节调零电阻，使表头指针满偏 F.将欧姆表两表笔短接 16. 利用电流表和电压表测量一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差。 （1）应该选择的实验电路是图中的__________（填“甲”或“乙”）。 （2）现有开关和导线若干，以及以下器材： A.电流表 B.电流表 C.电压表 D.电压表 E.滑动变阻器 F.滑动变阻器 （3）图像如图丙所示，由图像知该电池的电动势_______V，内电阻_______。 （4）由于没有考虑电表内阻的影响，而使得电阻的测量值与真实值相比_________（填“偏大”“相等”或“偏小”）。 （5）将电池、开关和灯泡组成串联电路，如图3所示。闭合开关时，发现灯泡不发光。为了寻找故障原因，某同学在闭合开关且不拆开导线的情况下，用多用电表直流电压挡进行检测。他将红表笔与接线柱接触并保持不动，用黑表笔分别接触接线柱。他发现，当黑表笔接触时，示数为；黑表笔接触时，示数为0。若该电路中只存在一处故障，则灯泡不发光的原因可能是________。 A.灯泡短路 B.开关接触不良 C.间导线断路 D.间导线断路 三、计算题（5个小题，共40分） 解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 17. 如图，长为的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，已知小球质量为，所带电荷量为，水平向右匀强电场的场强为，取重力加速度为。若从图示位置（绳与竖直方向的夹角）释放小球，小球能摆至最低点。求： （1）当小球摆到最低点时速度的大小。 （2）球摆到最低点时，绳上的拉力大小。 18. 如图所示，两光滑平行金属导轨间的距离为，金属导轨所在的平面与水平面夹角为，在导轨所在平面内，分布着方向垂直于导轨所在平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势为内阻为的直流电源。现把一个质量的导体棒放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，如图所示，重力加速度为。求： （1）导体棒所受安培力的大小； （2）导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻。 19. 如图所示，矩形区域内存在垂直于纸面的匀强磁场。边长为边长为。位于边中点S处的粒子源，不断地沿着垂直边的方向发射质量为、电荷量为初速度为的带电粒子，带电粒子恰好从点射出。在此区域加上沿方向的匀强电场后，带电粒子恰好做匀速直线运动。不计带电粒子的重力和粒子之间的相互作用力。 （1）求匀强磁场的磁感应强度大小； （2）求匀强电场的电场强度大小； 20. 1930年，劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器。加速器在核物理和粒子物理研究中发挥着巨大的作用，回旋加速器是其中的一种。如图是某回旋加速器的结构示意图，和是两个中空的、半径为的半圆形金属盒，两盒之间窄缝的宽度为，它们之间加有方向发生周期性变化的加速电压。两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为盒的中央处的粒子源可以产生质量为电荷量为的粒子，粒子每次经过窄缝都会被电场加速，之后进入磁场做匀速圆周运动，经过若干次加速后，粒子从金属盒的边缘飞出，忽略粒子的初速度、粒子的重力、粒子间的相互作用及相对论效应。 （1）求粒子飞出加速器时获得的最大动能； （2）求粒子从点开始运动到飞出加速器的过程中，其在磁场中的运动时间： 21. 某肿瘤治疗新技术是通过电子撞击目标靶，使目标靶放出X射线，对肿瘤进行准确定位，再进行治疗，其原理如图所示。圆形区域内充满垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为。水平放置的目标靶长为，目标靶左端与磁场圆心的水平距离为竖直距离为。从电子枪逸出的电子（质量为电荷量为，初速度可以忽略）经电场加速后，以速度沿方向射入磁场，与水平方向夹角为，恰好击中目标靶的点，求： （1）加速电场电压； （2）电子在磁场中运动的轨道半径； （3）为保证电子击中目标靶，加速电场电压的范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 十一顺义学校12月份教与学质量监测 高二物理试卷 一、选释题（共14小题，每小题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。） 1. 如图所示，一带负电的粒子（不计重力）进入磁场中，图中的磁场方向、速度方向及带电粒子所受的洛伦兹力方向标示正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．由左手定则判可知A图电荷所受洛伦兹力向下，A选项错误； B．B图电荷的运动方向与磁感应强度方向平行不受洛伦兹力，B选项错误； C．由左手定则判可知C图电荷所受洛伦兹力向下，C选项正确； D．由左手定则判可知D图电荷所受洛伦兹力向左，D选项错误。 故选C。 2. 使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由静电感应特点可知，近端感应出异种电荷，远端感应出同种电荷。 故选B。 3. 如图所示，仅在电场力作用下，一带电粒子沿图中虚线从运动到，则（　　） A. 电场强度 B. 粒子的动能增加 C. 粒子带正电 D. 加速度增大 【答案】D 【解析】 【详解】BC．做曲线运动过程中，物体受到的合力指向轨迹的内侧，即带电粒子受到的电场力指向曲线的内侧，所以粒子受到的电场力方向和电场方向相反，故粒子带负电，曲线的切线表示粒子的速度方向，从运动到电场力方向和速度方向的夹角为钝角，所以电场力做负功，粒子动能减小，故BC错误； AD．电场线的疏密程度表示电场强度，电场线越密，电场强度越大，所以电场强度； 粒子受到的电场力越大，加速度越大，故从A到B粒子的加速度增大，故A错误，D正确。 故选D。 4. 如图所示的图像为金属导体的图像，下列说法正确的是（　　） A. 导体的电阻大于导体的电阻 B. 导体的电阻小于导体的电阻 C. 两导体串联后，导体两端的电压小于导体两端的电压 D. 两导体并联后，流过导体的电流大于流过导体的电流 【答案】A 【解析】 【详解】AB．导体的图像越陡表示电阻越大，故导体的电阻大于导体的电阻，故A正确，B错误； C．两导体串联后，通过两导体的电流相等，根据可知，电阻越大的导体两端的电压越大，故导体两端的电压大于导体两端的电压，故C错误； D．两导体并联后，两导体的电压相等，根据可知，电阻越大的导体中的电流越小，故流过导体的电流小于流过导体的电流，故D错误。 故选A。 5. 有一导线南北方向放置，在其下方放一个小磁针．小磁针稳定后，给导线通上如图所示电流，发现小磁针的S 极垂直纸面向外偏转。关于此现象下列说法正确的是（ ） A. 没有通电时，小磁针的S极指向地磁场的南极 B. 通电后小磁针S 极仍诣向地磁场的南极 C. 通电导线在小磁针所在处产生的磁场方向垂直纸面向外 D. 通电后小磁针S极发生偏转说明通电导线周围存在磁场 【答案】D 【解析】 【详解】A．没有通电时，小磁针的S极指向地磁场的N极，即地理的南极，故A错误； BC．通电后根据安培定则可知，导线在小磁针处产生的磁场方向垂直纸面向里，所以小磁针N极将偏向纸里，S极将偏向纸外，故BC错误； D．通电后小磁针S极发生偏转说明通电导线周围存在磁场，即电流的磁效应，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，带正电的小球A固定不动，质量为m的带电小球B通过绝缘丝线悬挂在铁架台上，小球B静止时，丝线与竖直方向的夹角为，两球球心在同一水平线上。若小球A的电荷量为，小球B的电荷量为，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 小球B带负电 B. 小球B受到的静电力大小为 C. 小球受到丝线的拉力大小为 D. 小球B所在位置的电场强度大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．对B球受力分析，电场力水平向右，属于排斥力，由于A球带正电，所以B球带正电，故A错误； BC．小球B受力如图所示 根据平衡条件，可得小球B受到的静电力大小为 小球受到丝线的拉力大小为 故B正确，C错误； D．根据电场强度的定义式，可得小球B所在位置的电场强度大小为 故D错误。 故选B。 7. 如图是演示电容充电的电路图，图中C是平行板电容器，R是可变电阻。S接通后，电容器的上下两极板带有等量电荷，两极板间产生匀强电场。若保持开关S闭合，一电子以初速度v0沿平行极板方向射入平行板电容后，能通过电容器。现将极板间的距离增大（电子任能够穿过电容器），则以下判断正确的是 A. 电容器两极板间的电场强度变大 B. 电子离开电容器时速度的偏转角变小 C. 电子离开电容器时的侧移量变大 D. 电子通过电容器的时间变短 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据，两板间电势差不变，极板间的距离增大，则电容器两极板间的电场强度变小，选项A错误； B．电子离开电容器时速度的偏转角为 则当d变大时θ变小，选项B正确； C．电子离开电容器时的侧移量为： 则当d变大时y变小，选项C错误； D．电子通过电容器的时间为，不变，选项D错误； 故选B. 8. 如图所示，直线为电源的U-I图线，直线为电阻的U-I图线，用该电源和该电阻组成闭合电路时，下列说法不正确的是（　　） A. 电阻消耗的电功率为 B. 电源的总功率为6W C. 电源内阻上的发热功率为 D. 电源的效率约为。 【答案】C 【解析】 【详解】A．直线A和直线B交点的纵坐标与横坐标就是电阻R两端的电压和电流，故电阻消耗的电功率为，故A正确，不符合题意； B．直线A的纵截距表示电源的电动势，故 电源的总功率为，故B正确，不符合题意； C．电源内阻上的发热功率为，故C错误，符合题意； D．电源的效率为，故D正确，不符合题意。 故选C。 9. 有一电流表G，内阻，满偏电流。要把它改装成量程为的电压表，应（　　） A. 串联一个的电阻 B. 串联一个的电阻 C. 并联一个的电阻 D. 并联一个的电阻 【答案】B 【解析】 【详解】电流表改装成电压表需要串联一个电阻，其分压作用。当电流表G满偏时，根据串联电路的规律有 则 故选B。 10. 如图，在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，两表的示数情况为（　　） A. 电压表示数增大，电流表示数减少 B. 电压表示数减少，电流表示数增大 C. 两电表示数都增大 D. 两电表示数都减少 【答案】A 【解析】 【详解】当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，接入电路的电阻增大，与R2并联的电阻增大，外电路总电阻R总增大，总电流I减小，路端电压为 可知U增大，即电压表读数增大；总电流I减小，两端的电压减小，两端的电压U2增大，流过R2的电流I2增大，而总电流I减小，则流过的电流减小，电流表示数将减小。 故选A。 11. 如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为和。平板上有可让粒子通过的狭缝和记录粒子位置的胶片。平板下方有强度为的匀强磁场。下列表述正确的是（　　） A. 带电粒子带负电 B. 速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向里 C. 速度选择器只能选出一种电性，且速度等于的粒子 D. 打在处的粒子比打在处的粒子的比荷小 【答案】D 【解析】 【详解】A．带电粒子在下方磁场B0​中做匀速圆周运动，粒子向下进入磁场后向左偏转，根据左手定则可判断出粒子带正电，A错误； B．速度选择器中，电场方向水平向右，带正电粒子受到的电场力向右，为使粒子匀速通过，洛伦兹力必须向左。根据左手定则，磁场方向应垂直纸面向外，B错误； C．速度选择器的原理是电场力与洛伦兹力平衡，即 解得，只要速度满足条件​，无论粒子带正电还是负电，都可以匀速通过，C错误； D．粒子在下方磁场B0​​中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 解得，打在A1​处的粒子轨道半径r更大，因此比荷更小，D正确。 故选D。 12. 两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子，以不同的速率沿着方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示。若不计粒子的重力，则下列说法正确的是（　　） A. 粒子带正电，粒子带负电 B. 它们所受洛伦兹力 C. 它们做圆周运动的周期 D. 它们在磁场中运动的时间 【答案】D 【解析】 【详解】A．粒子沿AO方向（水平向右）射入垂直纸面向里的匀强磁场，由左手定则可知，若粒子带正电，初始洛伦兹力方向竖直向上（与b粒子运动轨迹相符），所以a粒子带负电，b粒子带正电，A错误； B．洛伦兹力提供向心力，可得轨道半径 题中两粒子质量m、电荷量大小q均相等，磁感应强度B也相同，所以轨道半径r与速率v成正比。从图中可以看出， 因此，a粒子的速率小于b粒子的速率，即。它们所受的洛伦兹力大小为，因为，所以洛伦兹力，B错误； C．粒子在磁场中的运动周期，结合半径关系可得 周期T与速度无关，只与m、q、B有关, 所以，C错误； D．粒子在磁场中运动的时间，其中 θ 为粒子轨迹所对的圆心角，因为 T相同，所以t正比于θ，显然，因此，D正确。 故选D。 13. 如图所示，将带铁芯的线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两个接线柱连接到灵敏电流计上，把线圈A静置于线圈B的内部。下列判断正确的是（　　） A. 开关闭合，向右移动滑动变阻器滑片的过程中，电流计指针不偏转 B. 开关闭合，向上拔出线圈A的过程中，线圈B将排斥线圈A C. 开关闭合瞬间，电流计指针不偏转 D. 开关闭合瞬间，电流计指针会偏转 【答案】D 【解析】 【详解】A．开关闭合，向右移动滑动变阻器滑片的过程中，线圈A中的电流发生变化，则穿过线圈B的磁通量发生变化，则会产生感应电流，即电流计指针偏转，选项A错误； B．开关闭合，向上拔出线圈A的过程中，根据楞次定律“来拒去留”，可知，线圈B将吸引线圈A，选项B错误； CD．开关闭合瞬间，线圈A中的电流发生变化，则穿过线圈B的磁通量发生变化，则会产生感应电流，电流计指针偏转，选项C错误，D正确。 故选D。 14. 电磁流量计可以测量导电液体的流量Q——单位时间内流过管道横截面的液体体积。如图所示，内壁光滑的薄圆管由非磁性导电材料制成，空间有垂直管道轴线的匀强磁场，磁感应强度为B。液体充满管道并以速度v沿轴线方向流动，圆管壁上的两点连线为直径，且垂直于磁场方向，两点的电势差为。下列说法错误的是（　　） A. N点电势比M点高 B. 正比于流量Q C. 在流量Q一定时，管道半径越小，越小 D. 若直径与磁场方向不垂直，测得的流量Q偏小 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知正离子向下偏，负离子向上偏，故N点电势比M点高，故A正确； BC．设管道半径为r，稳定时，离子受到的洛伦兹力与电场力平衡有 同时有 联立解得 故正比于流量Q；流量Q一定时，管道半径越小，越大； 故B正确，C错误； D．若直径MN与磁场方向不垂直，根据可知此时式中磁场强度为磁感应强度的一个分量，即此时测量时代入的磁场强度偏大，故测得的流量Q偏小； 故D正确。 本题选错误的，故选C。 二、实验题（共两道大题，9个空，每空2分，·共18分） 15. 在做练习使用多用电表的实验中。某小组同学使用的多用电表如图所示，调节好后，当用挡去测量某待测电阻（阻值约为时，指针偏转角度较小，为了减小测量误差，应该重新测量，其实验步骤的顺序是___________（填写字母）。 A.将多用电表的选择开关扳至交流高压挡 B.将待测电阻两端分别与两表笔连接，并读出数据 C.将选择开关扳至挡 D.将选择开关扳至挡 E.调节调零电阻，使表头指针满偏 F.将欧姆表两表笔短接 【答案】DFEBA 【解析】 【详解】用欧姆表测电阻时，发现指针偏转角度较小，说明待测电阻为大电阻，应换用更大的倍率，然后将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮至表头指针满偏，测电阻，最好将选择开关旋至OFF挡或交流电压最高挡。故实验步骤的顺序是DFEBA。 16. 利用电流表和电压表测量一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差。 （1）应该选择的实验电路是图中的__________（填“甲”或“乙”）。 （2）现有开关和导线若干，以及以下器材： A.电流表 B.电流表 C.电压表 D.电压表 E.滑动变阻器 F.滑动变阻器 （3）图像如图丙所示，由图像知该电池的电动势_______V，内电阻_______。 （4）由于没有考虑电表内阻的影响，而使得电阻的测量值与真实值相比_________（填“偏大”“相等”或“偏小”）。 （5）将电池、开关和灯泡组成串联电路，如图3所示。闭合开关时，发现灯泡不发光。为了寻找故障原因，某同学在闭合开关且不拆开导线的情况下，用多用电表直流电压挡进行检测。他将红表笔与接线柱接触并保持不动，用黑表笔分别接触接线柱。他发现，当黑表笔接触时，示数为；黑表笔接触时，示数为0。若该电路中只存在一处故障，则灯泡不发光的原因可能是________。 A.灯泡短路 B.开关接触不良 C.间导线断路 D.间导线断路 【答案】 ①. 甲 ②. 1.5 ③. 0.5 ④. 偏小 ⑤. C 【解析】 【详解】（1）[1]由于电池内阻较小，为减小实验误差，应选择电流表的外接法，即选择图甲所示电路图； （3）[2][3]根据闭合电路欧姆定律可得 整理可得 所以，图线的斜率的绝对值为 纵截距为 （4）[4]若考虑电表内阻，则根据闭合电路欧姆定律可得 整理可得 即 所以，电阻的测量值与真实值相比偏小； （5）[5]A．若灯泡短路，则电源短路，黑表笔接任意位置，均无示数，故A错误； B．若开关接触不良，黑表笔接触E时，示数为1.5V，故B错误； C．DE间导线断路，当黑表笔接触B、C、D时，示数为1.50V；黑表笔接触E、F时，示数为0。符合题意，C正确； D．若AF间导线断路，黑表笔接触F时，示数为1.5V，D错误。 故选C。 三、计算题（5个小题，共40分） 解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 17. 如图，长为的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，已知小球质量为，所带电荷量为，水平向右匀强电场的场强为，取重力加速度为。若从图示位置（绳与竖直方向的夹角）释放小球，小球能摆至最低点。求： （1）当小球摆到最低点时速度的大小。 （2）球摆到最低点时，绳上的拉力大小。 【答案】（1）若小球带正电，；若小球带负电， （2）若小球带正电，；若小球带负电， 【解析】 【小问1详解】 若小球带正电，小球摆到最低点的过程，根据动能定理有 解得 若小球带负电，小球摆到最低点的过程，根据动能定理有 解得 【小问2详解】 若小球带正电，球摆到最低点时，有 解得 若小球带负电，球摆到最低点时，有 解得 18. 如图所示，两光滑平行金属导轨间的距离为，金属导轨所在的平面与水平面夹角为，在导轨所在平面内，分布着方向垂直于导轨所在平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势为内阻为的直流电源。现把一个质量的导体棒放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，如图所示，重力加速度为。求： （1）导体棒所受安培力的大小； （2）导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据导体棒沿导轨方向受力平衡可知，导体棒所受安培力的大小 【小问2详解】 根据闭合电路欧姆定律有 又 解得 19. 如图所示，矩形区域内存在垂直于纸面的匀强磁场。边长为边长为。位于边中点S处的粒子源，不断地沿着垂直边的方向发射质量为、电荷量为初速度为的带电粒子，带电粒子恰好从点射出。在此区域加上沿方向的匀强电场后，带电粒子恰好做匀速直线运动。不计带电粒子的重力和粒子之间的相互作用力。 （1）求匀强磁场的磁感应强度大小； （2）求匀强电场的电场强度大小； 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 带电粒子在匀强磁场中运动轨迹如图所示 设带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，由几何关系得 解得 根据牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 加上匀强电场后，带电粒子做匀速直线运动，根据平衡条件有 解得 20. 1930年，劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器。加速器在核物理和粒子物理研究中发挥着巨大的作用，回旋加速器是其中的一种。如图是某回旋加速器的结构示意图，和是两个中空的、半径为的半圆形金属盒，两盒之间窄缝的宽度为，它们之间加有方向发生周期性变化的加速电压。两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为盒的中央处的粒子源可以产生质量为电荷量为的粒子，粒子每次经过窄缝都会被电场加速，之后进入磁场做匀速圆周运动，经过若干次加速后，粒子从金属盒的边缘飞出，忽略粒子的初速度、粒子的重力、粒子间的相互作用及相对论效应。 （1）求粒子飞出加速器时获得的最大动能； （2）求粒子从点开始运动到飞出加速器的过程中，其在磁场中的运动时间： 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 粒子从金属盒的边缘飞出时的动能最大，则， 解得 【小问2详解】 根据洛伦兹力提供向心力有 又 求得 设粒子从金属盒的边缘飞出前被电场加速了n次，根据动能定理有 粒子在磁场中运动的总时间为 求得 21. 某肿瘤治疗新技术是通过电子撞击目标靶，使目标靶放出X射线，对肿瘤进行准确定位，再进行治疗，其原理如图所示。圆形区域内充满垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为。水平放置的目标靶长为，目标靶左端与磁场圆心的水平距离为竖直距离为。从电子枪逸出的电子（质量为电荷量为，初速度可以忽略）经电场加速后，以速度沿方向射入磁场，与水平方向夹角为，恰好击中目标靶的点，求： （1）加速电场电压； （2）电子在磁场中运动的轨道半径； （3）为保证电子击中目标靶，加速电场电压的范围。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 电子穿过匀强电场过程中，由动能定理得 解得 【小问2详解】 根据牛顿第二定律可得 解得 【小问3详解】 设为圆形匀强磁场区域的半径，电子运动至M时，轨迹如图所示 根据几何关系可知， 所以 则电子在磁场中的运动半径为 所以 电子运动至N时，如图 电子在磁场中的运动半径为 且 则， 根据洛伦兹力提供向心力， 且 解得 所以，加速电场电压的范围为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $