精品解析:甘肃省武威市天祝藏族自治县第一中学2025-2026学年高二上学期12月月考物理试卷
2026-08-07
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内容正文:
2025—2026学年度上学期12月月考考试
高二物理试卷
本试卷满分:100分,考试时间:75分钟。
一、选择题(本题共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,每小题6分,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分)
1. 下面是某同学对电场和磁场中的一些概念及公式的理解,其中正确的是( )
A. ,适用任何电场,电场强度E与电场力F成正比,与电荷量q成反比
B. ,适用任何电场,电场强度E与电场力F的方向相同
C. ,适用任何磁场,但电流元一定要垂直磁场方向放置
D. ,电势升高,电荷q的电势能也变大
【答案】C
【解析】
【详解】A.是比值定义,适用于任何电场,但电场强度取决于电场本身,与有无试探电荷无关,所以不能理解为电场中某点的电场强度E与电场力F成正比,与电荷量q成反比,故A错误;
B.是比值定义,适用于任何电场,若试探电荷带正电,则电场强度E与电场力F的方向相同;若试探电荷带负电,则电场强度E与电场力F的方向相反,故B错误;
C.是磁感应强度的定义式,适用于任何磁场,但电流元一定要垂直磁场方向放置,故C正确;
D.根据可知,电势升高,正电荷的电势能变大,负电荷的电势能变小,故D错误。
故选C。
2. 如图所示是某一电场的电场线,下列说法正确的是( )
A. 电场线是实际存在的
B. 点的电势大于点的电势
C. 点的电场强度小于点的电场强度
D. 电子在点仅受电场力由静止释放,它将沿电场线运动到点
【答案】B
【解析】
【详解】A.电场线是为了形象地描述电场人为引入的,电场线实际上不存在,故A错误;
B.顺着电场线电势逐渐降低,故点的电势大于点的电势,故B正确;
C.电场线的疏密程度表示电场的强弱,故点的电场强度大于点的电场强度,故C错误;
D.电场线是弯曲的,则电场力方向改变,将电子在点仅受电场力由静止释放,它不会沿电场线运动到点,故D错误。
故选B。
3. 用如图所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。将条形磁体的某一极插入和拔出线圈的过程中,下列判断正确的是( )
A. 电流表指针发生偏转,且偏转方向不同
B. 电流表指针发生偏转,且偏转方向相同
C. 磁体受到线圈的作用力,且方向均向上
D. 磁体受到线圈的作用力,且方向均向下
【答案】A
【解析】
【详解】AB.将条形磁体的某一极插入和拔出线圈的过程中,线圈所在位置的原磁场方向一定,穿过线圈的磁通量分别增大和减小,线圈中均有感应电流,电流表指针均发生偏转,根据楞次定律可知,插入和拔出线圈的过程中,感应电流方向相反,即电流表指针偏转方向不同,故A正确,B错误;
CD.根据楞次定律可知,感应电流激发的磁场对原磁体有磁场力的作用,该力总要阻碍原磁体的相对运动,即磁体受到线圈的作用力,插入时方向向上,拨出时方向向下,故CD错误。
故选A。
4. 如图所示,将一只满偏电流为、内阻为的表头改装成的电流表。下列说法正确的是( )
A. 电阻的作用是用来分压
B. 改装后表头的满偏电流变为
C. 电阻的阻值为
D. 若减小电阻的阻值,改装后的电流表的量程变大
【答案】D
【解析】
【详解】A.表头改装为电流表,需要并联一个电阻用来分流,故A错误;
B.改装后表头的满偏电流不变,增加的电流通过了并联的电阻R,故B错误;
C.并联的电阻
故C错误;
D.改装后的量程为
若减小电阻的阻值,改装后的电流表的量程变大,故D正确。
故选D。
5. 用电场线能很直观,很方便地比较电场中各点的强弱。如图,是等量异种点电荷形成电场的电场线,图是场中的一些点:是电荷连线的中点,、是连线中垂线上相对对称的两点,、和、也相对对称,则下列认识正确的是( )
A. 、两点场强大小相等,方向相反
B. 、两点场强相同,电势相等
C. 带正电的试探电荷在、两点的电势能相等
D. 带正电的试探电荷仅在电场力作用下从到动能减小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.根据对称性看出,、两处电场线疏密程度相同,则、两点场强大小相同。这两点场强的方向均由,方向相同,A错误。
B.根据对称性看出,、两处电场线疏密程度相同,则、两点场强大小相同。这两点场强的方向均沿两电荷连线向左,方向相同;取无穷远处电势为零,点电势为正、点电势为负,B错误。
C.两等量异种点电荷连线的中垂线线上,场强方向与中垂线垂直,沿中垂线移动电荷,电场力不做功,正电荷在、两点的电势能相等,C正确。
D.图中、两点场强的方向均由,带正电的试探电荷仅在电场力作用下从到电场力做正功,动能增加,D错误。
故选C。
6. 一光滑绝缘的正方体固定在水平面内。导体棒可绕过其中点的转轴在正方体的上表面内自由转动,导体棒固定在正方体的下底面。开始时两棒相互垂直并静止,两棒中点连线在正方体的中轴线上。现对两棒同时通有图示(A到B、D到C)方向的电流。下列说法中正确的是( )
A. 通电后棒仍将保持静止 B. 通电后棒将要顺时针转动(俯视)
C. 通电后棒将要逆时针转动(俯视) D. 通电瞬间线段间存在磁感应强度为零的位置
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.从正视方向研究导体棒电流产生的磁场分布,如图所示
可知导体棒电流在端有垂直棒向上的分磁场,根据左手定则可知端受到垂直于纸面向外的安培力,端向外转动,导体棒电流在端有垂直棒向下的分磁场,根据左手定则可知端受到垂直于纸面向里的安培力,端向里转动,故俯视看导体棒将要顺时针转动,B正确,AC错误;
D.根据安培定则可知通电瞬间导体棒电流和导体棒电流在线段间产生的磁场方向相互垂直,故通电瞬间线段间不存在磁感应强度为零的位置,D错误;
故选B。
7. 有两种质谱仪:第一种如图甲所示,带电粒子从靠近极板的O点由静止释放,经过加速电场(板间电压为、板间距为d)加速后,进入磁感应强度大小为的匀强磁场中做匀速圆周运动;第二种如图乙所示,有一定初速度的带电粒子经过速度选择器(板间电压为、板间距为d、磁感应强度大小为)后,进入磁感应强度大小为的匀强磁场中做匀速圆周运动。若粒子中同时含有和,且两种质谱仪中做圆周运动的半径相同,下列说法正确的是( )
A. 图乙中粒子的初速度大小为
B. 的比荷可表示为
C. 两种质谱仪中做圆周运动的半径相同
D. 图甲中做圆周运动的半径比图乙中做圆周运动的半径大
【答案】B
【解析】
【详解】A.图乙中粒子能直线通过速度选择器,则
解得初速度大小为
选项A错误;
B.设的质量为m电量为q,因两种质谱仪中做圆周运动的半径相同,可知进入磁场后的速度相同,则由
其中的
可得
选项B正确;
CD.的质量2m,电量为q,则甲图中质谱仪中,由
以及
解得
乙图中质谱仪中
以及
解得
则两种质谱仪中做圆周运动的半径不相同,图甲中做圆周运动的半径比图乙中做圆周运动的半径小,选项CD错误。
故选B。
8. 航拍遥控直升机是大型活动中必需的摄影器材。如图所示为某品牌的航拍遥控直升机,已知该直升机正常工作时的电压和电流分别为、,充电时的工作电压和工作电流分别为、,充电时间约为,电池的容量为。则下列说法正确的是( )
A. 参数指的是充电电池所存储的能量
B. 航拍遥控直升机正常工作时,其电动机的总电阻是
C. 航拍遥控直升机正常工作的最长时间为
D. 充电过程是将电能转化为化学能与内能的过程
【答案】D
【解析】
【详解】A.参数1500mA·h,其单位为电荷量的单位,所以电池容量是指电池存储的电荷量,故A错误;
B.欧姆定律适用于纯电阻电路,对于含有电动机的电路不适用,遥控直升机是非纯电阻电路,即用欧姆定律计算出
是错误的,故B错误;
C.航拍遥控直升机充满电后正常工作的最长时间
故C错误;
D.充电过程是将电能转化为化学能存储在电池中,同时会因为焦耳热产生内能,故D正确。
故选D。
9. 如图所示,质量为,带电荷量为的微粒以速度与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。如果微粒做匀速直线运动,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 微粒受电场力、洛伦兹力、重力三个力作用 B. 微粒带负电,微粒在运动中电势能不断增加
C. 匀强电场的电场强度 D. 匀强磁场的磁感应强度
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.若微粒带负电,电场力水平向左,洛伦兹力垂直速度方向斜向下,而重力竖直向下,则三个力不可能平衡,可知微粒带正电,受力如图所示。
由于粒子带正电,电场力向右,洛伦兹力垂直于速度方向斜向左上方,而重力竖直向下,则电场力、洛伦兹力和重力能平衡,致使粒子做匀速直线运动,电场力做正功,则电势能不断减小,故A正确,B错误;
CD.根据平衡有,
又有,
解得,,故C错误,D正确。
故选AD。
10. 如图所示,图一为直线加速器,它由多个横截面积相同的金属圆筒共轴依次排列,圆筒长度按照一定的规律依次增加。被加速的带电粒子每次通过圆筒间隙都被加速,且通过圆筒间隙的时间可以忽略不计;图二为回旋加速器,D1、D2为两个中空的D形金属盒,处于竖直向下的匀强磁场B中。被加速的带电粒子通过D形盒间隙的时间可以忽略不计。两个加速器中所接交流电源的电压大小均保持恒定不变。下列说法正确的是( )
A. 直线加速器中的金属圆筒起到了屏蔽的作用,带电粒子在圆筒中做匀速直线运动
B. 回旋加速器中的电场起加速作用,因此粒子获得的最大速度由电场决定
C. 只增加交流电压值U,回旋加速器仍可正常工作,且能减小带电粒子在加速器中的运动时间
D. 直线加速器中,带电粒子在金属圆板O中心处由静止释放,则之后依次通过1、2、3圆筒的圆筒长度之比为1∶2∶3
【答案】AC
【解析】
【详解】A.直线加速器中的金属圆筒起到了屏蔽的作用,其内部场强为零,因此带电粒子在圆筒中做匀速直线运动,故A正确;
B.在回旋加速器的磁场中,根据洛伦兹力充当向心力有
可得
而在回旋加速器的电场中,根据动能定理有
可得
则可知,电场的强弱决定了粒子在回旋加速器中被加速的次数,而回旋加速器的半径决定了粒子能够获得的最大速度,故B错误,
C.粒子在回旋加速器中被加速,其在磁场中运动的周期与回旋加速器两D型盒中间所夹电压的变化周期相同,而在一个周期内粒子可以被加速两次,当只增加交流电压值U,其周期不变,则回旋加速器仍可正常工作,但根据
,
可知,在回旋加速度半径一定的情况下,粒子被加速的次数将减小,则粒子在磁场中运动的时间将减小,故C正确;
D.直线加速器中,带电粒子在金属圆板O中心处由静止释放,由于每两个金属筒之间的电压交替变化,粒子每次经过金属筒间时都要被加速,则可知粒子经过每个金属筒的时间一定相同(一般为交流电的半个周期,即),设金属筒间的电压为,粒子的电荷量为,质量为,则粒子第一次被加速后由动能定理有
粒子在金属筒中做匀速直线运动,则可得第一个金属筒的长度为
粒子第二次被加速由动能定理有
则可得第二个金属筒的长度为
粒子第三次被加速由动能定理有
则可得第三个金属筒的长度为
联立以上各式可得
故D错误。
故选AC。
二、非选择题:(共54分)
11. 小明在实验室测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率,可供使用的器材如下:
A.待测金属丝
B.电流表,量程,内阻约
C.电流表,量程,内阻约
D.电压表,量程,内阻约
E.电压表,量程,内阻约
F.滑动变阻器,全电阻约
G.直流电源,电动势,内阻不计
H.多用电表
I.毫米刻度尺
J.开关S及导线若干
实验步骤如下:
(1)首先用毫米刻度尺测出接入电路中金属丝的长度,再利用螺旋测微器测金属丝直径,然后用多用电表粗略测量金属丝的电阻,机械调零后将选择开关拨到“”挡;将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮后将红、黑表笔接在金属丝两端,发现指针偏转角太大,应该换用__________(填或),重新调零后多用电表指针指示如图1所示,则金属丝电阻值为__________。
(2)老师要求电表示数从零开始尽可能地多测几组数据,比较精确地测量金属丝的电阻,经过讨论他们连接了如图2所示的电路,①电路有几条线没有连接,请你帮助他们完成电路连接__________;②电路中所选电流表为__________(填“”或“”),所选电压表为__________(填“”或“”)。
(3)实验过程中,小明移动滑动变阻器的滑片分别处于不同的位置,并依次记录两电表的测量数据,在坐标纸上描点作出如图3所示的图像,则金属丝的电阻__________(结果保留2位有效数字)。如果长时间保持电路闭合,这样的操作会使电阻率的测量结果__________(填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1) ①. ②. 6##6.0
(2) ①. 见解析 ②. ③.
(3) ①. 4.9##5.0 ②. 偏大
【解析】
【小问1详解】
[1][2]将选择开关拨到“”挡;将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮后将红、黑表笔接在金属丝两端,发现指针偏转角太大,可知待测电阻阻值较小,则应该换用,重新调零后多用电表指针指示如图2所示,则金属丝电阻值为
【小问2详解】
①[1]电表示数从零开始且尽可能地多测几组数据,滑动变阻器应采用分压式接法,待测电阻的阻值较小,电流表应采用外接法,完整的实物连线如图所示
②[2][3 电源电动势为,则电压表选用;待测电阻约为,电路最大电流约为
则电流表选用。
【小问3详解】
[1]由作出的图像可得金属丝的电阻为
[2]如果长时间保持电路闭合,会使电阻丝温度升高,电阻率增大,这样的操作会使电阻率的测量结果偏大。
12. 小王同学测量电源的电动势和内阻,于是他设计并连接好实验电路如图。
(1)同组的小李同学对这个实验进行了误差分析,其中错误的是__________。
A. 由于电压表的分流作用,电流表测量值偏小
B. 由于电流表的分压作用,电压表的测量值偏大
C. 由于电流表、电压表的不理想产生的误差属于系统误差
D. 通过多次测量作出图像,可以减小偶然误差
(2)根据记录的数据,作出如图所示的图线,根据所画图线可得,电动势__________。(结果保留三位有效数字),内电阻__________(结果保留两位有效数字)
(3)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,除了电源两端电压会发生变化,电源的输出功率也会发生变化。图的各示意图中可能正确反映电源输出功率随路端电压变化关系的是__________。
A. B. C. D.
【答案】(1)B (2) ①. 2.97##2.98 ②. 1.6
(3)C
【解析】
【小问1详解】
AB.根据闭合电路欧姆定律有
可知,实验采用电路的系统误差在于电压表的分流作用,导致电流表测量值偏小,故A正确,B错误;
C.系统误差主要来源于仪器自身产生的误差,可知,由于电流表、电压表的不理想产生的误差属于系统误差,故C正确;
D.偶然误差主要来源于实验者读数引起的误差,通过多次测量作出图像,可以减小偶然误差,故D正确。
本题选错误的,故选B。
【小问2详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
结合图像可知图像的纵截距与电源电动势等大,图像斜率的绝对值与电源的内阻等大,即,
【小问3详解】
电源的输出功率
根据欧姆定律得
联立解得,故C正确。
故选C。
13. 如图所示,金属杆ab质量为m,长为L,通过的电流为I,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,结果金属杆ab静止且紧压于水平导轨上。若磁场方向与导轨平面成θ角,重力加速度取值为g。求:
(1)在下图中画出导轨上金属杆a端,请画出金属棒ab受力分析图。
(2)金属杆ab受到的摩擦力f的大小;
(3)水平导轨对金属杆的支持力FN的大小。
【答案】(1)受力图见解析图;(2);(3)
【解析】
【分析】
【详解】(1)导线的受力如图;
(2、3)由平衡可知
其中
解得
14. 如图所示,一个质量为、电荷量为的带负电荷的粒子,不计重力,从轴上的点以速度射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好从轴上的点垂直于轴射出第一象限。已知与轴正方向成60°角,。
(1)请在图中规范画出圆心、半径、轨迹;
(2)求带电粒子穿过第一象限所用的时间;
(3)若只改变匀强磁场的磁感应强度的大小,求满足什么条件时,粒子不会从轴射出第一象限。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据题意,画出带电粒子运动轨迹如图所示
【小问2详解】
由几何关系有
解得
带电粒子穿过第一象限所用的时间为
其中
联立,解得
【小问3详解】
粒子刚好不会从轴射出第一象限的轨迹如图所示
由几何关系得
由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得
所以粒子不会从轴射出第一象限,磁感应强度大小满足的条件为
15. 亥姆霍兹线圈是一对平行的完全相同的圆形线圈。如图所示,两线圈通入大小相同的恒定电流,线圈间形成平行于中心轴线的匀强磁场。沿建立轴,一圆形探测屏垂直于轴放置,其圆心位于轴上的点。在线圈间加上平行于轴的匀强电场,粒子源从轴上的点以垂直于轴的方向持续发射初速度大小为的粒子。已知粒子质量为,电荷量为(),电场强度大小为,磁感应强度大小为,电场和磁场均沿轴正方向,探测屏半径为,不计粒子重力和粒子间相互作用。
(1)要产生如图所示方向的磁场,则亥姆霍兹线圈应通电流的方向为(从左往右看)( )
A. 两线圈中电流均为顺时针方向
B. 两线圈中电流均为逆时针方向
C. 左侧线圈中电流为顺时针方向,右侧线圈中电流为逆时针方向
D. 左侧线圈中电流为逆时针方向,右侧线圈中电流为顺时针方向
(2)若未加电场,求粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径;
(3)若线圈中不通电,粒子恰好打在探测屏边缘,求探测屏中心与粒子源间的距离;
(4)若该空间同时存在上述的磁场和电场,要使粒子恰好打在探测屏的中心,求探测屏中心与粒子源间的距离有哪些值。
【答案】(1)A (2)
(3)
(4)()
【解析】
【小问1详解】
要产生水平向右的磁场,右侧线圈的左边是向左的磁场,左侧线圈的右边是向右的磁场,根据右手螺旋定则,所以两线圈中电流均为顺时针方向。
故选A。
【小问2详解】
粒子在磁场中,由洛伦兹力提供向心力可得
解得轨道半径为
【小问3详解】
粒子在电场中做类平抛运动,沿轴方向有,
垂直于轴方向有
联立解得
【小问4详解】
粒子回到轴时间为
沿轴方向,
联立解得
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2025—2026学年度上学期12月月考考试
高二物理试卷
本试卷满分:100分,考试时间:75分钟。
一、选择题(本题共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,每小题6分,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分)
1. 下面是某同学对电场和磁场中的一些概念及公式的理解,其中正确的是( )
A. ,适用任何电场,电场强度E与电场力F成正比,与电荷量q成反比
B. ,适用任何电场,电场强度E与电场力F的方向相同
C. ,适用任何磁场,但电流元一定要垂直磁场方向放置
D. ,电势升高,电荷q的电势能也变大
2. 如图所示是某一电场的电场线,下列说法正确的是( )
A. 电场线是实际存在的
B. 点的电势大于点的电势
C. 点的电场强度小于点的电场强度
D. 电子在点仅受电场力由静止释放,它将沿电场线运动到点
3. 用如图所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。将条形磁体的某一极插入和拔出线圈的过程中,下列判断正确的是( )
A. 电流表指针发生偏转,且偏转方向不同
B. 电流表指针发生偏转,且偏转方向相同
C. 磁体受到线圈的作用力,且方向均向上
D. 磁体受到线圈的作用力,且方向均向下
4. 如图所示,将一只满偏电流为、内阻为的表头改装成的电流表。下列说法正确的是( )
A. 电阻的作用是用来分压
B. 改装后表头的满偏电流变为
C. 电阻的阻值为
D. 若减小电阻的阻值,改装后的电流表的量程变大
5. 用电场线能很直观,很方便地比较电场中各点的强弱。如图,是等量异种点电荷形成电场的电场线,图是场中的一些点:是电荷连线的中点,、是连线中垂线上相对对称的两点,、和、也相对对称,则下列认识正确的是( )
A. 、两点场强大小相等,方向相反
B. 、两点场强相同,电势相等
C. 带正电的试探电荷在、两点的电势能相等
D. 带正电的试探电荷仅在电场力作用下从到动能减小
6. 一光滑绝缘的正方体固定在水平面内。导体棒可绕过其中点的转轴在正方体的上表面内自由转动,导体棒固定在正方体的下底面。开始时两棒相互垂直并静止,两棒中点连线在正方体的中轴线上。现对两棒同时通有图示(A到B、D到C)方向的电流。下列说法中正确的是( )
A. 通电后棒仍将保持静止 B. 通电后棒将要顺时针转动(俯视)
C. 通电后棒将要逆时针转动(俯视) D. 通电瞬间线段间存在磁感应强度为零的位置
7. 有两种质谱仪:第一种如图甲所示,带电粒子从靠近极板的O点由静止释放,经过加速电场(板间电压为、板间距为d)加速后,进入磁感应强度大小为的匀强磁场中做匀速圆周运动;第二种如图乙所示,有一定初速度的带电粒子经过速度选择器(板间电压为、板间距为d、磁感应强度大小为)后,进入磁感应强度大小为的匀强磁场中做匀速圆周运动。若粒子中同时含有和,且两种质谱仪中做圆周运动的半径相同,下列说法正确的是( )
A. 图乙中粒子的初速度大小为
B. 的比荷可表示为
C. 两种质谱仪中做圆周运动的半径相同
D. 图甲中做圆周运动的半径比图乙中做圆周运动的半径大
8. 航拍遥控直升机是大型活动中必需的摄影器材。如图所示为某品牌的航拍遥控直升机,已知该直升机正常工作时的电压和电流分别为、,充电时的工作电压和工作电流分别为、,充电时间约为,电池的容量为。则下列说法正确的是( )
A. 参数指的是充电电池所存储的能量
B. 航拍遥控直升机正常工作时,其电动机的总电阻是
C. 航拍遥控直升机正常工作的最长时间为
D. 充电过程是将电能转化为化学能与内能的过程
9. 如图所示,质量为,带电荷量为的微粒以速度与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。如果微粒做匀速直线运动,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 微粒受电场力、洛伦兹力、重力三个力作用 B. 微粒带负电,微粒在运动中电势能不断增加
C. 匀强电场的电场强度 D. 匀强磁场的磁感应强度
10. 如图所示,图一为直线加速器,它由多个横截面积相同的金属圆筒共轴依次排列,圆筒长度按照一定的规律依次增加。被加速的带电粒子每次通过圆筒间隙都被加速,且通过圆筒间隙的时间可以忽略不计;图二为回旋加速器,D1、D2为两个中空的D形金属盒,处于竖直向下的匀强磁场B中。被加速的带电粒子通过D形盒间隙的时间可以忽略不计。两个加速器中所接交流电源的电压大小均保持恒定不变。下列说法正确的是( )
A. 直线加速器中的金属圆筒起到了屏蔽的作用,带电粒子在圆筒中做匀速直线运动
B. 回旋加速器中的电场起加速作用,因此粒子获得的最大速度由电场决定
C. 只增加交流电压值U,回旋加速器仍可正常工作,且能减小带电粒子在加速器中的运动时间
D. 直线加速器中,带电粒子在金属圆板O中心处由静止释放,则之后依次通过1、2、3圆筒的圆筒长度之比为1∶2∶3
二、非选择题:(共54分)
11. 小明在实验室测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率,可供使用的器材如下:
A.待测金属丝
B.电流表,量程,内阻约
C.电流表,量程,内阻约
D.电压表,量程,内阻约
E.电压表,量程,内阻约
F.滑动变阻器,全电阻约
G.直流电源,电动势,内阻不计
H.多用电表
I.毫米刻度尺
J.开关S及导线若干
实验步骤如下:
(1)首先用毫米刻度尺测出接入电路中金属丝的长度,再利用螺旋测微器测金属丝直径,然后用多用电表粗略测量金属丝的电阻,机械调零后将选择开关拨到“”挡;将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮后将红、黑表笔接在金属丝两端,发现指针偏转角太大,应该换用__________(填或),重新调零后多用电表指针指示如图1所示,则金属丝电阻值为__________。
(2)老师要求电表示数从零开始尽可能地多测几组数据,比较精确地测量金属丝的电阻,经过讨论他们连接了如图2所示的电路,①电路有几条线没有连接,请你帮助他们完成电路连接__________;②电路中所选电流表为__________(填“”或“”),所选电压表为__________(填“”或“”)。
(3)实验过程中,小明移动滑动变阻器的滑片分别处于不同的位置,并依次记录两电表的测量数据,在坐标纸上描点作出如图3所示的图像,则金属丝的电阻__________(结果保留2位有效数字)。如果长时间保持电路闭合,这样的操作会使电阻率的测量结果__________(填“偏大”或“偏小”)。
12. 小王同学测量电源的电动势和内阻,于是他设计并连接好实验电路如图。
(1)同组的小李同学对这个实验进行了误差分析,其中错误的是__________。
A. 由于电压表的分流作用,电流表测量值偏小
B. 由于电流表的分压作用,电压表的测量值偏大
C. 由于电流表、电压表的不理想产生的误差属于系统误差
D. 通过多次测量作出图像,可以减小偶然误差
(2)根据记录的数据,作出如图所示的图线,根据所画图线可得,电动势__________。(结果保留三位有效数字),内电阻__________(结果保留两位有效数字)
(3)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,除了电源两端电压会发生变化,电源的输出功率也会发生变化。图的各示意图中可能正确反映电源输出功率随路端电压变化关系的是__________。
A. B. C. D.
13. 如图所示,金属杆ab质量为m,长为L,通过的电流为I,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,结果金属杆ab静止且紧压于水平导轨上。若磁场方向与导轨平面成θ角,重力加速度取值为g。求:
(1)在下图中画出导轨上金属杆a端,请画出金属棒ab受力分析图。
(2)金属杆ab受到的摩擦力f的大小;
(3)水平导轨对金属杆的支持力FN的大小。
14. 如图所示,一个质量为、电荷量为的带负电荷的粒子,不计重力,从轴上的点以速度射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好从轴上的点垂直于轴射出第一象限。已知与轴正方向成60°角,。
(1)请在图中规范画出圆心、半径、轨迹;
(2)求带电粒子穿过第一象限所用的时间;
(3)若只改变匀强磁场的磁感应强度的大小,求满足什么条件时,粒子不会从轴射出第一象限。
15. 亥姆霍兹线圈是一对平行的完全相同的圆形线圈。如图所示,两线圈通入大小相同的恒定电流,线圈间形成平行于中心轴线的匀强磁场。沿建立轴,一圆形探测屏垂直于轴放置,其圆心位于轴上的点。在线圈间加上平行于轴的匀强电场,粒子源从轴上的点以垂直于轴的方向持续发射初速度大小为的粒子。已知粒子质量为,电荷量为(),电场强度大小为,磁感应强度大小为,电场和磁场均沿轴正方向,探测屏半径为,不计粒子重力和粒子间相互作用。
(1)要产生如图所示方向的磁场,则亥姆霍兹线圈应通电流的方向为(从左往右看)( )
A. 两线圈中电流均为顺时针方向
B. 两线圈中电流均为逆时针方向
C. 左侧线圈中电流为顺时针方向,右侧线圈中电流为逆时针方向
D. 左侧线圈中电流为逆时针方向,右侧线圈中电流为顺时针方向
(2)若未加电场,求粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径;
(3)若线圈中不通电,粒子恰好打在探测屏边缘,求探测屏中心与粒子源间的距离;
(4)若该空间同时存在上述的磁场和电场,要使粒子恰好打在探测屏的中心,求探测屏中心与粒子源间的距离有哪些值。
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