精品解析：陕西省榆林华栋中学2024-2025学年高二上学期第二次月考物理试题

榆林市华栋中学高二第一学期物理第二次月考试题 本卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分 满分100分 时间90分钟 第Ⅰ卷（选择题 共48分） 一、单项选择题（每小题2分，共30分） 1. 如图所示各图中，A、B两点电场强度相同的是（　　） A. B. C. D. 2. 一通电直导线用细线悬挂于匀强磁场中，磁场及电流方向如图所示．通电导线所受安培力的方向是（　　） A. 竖直向下 B. 水平向右 C. 竖直向上 D. 水平向左 3. 如图所示，矩形线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁场方向平行，线框的面积为S，则当线框以左边为轴转过90°的过程中，通过线框的磁通量变化量为（　　） A. 0 B. BS C. D. 4. 下列各图中，能正确表示运动电荷在匀强磁场中所受洛伦兹力（F）方向的是（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示为研究平行通电直导线之间相互作用的实验装置。接通电路后发现两根导线均发生形变，此时通过导线M和N的电流大小分别为I1和I2已知I1>I2，方向均向上。若用F1和F2分别表示导线M与N受到的磁场力的大小，则下列说法中正确的是 （　　） A. F1=F2，两根导线相互吸引 B. F1=F2，两根导线相互排斥 C. F1>F2，两根导线相互吸引 D. F1>F2，两根导线相互排斥 6. 蹄形磁体周围的磁感线分布如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 处的磁场强于处的磁场 B. 处的磁场强于处的磁场 C. 处没有磁感线，所以处没有磁场 D. 蹄形磁体的磁感线始于蹄形磁体的N极，止于蹄形磁体的S极 7. 用绝缘细线悬挂一个带正电的小球，小球的质量为2.0×10-3kg，所带电荷量为3.0×10-8C。现沿水平方向施加向右的匀强电场，平衡时细绳与竖直方向的夹角为30°，如图所示。重力加速度g10m/s2。则下说法中正确的是（　　） A. 电场对q的作用力为 B. 细绳内的张力为2.0×10-2N C. 电场强度 D. 小球q不能视为点电荷，因而其所受电场力不能用F=qE计算 8. 如图所示，A、B、C是正三角形的三个顶点，两根互相平行的通电长直导线垂直纸面固定在A、B两处。当导线中通入的电流大小相等、方向相反时，C点处的磁感应强度大小为。若仅改变B处导线的电流方向，则C点处的磁感应强度（ ） A. 大小为，方向垂直AB连线向下 B. 大小为，方向垂直AB连线向上 C. 大小为，方向平行AB连线指向B D. 大小为，方向平行AB连线指向A 9. 如图所示，开关S先接通再断开后将b板向右移，关于两板间的电场强度E及P点的电势φ的变化，以下说法正确的是（　　） A. E不变、φ升高 B. E变小、φ升高 C. E不变、φ降低 D. E不变、φ不变 10. 如图所示，直线MN上方存在范围足够大的磁感应强度为B的匀强磁场，一质子（质量为m、电荷量为q）以速度v从O点沿与MN成30°角的方向射入磁场中，若不计质子重力，则（ ） A. 质子从磁场中射出时距O点的距离为 B. 质子从磁场中射出时距O点的距离为 C. 质子在磁场中运动的时间为 D. 质子在磁场中运动的时间为 11. 如图所示，半径为R的圆形匀强磁场区域，磁感应强度为B，带电粒子以速率v从A点沿半径方向射入磁场，从B点射出磁场，速度的偏转角为60°，不计重力，则该粒子的比荷为（　　） A. B. C. D. 12. 如图，两极板P、Q之间的距离为，极板间所加电压为，两极板间有一方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质子以速度从左侧两板边缘连线的中点沿两板中心线进入板间区域，恰好沿直线运动，不计质子重力。下列说法正确的是（ ） A. P极板接电源的负极 B. 磁感应强度大小为 C. 若仅将质子的速度变为，则质子在该区域运动过程中电势能减小 D. 若一电子（不计重力）以速度从左侧两板边缘连线的中点沿虚线进入板间，也将沿直线运动 13. 关于电场强度，以下认识中正确的是（　　） A. 若在电场中的P点不放试探电荷，则P点的电场强度为0 B. 成点电荷的电场强度公式表明，点电荷周围某点电场强度的大小，与该点到场源电荷距离r的二次方反比 C. 电场强度公式表明，电场强度的大小与试探电荷的电荷量q成反比 D. 匀强电场中电场强度处处相同，所以任何电荷在其中受力都相同 14. 如图，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场．一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限．粒子在磁场中运动的时间为 A. B. C. D. 15. 如图所示，场强为E的匀强电场方向竖直向下，磁感应强度为B的匀强磁场垂直电场向外，带电量为q的小球（视为质点）获得某一垂直磁场水平向右的初速度，正好做匀速圆周运动，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 小球必须带正电 B. 小球做匀速圆周运动的周期为 C. 小球的质量为 D. 若仅把电场的方向改成竖直向上，小球正好做匀速直线运动，则其速度为 二、多项选择题（全部选对的得3分，选不全的得1.5分，有选错的或不答的得0分。） 16. 关于磁感线，下列说法正确的是（ ） A. 磁感线上各点的切线方向就是各点的磁场的方向 B. 磁场中任意两条磁感线均不相交 C. 铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线 D. 磁感线总是从磁体的N极指向S极 17. 物理学中常用两个物理量的比值定义一个新的物理量，如速度是用位移与时间的比值来定义的。下面四个物理量的表达式属于比值定义式的是（ ） A. 磁感应强度 B. 电势 C. 场强 D. 电容 18. 如图所示，虚线框MNPQ内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。a、b、c是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从PQ边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹。若不计粒子所受重力，则（　　） A. 粒子a带正电，粒子b、c带负电 B. 粒子c在磁场中的速度最大 C. 粒子c在磁场中的加速度最大 D. 粒子c在磁场中运动的时间最长 19. 如图，实线是一簇电场线。一带电粒子仅在电场力作用下通过该电场，图中虚线为该带电粒子的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。由此可以判断（ ） A. 粒子在a点时的动能大于b点时动能 B. 粒子在a点电势能大于b点电势能 C. 粒子带正电 D. a点场强小于b点场强 20. 如图所示，闭合开关S，电路稳定时平行板电容器中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，下列判断正确的是（ ） A. 当滑动变阻器R2的滑片向下端移动时，电压表示数增大 B. 当滑动变阻器R2的滑片向下端移动时，电流表示数增大 C. 当滑动变阻器R2的滑片向下端移动时，质点P将向下运动 D. 断开开关S后，质点P仍然静止 21. 某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为U1；B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，两板间距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为B2。今有一质量为m、电荷量为e的带电粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。则下列说法正确的是（ ） A. 粒子带正电 B. 粒子的速度v为 C. 速度选择器两板间电压U2为 D. 粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R为 第Ⅱ卷（非选择题 共52分） 三、填空题（每空2分，共16分） 22. 新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，某校学生实验小组通过网络查找了某种知名的电池铭牌，电池采用的是“刀片电池”技术。现将一块电芯拆解出来，测得长为960mm，宽为90mm，用游标卡尺准确测量其厚度，结果如图甲所示，然后测量其电动势E和内阻r。所提供的器材有： A.电压表（量程3V） B.电流表（量程0.6A） C.电流表（量程3A） D.滑动变阻器（阻值范围，额定电流2A） E.保护电阻 某同学采用了图乙所示的电路图，在进行了正确操作后，得到了图丙所示的U-I图像。 （1）一块刀片电芯厚度为__________mm。 （2）实验中，电流表应选__________；（填器材前的字母代号） （3）根据图丙所示，则该电池的电动势__________V，内阻__________；（结果保留到小数点后一位）。 23. 在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5V，2.5W”的小灯泡、导线和开关外，还有： A．直流电源（电动势约为5V，内阻可不计） B．直流电流表（量程，内阻约为0.1Ω） C．直流电流表（量程，内阻约为5Ω） D．直流电压表（量程，内阻约为15kΩ） E．直流电压表（量程，内阻约为10kΩ） F．滑动变阻器（最大阻值10Ω，允许通过的最大电流为2A） G．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，允许通过的最大电流为0.5A）实验要求小灯泡两端的电压从零开始变 化并能测多组数据。 （1）实验中电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________（均用序号字母表示）。 （2）某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图1所示。现把实验中使用的小灯泡接到如图2所示的电路中，其中电源电动势，内阻，定值电阻，此时灯泡的实际功率为________W．（结果保留两位有效数字） 四、计算题（共3道题，共36分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 24. 如图所示，电阻可忽略不计，相距为的两平行金属导轨，固定在倾角的斜面上，导轨上端接有电动势、内阻的直流电源。空间分布着磁感应强度大小、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。现把一个质量的导体棒垂直放在金属导轨上，导体棒恰好保持静止。已知导体棒接入电路的电阻，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度。 （1）求导体棒受到的安培力的大小和方向； （2）求导体棒与金属导轨间的动摩擦因数。 25. 如图所示，一束电子的电荷量为e，以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中，穿出磁场时的速度方向与原来电子入射方向的夹角是，求： (1)电子运动的轨迹半径； (2)电子的质量； (3)电子穿过磁场的时间。 26. 粒子分析仪由加速电场、偏转电场与磁场组成。如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内存在着沿y轴负方向的匀强电场，第二象限内存在着场强大小为E、沿x轴正方向的匀强电场，第四象限内存在着垂直于坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、电量为的粒子从点由静止释放，粒子从y轴上的点射入第一象限，经电场偏转后从x轴上的射入第四象限，经磁场偏转后粒子从x轴上的点返回第一象限，不计粒子的重力，求： （1）粒子通过B点时的速率； （2）第四象限内匀强磁场的磁感应强度大小； （3）粒子从A点运动到D点的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 榆林市华栋中学高二第一学期物理第二次月考试题 本卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分 满分100分 时间90分钟 第Ⅰ卷（选择题 共48分） 一、单项选择题（每小题2分，共30分） 1. 如图所示各图中，A、B两点电场强度相同的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．A、B是离点电荷相同距离的圆上的两点，场强大小相等，但方向不同，则电场强度不同，A错误； B．A、B场强大小不等，但方向相同，则电场强度不同，B错误； C．A、B是匀强电场中的两点，电场强度相同，C正确； D．电场线的疏密表示场强的大小，所以A、B场强不等，D错误。 故选C。 2. 一通电直导线用细线悬挂于匀强磁场中，磁场及电流方向如图所示．通电导线所受安培力的方向是（　　） A. 竖直向下 B. 水平向右 C. 竖直向上 D. 水平向左 【答案】A 【解析】 【分析】由左手定则可分析通电导线所受安培力的方向 【详解】由左手定则可知，电流水平向右，而磁场向外，则安培力一定竖直向下，故A正确；故选A． 【点睛】本题考查左手定则的应用，要注意左手定则中手型的正确应用 3. 如图所示，矩形线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁场方向平行，线框的面积为S，则当线框以左边为轴转过90°的过程中，通过线框的磁通量变化量为（　　） A. 0 B. BS C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】磁通量及磁通量的变化量的计算公式为 ， S指垂直于磁感线的有效面积代入数据有 ， 通过线框的磁通量变化量为 故选B。 4. 下列各图中，能正确表示运动电荷在匀强磁场中所受洛伦兹力（F）方向的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．该图中电荷所受洛伦兹力为零，故A不符合题意； B．该图中电荷所受洛伦兹力为零，故B不符合题意； C．根据左手定则可知，该图中电荷所受洛伦兹力方向向上，故C不符合题意； D．根据左手定则可知，该图中电荷所受洛伦兹力方向向右，故D符合题意。 故选D。 5. 如图所示为研究平行通电直导线之间相互作用的实验装置。接通电路后发现两根导线均发生形变，此时通过导线M和N的电流大小分别为I1和I2已知I1>I2，方向均向上。若用F1和F2分别表示导线M与N受到的磁场力的大小，则下列说法中正确的是 （　　） A. F1=F2，两根导线相互吸引 B. F1=F2，两根导线相互排斥 C. F1>F2，两根导线相互吸引 D. F1>F2，两根导线相互排斥 【答案】A 【解析】 【详解】根据右手定则判断通电直导线周围产生磁场，再根据左手定则判断安培力的方向，可知两根导线相互吸引；由于M对N的吸引力和N对M的吸引力是一对相互作用力，故F1和F2大小相等，方向相反，故BCD错误，A正确。 故选A。 6. 蹄形磁体周围的磁感线分布如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 处的磁场强于处的磁场 B. 处的磁场强于处的磁场 C. 处没有磁感线，所以处没有磁场 D. 蹄形磁体的磁感线始于蹄形磁体的N极，止于蹄形磁体的S极 【答案】B 【解析】 【详解】磁感线的疏密代表磁场的大小，处的磁场强于处的磁场。处没有磁感线，仍存在磁场，蹄形磁体的磁感线外部始于蹄形磁体的N极，止于蹄形磁体的S极，内部相反。 故选B。 7. 用绝缘细线悬挂一个带正电的小球，小球的质量为2.0×10-3kg，所带电荷量为3.0×10-8C。现沿水平方向施加向右的匀强电场，平衡时细绳与竖直方向的夹角为30°，如图所示。重力加速度g10m/s2。则下说法中正确的是（　　） A. 电场对q的作用力为 B. 细绳内的张力为2.0×10-2N C. 电场强度 D. 小球q不能视为点电荷，因而其所受电场力不能用F=qE计算 【答案】C 【解析】 【详解】AC．对小球受力分析，并合成矢量三角形 则电场力为 电场强度为 故A错误，C正确； B．绳子张力为 故B错误； D．小球可以视为点电荷，可以用 计算电场力，故D 错误。   故选C。 8. 如图所示，A、B、C是正三角形的三个顶点，两根互相平行的通电长直导线垂直纸面固定在A、B两处。当导线中通入的电流大小相等、方向相反时，C点处的磁感应强度大小为。若仅改变B处导线的电流方向，则C点处的磁感应强度（ ） A. 大小为，方向垂直AB连线向下 B. 大小为，方向垂直AB连线向上 C. 大小为，方向平行AB连线指向B D. 大小为，方向平行AB连线指向A 【答案】C 【解析】 【详解】根据安培定则，设A、B导线电流在C点产生的磁感应强度为B2，方向如图所示 C点到AB两点的距离相等，A、B两处，导线中通入的电流大小相等、方向相反。可知，两导线在C点产生的磁场的磁感应强度B大小相等，根据安培定则可知，两者夹角为，根据平行四边形定则，C点的合磁场大小为 若仅改变B处导线的电流方向，则B处导线在C点的磁场等大反向，则此时两导线在C点产生的磁场的磁感应强度B大小相等，根据安培定则可知，两者夹角为，根据平行四边形定则，此时C点的合磁场大小为 方向平行AB连线指向B。 故选C。 9. 如图所示，开关S先接通再断开后将b板向右移，关于两板间的电场强度E及P点的电势φ的变化，以下说法正确的是（　　） A. E不变、φ升高 B. E变小、φ升高 C. E不变、φ降低 D. E不变、φ不变 【答案】C 【解析】 【详解】开关S先接通再断开后，电容器的带电量不变。由、C及E可得 E 将b板向右移，两极板间距离增大，由于Q、S不变，所以电场强度E不变。由U＝Ed知，P点与b板间的电势差绝对值变大，因为b板接地，所以b板电势不变，始终为0，又因P点的电势比b板的电势低，可知φ降低。 故选C。 10. 如图所示，直线MN上方存在范围足够大的磁感应强度为B的匀强磁场，一质子（质量为m、电荷量为q）以速度v从O点沿与MN成30°角的方向射入磁场中，若不计质子重力，则（ ） A. 质子从磁场中射出时距O点的距离为 B. 质子从磁场中射出时距O点的距离为 C. 质子在磁场中运动的时间为 D. 质子在磁场中运动的时间为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，根据洛伦兹力提供向心力有 解得 粒子带正电，由左手定则可知洛伦兹力指向左上方，圆心位于点左上方，且。圆心到直线MN的距离为，设粒子射出点为，则弦长为 解得，故AB错误； CD．粒子沿逆时针方向运动，从点到射出点经过的是优弧，对应的圆心角为。粒子做圆周运动的角速度为，运动时间为 解得，故C错误,D正确。 故选D。 11. 如图所示，半径为R的圆形匀强磁场区域，磁感应强度为B，带电粒子以速率v从A点沿半径方向射入磁场，从B点射出磁场，速度的偏转角为60°，不计重力，则该粒子的比荷为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设粒子做匀速圆周运动的半径为r，根据几何关系 所以 r=R 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿运动定律得 解得 故选A。 12. 如图，两极板P、Q之间的距离为，极板间所加电压为，两极板间有一方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质子以速度从左侧两板边缘连线的中点沿两板中心线进入板间区域，恰好沿直线运动，不计质子重力。下列说法正确的是（ ） A. P极板接电源的负极 B. 磁感应强度大小为 C. 若仅将质子的速度变为，则质子在该区域运动过程中电势能减小 D. 若一电子（不计重力）以速度从左侧两板边缘连线的中点沿虚线进入板间，也将沿直线运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．质子向右做直线运动，受到向上的洛伦兹力，则受到向下的电场力，可知P极板接电源的正极，故A错误； B．质子受向上的洛伦兹力和向下的电场力平衡，则 解得磁感应强度大小为，故B错误； C．若仅将质子的速度变为，则质子受向上的洛伦兹力变大，质子的运动轨迹向上偏转，电场力做负功，则在该区域运动过程中电势能增大，故C错误； D．若一电子（不计重力）以速度从左侧两板边缘连线的中点沿虚线进入板间，电子受向上的电场力和向下的洛伦兹力，且满足，可知电子也将沿直线运动，故D正确。 故选D。 13. 关于电场强度，以下认识中正确的是（　　） A. 若在电场中的P点不放试探电荷，则P点的电场强度为0 B. 成点电荷的电场强度公式表明，点电荷周围某点电场强度的大小，与该点到场源电荷距离r的二次方反比 C. 电场强度公式表明，电场强度的大小与试探电荷的电荷量q成反比 D. 匀强电场中电场强度处处相同，所以任何电荷在其中受力都相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关，故A错误； B．成点电荷的电场强度公式表明点电荷周围某点电场强度的大小与点电荷的电荷量成正比，与该点到场源电荷距离r的二次方反比，故B正确； C．场强公式，只是为研究电场的方便，采用比值法下的定义，电场强度的大小与试探电荷的电荷量q以及试探电荷所受的电场力大小均无关。故C错误； D．匀强电场中电场强度处处相同，但对于不同的电荷，所带电荷量不同时根据可知所受的电场力也不同。故D错误。 故选B。 14. 如图，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场．一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限．粒子在磁场中运动的时间为 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】运动轨迹如图: 即运动由两部分组成,第一部分是个周期,第二部分是个周期, 粒子在第二象限运动转过的角度为90°，则运动的时间为；粒子在第一象限转过的角度为60°，则运动的时间为；则粒子在磁场中运动的时间为：，故B正确，ACD错误．. 15. 如图所示，场强为E的匀强电场方向竖直向下，磁感应强度为B的匀强磁场垂直电场向外，带电量为q的小球（视为质点）获得某一垂直磁场水平向右的初速度，正好做匀速圆周运动，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 小球必须带正电 B. 小球做匀速圆周运动的周期为 C. 小球的质量为 D. 若仅把电场的方向改成竖直向上，小球正好做匀速直线运动，则其速度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球做匀速圆周运动，则受到的向下的重力与电场力平衡，可知电场力向上，则小球必须带负电，A错误； BC．根据，以及 小球做匀速圆周运动的周期为 小球的质量为，B正确，C错误； D．若仅把电场的方向改成竖直向上，小球正好做匀速直线运动，则 解得速度为，D错误。 故选B。 二、多项选择题（全部选对的得3分，选不全的得1.5分，有选错的或不答的得0分。） 16. 关于磁感线，下列说法正确的是（ ） A. 磁感线上各点的切线方向就是各点的磁场的方向 B. 磁场中任意两条磁感线均不相交 C. 铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线 D. 磁感线总是从磁体的N极指向S极 【答案】AB 【解析】 【详解】A．磁感线上各点的切线方向就是各点的磁场的方向，故A正确； B．磁场中任意两条磁感线均不相交，如果相交该处磁场方向就有两个，故B正确； C．铁屑在磁场中的分布曲线反映磁感线，但不是磁感线，磁感线并不存在，故C错误； D．磁感线在磁铁外部是从磁体的N极指向S极，内部由S极指向N极，故D错误。 故选AB。 17. 物理学中常用两个物理量的比值定义一个新的物理量，如速度是用位移与时间的比值来定义的。下面四个物理量的表达式属于比值定义式的是（ ） A. 磁感应强度 B. 电势 C. 场强 D. 电容 【答案】ABD 【解析】 【详解】比值定义法是物理概念中常用的一种定义新物理量的方法，即用两个已知物理量的比值表示一个新的物理量，这个新的物理量反映物质的本质属性，与参与定义的物理量无关。 A．磁感应强度采用了比值定义法，B由磁场本身决定，与定义量无关，故A正确； B．电势与试探电荷的电荷量没有决定关系，可知属于比值定义式，故B正确； C．电场强度由电场本身的性质决定，为场强的比值定义式，不是比值定义式，故C错误； D．电容由电容器自身决定，与电势差、极板所带电荷量没有决定关系，可知属于比值定义式，故D正确。 故选ABD。 18. 如图所示，虚线框MNPQ内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。a、b、c是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从PQ边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹。若不计粒子所受重力，则（　　） A. 粒子a带正电，粒子b、c带负电 B. 粒子c在磁场中的速度最大 C. 粒子c在磁场中的加速度最大 D. 粒子c在磁场中运动的时间最长 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知，粒子a带正电，粒子b、c带负电，故A正确； BC．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有 得， 粒子c的轨迹半径最小，速度最小，所以粒子c的加速度最小，故BC错误； D．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有 且 解得 三个带电粒子的质量和电荷量都相等，故三个粒子在同一磁场中运动的周期相等，粒子c的轨迹对应的圆心角最大，所以粒子c在磁场中运动的时间最长，故D正确。 故选AD。 19. 如图，实线是一簇电场线。一带电粒子仅在电场力作用下通过该电场，图中虚线为该带电粒子的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。由此可以判断（ ） A. 粒子在a点时的动能大于b点时动能 B. 粒子在a点电势能大于b点电势能 C. 粒子带正电 D. a点场强小于b点场强 【答案】AC 【解析】 【详解】C．做曲线运动的物体受力方向指向轨迹的内侧，所以粒子受电场力方向与电场线方向相同，所以粒子带正电，故C正确； AB．根据粒子的运动轨迹和粒子的受力方向可知，粒子从a到b过程中，电场力做负功，粒子的动能减小，电势能增加，所以粒子经过a点时的动能大于经过b点时的动能，粒子在a点电势能小于b点电势能，故A正确，B错误； D．电场线的疏密程度表示场强的大小，由此可知a点的场强大于b点的场强，故D错误。 故选AC。 20. 如图所示，闭合开关S，电路稳定时平行板电容器中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，下列判断正确的是（ ） A. 当滑动变阻器R2的滑片向下端移动时，电压表示数增大 B. 当滑动变阻器R2的滑片向下端移动时，电流表示数增大 C. 当滑动变阻器R2的滑片向下端移动时，质点P将向下运动 D. 断开开关S后，质点P仍然静止 【答案】BC 【解析】 【详解】ABC．当滑动变阻器R2的滑片向下端移动时，R2的阻值减小，总电阻减小，总电流变大，R1和内阻r上的电压变大，则电容器和R3两端电压减小，即电压表示数减小，R3电流减小，则电流表A示数变大；电容器两极板间场强变小，则质点P受向上的电场力变小，则质点P将向下运动，A错误，BC正确； D．断开开关S后，电容器将放电，最终带电量为零，两极板间场强变为零，则质点P将向下极板运动，D错误。 故选BC。 21. 某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为U1；B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，两板间距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为B2。今有一质量为m、电荷量为e的带电粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。则下列说法正确的是（ ） A. 粒子带正电 B. 粒子的速度v为 C. 速度选择器两板间电压U2为 D. 粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由图可知电粒子进入偏转分离器时受到的洛伦兹力向右，根据左手定则可知，粒子带正电，故A正确； B．粒子经过加速电场过程，根据动能定理可得 解得粒子进入速度选择器的速度为 故B错误； C．粒子在速度选择器运动过程，根据受力平衡可得 解得速度选择器两板间电压为 故C正确； D．粒子在分离器中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力可得 解得 故D错误。 故选AC。 第Ⅱ卷（非选择题 共52分） 三、填空题（每空2分，共16分） 22. 新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，某校学生实验小组通过网络查找了某种知名的电池铭牌，电池采用的是“刀片电池”技术。现将一块电芯拆解出来，测得长为960mm，宽为90mm，用游标卡尺准确测量其厚度，结果如图甲所示，然后测量其电动势E和内阻r。所提供的器材有： A.电压表（量程3V） B.电流表（量程0.6A） C.电流表（量程3A） D.滑动变阻器（阻值范围，额定电流2A） E.保护电阻 某同学采用了图乙所示的电路图，在进行了正确操作后，得到了图丙所示的U-I图像。 （1）一块刀片电芯厚度为__________mm。 （2）实验中，电流表应选__________；（填器材前的字母代号） （3）根据图丙所示，则该电池的电动势__________V，内阻__________；（结果保留到小数点后一位）。 【答案】（1）13.50 （2）B （3） ①. 3.8 ②. 0.7 【解析】 【小问1详解】 一块刀片电芯厚度为 【小问2详解】 最大电流不超过0.6A，电流表选B。 【小问3详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律可得 所以图像纵轴的截距表示电源的电动势为E=3.8V，图像的斜率的绝对值表示电源的等效内阻，有 所以电源的内阻为 23. 在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5V，2.5W”的小灯泡、导线和开关外，还有： A．直流电源（电动势约为5V，内阻可不计） B．直流电流表（量程，内阻约为0.1Ω） C．直流电流表（量程，内阻约为5Ω） D．直流电压表（量程，内阻约为15kΩ） E．直流电压表（量程，内阻约为10kΩ） F．滑动变阻器（最大阻值10Ω，允许通过的最大电流为2A） G．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，允许通过的最大电流为0.5A）实验要求小灯泡两端的电压从零开始变 化并能测多组数据。 （1）实验中电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________（均用序号字母表示）。 （2）某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图1所示。现把实验中使用的小灯泡接到如图2所示的电路中，其中电源电动势，内阻，定值电阻，此时灯泡的实际功率为________W．（结果保留两位有效数字） 【答案】（1） ①. C ②. E ③. F （2）0.34 【解析】 【小问1详解】 [1]灯泡的额定电流为 故电流表应选择C； [2]灯泡的额定电压为5V，因此电压表选择大于等于5V的即可，故选E； [3]因本实验采用分压接法，滑动变阻器应选小电阻，故滑动变阻器选择F。 【小问2详解】 将定值电阻等效成电源内阻，则闭合回路的欧姆定律为 作出等效电源的伏安特性曲线如图所示 与灯泡的伏安特性曲线的交点为灯泡的工作点，由图可知，此时灯泡的电压为1.2V，电流为0.28A，则灯泡的功率 四、计算题（共3道题，共36分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 24. 如图所示，电阻可忽略不计，相距为的两平行金属导轨，固定在倾角的斜面上，导轨上端接有电动势、内阻的直流电源。空间分布着磁感应强度大小、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。现把一个质量的导体棒垂直放在金属导轨上，导体棒恰好保持静止。已知导体棒接入电路的电阻，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度。 （1）求导体棒受到的安培力的大小和方向； （2）求导体棒与金属导轨间的动摩擦因数。 【答案】（1），方向：沿斜面向上 （2） 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电路欧姆定律 导体棒中电流方向由b向a，导体棒所受的安培力为 方向沿斜面向上。 【小问2详解】 由于 故导体棒所受摩擦力沿斜面向下，根据受力平衡，得 又 联立求得 25. 如图所示，一束电子的电荷量为e，以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中，穿出磁场时的速度方向与原来电子入射方向的夹角是，求： (1)电子运动的轨迹半径； (2)电子的质量； (3)电子穿过磁场的时间。 【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】 【详解】(1)电子运动轨迹如图所示 由几何知识得 (2)由牛顿第二定律得 解得 (3)电子做圆周运动的周期 电子在磁场中的运动时间 26. 粒子分析仪由加速电场、偏转电场与磁场组成。如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内存在着沿y轴负方向的匀强电场，第二象限内存在着场强大小为E、沿x轴正方向的匀强电场，第四象限内存在着垂直于坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、电量为的粒子从点由静止释放，粒子从y轴上的点射入第一象限，经电场偏转后从x轴上的射入第四象限，经磁场偏转后粒子从x轴上的点返回第一象限，不计粒子的重力，求： （1）粒子通过B点时的速率； （2）第四象限内匀强磁场的磁感应强度大小； （3）粒子从A点运动到D点的时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）在加速电场中，根据动能定理有 解得 （2）粒子进入第一象限做类平抛运动，设运动的时间为，则有 ， 解得 ， 粒子在C点的速度 令粒子在C点速度方向与水平方向夹角为，则有 可知，粒子运动到C点时速度方向与x轴正方向成角斜向下，设粒子在磁场中运动的半径为R，由几何关系可知 粒子做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有 解得 （3）设粒子从A点运动到B点的时间为，则有 解得 设粒子在磁场中运动的时间为，则有 粒子从A点运动到D点的总时间 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $