精品解析：福建省莆田市莆田哲理中学2024-2025学年高二上学期期中考物理试卷

2024-2025学年莆田哲理中学高二上学期期中考 物理学科试卷 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息。 2．请将答案正确填写在答题卡上。考试结束后，只提交答题卡，写在试卷上的答案一律无效。 3．本试卷满分为100分，考试时间为75分钟。 一、单项选择题：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，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列对静电场中相关概念和公式的理解，正确的是（ ） A. 摩擦起电的过程中产生了电荷 B. 电场强度公式表明，在点电荷形成的电场中，若r减半，则电场强度变为原来的4倍 C. 电场强度公式表明，若q减半，则该处的电场强度变为原来的2倍 D. A电荷的电势能为EpA=3J，B电荷的电势能EpB=-4J，则EpA<EpB 2. 如图为“研究影响平行板电容器电容大小的因素”实验装置图，电容器充电后与电源断开。若仅增加电容器两极板间距离，下列说法正确的是（ ） A. 电容器电容减小 B. 电容器极板上电荷量增大 C. 静电计指针张角变小 D. 电容器极板间电场强度增大 3. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。来自质子源的质子经加速后，形成细柱形的质子流。已知经过加速后的质子运动的速率为v，细柱形的质子流横截面积为S，质子流内单位长度的质子数为n，质子电荷量为e，那么这束质子流的等效电流 I 大小为（　　） A. neSv B. nev C. neS D. eSv 4. 如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，V、A、、四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用U、I、、表示，下列判断正确的是（ ） A. I减小，减小 B. I增大，增大 C. 电压表的示数变化比电压表V的示数变化大 D. 电压表V的示数的变化量与电流表A示数的变化量之比的绝对值变大 二、双项选择题∶本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分 5. 两个电阻、的伏安特性曲线如图所示，由图可知（　　） A. 的电阻 B. 的电阻随电压的增大而增大 C. 当时，的电阻等于的电阻 D. 时，电阻消耗的电功率可用图线与横坐标围成的面积来表示 6. 如图甲所示，真空中有一半径为R、电荷量为＋Q的均匀带电球体，以球心为坐标原点，沿半径方向建立x轴.理论分析表明，x轴上各点的场强随x变化的关系如图乙所示，则( ) A. c点处的场强和a点处的场强大小相等、方向相同 B. 球内部的电场为匀强电场 C. a、c两点处的电势相等 D. 假设将一个带正电的试探电荷沿x轴移动，则从a点处移动到c点处的过程中，电场力一直做正功 7. 如图甲所示，一通电导体棒用两根绝缘轻质细线悬挂在天花板上并静止在水平位置。当导体棒所在空间加上匀强磁场，再次静止时细线与竖直方向成θ角，如图乙所示（图甲中从左向右看）。已知导体棒长度为L、质量为m、电流为I，重力加速度大小为g。关于乙图，下列说法正确的是（ ） A. 磁场方向为竖直向下 B. 磁感应强度的最小值为 C. 此时每根细线的拉力大小为 D. 若磁场方向可调整，则当磁场方向平行细线向上时磁感应强度最小 8. 如图所示，长为，倾角为的光滑绝缘细杆垂直穿过半径为、带电量为的固定大圆环圆心，细杆上、、三点等分细杆长度。现从细杆的顶端无初速度地释放一个质量为，带电量为的套在细杆上的可视为点电荷的小滑环。已知静电力常量为，重力加速度为，，，大圆环上的电荷均匀分布，小滑环上的电荷不影响电场分布，则下列说法正确的是（　　） A. 大圆环在、两点产生的场强等大反向 B. 大圆环在点产生的场强大小为 C. 小滑环在点的加速度大小为 D. 小滑环在点的速度大小为 三、填空题：本大题共3小题，共9分 9. 如图所示，两个不带电的金属导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。现把带正电的C棒靠近导体A，贴在A、B下部的金属箔片都张开，此时A端________，B端__________（选填“带正电”、“带 负电”或“不带电”）。若此时将A端做接地处理，则贴在A下部的金属箔片处于__________状态。（选填“张开”或“闭合”） 10. 如图所示，在一竖直面内有两根平行的长直导线1和2，通有大小相等、方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，a点在两导线中间，与两导线的距离均为r，b点在导线1上方，与导线1的距离也为r，现测得a点的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面___（选填“向里”或“向外”）；若去掉导线2后，b点的磁感应强度大小为___，方向垂直纸面___（选填“向里”或“向外”）。 11. 如图所示，双量程电压表由表头G和两个电阻串联而成。已知该表头的内阻，满偏电流，使用、两个端点时，量程为；使用、两个端点时，量程为，则=_______Ω，=________Ω。 四、实验题：本大题共2小题，共13分 12. 某同学想要测量一新材料制成的粗细均匀电阻丝的电阻率，设计了如下实验。 （1）用螺旋测微器测量电阻丝的直径，示数如图甲所示，测得其直径D＝___________mm。 （2）用多用电表粗测电阻丝的阻值，对多用电表的使用下列说法不正确的是___________。 A. 测量电路中的某个电阻时，双手不能同时接触电阻的两端 B. 每次改变欧姆挡的倍率后都需重新进行机械调零 C. 用欧姆挡“×10”挡测量时发现指针偏转角度过大，则应该换用“×100”的挡位 D. 测量结束后应把选择开关置于“OFF”挡或交流电压量程最大挡 （3）将选择开关置于“×10”挡，进行欧姆调零后测量，指针静止时位置如图乙所示，此测量值为__________Ω。 （4）也可用如图丙电路测量电阻丝的电阻，闭合开关，调节滑动变阻器测得理想电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，电阻箱阻值为R，电流表A1的内阻为R1，电流表A2的内阻为R2，则电阻丝的电阻Rx＝____________（用题中给的物理量的符号表示）。 13. 在做“用电流表和电压表测电池的电动势E（约1.5V）和内电阻r（约1.0Ω）”的实验时，某同学利用图甲所示的实物间的连线图进行测量，下列器材可供选用： A.电流表：量程0~0.6A，内阻约0.125Ω B.电流表：量程0~6A，内阻约0.025Ω C.电压表V：量程0~3V，内阻约3kΩ D.滑动变阻器R：0~10Ω，额定电流2A E.待测电池、开关、导线 （1）请根据实物间的连线图在图中方框中画出电路图； （2）为了让测量结果尽量准确，电流表应选用___________（填器材前的字母代号）； （3）根据实验数据作出的图像如图乙所示，则该电池的电动势___________V，内阻___________；（结果均保留两位小数） （4）该同学在实验中发现，在保证所有器材安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片时，电压表的示数取不到1.0V以下，出现这一现象的原因可能是___________，改进的方法为___________。 五、解答题（本题共3小题，第14题8分，第15题14分，第16题16分，共39分。解写出必要的文字说明、公式和步骤，只写最后答案的不给分） 14. 随着全球能源危机加剧，电动汽车逐渐成为家庭购车的首选。小明同学晚上坐电动汽车回家时看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。小明同学以儿童电动汽车为模型来研究这个现象。儿童电动汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知电源电动势为，内阻为，电动机线圈电阻为。先闭合车灯接通，电动机未启动时，电流表示数为，再闭合电动机启动后，电流表示数为，电流表为理想电表，车灯的电阻认为不变。求： （1）车灯电阻； （2）电动机启动后，车灯的功率P1； （3）电动机启动后，电动机的输出功率P2。 15. XCT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，可用于对多种病情的探测。某种XCT机原理示意图如图所示。P、Q之间是加速电场，M、N为匀强偏转电场；经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到水平圆形靶台上的中心点C，产生X射线（如图中带箭头的虚线所示）。已知电子的质量为m，电荷量为e，P、Q两端的电压为U0，偏转电场区域水平宽度为L，竖直高度足够长，偏转电场的电场强度，PQ中电子束距离靶台竖直高度为h。忽略电子的重力影响，不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度，不计空气阻力。求： （1）电子刚进入偏转电场时的速度大小v0； （2）电子束射出偏转电场时速度方向与水平方向的夹角； （3）C点到偏转电场N点的水平距离xC。 16. 如图所示，真空区域有宽度为，磁感应强度为的矩形匀强磁场，方向垂直于纸面向里。、是磁场的边界，质量为、电荷量为的带正电粒子（不计重力）沿着与夹角为的方向垂直射入磁场中，刚好垂直于边界射出，并沿半径方向垂直进入圆形磁场，磁场半径为，方向垂直纸面向外，离开圆形磁场时速度方向与水平方向夹角为。求： （1）粒子射入磁场的速度大小； （2）圆形磁场的磁感应强度。 （3）带电粒子穿过两个磁场所用总时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年莆田哲理中学高二上学期期中考 物理学科试卷 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息。 2．请将答案正确填写在答题卡上。考试结束后，只提交答题卡，写在试卷上的答案一律无效。 3．本试卷满分为100分，考试时间为75分钟。 一、单项选择题：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，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列对静电场中相关概念和公式的理解，正确的是（ ） A. 摩擦起电的过程中产生了电荷 B. 电场强度公式表明，在点电荷形成的电场中，若r减半，则电场强度变为原来的4倍 C. 电场强度公式表明，若q减半，则该处的电场强度变为原来的2倍 D. A电荷的电势能为EpA=3J，B电荷的电势能EpB=-4J，则EpA<EpB 【答案】B 【解析】 【详解】A．摩擦起电的本质是电荷在不同物体间的转移，电荷总量守恒，并未产生新的电荷，故A错误； B．是点电荷电场强度的决定式，在场源电荷可视为点电荷的适用范围内，电场强度与成反比，减半时，电场强度变为原来的4倍，故B正确； C．是电场强度的定义式，电场强度由电场本身的性质决定，与试探电荷的大小、是否存在无关，减半时该处电场强度不变，故C错误； D．电势能是标量，正负号表示大小，，则，故D错误。 故选B。 2. 如图为“研究影响平行板电容器电容大小的因素”实验装置图，电容器充电后与电源断开。若仅增加电容器两极板间距离，下列说法正确的是（ ） A. 电容器电容减小 B. 电容器极板上电荷量增大 C. 静电计指针张角变小 D. 电容器极板间电场强度增大 【答案】A 【解析】 【详解】A．由平行板电容器电容公式可知，增大两极板间距离时，电容减小，故A正确； B．电容器充电后与电源断开，极板上电荷量保持不变，故B错误； C．由，不变、减小，可知两极板间电压增大，静电计指针张角反映电压大小，故张角变大，故C错误； D．由 可知，与无关，故电场强度不变，故D错误。 故选A。 3. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。来自质子源的质子经加速后，形成细柱形的质子流。已知经过加速后的质子运动的速率为v，细柱形的质子流横截面积为S，质子流内单位长度的质子数为n，质子电荷量为e，那么这束质子流的等效电流 I 大小为（　　） A. neSv B. nev C. neS D. eSv 【答案】B 【解析】 【详解】设经过时间，由电流的定义式可得，等效电流为 故选B。 4. 如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，V、A、、四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用U、I、、表示，下列判断正确的是（ ） A. I减小，减小 B. I增大，增大 C. 电压表的示数变化比电压表V的示数变化大 D. 电压表V的示数的变化量与电流表A示数的变化量之比的绝对值变大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R2变小，电路总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流I增大，路端电压U减小；由于通过R1的电流增大，则R1的两端电压增大，即增大；根据，可知减小，故AB错误； C．根据，由于电压表V的示数U减小，电压表的示数增大，电压表的示数减小，可知电压表的示数变化比电压表V的示数变化大，故C正确； D．根据闭合电路欧姆定律可得 可得 可知电压表V的示数的变化量与电流表A示数的变化量之比的绝对值不变，故D错误。 故选C。 二、双项选择题∶本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分 5. 两个电阻、的伏安特性曲线如图所示，由图可知（　　） A. 的电阻 B. 的电阻随电压的增大而增大 C. 当时，的电阻等于的电阻 D. 时，电阻消耗的电功率可用图线与横坐标围成的面积来表示 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由可知，的图线斜率，由图线坐标 联立解得，故A错误； B．由A项可知，因此图线上斜率越大，表示该点的电阻值越小；由图线可知，随电压增大，图线斜率变小，因此电阻值增大，故B正确； C．由题图，当时，两图线相交，由可知，，故C正确； D．图像中，电功率对应的是该点与坐标轴所围矩形的面积，而非图线下方区域的面积，故D错误。 故选BC。 6. 如图甲所示，真空中有一半径为R、电荷量为＋Q的均匀带电球体，以球心为坐标原点，沿半径方向建立x轴.理论分析表明，x轴上各点的场强随x变化的关系如图乙所示，则( ) A. c点处的场强和a点处的场强大小相等、方向相同 B. 球内部的电场为匀强电场 C. a、c两点处的电势相等 D. 假设将一个带正电的试探电荷沿x轴移动，则从a点处移动到c点处的过程中，电场力一直做正功 【答案】AD 【解析】 【分析】由题中“真空中有一半径为R、电荷量为＋Q的均匀带电球体”可知，本题考查点电荷电场强度、电势和电场力做功情况，根据点电荷电场分布规律可分析本题． 【详解】A．由乙图可得，a、c处场强大小是相等的，方向相同，故A正确； B．由乙图可知，球内部的电场是非匀强电场，故B错误； CD．因为电场线方向是从a到c，沿着电场线的方向电势降低，故C错误；正电荷受到的电场力方向是从a到c，电场力一直做正功，故D正确． 7. 如图甲所示，一通电导体棒用两根绝缘轻质细线悬挂在天花板上并静止在水平位置。当导体棒所在空间加上匀强磁场，再次静止时细线与竖直方向成θ角，如图乙所示（图甲中从左向右看）。已知导体棒长度为L、质量为m、电流为I，重力加速度大小为g。关于乙图，下列说法正确的是（ ） A. 磁场方向为竖直向下 B. 磁感应强度的最小值为 C. 此时每根细线的拉力大小为 D. 若磁场方向可调整，则当磁场方向平行细线向上时磁感应强度最小 【答案】BD 【解析】 【详解】AC．对导体棒受力分析可知，导体棒受重力、绳子的拉力、安培力而平衡，绳子拉力和安培力的合力与重力大小相等方向相反，受力分析如图所示 由图可知随着磁场方向改变，安培力的方向可以不断变化，每根细线的拉力大小也会不断变化。只有当安培力的方向与绳子的方向垂直时，每根细线的拉力大小才等于。 如果磁场方向竖直向下，则安培力水平向左，导体棒不能在该位置平衡，故AC错误。 BD．根据平行四边形定则可知，当安培力的方向与绳子的方向垂直时，安培力有最小值，此时对应的磁感应强度有最小值，则由左手定则可知，当安培力有最小值时磁场的方向平行于细线斜向左上方，此时安培力的大小 根据安培力公式 解得磁感应强度的最小值为，故BD正确； 故选BD。 8. 如图所示，长为，倾角为的光滑绝缘细杆垂直穿过半径为、带电量为的固定大圆环圆心，细杆上、、三点等分细杆长度。现从细杆的顶端无初速度地释放一个质量为，带电量为的套在细杆上的可视为点电荷的小滑环。已知静电力常量为，重力加速度为，，，大圆环上的电荷均匀分布，小滑环上的电荷不影响电场分布，则下列说法正确的是（　　） A. 大圆环在、两点产生的场强等大反向 B. 大圆环在点产生的场强大小为 C. 小滑环在点的加速度大小为 D. 小滑环在点的速度大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．设细杆为轴，原点在，正方向沿杆向下。点坐标，点坐标 大圆环上电荷均匀分布，取任一点，设其电荷量为，则，其与、两点距离均为 如上图所示，在点产生的场强大小，沿杆分量，垂直杆分量 同理，圆环上的对称点，在点产生的场强在沿杆方向与相同，垂直杆方向与等大反向，合场强为0 因此整个圆环在点产生的合场强为圆环上各点沿杆方向的合场强，由 解得 同理可得，大圆环在点产生的场强大小也为，方向与点相反，故A正确，B错误； C．小滑环在点受重力沿杆分力和电场力，二者方向均沿杆正方向，其中电场力大小 因此合力大小，由牛顿第二定律 解得，故C错误； D．由上述分析易知，均匀带负电圆环在其轴线上产生的电场强度沿轴线方向，方向指向点，且关于点对称分布。 点坐标，点坐标，两点关于点对称，因此库仑力做功 故整个过程只有重力做功，有 解得，故D正确。 故选AD。 三、填空题：本大题共3小题，共9分 9. 如图所示，两个不带电的金属导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。现把带正电的C棒靠近导体A，贴在A、B下部的金属箔片都张开，此时A端________，B端__________（选填“带正电”、“带 负电”或“不带电”）。若此时将A端做接地处理，则贴在A下部的金属箔片处于__________状态。（选填“张开”或“闭合”） 【答案】 ①. 带负电 ②. 带正电 ③. 张开 【解析】 【详解】[1][2]现把带正电的C棒靠近导体A，导体A、B中的电子在C棒正电荷的库仑引力作用下向A移动，则此时A端带负电，B端带正电； [3]若此时将A端做接地处理，则大地中的电子将流向导体，最终原本带正电的B端的正电荷会被来自大地的电子中和，B端不再带电，但A端依然会被C的正电荷感应出负电荷，A下部的金属箔片带有负的同种电荷，因此仍处于张开状态。 10. 如图所示，在一竖直面内有两根平行的长直导线1和2，通有大小相等、方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，a点在两导线中间，与两导线的距离均为r，b点在导线1上方，与导线1的距离也为r，现测得a点的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面___（选填“向里”或“向外”）；若去掉导线2后，b点的磁感应强度大小为___，方向垂直纸面___（选填“向里”或“向外”）。 【答案】 ①. 向里 ②. 0.5B ③. 向外 【解析】 【详解】[1]根据右手螺旋定则可知两导线在a点形成磁场方向相同，故磁感应强度方向纸面向里。 [2][3]由于两导线电流大小相等，a点与两导线的距离也相等，故单根导线在a点形成磁感应强度大小为0.5B，故撤掉导线2后，b点磁感应强度大小为0.5B，根据安培定则可知b点磁场方向垂直纸面向外。 11. 如图所示，双量程电压表由表头G和两个电阻串联而成。已知该表头的内阻，满偏电流，使用、两个端点时，量程为；使用、两个端点时，量程为，则=_______Ω，=________Ω。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]根据电压表改装原理，表头与分压电阻串联，量程为时，使用、两个端点，总电阻 因此 [2]量程为时，使用、两个端点，总电阻 因此 四、实验题：本大题共2小题，共13分 12. 某同学想要测量一新材料制成的粗细均匀电阻丝的电阻率，设计了如下实验。 （1）用螺旋测微器测量电阻丝的直径，示数如图甲所示，测得其直径D＝___________mm。 （2）用多用电表粗测电阻丝的阻值，对多用电表的使用下列说法不正确的是___________。 A. 测量电路中的某个电阻时，双手不能同时接触电阻的两端 B. 每次改变欧姆挡的倍率后都需重新进行机械调零 C. 用欧姆挡“×10”挡测量时发现指针偏转角度过大，则应该换用“×100”的挡位 D. 测量结束后应把选择开关置于“OFF”挡或交流电压量程最大挡 （3）将选择开关置于“×10”挡，进行欧姆调零后测量，指针静止时位置如图乙所示，此测量值为__________Ω。 （4）也可用如图丙电路测量电阻丝的电阻，闭合开关，调节滑动变阻器测得理想电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，电阻箱阻值为R，电流表A1的内阻为R1，电流表A2的内阻为R2，则电阻丝的电阻Rx＝____________（用题中给的物理量的符号表示）。 【答案】（1）1.610 （2）BC （3）280 （4） 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器固定刻度读数为1.5mm，可动刻度部分对应读数为 总读数为 【小问2详解】 A ．双手接触电阻两端会并联人体电阻，导致测量值偏小，故A正确； B．改变欧姆挡倍率后只需重新进行欧姆调零，无需重新做机械调零，故B错误； C．×10挡指针偏角过大，说明被测电阻阻值小，应换更小倍率的×1挡，而非×100挡，故C错误； D．测量结束后将选择开关置于OFF挡或交流电压最大挡是规范操作，故D正确。 由于选择错误的，故选BC。 【小问3详解】 选择开关置于×10挡，欧姆表指针指向28刻度，测量值为 【小问4详解】 电路中与“”支路并联，两支路电压相等： 左侧支路总电压为； 流过的电流为干路电流​减去支路电流，即 由并联电压相等得： 整理得 13. 在做“用电流表和电压表测电池的电动势E（约1.5V）和内电阻r（约1.0Ω）”的实验时，某同学利用图甲所示的实物间的连线图进行测量，下列器材可供选用： A.电流表：量程0~0.6A，内阻约0.125Ω B.电流表：量程0~6A，内阻约0.025Ω C.电压表V：量程0~3V，内阻约3kΩ D.滑动变阻器R：0~10Ω，额定电流2A E.待测电池、开关、导线 （1）请根据实物间的连线图在图中方框中画出电路图； （2）为了让测量结果尽量准确，电流表应选用___________（填器材前的字母代号）； （3）根据实验数据作出的图像如图乙所示，则该电池的电动势___________V，内阻___________；（结果均保留两位小数） （4）该同学在实验中发现，在保证所有器材安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片时，电压表的示数取不到1.0V以下，出现这一现象的原因可能是___________，改进的方法为___________。 【答案】（1） （2）A （3） ①. 1.47 ②. 0.73 （4） ①. 电源内阻太小 ②. 可在电源旁边串联一个较小阻值的定值电阻 【解析】 【小问1详解】 根据实物图画出电路图可知 【小问2详解】 由于电路中的电流比较小，故选择小量程的电流表，故电流表选择A。 【小问3详解】 [1][2]根据闭合电路的欧姆定律 可得 由图可知，纵截距为 可得该电池的电动势为 斜率 可得该电池的内阻为 【小问4详解】 [1][2]路端电压，如果电源内阻r太小，则电压表U较大，调节滑动变阻器，电压表的示数取不到1.0V以下，给电源串联一个较小阻值的定值电阻可以使电压表示数取到1.0V以下。 五、解答题（本题共3小题，第14题8分，第15题14分，第16题16分，共39分。解写出必要的文字说明、公式和步骤，只写最后答案的不给分） 14. 随着全球能源危机加剧，电动汽车逐渐成为家庭购车的首选。小明同学晚上坐电动汽车回家时看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。小明同学以儿童电动汽车为模型来研究这个现象。儿童电动汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知电源电动势为，内阻为，电动机线圈电阻为。先闭合车灯接通，电动机未启动时，电流表示数为，再闭合电动机启动后，电流表示数为，电流表为理想电表，车灯的电阻认为不变。求： （1）车灯电阻； （2）电动机启动后，车灯的功率P1； （3）电动机启动后，电动机的输出功率P2。 【答案】（1） （2）6W （3）5W 【解析】 【小问1详解】 车灯接通，电动机未启动时，由全电路欧姆定律 得车灯电阻 【小问2详解】 电动机启动后，路端电压 车灯功率=6W 【小问3详解】 电动机启动后，通过电动机的电流 电动机的功率 电动机线圈消耗的热功率 电动机的输出功率 15. XCT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，可用于对多种病情的探测。某种XCT机原理示意图如图所示。P、Q之间是加速电场，M、N为匀强偏转电场；经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到水平圆形靶台上的中心点C，产生X射线（如图中带箭头的虚线所示）。已知电子的质量为m，电荷量为e，P、Q两端的电压为U0，偏转电场区域水平宽度为L，竖直高度足够长，偏转电场的电场强度，PQ中电子束距离靶台竖直高度为h。忽略电子的重力影响，不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度，不计空气阻力。求： （1）电子刚进入偏转电场时的速度大小v0； （2）电子束射出偏转电场时速度方向与水平方向的夹角； （3）C点到偏转电场N点的水平距离xC。 【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）水平方向上 竖直方向上， 联立解得电子偏转角 即电子束射出偏转电场时速度方向与水平方向的夹角为 （3）电子离开偏转电场时的偏转量 电子离开偏转电场后，做匀速直线运动，由几何关系可知 解得 16. 如图所示，真空区域有宽度为，磁感应强度为的矩形匀强磁场，方向垂直于纸面向里。、是磁场的边界，质量为、电荷量为的带正电粒子（不计重力）沿着与夹角为的方向垂直射入磁场中，刚好垂直于边界射出，并沿半径方向垂直进入圆形磁场，磁场半径为，方向垂直纸面向外，离开圆形磁场时速度方向与水平方向夹角为。求： （1）粒子射入磁场的速度大小； （2）圆形磁场的磁感应强度。 （3）带电粒子穿过两个磁场所用总时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子的轨迹如图所示 粒子在直边界磁场运动时，根据几何关系有 根据洛伦兹力提供向心力有 解得 【小问2详解】 粒子在圆形磁场运动时，根据几何关系可得半径为 根据洛伦兹力提供向心力有 解得 【小问3详解】 粒子在双直线边界运动有 粒子在双直线边界运动用时 同理，粒子在圆形边界运动用时 则运动总时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $