精品解析:黑龙江哈尔滨市第九中学校2026-2027学年高二上学期11月期中物理试题
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内容正文:
哈尔滨市第九中学2026—2027学年度
高二上学期期中考试物理试题
(检测时间:90分钟 满分:100分 共4页)
第Ⅰ卷(共46分)
一、选择题(本题共14小题,共46分。其中1~10题只有一个选项符合要求,每题3分;11~14题有多项符合要求,每题4分,全选对得4分,选不全得2分,有错选或不答的得0分。)
1. 下列关于科学家对电磁学的发展所做出的贡献中,说法正确的是( )
A. 奥斯特通过油滴实验发现了点电荷的相互作用规律并测定了元电荷的数值
B. 密立根发现了电流的磁效应并总结出安培定则
C. 洛伦兹认为安培力是运动电荷所受磁场力的宏观表现,提出了著名的洛伦兹力公式
D. 韦伯提出了分子电流的假说,发现了磁场对运动电荷的作用规律
【答案】C
【解析】
【详解】A.库仑发现了点电荷的相互作用规律;密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值,故A错误;
B.奥斯特发现了电流磁效应,安培总结出安培定则,故B错误;
C.洛伦兹认为安培力是运动电荷所受磁场力的宏观表现,提出了著名的洛伦兹力公式,故C正确;
D.安培提出了分子电流的假说,洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律,故D错误。
故选C。
2. 以下所给的表达式不属于比值定义式的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.电势是电场的固有属性,与试探电荷的电势能、电荷量均无关,属于比值定义式,故A不符合题意;
B.磁感应强度是磁场的固有属性,与通电导线受到的安培力、电流、导线长度均无关,属于比值定义式,故B不符合题意;
C.电阻是导体的固有属性,与导体两端电压、流过导体的电流均无关,属于比值定义式,故C不符合题意;
D.点电荷的电场强度与场源电荷电荷量成正比,与到场源的距离的平方成反比,是电场强度的决定式,不属于比值定义式,故D符合题意。
故选D。
3. 如图所示,半圆形导线abc通以恒定电流,放置在匀强磁场中、已知磁感应强度大小为,导线长为,直径与磁场方向夹角为。该导线受到的安培力大小为( )
A. B. C. BIL D. 2BIL
【答案】A
【解析】
【详解】设半圆形导线abc的半径为,已知导线长为,则有
解得
故直径的长度为
则半圆形导线abc与磁场垂直部分的有效长度为
该导线受到的安培力大小为
故选A。
4. 沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布如图所示,下列说法正确的是( )
A. 地磁场的磁感线可以相交
B. 在地球的外部磁感线由地磁的极指向地磁的极
C. 若地磁场是由于地球带电随地球自转产生的,则地球表面带负电
D. 若一束电子流从赤道正上方竖直射向地球,在地磁场的作用下该束射线会朝北偏移
【答案】C
【解析】
【详解】A.磁感线的基本性质之一是磁感线永不相交,故A错误;
B.对于任何磁体,外部磁感线都是由N极出发,回到S极,故B错误;
C.把地球等效成一个环形电流,根据安培定则分析,要得到这样的地磁场,等效环形电流方向为自东向西。 由于地球自转方向是自西向东,则电流方向和电荷运动方向相反,说明运动的是负电荷,即地球表面带负电,故C正确;
D.赤道位置的地磁场方向为水平向北。电子流竖直射向地球,即电子速度方向竖直向下,而电子带负电,等效电流的方向竖直向上。由左手定则判断,电子束受到向西的洛伦兹力,因此会向西偏移,不是朝北偏移,故D错误。
故选C。
5. 如图所示为三根平行直导线的截面图,若它们的电流大小都相同,方向均垂直纸面向里,且,处导线在点产生的磁感应强度大小为,下列说法正确的是( )
A. 点的磁感应强度大小为
B. 点的磁感应强度方向从指向
C. 处导线受到的安培力为零
D. 处导线受到的安培力方向竖直向上
【答案】D
【解析】
【详解】AB.三根导线中的电流大小相等,且,所以各导线在点产生的磁感应强度大小相等,即
由安培定则可知,如图所示、处导线在点产生的磁场方向相反、大小相等,二者抵消;处导线在点产生的磁场方向从指向。所以点的磁感应强度大小为,方向从指向,故AB错误;
CD.同向平行电流相互吸引,如图所示处导线受到、处导线的安培力分别沿、方向。由于,两力大小相等,根据平行四边形定则可知合力不为零,方向竖直向上,故C错误,D正确。
故选D。
6. 如图所示电路中,电源电动势为,电源内阻为,电动机的内阻为。闭合开关后,电动机转动,电流表示数为,忽略电流表内阻,则此时( )
A. 电动机两端电压为
B. 电动机输入功率为
C. 电动机发热功率为
D. 电动机输出功率为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据闭合电路欧姆定律可得电动机两端的电压为,故A错误;
B.电动机输入功率为,故B错误;
C.电动机的发热功率为,故C错误;
D.电动机输出功率为,故D正确。
故选D。
7. 如图所示为某静电场中轴上各点电势分布图,一个带电粒子在坐标原点由静止释放,仅在电场力作用下沿轴正向运动,则( )
A. 粒子一定带负电
B. 粒子运动到坐标轴上处动能最小
C. 粒子从坐标轴上处运动到处,电势能一直增大
D. 粒子从坐标轴上处运动到处,加速度一直增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图像可知,区间内电场强度方向沿轴负方向,带电粒子在坐标原点由静止释放,仅在电场力作用下沿轴正方向运动,电场力做正功,因此粒子带负电,故A正确;
B.由图像可知,区间内,电场力做正功,以后,电场力做负功,故粒子运动到坐标轴上处时速度最大,动能最大,故B错误;
C.粒子带负电,由电势能与电势的关系可知,电势越高,该粒子的电势能越小,粒子从坐标轴上处运动到处,电势先升高后降低,则电势能先减小后增大,故C错误;
D.图像的斜率大小等于电场强度大小,粒子从坐标轴上处运动到处的斜率先减小后增大,则电场强度先减小后增大,电场力先减小后增大,加速度也先减小后增大,故D错误。
故选A。
8. 在水平光滑桌面上平放一根条形磁铁,在S极(右端)的上方有一根垂直于纸面放置的长直导线A,如图所示。当导线中通有垂直纸面向外的电流时,条形磁铁( )
A. 对桌面的压力减小,同时向左加速运动
B. 对桌面的压力增大,同时向左加速运动
C. 对桌面的压力减小,同时向右加速运动
D. 对桌面的压力增大,同时向右加速运动
【答案】B
【解析】
【详解】在磁铁外部,磁感线从N极指向S极,长直导线在磁铁的右上方,导线所在处磁场斜向右下方,导线电流垂直于纸面向外,由左手定则可知,导线受到的安培力斜向右上方,由牛顿第三定律可知,导线对磁铁的作用力斜向左下方,将该力分解为竖直向下和水平向左,故桌面对磁铁的支持力增大,同时向左加速度运动。
故选B。
9. 如图,空间存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,磁场下边界和荧光屏之间的夹角为。上的P点处有一粒子源沿与垂直的方向以不同的速率持续向磁场发射质量为m、电荷量为的粒子。已知P点到O点的距离为d,荧光屏上被打亮区域的长度为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意,若粒子的速率足够大,粒子无限接近沿直线打到荧光屏的点,如图所示
由几何关系可得
若粒子的速率较小,打到荧光屏上点为临界点,如图所示
设粒子做圆周运动的半径为,由几何关系可得
,
解得
则荧光屏上被打亮区域的长度为
故选A。
10. 如图所示,两个半径相同的半圆形光滑轨道置于竖直平面内,左右两端点等高,分别处于沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中。两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放。、为轨道的最低点。则下列分析错误的是( )
A. 两个小球到达轨道最低点的速度
B. 两个小球第一次经过轨道最低点时对轨道的压力
C. 小球第一次到达点的时间大于小球第一次到达点的时间
D. 磁场中小球能到达轨道另一端最高处,电场中小球不能到达轨道另一端最高处
【答案】C
【解析】
【详解】A.对左图,根据动能定理得
解得
对右图,根据动能定理得
解得
所以vM>vN,故A正确;
B.左图小球在最低点时
右图小球在最低点时
可得,B正确;
C.左图在运动的过程中,只有重力做功,右图在运动的过程中,除重力做功外,还有电场力做负功,起阻碍作用,所以小球第一次到达M点的时间小于小球第一次到达N点的时间,故C错误;
D.因洛伦兹力不做功,若在磁场中小球能运动到另一端的最高处,则根据动能定理知,在电场中,电场力始终做负功,小球不能到达最高点。故D正确。
此题选择不正确的,故选C。
11. 如图所示,两只小量程电流表分别与定值电阻串联或并联,下列说法正确的是( )
A. 甲图是改装成电压表的电路 B. 乙图是改装成电压表的电路
C. 越大,甲表的量程越小 D. 越小,乙表的量程越大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.图甲中,小量程电流表与电阻串联,根据串联分压可知甲图是改装成电压表的电路,故A正确;
B.图乙中,小量程电流表与电阻并联,根据并联分流可知乙图是改装成电流表的电路,故B错误;
C.设表头的满偏电流为,内阻为,利用串联分压的原理有
可知越大,甲表的量程越大,故C错误;
D.利用并联分流的原理有
可知越小,乙表的量程越大,故D正确。
故选AD。
12. 如图所示,矩形虚线框内有一匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。、、是三个质量和电荷量大小都相等的带电粒子,它们从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。粒子重力不计。下列说法中正确的是( )
A. 粒子带正电
B. 粒子的动能最大
C. 粒子在磁场中运动的时间最长
D. 粒子在磁场中运动时的向心力最大
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.分析粒子a的轨迹,由左手定则可知粒子a带正电,故A正确;
BD.粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力:
解得轨迹半径
由于三粒子的比荷()相同,且所处磁场B相同,则速度v与半径R成正比。由图可知
则速度
根据动能公式
可知粒子b的动能最大;根据向心力公式F=qvB
可知粒子b受到的向心力最大,故B错误,D正确;
C.粒子在磁场中运动的周期均相同。运动时间(为圆心角)
由图可知,粒子c运动轨迹对应的圆心角最大,故粒子c在磁场中运动的时间最长,故C正确。
故选ACD。
13. 下列关于磁场的相关描述及判定,正确的是( )
A. 图甲中小磁针静止时的位置如图中所示,则电源右侧为正极
B. 图乙中导线通电后,其正下方小磁针的极向纸面内转动
C. 图丙是磁电式电流表,其物理学原理是基于通电线圈在磁场中受到安培力作用而使线圈发生转动
D. 图丁中通有反向电流的两导线之间存在引力,两引力是一对平衡力
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.图甲中小磁针静止时极指向向左,则螺线管内的磁场方向向左,根据安培定则可知从左向右看螺线管中有逆时针方向的电流,因而电源右侧为正极,故A正确;
B.图乙中导线通电后,根据安培定则可知其下方的磁场方向垂直纸面向里,则其正下方小磁针的N极向纸面内转动,故B正确;
C.磁电式电流表中的通电线圈在磁场中受到安培力作用而使线圈发生转动,故C正确;
D.图丁中通有方向相反电流的两导线之间存在斥力,两斥力是一对相互作用力,故D错误。
故选ABC。
14. 半径为R的一圆柱形匀强磁场区域的横截面如图所示,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,磁场外有一粒子源,能沿一直线发射速度大小在一定范围内的同种带电粒子。带电粒子质量为m,电荷量为q(q>0)。现粒子沿正对cO中点且垂直于cO方向射入磁场区域,发现带电粒子仅能从bd之间的圆弧飞出磁场,不计粒子重力,其中sin 15°=,则( )
A. 从b点飞出的带电粒子的运动时间最长
B. 从d点飞出的带电粒子的运动时间最长
C. 粒子源发射粒子的最大速度为(1+)
D. 在磁场中运动的时间为的粒子,其速度为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由洛伦兹力提供向心力有
解得
运动的周期为
设轨迹所对圆心角为,则粒子的运动时间为
根据题意,画出粒子的运动轨迹,如图所示
运动轨迹所对圆心角越大,运动时间越长,由图可知,从点出磁场的粒子轨迹对应圆心角最大,则从点飞出的带电粒子的运动时间最长,故A错误,B正确;
C.因为从点出磁场的粒子轨迹半径最大,即从点出磁场的粒子速度最大,如图
当粒子从点飞出时,设其轨道半径为,对应的圆心为
由几何关系可知,
由正弦定理有
由数学知识解得
又有
解得
故C错误;
D.在磁场中运动的时间为的粒子,则粒子轨迹对应圆心角为,若要使粒子在磁场中运动的时间为四分之一周期,设其半径为,轨迹圆心为,如图所示
设,由几何关系有
可得
解得,即
则有
粒子的速度为
故D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
二、实验题(本题共2小题,共14分)
15. 在练习使用多用电表的实验中:
(1)如图甲所示,多用电表测量电阻时,要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动,使指针对准电流的0刻线;
②将旋转到电阻挡“”的位置;
③将红黑表笔短接,旋动;使指针对准电阻的0刻线;
④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的待测量结果,将K旋转到电阻挡___________(填“”或“”)的位置,再将两表笔短接,旋动___________(填“”或“”),对电表进行校准。
(2)如乙图所示为多用电表的表盘
测电阻时,若用“×100”挡,这时指针所示被测电阻的阻值应为___________Ω;
测直流电流时,若用的量程,指针所示电流值为___________(保留两位有效数字);
测直流电压时,若用量程,则指针所示的电压值为___________(保留小数点后一位)。
(3)图丙所示的发光二极管是电子线路中常用的元件,一般作为指示灯使用。当电流正向流经发光二极管时(从正极流入)可以发光。现利用“×1 k”电阻挡测量其电阻,若想让二极管可以发光,则应该用___________连接二极管的正极(填“红表笔”或“黑表笔”)。
【答案】(1) ①. ②. T
(2) ①. 1600 ②. 48 ③. 24.0
(3)黑表笔
【解析】
【小问1详解】
[1]由题可知,选用“×100”挡时发现指针偏角过小,说明电阻较大,应更换大倍率的挡位,即将K旋转到电阻挡“”的位置;
[2]欧姆调零时需要旋动T,使指针对准电阻的“0刻线”;
【小问2详解】
[1]用“×100”挡,如图所示电阻值为
[2]用100mA的量程,如图所示位置电流的大小为48mA;
[3]用50V的量程,如图所示位置电压的大小为24.0V;
【小问3详解】
结合题意,根据欧姆表“红进黑出”的原理可知,二极管发光,黑表笔接正极。
16. 小明同学要测量一个电源的电动势(1.5V左右)和内阻,找到如下器材:
A、待测电源
B、电流表:量程0~0.6A,内阻约0.5Ω
C、电流表:量程0~3A,内阻约0.1Ω
D、电压表:量程0~3V,内阻约3000Ω
E、电压表:量程0~15V,内阻约5000Ω
F、定值电阻
G、滑动变阻器R:0~20Ω
H、开关,导线若干
(1)因电源内阻较小,以下给出的甲、乙两种测量电路中,较合理的是___________(填“甲”或“乙”)。
(2)为尽可能准确地测量电池的电动势和内阻,请选择适当的器材:电流表___________(填“B”或“C”);电压表___________(填“D”或“E”)。
(3)调节滑动变阻器阻值,测得多组电表读数,作出如图所示的图像,则待测电源电动势___________,内阻___________。(结果均保留小数点后两位);该实验测出的电动势_____________________真实值(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1)乙 (2) ①. B ②. D
(3) ①. 1.40 ②. 1.00 ③. 小于
【解析】
【小问1详解】
由于待测电源内阻较小,为了减小实验误差,使电压表示数变化更明显,应将定值电阻与电源串联,等效为一个内阻较大的新电源,故选乙图。
【小问2详解】
[1]根据U-I图像可知,最大电流在左右,故电流表应选量程为的B。
[2]电源电动势约为,为了减小读数误差,电压表应选量程为的D。
【小问3详解】
[1][2]由闭合电路欧姆定律得
即
U-I图像的纵轴截距表示电动势,图线过点(0,1.40),故电动势
图线的斜率的绝对值表示等效内阻
取两点()和(),则斜率为:
故电源内阻
[3]在乙图中,电压表测量路端电压U,电流表测量电流I。由于电压表内阻的分流作用,实际流过电源的干路电流为
根据闭合电路欧姆定律,真实关系为:
整理得:
对比U-I图像的实验拟合方程,可知:
由于,故,因此,该实验测出的电动势小于真实值。
三、计算题(本题共3小题,共40分,请将答案写在答题卡相应位置,要求有必要的文字说明和具体的解题步骤公式,直接写出答案的不给分。)
17. 如图所示,两平行金属导轨间的距离,金属导轨所在的平面与水平面夹角,在导轨所在平面内分布着磁感应强度、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势,内阻的直流电源。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,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻,金属导轨电阻不计,g取,已知求:
(1)导体棒受到的安培力大小;
(2)导体棒受到的摩擦力的大小和方向。
【答案】(1);(2)0.06N,沿斜面向下
【解析】
【详解】(1)导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路,根据闭合电路欧姆定律有
导体棒受到的安培力
由左手定则可知,安培力的方向平行斜面向上。
(2)导体棒所受重力沿斜面向下的分力
由于小于安培力,故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f根据共点力平衡条件
解得
f=0.06N
18. 如图所示,一电荷量为的带电粒子,以速度垂直射入磁感应强度为、宽度为的有界匀强磁场中,射出磁场时的速度方向与入射方向的夹角,求:
(1)带电粒子电性;
(2)带电粒子在磁场中运动的轨道半径;
(3)带电粒子的质量;
(4)带电粒子穿过磁场的时间。
【答案】(1)带正电 (2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
由运动轨迹可知,带电粒子所受洛伦兹力方向向下,根据左手定则可判断带电粒子带正电。
【小问2详解】
如下图
根据几何关系可知
【小问3详解】
带电粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得
联立解得
【小问4详解】
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为
带电粒子穿过磁场的这段运动中走过圆心角,故带电粒子穿过磁场的时间
19. 在现代科学实验和技术设备中,常常利用电场来改变或控制带电粒子的运动。如图甲所示的装置由加速区、静电分析器和偏转电场三部分组成。在发射源S处静止释放质量为m,电荷量为q的正离子,经竖直放置的A、B板间的加速电压加速后进入电场均匀辐射方向分布的静电分析器,从C点射入沿半径为R的圆心角为53°的圆弧做匀速圆周运动,且从D点射出,经DP从偏转电场的P点射入,水平放置的G、H板间距为d,两板间加上如图乙的变化电压,G为正极板,该变化电压的最大值也为,且周期T远远大于离子在偏转电场中的运动时间,G、H板足够长,离子重力不计。已知,。求:
(1)离子到达C点速度v的大小;
(2)圆弧虚线CD所在处电场强度E的大小;
(3)若离子源S在T时间内均匀发射N个正离子,则T时间内在G板上收集到的离子数n。
【答案】(1);(2);(3)0.64N
【解析】
【详解】(1)离子在加速电场中,由动能定理得
从而求得
(2)离子在辐射电场中做匀速圆周运动,电场力提供向心力,由牛顿第二定律得
联立(1)中结果得到
(3)离子在偏转电场中做类斜抛运动,设电压为Uc时,设离子的轨迹刚好与G板相切,则加速度为
竖直速度为
竖直速度减小为零时
联立可得
即恰好打到板上的粒子的出发时刻为
那么打到G板的粒子的出发时刻范围为0~t,而U与t成线性关系。则T内在G板上收集到的离子数为
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哈尔滨市第九中学2026—2027学年度
高二上学期期中考试物理试题
(检测时间:90分钟 满分:100分 共4页)
第Ⅰ卷(共46分)
一、选择题(本题共14小题,共46分。其中1~10题只有一个选项符合要求,每题3分;11~14题有多项符合要求,每题4分,全选对得4分,选不全得2分,有错选或不答的得0分。)
1. 下列关于科学家对电磁学的发展所做出的贡献中,说法正确的是( )
A. 奥斯特通过油滴实验发现了点电荷的相互作用规律并测定了元电荷的数值
B. 密立根发现了电流的磁效应并总结出安培定则
C. 洛伦兹认为安培力是运动电荷所受磁场力的宏观表现,提出了著名的洛伦兹力公式
D. 韦伯提出了分子电流的假说,发现了磁场对运动电荷的作用规律
2. 以下所给的表达式不属于比值定义式的是( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,半圆形导线abc通以恒定电流,放置在匀强磁场中、已知磁感应强度大小为,导线长为,直径与磁场方向夹角为。该导线受到的安培力大小为( )
A. B. C. BIL D. 2BIL
4. 沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布如图所示,下列说法正确的是( )
A. 地磁场的磁感线可以相交
B. 在地球的外部磁感线由地磁的极指向地磁的极
C. 若地磁场是由于地球带电随地球自转产生的,则地球表面带负电
D. 若一束电子流从赤道正上方竖直射向地球,在地磁场的作用下该束射线会朝北偏移
5. 如图所示为三根平行直导线的截面图,若它们的电流大小都相同,方向均垂直纸面向里,且,处导线在点产生的磁感应强度大小为,下列说法正确的是( )
A. 点的磁感应强度大小为
B. 点的磁感应强度方向从指向
C. 处导线受到的安培力为零
D. 处导线受到的安培力方向竖直向上
6. 如图所示电路中,电源电动势为,电源内阻为,电动机的内阻为。闭合开关后,电动机转动,电流表示数为,忽略电流表内阻,则此时( )
A. 电动机两端电压为
B. 电动机输入功率为
C. 电动机发热功率为
D. 电动机输出功率为
7. 如图所示为某静电场中轴上各点电势分布图,一个带电粒子在坐标原点由静止释放,仅在电场力作用下沿轴正向运动,则( )
A. 粒子一定带负电
B. 粒子运动到坐标轴上处动能最小
C. 粒子从坐标轴上处运动到处,电势能一直增大
D. 粒子从坐标轴上处运动到处,加速度一直增大
8. 在水平光滑桌面上平放一根条形磁铁,在S极(右端)的上方有一根垂直于纸面放置的长直导线A,如图所示。当导线中通有垂直纸面向外的电流时,条形磁铁( )
A. 对桌面的压力减小,同时向左加速运动
B. 对桌面的压力增大,同时向左加速运动
C. 对桌面的压力减小,同时向右加速运动
D. 对桌面的压力增大,同时向右加速运动
9. 如图,空间存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,磁场下边界和荧光屏之间的夹角为。上的P点处有一粒子源沿与垂直的方向以不同的速率持续向磁场发射质量为m、电荷量为的粒子。已知P点到O点的距离为d,荧光屏上被打亮区域的长度为( )
A. B. C. D.
10. 如图所示,两个半径相同的半圆形光滑轨道置于竖直平面内,左右两端点等高,分别处于沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中。两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放。、为轨道的最低点。则下列分析错误的是( )
A. 两个小球到达轨道最低点的速度
B. 两个小球第一次经过轨道最低点时对轨道的压力
C. 小球第一次到达点的时间大于小球第一次到达点的时间
D. 磁场中小球能到达轨道另一端最高处,电场中小球不能到达轨道另一端最高处
11. 如图所示,两只小量程电流表分别与定值电阻串联或并联,下列说法正确的是( )
A. 甲图是改装成电压表的电路 B. 乙图是改装成电压表的电路
C. 越大,甲表的量程越小 D. 越小,乙表的量程越大
12. 如图所示,矩形虚线框内有一匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。、、是三个质量和电荷量大小都相等的带电粒子,它们从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。粒子重力不计。下列说法中正确的是( )
A. 粒子带正电
B. 粒子的动能最大
C. 粒子在磁场中运动的时间最长
D. 粒子在磁场中运动时的向心力最大
13. 下列关于磁场的相关描述及判定,正确的是( )
A. 图甲中小磁针静止时的位置如图中所示,则电源右侧为正极
B. 图乙中导线通电后,其正下方小磁针的极向纸面内转动
C. 图丙是磁电式电流表,其物理学原理是基于通电线圈在磁场中受到安培力作用而使线圈发生转动
D. 图丁中通有反向电流的两导线之间存在引力,两引力是一对平衡力
14. 半径为R的一圆柱形匀强磁场区域的横截面如图所示,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,磁场外有一粒子源,能沿一直线发射速度大小在一定范围内的同种带电粒子。带电粒子质量为m,电荷量为q(q>0)。现粒子沿正对cO中点且垂直于cO方向射入磁场区域,发现带电粒子仅能从bd之间的圆弧飞出磁场,不计粒子重力,其中sin 15°=,则( )
A. 从b点飞出的带电粒子的运动时间最长
B. 从d点飞出的带电粒子的运动时间最长
C. 粒子源发射粒子的最大速度为(1+)
D. 在磁场中运动的时间为的粒子,其速度为
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
二、实验题(本题共2小题,共14分)
15. 在练习使用多用电表的实验中:
(1)如图甲所示,多用电表测量电阻时,要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动,使指针对准电流的0刻线;
②将旋转到电阻挡“”的位置;
③将红黑表笔短接,旋动;使指针对准电阻的0刻线;
④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的待测量结果,将K旋转到电阻挡___________(填“”或“”)的位置,再将两表笔短接,旋动___________(填“”或“”),对电表进行校准。
(2)如乙图所示为多用电表的表盘
测电阻时,若用“×100”挡,这时指针所示被测电阻的阻值应为___________Ω;
测直流电流时,若用的量程,指针所示电流值为___________(保留两位有效数字);
测直流电压时,若用量程,则指针所示的电压值为___________(保留小数点后一位)。
(3)图丙所示的发光二极管是电子线路中常用的元件,一般作为指示灯使用。当电流正向流经发光二极管时(从正极流入)可以发光。现利用“×1 k”电阻挡测量其电阻,若想让二极管可以发光,则应该用___________连接二极管的正极(填“红表笔”或“黑表笔”)。
16. 小明同学要测量一个电源的电动势(1.5V左右)和内阻,找到如下器材:
A、待测电源
B、电流表:量程0~0.6A,内阻约0.5Ω
C、电流表:量程0~3A,内阻约0.1Ω
D、电压表:量程0~3V,内阻约3000Ω
E、电压表:量程0~15V,内阻约5000Ω
F、定值电阻
G、滑动变阻器R:0~20Ω
H、开关,导线若干
(1)因电源内阻较小,以下给出的甲、乙两种测量电路中,较合理的是___________(填“甲”或“乙”)。
(2)为尽可能准确地测量电池的电动势和内阻,请选择适当的器材:电流表___________(填“B”或“C”);电压表___________(填“D”或“E”)。
(3)调节滑动变阻器阻值,测得多组电表读数,作出如图所示的图像,则待测电源电动势___________,内阻___________。(结果均保留小数点后两位);该实验测出的电动势_____________________真实值(填“大于”、“小于”或“等于”)。
三、计算题(本题共3小题,共40分,请将答案写在答题卡相应位置,要求有必要的文字说明和具体的解题步骤公式,直接写出答案的不给分。)
17. 如图所示,两平行金属导轨间的距离,金属导轨所在的平面与水平面夹角,在导轨所在平面内分布着磁感应强度、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势,内阻的直流电源。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,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻,金属导轨电阻不计,g取,已知求:
(1)导体棒受到的安培力大小;
(2)导体棒受到的摩擦力的大小和方向。
18. 如图所示,一电荷量为的带电粒子,以速度垂直射入磁感应强度为、宽度为的有界匀强磁场中,射出磁场时的速度方向与入射方向的夹角,求:
(1)带电粒子电性;
(2)带电粒子在磁场中运动的轨道半径;
(3)带电粒子的质量;
(4)带电粒子穿过磁场的时间。
19. 在现代科学实验和技术设备中,常常利用电场来改变或控制带电粒子的运动。如图甲所示的装置由加速区、静电分析器和偏转电场三部分组成。在发射源S处静止释放质量为m,电荷量为q的正离子,经竖直放置的A、B板间的加速电压加速后进入电场均匀辐射方向分布的静电分析器,从C点射入沿半径为R的圆心角为53°的圆弧做匀速圆周运动,且从D点射出,经DP从偏转电场的P点射入,水平放置的G、H板间距为d,两板间加上如图乙的变化电压,G为正极板,该变化电压的最大值也为,且周期T远远大于离子在偏转电场中的运动时间,G、H板足够长,离子重力不计。已知,。求:
(1)离子到达C点速度v的大小;
(2)圆弧虚线CD所在处电场强度E的大小;
(3)若离子源S在T时间内均匀发射N个正离子,则T时间内在G板上收集到的离子数n。
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