
班级:___________ 姓名:___________ 分数:___________
一、选择题
1.下列关于磁场和磁感线的描述,正确的是
| A.磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场; |
| B.磁感线从磁体的N极出发,终止于磁体的S极; |
| C.沿磁感线方向,磁场逐渐减弱; |
| D.磁感线只能表示磁场的方向,不能表示磁场的强弱。 |
3.(原创)如图实线为真空中一对孤立等量异种点电荷间的一条电场线,b为电场线的中点,a、c为电场线上关于b对称的两点,d为a、c连线(虚线)中点.下列说法正确的是
| A.a点电势等于c点电势; |
| B.a点电势高于c点电势; |
| C.b点电势高于d点电势; |
| D.b点电势低于d点电势. |
| A.仅减小两极板之间的距离; |
| B.仅将A板稍微上移; |
| C.仅将玻璃板插入两板之间; |
| D.条件不足无法判断。 |
6.光滑的平行导轨(图中粗线)与电源连接后,倾斜放置,导轨上放一个质量为m的金属导体棒.通电后,导体棒电流垂直纸面向外,在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场,可以使导体棒静止平衡,下面四个图中分别加了不同方向的磁场,其中一定不能平衡的是
7.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,不计电压表和电流表内阻对电路的影响,当电键闭合后,小灯泡均能发光.在将滑动变阻器的触片逐渐向右滑动的过程中,下列说法正确的是.
| A.电流表A的读数变小; |
| B.电压表V的读数变小; |
| C.小灯泡L1、L2均变暗, L3变亮; |
| D.小灯泡L1、L3变亮,L2变暗。 |
A.仅让线圈A向上移动,电流计指针向右偏转;
B.仅断开开关,电流计指针向左偏转;
C.仅让滑动变阻器的滑动端P匀速向左,电流计指针静止在;
D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知,故无法判断上述选项中电流计指针偏转的方向。
9.如图所示是电阻R的I-U图象,由此得出
| A.电阻R=0.5Ω |
| B.通过电阻的电流与两端电压成正比 |
| C.因I-U图象的斜率表示电阻的倒数,故R==1.0Ω |
| D.在R两段加上2.0 V的电压时,每秒通过电阻横截面的电荷量是1.0 C |
| A.伴随粒子动能变大,应有(t2-t1)> (t3-t2)>( t4-t3); |
| B.高频电源的变化周期应该等于2(tn-tn-1); |
| C.要想粒子获得的最大动能增大,可增加D形盒的半径; |
| D.粒子加速次数越多,粒子最大动能一定越大. |
| A.该束带电粒子带正电; |
| B.速度选择器的P1极板带负电 |
| C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷越小 |
| D.在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大 |
| A.只要v0大小合适,可以沿1(ac方向)轨迹直线运动; |
| B.无论v0多大,都不能沿2(平行dc方向)轨迹直线运动; |
| C.只要v0大小合适,可以沿3(db方向)轨迹直线运动; |
| D.只能沿3轨迹加速直线运动 |
(Ⅰ)(原创)环境的污染日趋加重,汽车行业目前开始推行混动版(燃油与电动力搭配)家用汽车,电动力输出以锂离子电池组为核心,它由多个电池单元组成。下面是正在研制的一种新型电池单元,某同学在测定电源电动势和内电阻的实验中,测得多组电压和电流值,得到如图所示的U-I图线.
由图可求出该电源电动势E ="______" V;内阻r ="______" Ω。
(Ⅱ)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下:
(1)先用多用电表对电阻大小进行粗测,选用欧姆档的“×10”档位,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图,则该电阻的阻值约为 Ω。
(2)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻R
电流表 A1(量程0~3 mA,内阻约50 Ω)
A2(量程0~30 mA,内阻约20 Ω)
电压表 V1(量程0~3 V,内阻约10 kΩ)
V2(量程0~15 V,内阻约25 kΩ)
直流电源E(电动势4 V,内阻不计)
滑动变阻器R1(阻值范围0~10 Ω,允许通过的最大电流2.0 A)
开关S 导线若干
据题意,该同学应选择电流表、电压表的代码分别是 ;
(3)如果既要满足测量要求,又要使测量误差较小,应选择如图所示的四个电路中的____;
(4)若待测电阻的测量长度用l表示,直径用D表示,加在电阻两端的电压用U表示,通过电阻的电流用I表示,则此圆柱体材料的电阻率表达式为ρ= 。
三、计算题
1.在如图所示的电路中,R1=9 Ω,R2=6 Ω,当开关S闭合时,R2上消耗的电功率为6W,当开关S断开时,R1上消耗的电功率为2.25W,试求:
(1)开关S闭合时,通过电源的电流和电源两端的电压;
(2)电源的电动势E和内电阻r。
2.如图所示,一光滑绝缘圆管轨道位于竖直平面内,半径为0.2m。以圆管圆心O为原点,在环面内建立平面直角坐标系xOy,在第四象限加一竖直向下的匀强电场,其他象限加垂直于环面向外的匀强磁场。一带电量为+1.0C、质量为0.1kg的小球(直径略小于圆管直径),从x坐标轴上的b点由静止释放,小球刚好能顺时针沿圆管轨道做圆周运动。(重力加速度g取10m/s2)
(1)求匀强电场的电场强度E;
(2)若第二次到达最高点a时,小球对轨道恰好无压力,求磁感应强度B ;
(3)求小球第三次到达最高点a时对圆管的压力。
3.如图所示,左侧为两间距d=10 cm的平行金属板,加上电压;中间用虚线框表示的正三角形内存在垂直纸面向里的匀强磁场B1,三角形底点A与下金属板平齐,AB边的中点P恰好在上金属板的右端点;三角形区域AC右侧也存在垂直纸面向里,范围足够大的匀强磁场B2.现从左端沿中心轴线方向以v0射入一个重力不计的带电微粒,微粒质量m=1.0×10-10 kg,带电荷量q=1.0×10-4 C;带电粒子恰好从P点垂直AB边以速度v=2×105 m/s进入磁场,则
(1)求带电微粒的初速度v0;
(2)若带电微粒第一次垂直穿过AC,则求磁感应强度B1及第一次在B1中飞行时间;
(3)带电微粒再次经AC边回到磁场B1后,求的取值在什么范围可以使带电微粒只能从BC边穿出?
重庆高二高中物理期中及解析
一、选择题
1.下列关于磁场和磁感线的描述,正确的是
| A.磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场; |
| B.磁感线从磁体的N极出发,终止于磁体的S极; |
| C.沿磁感线方向,磁场逐渐减弱; |
| D.磁感线只能表示磁场的方向,不能表示磁场的强弱。 |
【解析】磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场,故选项A正确;对于磁体外部,磁感线从N极出发终止于S极,内部从S极出发终止于N极,故选项B错误;磁感线的疏密程度表示磁场的强弱,顺着磁感线的方向磁场不一定减弱,故选项CD错误.
【考点】考查对磁场基本概念和描述的理解.
2.如图所示,上端固定在天花板上的绝缘轻绳连接带电小球a,带电小球b固定在绝缘水平面上,可能让轻绳伸直且a球保持静止状态的情景是
【答案】C
【解析】由题意可知小球受重力、库仑力和绳子的拉力,由于小球处于静止状态,所以合力为零,即三个力必然组成闭合的矢量三角形,由此可知选项C正确.
【考点】库仑定律;共点力平衡的条件及其应用.
3.(原创)如图实线为真空中一对孤立等量异种点电荷间的一条电场线,b为电场线的中点,a、c为电场线上关于b对称的两点,d为a、c连线(虚线)中点.下列说法正确的是
| A.a点电势等于c点电势; |
| B.a点电势高于c点电势; |
| C.b点电势高于d点电势; |
| D.b点电势低于d点电势. |
【解析】顺着电场线方向电势降低,所以a点的电势高于c点的电势,故选项A错误B正确;由题意知b点的切向方向平行于ac,所以b和d的连线为等势面,故选项CD错误.
【考点】等量异种电荷电场静电场的特点.
4.如图所示,用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U,静电计指针张角会随电势差U的变大而变大,现使电容器带电并保持总电量不变,下列哪次操作能让静电计指针张角变大
| A.仅减小两极板之间的距离; |
| B.仅将A板稍微上移; |
| C.仅将玻璃板插入两板之间; |
| D.条件不足无法判断。 |
【解析】静电计的张角变大,说明电容器极板间的电势差增大.由于电容器已充电,故其电量不变.仅减小两极板之间的距离d时,由可知电容增大,由可知电势差减小,故选项A错误;仅将A板稍微上移,正对面积s减小,由可知电容减小,由可知电势差增大,故选项B正确;仅将玻璃板插入两板之间,介电常数ε增大,由可知电容增大,由可知电势差减小,故选项C错误;由于选项B正确故选项D错误.
【考点】电容器的动态分析.
5.如图所示,a为带正电的小物块,b是一不带电的绝缘物块(设a、b间无电荷转移),a、b叠放于粗糙的水平地面上,地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场.现用水平恒力F拉b物块,使a、b一起由静止开始向左做无相对滑动的加速运动,其中x、v为a、b的位移、速度;f、FN为a、b间的摩擦力、正压力,则在加速运动阶段下列图像正确的是
【答案】B
【解析】将ab看成一整体,整体做加速运动,由洛伦兹力公式和左手定则可知洛伦兹力竖直向下且逐渐增大,所以对地面的压力变大,地面对b的摩擦力变大,整体的加速度减小,即整体做加速度减小的加速运动,故选项B正确;选项A表示物体做匀速运动,故选项A错误;对a受力分析可知b对它的静摩擦力提供加速度,所以a、b间的摩擦力减小,故选项C错误;由于速度增加,洛伦兹力变大,所以a对b的压力增大,故选项D错误.
【考点】洛伦兹力;牛顿第二定律;整体法和隔离法受力分析,解答的关键在于分析出洛伦兹力对接触面上支持力和摩擦力的影响.
6.光滑的平行导轨(图中粗线)与电源连接后,倾斜放置,导轨上放一个质量为m的金属导体棒.通电后,导体棒电流垂直纸面向外,在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场,可以使导体棒静止平衡,下面四个图中分别加了不同方向的磁场,其中一定不能平衡的是
【答案】C
【解析】A选项中,由左手定则可知安培力竖直向上,当其等于重力时,导体棒可以处于平衡状态;B选项中,由左手定则可知安培力水平向右,导体棒可以处于平衡状态;C选项中,由左手定则可知安培力垂直于斜面向上,所以不可能处于平衡状态;D选项中,由左手定则可知安培力平行于斜面向上,导体棒可以处于平衡状态,故本题选C .
【考点】安培力;平衡条件的判断应用.
7.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,不计电压表和电流表内阻对电路的影响,当电键闭合后,小灯泡均能发光.在将滑动变阻器的触片逐渐向右滑动的过程中,下列说法正确的是.
| A.电流表A的读数变小; |
| B.电压表V的读数变小; |
| C.小灯泡L1、L2均变暗, L3变亮; |
| D.小灯泡L1、L3变亮,L2变暗。 |
【解析】当滑片逐渐向右滑动时,外电路的总电阻R减小,由可知总电流I变大,路端电压减小,即电压表的读数变小,小灯泡L3与电压表并联,所以两端的电压UL3变小,通过的电流I3变小,亮度变暗;又因为,所以电流表的读数IA增大,即通过小灯泡L2的电流变大,其两端的电压UL2增大,其亮度变亮;又因为,所以小灯泡L1两端的电压减小,其亮度变暗,故选项B正确.
【考点】恒定电路的动态分析.
8.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关,如图连接.在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下,某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时,电流计指针向右偏转.由此可以推断.
A.仅让线圈A向上移动,电流计指针向右偏转;
B.仅断开开关,电流计指针向左偏转;
C.仅让滑动变阻器的滑动端P匀速向左,电流计指针静止在;
D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知,故无法判断上述选项中电流计指针偏转的方向。
【答案】A
【解析】当滑片向左滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,电流变小,线圈B中的磁通量减小,感应电流使电流计的指针向右偏转.选项A中,线圈A向上移动,线圈B中的磁通量减小,所以电流计的指针向右偏转,正确;断开开关,线圈B的磁通量减小,电流计的指针向右偏转,故选项B错误;滑片向左滑动,电路中电流强度变大,线圈B中的磁通量增加,电流计的指针应该向左偏转,故选项C错误;由以上分析可知选项D错误.
【考点】楞次定律的理解和应用.
9.如图所示是电阻R的I-U图象,由此得出
| A.电阻R=0.5Ω |
| B.通过电阻的电流与两端电压成正比 |
| C.因I-U图象的斜率表示电阻的倒数,故R==1.0Ω |
| D.在R两段加上2.0 V的电压时,每秒通过电阻横截面的电荷量是1.0 C |
【解析】由可知,故选项A错误;由于图像是过原点的直线,故选项B正确;因为是物理图像,所以斜率,即,故选项C错误;由图像可知在R两段加上2.0 V的电压时,电流I=1A,所以每秒通过的电量,故选项D正确.
【考点】考查对I-U图象的理解和分析.
10.用来加速带电粒子的回旋加速器,其核心部分是两个D形金属盒.在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中,两盒分别与高频电源相连.带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图所示,忽略带电粒子在电场中的加速时间,则下列判断正确的是.
| A.伴随粒子动能变大,应有(t2-t1)> (t3-t2)>( t4-t3); |
| B.高频电源的变化周期应该等于2(tn-tn-1); |
| C.要想粒子获得的最大动能增大,可增加D形盒的半径; |
| D.粒子加速次数越多,粒子最大动能一定越大. |
【解析】根据回旋加速器的原理可知:粒子每做一次圆周运动,就经过电场加速两次,所以其周期为2(tn-tn-1),故选项B正确;粒子每加速一次,就做半个圆周运动,根据可知其周期与粒子运动的半径无关,所以有(t2-t1)= (t3-t2)="(" t4-t3),故选项A错误;根据洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力可知:,最大速度与半径有关,与加速次数无关,故选项D正确C错误.
【考点】考查对回旋加速器原理的理解和应用.
11.1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖.若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列相关说法中正确的是.
| A.该束带电粒子带正电; |
| B.速度选择器的P1极板带负电 |
| C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷越小 |
| D.在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大 |
【解析】速度选择器只能让具有一定速度的粒子沿直线通过,与粒子的带电性质和荷质比无关,粒子进入偏转磁场后,结合粒子的偏转方向和左手定则可知粒子带正电,故选项A正确;根据粒子做圆周运动时可知,所以半径越大,比荷越小,故选项C正确D错误;由于粒子带正电,通过速度选择器时,根据左手定则可知洛伦兹力竖直向上,所以电场力竖直向下,即P1极板带正电,故选项B错误.
【考点】考查对质谱仪和速度选择器原理的理解.
12.(原创)如图所示,两个折成直角的金属薄板围成足够大的正方形abcd,加上电压,忽略边缘及转角处对电场分布的影响,正方形内部处处可视为方向由a指向c的匀强电场(图中未画出),同时在内部加方向垂直纸面向里的匀强磁场。现在有一个带负电、重力不计的粒子以v0(v00)分别从图示三个方向开始运动,则
| A.只要v0大小合适,可以沿1(ac方向)轨迹直线运动; |
| B.无论v0多大,都不能沿2(平行dc方向)轨迹直线运动; |
| C.只要v0大小合适,可以沿3(db方向)轨迹直线运动; |
| D.只能沿3轨迹加速直线运动 |
【解析】当粒子沿1(ac方向)运动时,电场力由c指向a,洛伦兹力垂直于ac,其合力不沿ac方向,故不可能作直线运动,选项A错误;当粒子沿2(平行dc方向)运动时,洛伦兹力与电场力不共线,所以粒子不可能作直线运动,故选项B正确;当粒子沿3(db方向)运动时,洛伦兹力和电场力共线反向,只要满足即可作匀速直线运动,故选项C正确D错误.
【考点】考查物体作直线运动的条件.
二、实验题
(Ⅰ)(原创)环境的污染日趋加重,汽车行业目前开始推行混动版(燃油与电动力搭配)家用汽车,电动力输出以锂离子电池组为核心,它由多个电池单元组成。下面是正在研制的一种新型电池单元,某同学在测定电源电动势和内电阻的实验中,测得多组电压和电流值,得到如图所示的U-I图线.
由图可求出该电源电动势E ="______" V;内阻r ="______" Ω。
(Ⅱ)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下:
(1)先用多用电表对电阻大小进行粗测,选用欧姆档的“×10”档位,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图,则该电阻的阻值约为 Ω。
(2)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻R
电流表 A1(量程0~3 mA,内阻约50 Ω)
A2(量程0~30 mA,内阻约20 Ω)
电压表 V1(量程0~3 V,内阻约10 kΩ)
V2(量程0~15 V,内阻约25 kΩ)
直流电源E(电动势4 V,内阻不计)
滑动变阻器R1(阻值范围0~10 Ω,允许通过的最大电流2.0 A)
开关S 导线若干
据题意,该同学应选择电流表、电压表的代码分别是 ;
(3)如果既要满足测量要求,又要使测量误差较小,应选择如图所示的四个电路中的____;
(4)若待测电阻的测量长度用l表示,直径用D表示,加在电阻两端的电压用U表示,通过电阻的电流用I表示,则此圆柱体材料的电阻率表达式为ρ= 。
【答案】(Ⅰ)3.6 1.2 (Ⅱ)(1)100 (2)A2 V1 (3)丙 (4)
【解析】(Ⅰ)根据电源的路端电压与电流关系图像的物理意义可知:图像与纵轴的交点等于电源的电动势,所以E=3.6V,斜率表示内阻的大小,所以
(Ⅱ)(1)根据欧姆表选择的档位可知 (2)由于要精确测量电阻值,所以滑动变阻器采取分压接法,通过待测电阻的最大电压为4V,所以电压表选择V1,通过电阻的最大电流为,所以电流表选择A2 (3)由(2)的分析可知,滑动变阻器采取分压接法,又因为,所以电流表选择外接法,故选择电路图丙 (4)由和可解得.
【考点】考查电学实验中的电路图选择和器材选择及数据处理.
三、计算题
1.在如图所示的电路中,R1=9 Ω,R2=6 Ω,当开关S闭合时,R2上消耗的电功率为6W,当开关S断开时,R1上消耗的电功率为2.25W,试求:
(1)开关S闭合时,通过电源的电流和电源两端的电压;
(2)电源的电动势E和内电阻r。
【答案】(1)1A 6V (2)9V 3Ω
【解析】(1)当S闭合时,R1被短路,外电阻为R2,根据电功率公式可得
通过电源的电流 3分
电源两端的电压V 3分
(2)当S闭合时,有 ① 3分
当S断开时,通过R1的电流
这时有: ② 3分
联立①②式得:E=9 V,r=3 Ω。 1分...
【考点】闭合电路的欧姆定律及电功率的应用计算.
2.如图所示,一光滑绝缘圆管轨道位于竖直平面内,半径为0.2m。以圆管圆心O为原点,在环面内建立平面直角坐标系xOy,在第四象限加一竖直向下的匀强电场,其他象限加垂直于环面向外的匀强磁场。一带电量为+1.0C、质量为0.1kg的小球(直径略小于圆管直径),从x坐标轴上的b点由静止释放,小球刚好能顺时针沿圆管轨道做圆周运动。(重力加速度g取10m/s2)
(1)求匀强电场的电场强度E;
(2)若第二次到达最高点a时,小球对轨道恰好无压力,求磁感应强度B ;
(3)求小球第三次到达最高点a时对圆管的压力。
【答案】(1)1N/C (2)0.5T (3) N
【解析】(1)小球第一次刚好过最高点,此时速度v1=0
2分
∴=1N/C 2分
(2)小球第二次过最高点是速度为,由动能定理可知
2分
又 2分
以上两式可解得 =0.5T 1分
(3)小球第三次过最高点时速度为,小球受圆管向下的压力为FN
2分
2分
解得 N 1分
根据牛顿第三定律可知 小球第三次到达最高点a时对圆管的压力为N 方向竖直向上 1分
【考点】本题考查动能定理和牛顿第二定律在带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动的应用.
3.如图所示,左侧为两间距d=10 cm的平行金属板,加上电压;中间用虚线框表示的正三角形内存在垂直纸面向里的匀强磁场B1,三角形底点A与下金属板平齐,AB边的中点P恰好在上金属板的右端点;三角形区域AC右侧也存在垂直纸面向里,范围足够大的匀强磁场B2.现从左端沿中心轴线方向以v0射入一个重力不计的带电微粒,微粒质量m=1.0×10-10 kg,带电荷量q=1.0×10-4 C;带电粒子恰好从P点垂直AB边以速度v=2×105 m/s进入磁场,则
(1)求带电微粒的初速度v0;
(2)若带电微粒第一次垂直穿过AC,则求磁感应强度B1及第一次在B1中飞行时间;
(3)带电微粒再次经AC边回到磁场B1后,求的取值在什么范围可以使带电微粒只能从BC边穿出?
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)微粒在电场中做类平抛运动
3分
(2)设带电微粒由P点垂直AB射入磁场,又垂直A C穿出,
所以作以A点为圆心的圆弧,设匀速圆周运动半径为R1,根据几何关系有
2分
由,得T. 2分
在磁场中飞行时间 2分
(3)再次经AC边回到磁场B1后不从AB边穿出就一定从BC边出磁场,所以当轨迹刚好与AB边相切时,设在B2中的半径为R2。如图所示
由几何关系: 2分
3分
所以只需要即可 2分
【考点】考查带电粒子在磁场中的运动.
