班級(jí)______ 姓名______ 學(xué)號(hào)______
本試卷共5頁(yè)，共100分?？荚嚂r(shí)長(zhǎng)90分鐘?？忌鷦?wù)必將答案寫(xiě)在答題紙上，在試卷上作答無(wú)效。
一、單項(xiàng)選擇題（共10個(gè)小題，每小題3分。在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。）
1. 圖中實(shí)線表示某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線，虛線表示該電場(chǎng)的等勢(shì)面。A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為、，電勢(shì)分別為、。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. ，B. ，
C. ，D. ，
【答案】C
【解析】
【詳解】等差等勢(shì)面越密集的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大，A點(diǎn)的等差等勢(shì)面比B點(diǎn)的更密集，因此
另沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低，因此有
故選C。
2. 某理想變壓器的原線圈接在220V的正弦交流電源上，副線圈的輸出電壓為22000V。關(guān)于該變壓器，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 原、副線圈的匝數(shù)之比為100：1
B. 輸入功率與輸出功率之比為1：100
C. 原、副線圈的電流之比為100：1
D. 原、副線圈交流電的頻率之比為1：100您看到的資料都源自我們平臺(tái)，20多萬(wàn)份最新小初高試卷，家威鑫 MXSJ663 免費(fèi)下載 【答案】C
【解析】
【詳解】A．根據(jù)理想變壓器的原、副線圈電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系可得，原、副線圈的匝數(shù)之比為
故A錯(cuò)誤；
B．輸入功率與輸出功率之比為1：1，故B錯(cuò)誤；
C．原、副線圈的電流之比為
故C正確；
D．理想變壓器不改變?cè)⒏本€圈交流電的頻率，故原、副線圈交流電的頻率之比為1:1，故D錯(cuò)誤。
故選C。
3. 圖1和圖2是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個(gè)電路圖，和為電感線圈。實(shí)驗(yàn)時(shí)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間，燈突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開(kāi)關(guān)，燈逐漸變亮，而另一個(gè)相同的燈立即變亮，最終與的亮度相同。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 圖1中，與的電阻值相同
B. 圖1中，閉合，電路穩(wěn)定后，中電流大于中電流
C. 圖2中，變阻器R與的電阻值相同
D 圖2中，閉合瞬間，中電流與變阻器R中電流相等
【答案】C
【解析】
【詳解】AB．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間，燈突然閃亮，隨后逐漸變暗，說(shuō)明斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后通過(guò)燈的電流瞬間大于斷開(kāi)開(kāi)關(guān)之前通過(guò)燈的電流，而斷開(kāi)開(kāi)關(guān)之前燈與電感線圈并聯(lián)，兩端電壓相同，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)之后，電感線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，與燈串連構(gòu)成閉合回路，通過(guò)燈的電流即為通過(guò)自感線圈的電流，由此可知在開(kāi)關(guān)未斷開(kāi)時(shí)通過(guò)自感線圈的電流大于通過(guò)燈的電流，則燈的電阻大于自感線圈的電阻，因此當(dāng)再次閉合，待電路穩(wěn)定后，通過(guò)自感線圈的電流大于通過(guò)燈的電流，故AB錯(cuò)誤；
C．由于電路穩(wěn)定后完全相同的燈、亮度相同，而與自感線圈串聯(lián)，與變阻器R串聯(lián)，且這兩個(gè)支路并聯(lián)，因此可知變阻器R與的電阻值相同，故C正確；
D．閉合瞬間，由于自感線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流通過(guò)該支路，因此閉合瞬間，中電流小于變阻器R中電流，故D錯(cuò)誤。
故選C。
4. 如圖所示，一對(duì)用絕緣柱支撐的導(dǎo)體A和B彼此接觸。起初它們不帶電，手握絕緣棒，把帶正電荷的帶電體C移近導(dǎo)體A。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 導(dǎo)體A的電勢(shì)等于導(dǎo)體B的電勢(shì)
B. 導(dǎo)體A帶正電，導(dǎo)體B帶負(fù)電
C. 導(dǎo)體A的電荷量大于導(dǎo)體B的電荷量
D. 導(dǎo)體A內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度大于導(dǎo)體B內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度
【答案】A
【解析】
【詳解】把帶正電荷的帶電體C移近導(dǎo)體A，在A的左端感應(yīng)出負(fù)電荷，在B的右端感應(yīng)出正電荷，且為等量異種電荷，達(dá)到靜電平衡后，電荷只分布在外表面，導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，故A正確，BCD均錯(cuò)誤。
故選A。
5. 如圖所示，彈簧上端固定，下端懸掛一個(gè)磁鐵，在磁鐵正下方有一個(gè)固定在水平桌面上的閉合銅質(zhì)線圈。將磁鐵豎直向下拉至某一位置后放開(kāi)，磁鐵開(kāi)始上下振動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 磁鐵振動(dòng)過(guò)程中，線圈中電流的方向保持不變
B. 磁鐵振動(dòng)過(guò)程中，線圈對(duì)桌面的壓力始終大于線圈的重力
C. 磁鐵振動(dòng)過(guò)程中，彈簧和磁鐵組成系統(tǒng)的機(jī)械能一直減小
D. 磁鐵靠近線圈時(shí)，線圈有擴(kuò)張的趨勢(shì)
【答案】C
【解析】
【詳解】A．若磁鐵下端為N極，磁鐵向上振動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量減小，根據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則可知，線圈中將產(chǎn)生順時(shí)針（從上往下看）方向的感應(yīng)電流，而磁鐵向下振動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量增加，根據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則可知，線圈中將產(chǎn)生逆時(shí)針（從上往下看）方向的感應(yīng)電流，若磁鐵下端為S極，則磁鐵上下振動(dòng)時(shí)在線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向與N極時(shí)相反，由此可知磁鐵振動(dòng)過(guò)程中，線圈中電流的方向發(fā)生改變，故A錯(cuò)誤；
B．若磁鐵下端為N極，磁鐵向上振動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，線圈有向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，此時(shí)線圈對(duì)桌面的壓力小于自身的重力，而當(dāng)磁鐵向下振動(dòng)時(shí)，根據(jù)楞次定律可知，線圈有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，此時(shí)線圈對(duì)桌面的壓力大于自身的重力，同理，若磁鐵下端為S極時(shí)結(jié)果相同，故B錯(cuò)誤；
C．若磁鐵下端為N極，磁鐵向上振動(dòng)時(shí)，磁鐵對(duì)線圈的作用力向上，則根據(jù)牛頓第三定律可知，線圈對(duì)磁鐵的作用力向下，由此可知在磁鐵向上振動(dòng)時(shí)，線圈對(duì)磁鐵的作用力對(duì)磁鐵做負(fù)功，而當(dāng)磁鐵向下振動(dòng)時(shí)，磁鐵對(duì)線圈的作用力向下，根據(jù)牛頓第三定律可知，線圈對(duì)磁鐵的作用力向上，由此可知在磁鐵向下振動(dòng)時(shí)，線圈對(duì)磁鐵的作用力對(duì)磁鐵做負(fù)功，同理，若磁鐵下端為S極時(shí)結(jié)果相同，即“來(lái)拒去留”，因此，磁鐵振動(dòng)過(guò)程中，彈簧和磁鐵組成系統(tǒng)的機(jī)械能一直減小，故C正確；
D．磁鐵靠近線圈時(shí)，線圈中的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，線圈有收縮的趨勢(shì)，即“增縮減擴(kuò)”，故D錯(cuò)誤。
故選C。
6. 如圖所示，一束電子以垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B且垂直于磁場(chǎng)邊界的速度v射入寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿出磁場(chǎng)時(shí)速度方向和原來(lái)射入方向的夾角為θ。根據(jù)上述信息不能求出（ ）
A. 電子的動(dòng)能B. 電子的比荷
C. 電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間D. 電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑
【答案】A
【解析】
【詳解】A．電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電子動(dòng)能為
由于電子質(zhì)量未知，無(wú)法求出電子動(dòng)能，故A符合題意；
BD．粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由幾何關(guān)系可知
解得
又由于
可得
故可以比荷與半徑，故BD不符合題意；
C．粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可以求出，故C不符合題意。
故選A
7. 有人認(rèn)為在兩個(gè)帶電導(dǎo)體之間可以存在如圖所示的靜電場(chǎng)，它的電場(chǎng)線相互平行，間距不等。關(guān)于此“靜電場(chǎng)”，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 該電場(chǎng)一定存在，是個(gè)特殊的勻強(qiáng)電場(chǎng)
B. 該電場(chǎng)一定存在，可以通過(guò)兩個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)疊加產(chǎn)生
C. 根據(jù)圖中a、b兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，大小不同，可判斷該電場(chǎng)不存在
D. 通過(guò)試探電荷沿不同路徑從圖中a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做功不同，可判斷該電場(chǎng)不存在
【答案】D
【解析】
【詳解】A．電場(chǎng)線相互平行，說(shuō)明電場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相同，而電場(chǎng)線間距不等說(shuō)明電場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小不是處處相等，不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；
B．將兩個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)疊加，獲得的電場(chǎng)仍為勻強(qiáng)電場(chǎng)，故B錯(cuò)誤；
C．如果存在這樣的電場(chǎng)，根據(jù)等勢(shì)面的特點(diǎn)，它的等勢(shì)面ac、bd應(yīng)該如下圖所示
a、d兩點(diǎn)的電勢(shì)差Uad應(yīng)該等于c、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差Ucb,即
Uad=Ucb
從圖中可以看出，a、d兩點(diǎn)的距離等于c、b兩點(diǎn)的距離，ad處的場(chǎng)強(qiáng)大于cb處的場(chǎng)強(qiáng)。根據(jù)
U=Ed
可得
Uad>Ucb
所以這樣的電場(chǎng)不可能存在，但等勢(shì)面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不一定大小相等，故C錯(cuò)誤；
D．如下圖所示
粒子沿兩個(gè)不同的路徑，從和從，電場(chǎng)力做功不相同（Uad>Ucb），即電場(chǎng)力做功與路徑有關(guān)，違背了靜電場(chǎng)的基本性質(zhì)，所以這樣的電場(chǎng)不可能存在，故D正確。
故選D。
8. 某同學(xué)將A、B、C三個(gè)電阻分別接入圖1所示的電路中，電表均可視為理想電表。他將測(cè)得的電阻兩端的電壓和通過(guò)它的電流在U-I圖像中描點(diǎn)，得到圖2中的A、B、C三個(gè)點(diǎn)，這三個(gè)點(diǎn)位于一條傾斜的直線上，直線與縱軸的交點(diǎn)為U0，與橫軸的交點(diǎn)為I0，B點(diǎn)橫坐標(biāo)為0.5I0。下列說(shuō)法不正確的是（ ）
A. 電阻A的阻值比B、C的阻值大
B. 電阻A在電路中的電功率比B、C的功率大
C. 電源的電動(dòng)勢(shì)等于U0
D. 電阻B的阻值等于電源的內(nèi)阻
【答案】B
【解析】
【詳解】A．根據(jù)
可知，電阻A的電壓最大，對(duì)應(yīng)的電流最小，因此三個(gè)電阻的阻值關(guān)系為
故A正確；
B．由題圖可知，B電阻接入電路的電流為0.5I0，則此時(shí)電源的輸出功率最大，則電阻B在電路中的電功率最大，故B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)閉合電路歐姆定律
可知，圖線與縱軸交點(diǎn)即為電源電動(dòng)勢(shì)，因此電源的電動(dòng)勢(shì)等于U0，故C正確；
D．電阻B的阻值為
電源內(nèi)阻為
因此電阻B的阻值等于電源的內(nèi)阻，故D正確。
題目要求選不正確的，故選B。
9. 如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向放置一段導(dǎo)線ab。磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)線長(zhǎng)度為l、橫截面積為S、單位體積內(nèi)自由電子的個(gè)數(shù)為n。導(dǎo)線中通以大小為I的電流，設(shè)導(dǎo)線中的自由電子定向運(yùn)動(dòng)的速率都相同，則每個(gè)自由電子受到的洛倫茲力（ ）
A. 大小為，方向垂直于導(dǎo)線沿紙面向上
B. 大小為，方向垂直于導(dǎo)線沿紙面向上
C. 大小為，方向垂直于導(dǎo)線沿紙面向下
D. 大小為，方向垂直于導(dǎo)線沿紙面向下
【答案】A
【解析】
【詳解】設(shè)自由電子定向運(yùn)動(dòng)的速率為v，根據(jù)電流的微觀表達(dá)式，有
又
聯(lián)立，解得
根據(jù)左手定則可知，其方向方向垂直于導(dǎo)線沿紙面向上。
故選A。
10. 某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路測(cè)量某電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，其中R為電阻箱。在圖中，實(shí)線是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖得到的圖線；虛線是在忽略電表內(nèi)阻影響的理想情況下，該電源的路端電壓U隨電流I變化的圖線，其中正確的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【詳解】當(dāng)不考慮電壓表內(nèi)阻影響時(shí)，則通過(guò)電源的電流為
當(dāng)考慮電壓表內(nèi)阻影響時(shí)，則通過(guò)電源的電流為
而當(dāng)電路短路時(shí)
則圖像為B。
故選B。
二、多項(xiàng)選擇題（本題共4小題，每小題3分，共12分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題意的，全部選對(duì)得3分，選對(duì)但不全得2分，錯(cuò)選不得分。）
11. 某同學(xué)用如圖所示的電路，借助電流傳感器研究不同元件通電時(shí)的電流變化情況，實(shí)驗(yàn)室提供的元件有小燈泡、定值電阻、電感線圈和電容器。時(shí)刻閉合開(kāi)關(guān)S，測(cè)得通過(guò)不同元件的電流隨時(shí)間變化的圖像如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 圖甲對(duì)應(yīng)的元件為小燈泡B. 圖乙對(duì)應(yīng)的元件為定值電阻
C. 圖丙對(duì)應(yīng)的元件為電感線圈D. 圖丁對(duì)應(yīng)的元件為電容器
【答案】CD
【解析】
【詳解】閉合開(kāi)關(guān)后，通過(guò)定值電阻的電流不變，應(yīng)該對(duì)應(yīng)圖甲。由于小燈泡的電阻率會(huì)隨溫度的升高而升高，所以通過(guò)小燈泡的電流會(huì)逐漸減少，但不會(huì)為0，應(yīng)該對(duì)應(yīng)圖乙。電阻線圈由于自感，所以閉合開(kāi)關(guān)瞬間電流為0，然后慢慢增大，對(duì)應(yīng)圖丙。電容器在閉合開(kāi)關(guān)瞬間處于充電狀態(tài)，然后慢慢減少，充電結(jié)束，電流為0，對(duì)應(yīng)圖丁。故AB錯(cuò)誤，CD正確。
故選CD。
12. 在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一個(gè)100匝、面積為的圓形導(dǎo)體線圈。規(guī)定線圈中電流和磁場(chǎng)的正方向如圖甲所示。磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按圖乙變化，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 0~0.4s內(nèi)線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)樨?fù)
B. 0.4~0.5s內(nèi)線圈中的感應(yīng)電流在軸線處的磁場(chǎng)方向向下
C. 0.4~0.5s內(nèi)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為4V
D. 0~0.4s內(nèi)與0.4~0.5s內(nèi)線圈中的感應(yīng)電流大小之比為
【答案】CD
【解析】
【詳解】A．0~0.4s內(nèi)線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度增加，根據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則可知，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流如圖中所示，即感應(yīng)電流方向?yàn)檎?，故A錯(cuò)誤；
B．0.4~0.5s內(nèi)線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，根據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則可知，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流與圖中所示方向相反，即感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同，豎直向上，故B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得0.4~0.5s內(nèi)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為
故C正確；
D．0~0.4s內(nèi)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為
設(shè)線圈的電阻為，則0~0.4s內(nèi)與0.4~0.5s內(nèi)線圈中的感應(yīng)電流大小之比為
故D正確。
故選CD。
13. 某靜電場(chǎng)的電勢(shì)在x軸上的分布如圖所示，B、C是x軸上關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)O對(duì)稱的兩點(diǎn)。一個(gè)帶負(fù)電的粒子僅在電場(chǎng)力作用下，以O(shè)點(diǎn)為中心、沿x軸方向在B、C兩點(diǎn)間做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 從B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中，電場(chǎng)力先做正功，后做負(fù)功
B. 從B運(yùn)動(dòng)到O的過(guò)程中，粒子的加速度先減小后增大
C. 粒子在O點(diǎn)的電勢(shì)能最小
D. 粒子在O點(diǎn)的動(dòng)能最小
【答案】AC
【解析】
【詳解】ACD．根據(jù)圖像可知
而沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低，則可知電場(chǎng)線從O到B和從O到C，又帶負(fù)電的粒子在電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)線的方向相反，由此可知，帶負(fù)電的粒子從B到O電場(chǎng)力做正功，從O到C電場(chǎng)力做負(fù)功，則可知粒子在O點(diǎn)的動(dòng)能最大電勢(shì)能最小，故AC正確，D錯(cuò)誤；
B．圖像的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度，則根據(jù)圖像可知，從B運(yùn)動(dòng)到O的過(guò)程中，圖像的斜率先增大后減小，由此可知電場(chǎng)強(qiáng)度先增大后減小，即粒子從B到O的過(guò)程中電場(chǎng)力先增大后減小，則加速度先增大后減小，故B錯(cuò)誤。
故選AC。
14. 如圖所示，兩平行極板水平放置，兩板間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為。一束質(zhì)量均為、電荷量均為的粒子，以不同速率沿著兩板中軸線方向進(jìn)入板間后，速率為的甲粒子恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)；速率為的乙粒子在板間的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中曲線所示，A為乙粒子第一次到達(dá)軌跡最低點(diǎn)的位置，乙粒子全程速率在和之間變化。研究一般的曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，可將曲線分割成許多很短的小段，這樣質(zhì)點(diǎn)在每一小段的運(yùn)動(dòng)都可以看做圓周運(yùn)動(dòng)的一部分，采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法來(lái)處理。不計(jì)粒子受到的重力及粒子間的相互作用，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為
B. 乙粒子從進(jìn)入板間運(yùn)動(dòng)至A位置的過(guò)程中，在水平方向上做加速運(yùn)動(dòng)
C. 乙粒子偏離中軸線的最遠(yuǎn)距離為
D. 乙粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡在A處對(duì)應(yīng)圓周的半徑為
【答案】ABD
【解析】
【詳解】A．速率為的甲粒子恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則有
可得兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為
故A正確；
B．速率為的乙粒子在板間的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中曲線所示，根據(jù)左手定則判斷知，粒子受到的洛倫茲力總是垂直指向每一小段圓弧的中心，可知乙粒子在水平方向上的合力一直水平向右，所以粒子從進(jìn)入板間運(yùn)動(dòng)至A位置的過(guò)程中，在水平方向上做加速運(yùn)動(dòng)，故B正確；
CD．由于洛倫茲力一直不做功，乙粒子所受電場(chǎng)力方向一直豎直向下，當(dāng)粒子速度最大時(shí)，電場(chǎng)力做的功最多，偏離中軸線的距離最遠(yuǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理有
求得
故C錯(cuò)誤；
D．由題意，可知乙粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡在A處時(shí)為粒子偏離中軸線的距離最遠(yuǎn)，粒子速度達(dá)最大為，根據(jù)
對(duì)應(yīng)圓周的半徑為
故D正確。
故選ABD
三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共18分）
15. 物理實(shí)驗(yàn)一般都涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析等。
（1）如圖甲所示，用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑D=______mm；如圖乙所示，用20分度游標(biāo)卡尺測(cè)得金屬絲的長(zhǎng)度L=______ mm。
（2）某同學(xué)用多用表歐姆“×10”擋粗測(cè)金屬絲的電阻，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)大，需要進(jìn)行調(diào)整。下列實(shí)驗(yàn)步驟正確的操作順序?yàn)開(kāi)_________（填各實(shí)驗(yàn)步驟前的字母）。
A．將選擇開(kāi)關(guān)置于“×1”位置
B．將選擇開(kāi)關(guān)置于“OFF”位置
C．將兩表筆分別接觸待測(cè)電阻兩端，讀出其阻值后隨即斷開(kāi)
D．將兩表筆直接接觸，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指向歐姆零點(diǎn)
（3）某同學(xué)利用圖丙所示電路，通過(guò)測(cè)繪小燈泡的I-U圖像來(lái)研究小燈泡的電阻隨電壓變化的規(guī)律。在一次實(shí)驗(yàn)中，閉合開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，電壓表示數(shù)為零。關(guān)于電路的故障，下列說(shuō)法正確的是______。
A．可能是小燈泡發(fā)生斷路
B．可能是小燈泡發(fā)生短路
C．可能是變阻器的滑片處斷路
【答案】 ①. 2.150 ②. 12.30 ③. ADCB ④. B
【解析】
【詳解】（1）[1]螺旋測(cè)微器的精確值為，由圖甲可知金屬絲的直徑為
[2]20分度游標(biāo)卡尺的精確值為，由圖乙可知金屬絲的長(zhǎng)度為
（2）[3]某同學(xué)用多用表歐姆“×10”擋粗測(cè)金屬絲電阻，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)大，可知金屬絲的電阻阻值較小，應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)置于“×1”位置，接著將兩表筆直接接觸，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指向歐姆零點(diǎn)，然后將兩表筆分別接觸待測(cè)電阻兩端，讀出其阻值后隨即斷開(kāi)，最后將選擇開(kāi)關(guān)置于“OFF”位置。故實(shí)驗(yàn)步驟正確的操作順序?yàn)锳DCB。
（3）[4]在一次實(shí)驗(yàn)中，閉合開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，電壓表示數(shù)為零。
A．如果是小燈泡發(fā)生斷路，則電流表示數(shù)為零，故A錯(cuò)誤；
B．可能是小燈泡發(fā)生短路，則電流表有示數(shù)，電壓表示數(shù)為零，故B正確；
C．可能是變阻器的滑片處斷路，則電流表示數(shù)為零，故C錯(cuò)誤。
故選B。
16. 某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)量某金屬絲（阻值約為幾歐姆）的電阻率。
（1）應(yīng)選用______（選填“甲”或“乙”）電路圖測(cè)量該金屬絲的電阻。
（2）若通過(guò)測(cè)量可知，金屬絲接入電路的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，直徑為D，通過(guò)金屬絲的電流為I，金屬絲兩端的電壓為U，由此可計(jì)算得出金屬絲的電阻率ρ = _______。（用題目所給字母表示）
（3）伏安法測(cè)量電阻時(shí)，由電壓表或電流表的內(nèi)阻引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差。針對(duì)（1）所選的電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)量金屬絲的阻值為R。若已知電壓表的內(nèi)阻為RV，電流表的內(nèi)阻為RA，則電阻絲的阻值Rx應(yīng)該為_(kāi)______。
（4）明明同學(xué)課后設(shè)計(jì)了如圖丙所示的部分電路圖，設(shè)想通過(guò)調(diào)節(jié)變阻器R1的滑片在某一位置，再調(diào)節(jié)變阻器R2，使兩電壓表的示數(shù)均為U0，此時(shí)電流表的示數(shù)為I0。
請(qǐng)你說(shuō)明需要滿足哪些條件，利用便可以算出Rx的真實(shí)電阻值_______。
【答案】 ①. 甲 ②. ③. ④. 條件1，兩個(gè)電壓表的內(nèi)阻需要相同或者都可看為理想表；條件2，電阻R2的總阻值與RA的阻值之和大于等于Rx的阻值
【解析】
【詳解】（1）[1]由題知金屬絲（阻值約為幾歐姆），所以金屬絲屬于小電阻，所以選擇電流表外接法，選擇圖甲；
（2）[2]根據(jù)
解得
（3）[3]根據(jù)圖甲，在未消除該系統(tǒng)誤差時(shí)本實(shí)驗(yàn)的電阻絲的測(cè)量阻值R為
解得
（4）[4]需要滿足的條件為，條件1：兩個(gè)電壓表的內(nèi)阻需要相同或者都可看為理想表；條件2：電阻R2的總阻值與RA的阻值之和大于等于Rx的阻值。
四、計(jì)算論述題（本題共4小題，共40分）解答要求：寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式、演算步驟和答案。只寫(xiě)出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。
17. 如圖所示，光滑水平面上的正方形導(dǎo)線框abcd，在水平拉力F的作用下進(jìn)入豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)并完全穿出。線框ab邊與磁場(chǎng)邊界平行。已知ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框剛好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，線框電阻為R，線框邊長(zhǎng)和磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B?？諝庾枇Σ挥?jì)。求：
（1）ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框中感應(yīng)電流的方向；
（2）線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小v；
（3）線框穿越磁場(chǎng)的過(guò)程中，產(chǎn)生的焦耳熱Q。
【答案】（1）電流由；（2）；（3）
【解析】
【詳解】（1）ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，由楞次定律可知電流由；
（2）ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框剛好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有
聯(lián)立解得
（3）線框進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)剛好勻速，線框和磁場(chǎng)寬度相同，則出磁場(chǎng)時(shí)所受安培力和拉力等大反向，即做勻速直線運(yùn)動(dòng)離開(kāi)磁場(chǎng)，由能量守恒定律可知，拉力所做的功全部轉(zhuǎn)化為電路的焦耳熱，有
可得
18. 如圖為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，線圈的匝數(shù)、總電阻，線圈圍成的面積。線圈兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，電阻，交流電壓表可視為理想電表。已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，圖示位置矩形線圈和磁感線平行。
（1）請(qǐng)推導(dǎo)圖示位置時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式（用題目中字母表示）。
（2）寫(xiě)出從此時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，通過(guò)矩形線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化的數(shù)學(xué)關(guān)系式。
（3）求電路中交流電壓表的示數(shù)U。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【詳解】（1）設(shè)ab=cd=l1，bc=ad=l2，則圖示位置時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
其中
解得
（2）因?yàn)?br>從此時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，通過(guò)矩形線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化的數(shù)學(xué)關(guān)系式
（3）因電動(dòng)勢(shì)有效值
電路中交流電壓表的示數(shù)
19. 在某項(xiàng)科研實(shí)驗(yàn)中，需要將電離后得到的氫離子(質(zhì)量為m、電量為+e)和氦離子(質(zhì)量為4m、電量為+2e)的混合粒子進(jìn)行分離．小李同學(xué)嘗試設(shè)計(jì)了如圖甲所示的方案：首先他設(shè)計(jì)了一個(gè)加速離子的裝置，讓從離子發(fā)生器逸出的離子經(jīng)過(guò)P、Q兩平行板間的電場(chǎng)加速獲得一定的速度，通過(guò)極板上的小孔S后進(jìn)入Q板右側(cè)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)到達(dá)磁場(chǎng)邊界的不同位置，被離子接收器D接收從而實(shí)現(xiàn)分離．P、Q間的電壓為U，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向里，裝置放置在真空環(huán)境中，不計(jì)離子之間的相互作用力及所受的重力，且離子進(jìn)入加速裝置時(shí)的速度可忽略不計(jì)．求：
（1）氫離子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大??；
（2）氫、氦離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果說(shuō)明該方案是否能將兩種離子分離；
（3）小王同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的另一方案：在Q板右側(cè)空間中將磁場(chǎng)更換為勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，離子垂直進(jìn)入電場(chǎng)．請(qǐng)你論證該方案能否將兩種離子分離．
【答案】（1） （2）；可以分開(kāi)（3） 不能將兩種正離子分離
【解析】
【詳解】解：（1）粒子在電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理有：
解得：
(2) 電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力提供向心力，則：
解得：
氫、氦離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為r1:r2=1 :
由上可見(jiàn)，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑與粒子的比荷有關(guān)，它們到達(dá)離子接收器的位置不同，可以分開(kāi)；
(3) 電荷量為q、質(zhì)量為m正離子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)中后，在入射方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)在水平方向上運(yùn)動(dòng)位移為x時(shí)，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間為
粒子在電場(chǎng)方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度
沿電場(chǎng)方向的偏轉(zhuǎn)位移為：
由(1)(3)(4)(5)聯(lián)立解得：
由此可見(jiàn)，該兩種離子在電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，側(cè)向位移y與離子的比荷無(wú)關(guān)，即離子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡相同，所以該方案不能將兩種正離子分離
20. 研究表明靜電場(chǎng)中有如下一些重要的結(jié)論：
①均勻帶電球殼（或球體）在球的外部產(chǎn)生的電場(chǎng)，與一個(gè)位于球心、電荷量相等的點(diǎn)電荷在同一點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)相同；
②均勻帶電球殼在空腔內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零；
③電場(chǎng)線與等勢(shì)面總是垂直的，沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)越來(lái)越低。
利用上述結(jié)論，結(jié)合物理思想方法可以探究某些未知電場(chǎng)的問(wèn)題。
（1）如圖1所示，一個(gè)靜止的均勻帶正電球體，其單位體積的電荷量為ρ，半徑為R，靜電力常量為k。
a．在圖1中求距球心r處電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。ǚ諩內(nèi)、E外解答）；
b．在圖1球體中挖掉一個(gè)球心為O′ 的小球體，如圖2所示。已知OO′=d，求空腔體內(nèi)OO′連線上某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小。

（2）一球殼均勻帶有正電荷，O為球心，A、B為直徑上的兩點(diǎn)，?，F(xiàn)垂直于將球殼均分為左右兩部分，C為截面上的一點(diǎn)，移去右半球殼，左半球殼所帶電荷仍均勻分布，如圖3所示。
a．分析判斷O、C兩點(diǎn)電勢(shì)關(guān)系；
b．分析判斷A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度及電勢(shì)的關(guān)系。

【答案】（1）a．，；b．，方向向右；（2）a．兩點(diǎn)電勢(shì)相等；b．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同，A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)
【解析】
【詳解】（1）a．球外距球心r處電場(chǎng)強(qiáng)度大小
球內(nèi)距離球心為r處的電場(chǎng)強(qiáng)度
b．將此帶電體看做帶+ρ的完整大球體和帶-ρ的小球體的組合，在空腔體內(nèi)OO′連線上任取一點(diǎn)，設(shè)其距離O點(diǎn)為r，+ρ在該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為
方向向右；-ρ在該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為
方向向右。所以該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為
方向向右。
（2）a．由于球殼內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)為零，補(bǔ)全以后可知左右側(cè)球殼在C點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，因左右球殼的電場(chǎng)具有對(duì)稱性，要想合場(chǎng)強(qiáng)為零只能是兩部分球殼在C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都是水平方向，則可以知道左側(cè)球殼在C點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)水平向右，同理OC上其他點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都是水平向右，因此OC是等勢(shì)線，兩點(diǎn)電勢(shì)相等。
b．將題中半球殼補(bǔ)成一個(gè)完整的球殼，且?guī)щ娋鶆颍O(shè)左、右半球在A點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為E1和E2；由題干可知，均勻帶電球殼內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，則有
根據(jù)對(duì)稱性，左右半球在B點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為E2和E1，且
在圖示電場(chǎng)中，A的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E2，方向向右，B的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E1，方向向右，所以A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同。根據(jù)電場(chǎng)的疊加原理可知，在AB連線上電場(chǎng)線方向均向右，則從A到B電勢(shì)降低，故A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)。

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