本試卷滿分100分,考試時間75分鐘。
注意事項:
1、答卷前,考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在答題卡上。
2、答選擇題時,選出每小題答案后,用鉛筆把答題卡對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動,用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案標(biāo)號。答非選擇題時,將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。
3、考試結(jié)束后,將本試卷和答題卡一并交回。
一、選擇題:本題共10小題,共46分。在每小題給出的四個選項中,第1~7題只有一項符合題目要求,每小題4分;第8~10題有多項符合題目要求,每小題6分,全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分。
1. 如圖所示,小磁針?biāo)椒胖糜谒阶烂嫔希婚L直導(dǎo)線沿南北方向放置于小磁針的正上方,當(dāng)在導(dǎo)線中通入某一方向的電流時,小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),下列說法正確的是( )
A. 發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的科學(xué)家是法拉第
B. 只要導(dǎo)線沿南北方向放置,小磁針無論放在什么位置,都能發(fā)生偏轉(zhuǎn)
C. 由奧斯特提出的分子電流假說可知,小磁針和電流產(chǎn)生磁場的本質(zhì)相同
D. 若導(dǎo)線中通有由南向北的電流,小磁針靜止時N極指向西偏北方向
2. 速度選擇器的結(jié)構(gòu)如圖所示,電場強度E和磁感應(yīng)強度B相互垂直,具有特定速度v的正粒子(不計重力)從左側(cè)進入能夠沿直線穿過速度選擇器,下列說法中正確的是( )
A. 只增大粒子的電荷量,粒子在速度選擇器中做曲線運動,速度增大
B. 若粒子帶負(fù)電,必須從右側(cè)進入速度選擇器才能沿直線穿過
C. 只增大磁感應(yīng)強度B,粒子在速度選擇器中做曲線運動,速度減小
D. 只增大電場強度E,粒子在速度選擇器中做曲線運動,洛倫茲力做負(fù)功
3. 如圖甲所示,圓形線圈P靜止在水平桌面上,其正上方固定一螺線管Q,P和Q共軸,Q中通有按照正弦規(guī)律變化的電流,如圖乙所示。P所受的重力為G,桌面對P的支持力為,則( )
A. 時間內(nèi)線圈有收縮的趨勢
B. 時刻線圈中感應(yīng)電流最大
C時刻中感應(yīng)電流方向發(fā)生變化
D. 時間內(nèi)支持力大于重力
4. 地球的高緯度地區(qū)常會出現(xiàn)美麗的極光,極光本質(zhì)上是來自宇宙的高速帶電粒子流在地磁場的作用下偏轉(zhuǎn)進入地球兩極附近時,撞擊空氣分子引起的。高速帶電粒子撞擊空氣分子后動能減小,假如我們在地球北極仰視,發(fā)現(xiàn)正上方的極光如圖所示,呈現(xiàn)從M沿逆時針方向射向N的弧狀形式。則下列說法正確的是( )
A. 北極上空地磁場方向豎直向上
B. 高速粒子帶正電
C. 弧MN的半徑不斷增大
D. 若該粒子在赤道正上方垂直射向地面,會向西偏轉(zhuǎn)
5. 1831年10月28日,法拉第展示了人類歷史上第一臺發(fā)電機—法拉第圓盤發(fā)電機,其原理圖如圖所示,水平勻強磁場B垂直于盤面,圓盤繞水平軸C以角速度勻速轉(zhuǎn)動,銅片D與圓盤的邊緣接觸,圓盤、導(dǎo)線和電阻R組成閉合回路,圓盤半徑為L,圓盤接入CD間的電阻為R,其他電阻均可忽略不計。下列說法正確的是( )
A. 點電勢高于點電勢B. 兩端的電壓為
C. 圓盤轉(zhuǎn)動過程中,產(chǎn)生的電功率為D. 圓盤轉(zhuǎn)動過程中,安培力的功率為
6. 如圖所示,空間內(nèi)存在四分之一圓形磁場區(qū)域,半徑為,磁感應(yīng)強度為,磁場方向垂直紙面向外,比荷為的電子從圓心沿方向射入磁場。要使電子能從弧之間射出,弧對應(yīng)的圓心角為,則電子的入射速度可能為( )(不計電子的重力)
AB. C. D.
7. 現(xiàn)代科學(xué)研究中常用到高速電子,電子感應(yīng)加速器就是利用感生電場加速電子的設(shè)備。它的基本原理如圖所示(上部分為側(cè)視圖、下部分為真空室的俯視圖),上、下為電磁鐵的兩個磁極,磁極之間有一個環(huán)形真空室,電子在真空室中做圓周運動。電磁鐵線圈中電流的大小、方向可以變化,產(chǎn)生的感生電場使電子加速。若電子被“約束”在半徑為R的圓周上運動,當(dāng)電磁鐵通有圖中所示的電流時( )
A. 減小電流,在俯視圖中產(chǎn)生順時針方向的感生電場
B. 減小電流,感生電場減小
C. 增大電流,在俯視圖中電子逆時針加速運動
D. 增大電流,電子圓周運動的周期不變
8. 如圖所示電路中,A、B為完全相同的燈泡,電阻為R。自感線圈L的直流電阻也為R,a、b為L的左、右端點,電源電動勢為E,內(nèi)阻不計。下列說法正確的是( )
A. 閉合開關(guān)S,燈泡A緩慢變亮,燈泡B瞬間變亮
B. 閉合開關(guān)S,當(dāng)電路穩(wěn)定后,燈泡A、B一樣亮
C. 閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后再斷開開關(guān)S,燈泡A閃亮后緩慢熄滅
D. 閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后再斷開開關(guān)S的瞬間,b點電勢高于a點
9. 如圖所示,水平面上有兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ,兩導(dǎo)軌間距為l,電阻均可忽略不計。在M和Q之間接有一阻值為R的電阻,導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為m、長度也為l、電阻為r,并與導(dǎo)軌接觸良好,整個裝置處于方向豎直向上、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中?,F(xiàn)給ab棒一個初速度,使棒向右運動,最后停在導(dǎo)軌上,對該過程下列說法正確的是( )
A. 導(dǎo)體棒做勻減速運動B. 電阻產(chǎn)生的焦耳熱為
C. 通過電阻的電荷量為D. 棒的位移為
10. 如圖所示,一個質(zhì)量為、帶電荷量為的圓環(huán)可在水平放置的足夠長的粗糙絕緣細(xì)桿上滑動,細(xì)桿處于磁感應(yīng)強度為的勻強磁場中?,F(xiàn)給圓環(huán)向右的初速度,圓環(huán)在細(xì)桿上運動距離后停止,已知環(huán)與細(xì)桿的摩擦因數(shù)為,下列說法正確的是( )
A. 圓環(huán)受到細(xì)桿的彈力方向一定向上B. 圓環(huán)受到細(xì)桿的彈力一直變小
C. 圓環(huán)做加速度增大的減速運動D. 圓環(huán)運動的時間為
二、非選擇題:本題共5小題,共54分。
11. 某學(xué)生實驗小組利用如圖所示電路測量電壓表的內(nèi)阻,使用的器材有:多用電表、電壓表(量程,內(nèi)阻十幾千歐)、導(dǎo)線若干。實驗步驟如下:
(1)將多用電表機械調(diào)零后,調(diào)到電阻“”擋,將紅表筆和黑表筆短接,進行歐姆調(diào)零。
(2)將圖中多用電表紅表筆與_________(填“1”或“2”)端相連,黑表筆與另一端連接。
(3)發(fā)現(xiàn)多用電表指針偏轉(zhuǎn)角度過小,應(yīng)將選擇開關(guān)調(diào)到_________(填“”或“”)擋位,重新進行歐姆調(diào)零后再接入電路
(4)若多用電表指針恰好指在中央刻度“15”的位置,電壓表讀數(shù)為,則由此可知電壓表內(nèi)阻為_________,重新歐姆調(diào)零時流經(jīng)多用電表的電流為_________(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
(5)整理器材,將多用電表的開關(guān)調(diào)到OFF擋上。
12. 某學(xué)習(xí)小組通過如圖甲所示的電路測電源電動勢和內(nèi)阻,定值電阻,電流表內(nèi)阻。(計算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)
(1)調(diào)節(jié)電阻箱,記錄電阻箱接入電路的阻值和相應(yīng)的電流,將測得數(shù)據(jù)以為橫坐標(biāo),以_________(填“”或“”)為縱坐標(biāo),經(jīng)計算機擬合得到如圖乙所示圖像,由圖線可得該電源電動勢為_________,電源內(nèi)阻為_________,電動勢的測量值_________(填“大于”“小于”或“等于”)真實值。
(2)現(xiàn)有兩個相同規(guī)格的小燈泡,此種燈泡的特性曲線如圖丙所示,將它們并聯(lián)后與圖甲中的電源和定值電阻相連,如圖丁所示,則燈泡的實際功率為_________。
13. 如圖所示,坐標(biāo)系的第一象限分布有垂直紙面向外的勻強磁場,在軸上的點向各個方向均勻發(fā)射速率為、質(zhì)量為、電荷量為的帶電粒子(不計重力)。其中,沿與軸正方向成角的方向射入第一象限內(nèi)的粒子恰好垂直于軸射出。求:
(1)勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小;
(2)粒子在軸正方向上射出的范圍。(計算結(jié)果保留根式形式)
14. 如圖甲所示,虛線左、右兩側(cè)的空間均存在與紙面垂直的勻強磁場,右側(cè)磁場的方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強度大小恒為;左側(cè)磁場的磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示,規(guī)定垂直紙面向外為磁場的正方向。一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線做成半徑為的圓環(huán)固定在紙面內(nèi),電阻為,圓心在上。求:
(1)時,圓環(huán)中的電流大小和方向;
(2)時,圓環(huán)受到的安培力大小和方向。
15. 如圖所示,兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌間距,與水平面的夾角,處于磁感應(yīng)強度、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中。導(dǎo)軌上的兩根導(dǎo)體棒質(zhì)量分別為,電阻均為,長度均為。將棒固定,由靜止釋放棒,當(dāng)棒達到最大速度時,棒產(chǎn)生的焦耳熱。導(dǎo)軌光滑且電阻忽略不計,運動過程中兩棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,重力加速度取。
(1)求棒的最大速度大?。?br>(2)求從釋放到達到最大速度時,棒的位移大小;
(3)若在棒上施加大小為、沿斜面向上的恒力,并將棒的固定解除,讓棒同時由靜止開始運動,求當(dāng)棒速度時,棒的速度大小和加速度大小。
遼寧省名校聯(lián)盟2023年高二12月份聯(lián)合考試
物理
本試卷滿分100分,考試時間75分鐘。
注意事項:
1、答卷前,考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在答題卡上。
2、答選擇題時,選出每小題答案后,用鉛筆把答題卡對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動,用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案標(biāo)號。答非選擇題時,將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。
3、考試結(jié)束后,將本試卷和答題卡一并交回。
一、選擇題:本題共10小題,共46分。在每小題給出的四個選項中,第1~7題只有一項符合題目要求,每小題4分;第8~10題有多項符合題目要求,每小題6分,全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分。
1. 如圖所示,小磁針?biāo)椒胖糜谒阶烂嫔希婚L直導(dǎo)線沿南北方向放置于小磁針的正上方,當(dāng)在導(dǎo)線中通入某一方向的電流時,小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),下列說法正確的是( )
A. 發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的科學(xué)家是法拉第
B. 只要導(dǎo)線沿南北方向放置,小磁針無論放在什么位置,都能發(fā)生偏轉(zhuǎn)
C. 由奧斯特提出的分子電流假說可知,小磁針和電流產(chǎn)生磁場的本質(zhì)相同
D. 若導(dǎo)線中通有由南向北的電流,小磁針靜止時N極指向西偏北方向
【答案】D
【解析】
【詳解】A.通電導(dǎo)線使小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)是電流的磁效應(yīng),這個現(xiàn)象是奧斯特發(fā)現(xiàn)的,故A錯誤;
C.安培提出的分子電流假說可知,小磁針和電流產(chǎn)生磁場的本質(zhì)相同,故C錯誤;
BD.若導(dǎo)線中通有由南向北的電流,根據(jù)右手螺旋定則可知,通電導(dǎo)線在下方產(chǎn)生的磁場方向向西,又因為地球周圍存在由地理南極指向地理北極的磁場,所以通電導(dǎo)線下方的磁場方向為西北,小磁針的靜止時的指向為磁場方向,所以小磁針靜止時N極的指向為西偏北方向,若小磁針的位置使小磁針的方向剛好為磁場方向,將不會偏轉(zhuǎn),故B錯誤,D正確。
故選D。
2. 速度選擇器的結(jié)構(gòu)如圖所示,電場強度E和磁感應(yīng)強度B相互垂直,具有特定速度v的正粒子(不計重力)從左側(cè)進入能夠沿直線穿過速度選擇器,下列說法中正確的是( )
A. 只增大粒子的電荷量,粒子在速度選擇器中做曲線運動,速度增大
B. 若粒子帶負(fù)電,必須從右側(cè)進入速度選擇器才能沿直線穿過
C. 只增大磁感應(yīng)強度B,粒子在速度選擇器中做曲線運動,速度減小
D. 只增大電場強度E,粒子在速度選擇器中做曲線運動,洛倫茲力做負(fù)功
【答案】C
【解析】
【詳解】A.當(dāng)電場力與洛倫茲力二力平衡時粒子才能沿虛線射出,則有
qvB=qE
可得
即帶電粒子的速度為時才能沿虛線射出,這個結(jié)論與粒子的電性無關(guān)。所以只增大粒子的電荷量,粒子進入速度選擇器仍沿直線穿過,故A錯誤;
B.若粒子帶負(fù)電,所受的電場力豎直向上,要使粒子直線穿過,根據(jù)平衡條件可知,粒子受到的洛倫茲力豎直向下,根據(jù)左手定則可知,粒子必須從左側(cè)進入速度選擇器,故B錯誤;
C.只增大磁感應(yīng)強度B,粒子受到的洛倫茲力大于電場力將向上偏轉(zhuǎn),粒子在速度選擇器中做曲線運動,電場力做負(fù)功,速度減小,故C正確;
D.只增大電場強度E,粒子受到的洛倫茲力小于電場力將向下偏轉(zhuǎn),粒子在速度選擇器中做曲線運動,洛倫茲力方向與速度方向垂直,始終不做功,故D錯誤。
故選C。
3. 如圖甲所示,圓形線圈P靜止在水平桌面上,其正上方固定一螺線管Q,P和Q共軸,Q中通有按照正弦規(guī)律變化的電流,如圖乙所示。P所受的重力為G,桌面對P的支持力為,則( )
A. 時間內(nèi)線圈有收縮的趨勢
B. 時刻線圈中感應(yīng)電流最大
C. 時刻中感應(yīng)電流方向發(fā)生變化
D. 時間內(nèi)支持力大于重力
【答案】A
【解析】
【詳解】A.時間內(nèi)螺線管Q電流增大,則穿過線圈的磁通量增大,根據(jù)增縮減擴原理可知,線圈有收縮的趨勢,故A正確;
B.時刻螺線管Q電流最大,根據(jù)交變電流規(guī)律可知此時電流變化率為0,穿過線圈的磁通量最大,磁通量的變化率為0,線圈中感應(yīng)電流為0,故B錯誤;
C.時刻螺線管Q電流變化率最大,穿過線圈的磁通量變化率最大,中感應(yīng)電流最大,方向不變,故C錯誤;
D.時間內(nèi)螺線管Q電流減小,則穿過線圈的磁通量減小,為阻礙磁通量的減小,線圈P有靠近螺線管Q的運動趨勢,即螺線管Q對線圈P有吸引力作用,使用支持力小于重力,故D錯誤。
故選A。
4. 地球的高緯度地區(qū)常會出現(xiàn)美麗的極光,極光本質(zhì)上是來自宇宙的高速帶電粒子流在地磁場的作用下偏轉(zhuǎn)進入地球兩極附近時,撞擊空氣分子引起的。高速帶電粒子撞擊空氣分子后動能減小,假如我們在地球北極仰視,發(fā)現(xiàn)正上方的極光如圖所示,呈現(xiàn)從M沿逆時針方向射向N的弧狀形式。則下列說法正確的是( )
A. 北極上空的地磁場方向豎直向上
B. 高速粒子帶正電
C. 弧MN的半徑不斷增大
D. 若該粒子在赤道正上方垂直射向地面,會向西偏轉(zhuǎn)
【答案】D
【解析】
【詳解】A.地理北極附近是地磁南極,所以北極上空的地磁場方向豎直向下,故A錯誤;
B.根據(jù)左手定則可以判斷,根據(jù)A分析可知磁場方向豎直向下,高速粒子帶負(fù)電,故B錯誤;
C.高速帶電粒子撞擊空氣分子后動能減小,速度變小,根據(jù)
可知,半徑變小,故C錯誤;
D.若該粒子在赤道正上方垂直射向地面,赤道位置磁場由南向北,根據(jù)左手定則可以判斷,會向西偏轉(zhuǎn),故D正確。
故選D。
5. 1831年10月28日,法拉第展示了人類歷史上第一臺發(fā)電機—法拉第圓盤發(fā)電機,其原理圖如圖所示,水平勻強磁場B垂直于盤面,圓盤繞水平軸C以角速度勻速轉(zhuǎn)動,銅片D與圓盤的邊緣接觸,圓盤、導(dǎo)線和電阻R組成閉合回路,圓盤半徑為L,圓盤接入CD間的電阻為R,其他電阻均可忽略不計。下列說法正確的是( )
A. 點電勢高于點電勢B. 兩端的電壓為
C. 圓盤轉(zhuǎn)動過程中,產(chǎn)生的電功率為D. 圓盤轉(zhuǎn)動過程中,安培力的功率為
【答案】D
【解析】
【詳解】A.根據(jù)右手定則可知,C處的電勢比D處的電勢低,故A錯誤;
B.圓盤產(chǎn)生的電動勢大小
兩端的電壓為
故B錯誤;
C.圓盤轉(zhuǎn)動過程中,根據(jù)歐姆定律得電路中的電流為
則圓盤轉(zhuǎn)動過程中,產(chǎn)生的電功率為
故C錯誤;
D.圓盤轉(zhuǎn)動過程中,安培力的功率為
故D正確。
故選D。
6. 如圖所示,空間內(nèi)存在四分之一圓形磁場區(qū)域,半徑為,磁感應(yīng)強度為,磁場方向垂直紙面向外,比荷為的電子從圓心沿方向射入磁場。要使電子能從弧之間射出,弧對應(yīng)的圓心角為,則電子的入射速度可能為( )(不計電子的重力)
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【詳解】電子運動軌跡如圖所示
由幾何知識可知,恰好由A點射出時,電子軌道半徑
根據(jù)
可得
電子從D點射出時的軌道半徑
根據(jù)
可得
則要使電子能從弧之間射出,則速度范圍
故選B。
7. 現(xiàn)代科學(xué)研究中常用到高速電子,電子感應(yīng)加速器就是利用感生電場加速電子的設(shè)備。它的基本原理如圖所示(上部分為側(cè)視圖、下部分為真空室的俯視圖),上、下為電磁鐵的兩個磁極,磁極之間有一個環(huán)形真空室,電子在真空室中做圓周運動。電磁鐵線圈中電流的大小、方向可以變化,產(chǎn)生的感生電場使電子加速。若電子被“約束”在半徑為R的圓周上運動,當(dāng)電磁鐵通有圖中所示的電流時( )
A. 減小電流,在俯視圖中產(chǎn)生順時針方向的感生電場
B. 減小電流,感生電場減小
C. 增大電流,在俯視圖中電子逆時針加速運動
D. 增大電流,電子圓周運動的周期不變
【答案】C
【解析】
【詳解】A.由安培定則可知,圖中電磁鐵線圈中電流產(chǎn)生的磁場方向由下向上,減小電流,則磁場減弱,從而穿過環(huán)形真空室的磁通量減小,由楞次定律可知,感生電場的方向在俯視圖中應(yīng)為逆時針方向,故A錯誤;
B.減小電流,則電磁鐵線圈中電流產(chǎn)生的磁場B減小,由法拉第電磁感應(yīng)定律
可知,E不一定減小,因此感生電場不一定減小,故B錯誤;
C.增大電流,則由以上分析可知,在俯視圖中感生電場方向為順時針,因此,電子所受電場力的方向為逆時針,在俯視圖中電子逆時針加速運動,故C正確;
D.增大電流,電子速率增大,運動半徑不變,由

可知磁感應(yīng)強度變大,根據(jù)周期公式
可知,電子圓周運動的周期變小,故D錯誤;
故選C。
8. 如圖所示電路中,A、B為完全相同的燈泡,電阻為R。自感線圈L的直流電阻也為R,a、b為L的左、右端點,電源電動勢為E,內(nèi)阻不計。下列說法正確的是( )
A. 閉合開關(guān)S,燈泡A緩慢變亮,燈泡B瞬間變亮
B. 閉合開關(guān)S,當(dāng)電路穩(wěn)定后,燈泡A、B一樣亮
C. 閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后再斷開開關(guān)S,燈泡A閃亮后緩慢熄滅
D. 閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后再斷開開關(guān)S的瞬間,b點電勢高于a點
【答案】AD
【解析】
詳解】A.閉合開關(guān)S,燈泡B瞬間變亮,燈泡A與自感線圈L串聯(lián),緩慢變亮,故A正確;
B.閉合開關(guān)S,當(dāng)電路穩(wěn)定后,燈泡A所在支路電阻較大,電流較小,所以燈泡A比燈泡B暗一些,故B錯誤;
C.閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后再斷開開關(guān)S,自感線圈L、燈泡A和燈泡B構(gòu)成回路,緩慢熄滅,不會閃亮,故C錯誤;
D.閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后再斷開開關(guān)S的瞬間,自感線圈L產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,b點電勢高于a點,故D正確。
故選AD。
9. 如圖所示,水平面上有兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ,兩導(dǎo)軌間距為l,電阻均可忽略不計。在M和Q之間接有一阻值為R的電阻,導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為m、長度也為l、電阻為r,并與導(dǎo)軌接觸良好,整個裝置處于方向豎直向上、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中。現(xiàn)給ab棒一個初速度,使棒向右運動,最后停在導(dǎo)軌上,對該過程下列說法正確的是( )
A. 導(dǎo)體棒做勻減速運動B. 電阻產(chǎn)生的焦耳熱為
C. 通過電阻的電荷量為D. 棒的位移為
【答案】CD
【解析】
【詳解】A.感應(yīng)電動勢為
感應(yīng)電流為
導(dǎo)體棒受安培力
整理得
加速度大小為
所以導(dǎo)體棒做加速度減小的減速運動,故A錯誤;
B.根據(jù)能量守恒,電阻和導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的總焦耳熱為
電阻產(chǎn)生的焦耳熱為
故B錯誤;
C.對導(dǎo)體棒,根據(jù)動量定理有
其中

故C正確;
D.根據(jù)
解得棒的位移為
故D正確。
故選CD。
10. 如圖所示,一個質(zhì)量為、帶電荷量為的圓環(huán)可在水平放置的足夠長的粗糙絕緣細(xì)桿上滑動,細(xì)桿處于磁感應(yīng)強度為的勻強磁場中?,F(xiàn)給圓環(huán)向右的初速度,圓環(huán)在細(xì)桿上運動距離后停止,已知環(huán)與細(xì)桿的摩擦因數(shù)為,下列說法正確的是( )
A. 圓環(huán)受到細(xì)桿的彈力方向一定向上B. 圓環(huán)受到細(xì)桿的彈力一直變小
C. 圓環(huán)做加速度增大的減速運動D. 圓環(huán)運動的時間為
【答案】ACD
【解析】
【詳解】ABC.圓環(huán)受向上的洛倫茲力,假設(shè)開始時f洛>mg,則圓環(huán)受到細(xì)桿的彈力方向向下,大小為,則隨著速度的減小,則圓環(huán)受到細(xì)桿的彈力先減小,當(dāng)f洛=mg時彈力為零,此時摩擦力減為零,則以后圓環(huán)將做勻速運動,而題中說圓環(huán)運動一段距離后停止,可知開始時圓環(huán)受向上的洛倫茲力f洛=qvB小于向下的重力mg,此時圓環(huán)受桿的彈力方向一定向上,大小為
且隨速度的減小,圓環(huán)受到細(xì)桿的彈力逐漸變大,根據(jù)
可知加速度增加,即圓環(huán)做加速度增大的減速運動,選項AC正確,B錯誤;
D.整個過程中由動量定理

其中
解得
選項D正確。
故選ACD。
二、非選擇題:本題共5小題,共54分。
11. 某學(xué)生實驗小組利用如圖所示電路測量電壓表的內(nèi)阻,使用的器材有:多用電表、電壓表(量程,內(nèi)阻十幾千歐)、導(dǎo)線若干。實驗步驟如下:
(1)將多用電表機械調(diào)零后,調(diào)到電阻“”擋,將紅表筆和黑表筆短接,進行歐姆調(diào)零。
(2)將圖中多用電表的紅表筆與_________(填“1”或“2”)端相連,黑表筆與另一端連接。
(3)發(fā)現(xiàn)多用電表指針偏轉(zhuǎn)角度過小,應(yīng)將選擇開關(guān)調(diào)到_________(填“”或“”)擋位,重新進行歐姆調(diào)零后再接入電路。
(4)若多用電表指針恰好指在中央刻度“15”的位置,電壓表讀數(shù)為,則由此可知電壓表內(nèi)阻為_________,重新歐姆調(diào)零時流經(jīng)多用電表的電流為_________(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
(5)整理器材,將多用電表的開關(guān)調(diào)到OFF擋上。
【答案】 ①. 1 ②. ③. ④. 0.20
【解析】
【詳解】(2)[1]電流從紅表筆進多用電表,從黑表筆出多用電表,圖中多用電表的紅表筆與1端相連。
(3)[2]使用多用電表歐姆擋測電阻時,若指針偏轉(zhuǎn)角度過小,應(yīng)將倍率調(diào)大,應(yīng)將選擇開關(guān)調(diào)到“”擋位。
(4)[3]歐姆表示數(shù)即電壓表內(nèi)阻為
[4]多用電表指針中央刻度為“15”,調(diào)到“”擋位時,歐姆表內(nèi)阻為
歐姆表電源電動勢為
歐姆調(diào)零時流經(jīng)多用電表的電流為
12. 某學(xué)習(xí)小組通過如圖甲所示的電路測電源電動勢和內(nèi)阻,定值電阻,電流表內(nèi)阻。(計算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)
(1)調(diào)節(jié)電阻箱,記錄電阻箱接入電路的阻值和相應(yīng)的電流,將測得數(shù)據(jù)以為橫坐標(biāo),以_________(填“”或“”)為縱坐標(biāo),經(jīng)計算機擬合得到如圖乙所示圖像,由圖線可得該電源電動勢為_________,電源內(nèi)阻為_________,電動勢的測量值_________(填“大于”“小于”或“等于”)真實值。
(2)現(xiàn)有兩個相同規(guī)格的小燈泡,此種燈泡的特性曲線如圖丙所示,將它們并聯(lián)后與圖甲中的電源和定值電阻相連,如圖丁所示,則燈泡的實際功率為_________。
【答案】 ① ②. 3 ③. 2 ④. 等于 ⑤. 0.45
【解析】
【詳解】(1)[1]根據(jù)閉合電路歐姆定律得
整理得
測得數(shù)據(jù)以為橫坐標(biāo),以為縱坐標(biāo),圖像是直線。
[2][3][4]由圖乙斜率可知
縱截距
解得
,
測量過程中沒有系統(tǒng)誤差,電動勢的測量值等于真實值。
(2)[5]圖丁中,根據(jù)閉合電路歐姆定律得
整理得
將其圖像畫在圖丙中,如圖所示
兩線相交處
,
燈泡的實際功率為
13. 如圖所示,坐標(biāo)系的第一象限分布有垂直紙面向外的勻強磁場,在軸上的點向各個方向均勻發(fā)射速率為、質(zhì)量為、電荷量為的帶電粒子(不計重力)。其中,沿與軸正方向成角的方向射入第一象限內(nèi)的粒子恰好垂直于軸射出。求:
(1)勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大??;
(2)粒子在軸正方向上射出的范圍。(計算結(jié)果保留根式形式)
【答案】(1);(2)
【解析】
【詳解】(1)沿與軸正方向成角的方向射入第一象限內(nèi)的粒子運動軌跡如圖所示
由幾何關(guān)系知,圓周運動的半徑
根據(jù)
解得
(2)粒子在軸正方向上射出范圍在O與M之間,如圖所示
由幾何關(guān)系得
粒子在軸正方向上射出的范圍為。
14. 如圖甲所示,虛線左、右兩側(cè)空間均存在與紙面垂直的勻強磁場,右側(cè)磁場的方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強度大小恒為;左側(cè)磁場的磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示,規(guī)定垂直紙面向外為磁場的正方向。一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線做成半徑為的圓環(huán)固定在紙面內(nèi),電阻為,圓心在上。求:
(1)時,圓環(huán)中的電流大小和方向;
(2)時,圓環(huán)受到的安培力大小和方向。
【答案】(1),方向順時針;(2),方向垂直向左
【解析】
【詳解】(1)時間內(nèi),磁感應(yīng)強度不斷減小,方向垂直紙面向內(nèi),根據(jù)楞次定律可知,圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向為順時針,感應(yīng)電動勢大小為
感應(yīng)電流大小為
(2)根據(jù)左手定則可知,圓環(huán)受到的安培力方向向左,大小為

15. 如圖所示,兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌間距,與水平面的夾角,處于磁感應(yīng)強度、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中。導(dǎo)軌上的兩根導(dǎo)體棒質(zhì)量分別為,電阻均為,長度均為。將棒固定,由靜止釋放棒,當(dāng)棒達到最大速度時,棒產(chǎn)生的焦耳熱。導(dǎo)軌光滑且電阻忽略不計,運動過程中兩棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,重力加速度取。
(1)求棒的最大速度大小;
(2)求從釋放到達到最大速度時,棒的位移大??;
(3)若在棒上施加大小為、沿斜面向上恒力,并將棒的固定解除,讓棒同時由靜止開始運動,求當(dāng)棒速度時,棒的速度大小和加速度大小。
【答案】(1);(2);(3),
【解析】
【詳解】(1)感應(yīng)電動勢
感應(yīng)電流
棒受到的安培力大小為
棒的速度最大時,根據(jù)平衡條件得
由以上各式解得
(2)根據(jù)能量守恒有
解得
(3)因為
所以兩根導(dǎo)體棒整體動量守恒,有
棒的速度大小為
此時電路的感應(yīng)電動勢為
感應(yīng)電流為
棒受到的安培力方向沿斜面向上,根據(jù)牛頓第二定律有
解得棒加速度為

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