四川省遂宁市2019-2020高二上学期期末考试物理试题（Word版附解析）.doc

2019-2020 学年四川省遂宁市高二（上）期末物理试卷 一、选择题：本题共 12 小题，每小题 4 分．在每小题给出的四个选项中，第 1-8 题只有一 项符合题目要求，第 9-12 题有多项符合题目要求．全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分. 1．（4 分）静电现象在自然界中普遍存在，下列不属于静电现象的是（　　） A．冬天睡觉脱毛衫时，常常会听到噼里啪啦的响声 B．梳过头发的塑料梳子会吸起纸屑 C．将闭合小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流 D．将一绝缘枕形导体靠近带电小球时，枕形导体两端出现等量异种电荷 2．（4 分）下列说法正确的是（　　） A．由场强定义式 E＝ 可知，某电场的场强 E 与 q 成反比，与 F 成正比 B．电阻率是反映材料的导电性能的物理量 C．由 R＝ 可知，导体两端的电压越大，导体的电阻越大 D．摩擦起电的过程就是电荷的创造过程 3．（4 分）一带正电的小球 A，带电荷量为+Q，在它左侧用丝线悬挂带电量为+q 的小球 B， 如图所示，下列说法正确的是（　　） A．若小球 A 向右平移一小段距离，则稳定后丝线与竖直方向的夹角减小 B．小球 A 对小球 B 的库仑力比小球 B 对小球 A 的库仑力大 C．若增加小球 A 的带电量，则稳定后丝线与竖直方向夹角不变 D．若使小球 A 带电荷量为﹣Q，则稳定后丝线与竖直方向夹角不变 4．（4 分）两定值电阻 R1、R2 的伏安特性曲线如图所示，把两电阻串联后接入电路时，R1、 R2 的电功率分别为 P1、P2．把两电阻并联后接入电路时，R1、R2 的电功率分别为 P'1、 P'2．则（　　）A．R1＝ Ω，P1：P2＝1：3 B．R1：R2＝1：3，P1：P2＝1：3 C．R1：R2＝3：1，P1′：P2′＝3：1 D．R1＝ Ω，P1′：P2′＝3：1 5．（4 分）一带电粒子只在电场力的作用下沿图中曲线 MN 穿过一匀强电场，a、b、c 为该 电场的等势面，各个等势面的电势关系为 φa＞φb＞φc，则（　　） A．粒子带负电 B．从 M 到 N 粒子的动能减小 C．从 M 到 N 粒子的电势能增加 D．粒子从 M 到 N 运动过程中的动能与电势能之和保持不变 6．（4 分）在匀强磁场中，一通有恒定电流的导体圆环用绝缘细线悬挂在天花板上，初始时 刻线圈平面与磁场方向平行，如图所示。则关于圆环刚开始通电后转动角度 θ（≤90°） 的时间内（从上往下看），下列说法正确的是（　　） A．圆环顺时针转动，同时有向内收缩的趋势 B．圆环逆时针转动，同时有向内收缩的趋势 C．圆环顺时针转动，同时有向外扩张的趋势 D．圆环逆时针转动，同时有向外扩张的趋势 7．（4 分）如左图所示，一带电粒子以水平速度 v0 （v0＜ ）先后进入方向互相垂直的匀 强电场和匀强磁场区域，已知电场方向竖直向下，两个区域的宽度相同且紧邻在一起，在带电粒子穿过电场和磁场的过程中，（其所受重力忽略不计），电场和磁场对粒子所做 的功为 W1；若把电场和磁场正交重叠，如图所示，粒子仍以初速度 v0 穿过重叠场区， 在带电粒子穿过电场和磁场的过程中，电场和磁场对粒子所做的总功为 W2，比较 W1 和 W2，则（　　） A．一定是 W1＞W2 B．一定是 W1＝W2 C．一定是 W1＜W2 D．可能是 W1＜W2，也可能是 W1＞W2 8．（4 分）如图所示，一环形线圈的匝数为 n，半径为 R，线圈平面与匀强磁场垂直，且一 半处在磁场中。在△t 时间内，磁感应强度的方向不变，大小由 B 均匀地增大到 1.5B．在 此过程中，线圈中产生的感应电动势为（　　） A． B． C． D． 9．（4 分）在如图所示的下列四种情况中，能产生感应电流的有（　　） A． 闭合线圈沿磁场方向向上运动 B． 铜盘在两磁极间转动C． 闭合电路中 ab 杆在磁场中向右运动 D． 条形磁铁静止在线圈上方 10．（4 分）如图所示，质量为 m 的环带+q 电荷，套在足够长的绝缘杆上，动摩擦因数为 µ，杆处于正交的匀强电场和匀强磁场中，杆与水平电场夹角为 θ，若环能从静止开始下 滑，则以下说法正确的是（　　） A．环在下滑过程中，加速度不断减小，最后为零 B．环在下滑过程中，加速度先增大后减小，最后为零 C．环在下滑过程中，速度不断增大，最后匀速 D．环在下滑过程中，速度先增大后减小，最后为零 11．（4 分）如图所示，有一带电液滴静止于电容器两极板间，电源内阻 r 不可忽略，现闭 合开关 S，将滑动变阻器的滑片向 b 端移动少许，稳定后二个小灯泡仍能发光，则下列 说法中正确的是（　　） A．小灯泡 L1 变亮，L2 变暗 B．液滴带负电，将竖直向下运动 C．液滴带正电，将竖直向上运动 D．电流表中始终存在从左至右的电流 12．（4 分）如图所示，在 x＞0，y＞0 的真空中有方向垂直于 xoy 平面向里的匀强磁场，磁 感应强度的大小为 B．现有一质量为 m、电荷量大小为 q 的带电粒子，从 x 轴上的某点 P沿着与 x 轴成 30°角的方向以任意大小的速度 v 射入磁场。不计粒子重力，则下列说法 中正确的是（　　） A．只要粒子的速度大小合适，粒子就可能通过坐标原点 B．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为 C．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为 D．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为 二、实验题（共 16 分） 13．（6 分）某实验小组为了探究一标有“10Ω，0.5A”电阻的 U﹣I 图线，实验桌上备有下 列器材： A．电压表（0～5V，内阻约 10kΩ） B．电压表（0～10V，内阻约 20kΩ） C．电流表（0～0.3A，内阻约 1Ω） D．电流表（0～0.6A，内阻约 0.4Ω） E．滑动变阻器（5Ω，2.0A）F．滑动变阻器（500Ω，0.2A） 为尽量减小实验误差，要求电压从零开始且需要测出多组 U、I 数据，则实验中电压表应 选用　 　，电流表应选用　 　，滑动变阻器应选用　 　（均用序号前的字母表 示） 14．（10 分）一研究学习小组，为了测定两节串联干电池组的电动势 E 和内电阻 r，实验器 材有：一只 DIS 电流传感器（可视为理想电流表，测得的电流用 I 表示），一只电阻箱 （阻值用 R 表示），一只开关和导线若干。该学习小组设计了如图甲所示的电路进行实验 和采集数据。（1）设计该实验的原理表达式是　 　（用 E、r、I、R 表示）； （2）在闭合开关之前，应先将电阻箱阻值调至　 　（选填“最大值”、“最小值”或 “任意值”），在实验过程中，将电阻箱调至图乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻 值为　 　Ω； （3）根据实验采集到的数据作出如图丙所示的 ﹣R 图象，则由图象求得该电池组的电 动势 E＝　 　V，内阻 r＝　 　Ω．（结果均保留两位有效数字） 三、计算题（共 36 分）解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤. 15．（6 分）如图所示，水平放置一宽度为 L＝0.4m 的矩形导体框架，导体细棒 ab 可在框上 自由移动，且与导体框架接触良好。整个装置处在磁感应强度为 B＝0.5T 的匀强磁场中， 磁场方向竖直向上，细棒 ab 的电阻为 R＝0.2Ω，其余部分电阻不计，棒在水平力 F 作用 下以 v＝2m/s 的速率匀速向右运动。求细棒 ab 消耗的电功率 P。 16．（8 分）有一个表头，其满偏电流 Ig＝1mA，内阻 Rg＝500Ω．求： （1）如何将该表头改装成量程 U＝3V 的电压表？ （2）如何将该表头改装成量程 I＝0.6A 的电流表？ 17．（10 分）如图所示，在以 O 为圆心，内外半径分别为 R1＝0.5m 和 R2＝1.5m 的圆环区 域内存在垂直纸面向外的匀强磁场。一电荷量为 q、质量为 m 的粒子从内圆上的 A 点射 入该圆环区域，不计空气阻力及粒子重力。求： （1）若磁感应强度 B＝1T，粒子从 OA 延长线与外圆的交点 C 以速度 v1＝105m/s 射出， 方向与 OA 延长线成 30°角，粒子的电性及比荷 ； （2）若粒子仍从 A 点沿不同方向射入磁场，速度大小为 v2＝106m/s，要使所有粒子一定都能够从外圆射出，磁感应强度的大小 B′满足的条件。 18．（12 分）如图所示，在竖直平面内，一半径为 R 的光滑绝缘圆弧轨道 ABC 和光滑绝缘 水平轨道 PA 在 A 点相切。BC 为圆弧轨道的直径，O 为圆心，OA 和 OB 之间的夹角为 α ＝37°，在水平轨道 PA 上方区域存在水平向右的匀强电场。一质量为 m，带电荷量为+q 的小球由 P 点静止释放，经 A 点沿圆弧轨道通过 C 点，落至水平轨道。已知小球在 C 点 所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零。不计空气阻力，重力加 速度大小为 g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．求： （1）场强 E 的大小； （2）小球到达 A 点时电场力的功率 P； （3）小球从 C 点落至水平轨道所用的时间 t。2019-2020 学年四川省遂宁市高二（上）期末物理试卷 参考答案与试题解析 一、选择题：本题共 12 小题，每小题 4 分．在每小题给出的四个选项中，第 1-8 题只有一 项符合题目要求，第 9-12 题有多项符合题目要求．全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分. 1．（4 分）静电现象在自然界中普遍存在，下列不属于静电现象的是（　　） A．冬天睡觉脱毛衫时，常常会听到噼里啪啦的响声 B．梳过头发的塑料梳子会吸起纸屑 C．将闭合小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流 D．将一绝缘枕形导体靠近带电小球时，枕形导体两端出现等量异种电荷 【分析】分析各现象的形成原因，然后判断各现象的成因是否与静电现象有关，然后答 题。 【解答】解：A、睡觉脱毛衫时衣服与头发摩擦会产生静电，常常会听到噼里啪啦的响声， 是静电现象。 B、梳子与头发摩擦会产生静电，吸起纸屑，是静电现象。 C、线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流属于电磁感应现象，不属于静电现象。 D、将一绝缘枕形导体靠近带电小球时，枕形导体两端出现等量异种电荷，也是静电现象。 本题选不属于静电现象的，故选：C。 【点评】静电是因为摩擦使物体带电的现象，平时所见到的摩擦起电现象都是一种静电 现象。如：塑料的梳子梳理干燥的头发的时候，头发和梳子会粘在一起，而且会产生噼 啪的响声；玻璃棒和丝绸摩擦，用玻璃棒可以吸引碎纸片玻璃棒带正电，丝绸带负电； 毛皮和橡胶棒摩擦也产生静电，现象和上面一样橡胶棒带负电，毛皮带正电；注意闪电 不属于静电，静电积累到一定程度，正负电子引诱，而产生的放电现象。 2．（4 分）下列说法正确的是（　　） A．由场强定义式 E＝ 可知，某电场的场强 E 与 q 成反比，与 F 成正比 B．电阻率是反映材料的导电性能的物理量 C．由 R＝ 可知，导体两端的电压越大，导体的电阻越大 D．摩擦起电的过程就是电荷的创造过程【分析】电场强度的定义式 E＝ 属于比值定义的范畴。 电阻率是反映材料的导电性能的物理量。 电阻由材料本身决定，与电压无关。 电荷不能创造。 【解答】解：A、电场强度的定义式 E＝ 可知，电场强度由电场本身决定，与有无检验 电荷无关，故 A 错误。 B、电阻率是反映材料导电性能的物理量，电阻率越大导电性能越弱，故 B 正确。 C、导体的电阻为导体本身的性质，与两端的电压和电流无关，故 C 错误。 D、电荷不能凭空产生，摩擦起电只是电荷的移动，故 D 错误。 故选：B。 【点评】本题考查了电场强度、电阻率和摩擦起电等知识，解题的关键是明确电阻率是 反映材料导电性能的物理量，电阻率越大导电性能越弱。 3．（4 分）一带正电的小球 A，带电荷量为+Q，在它左侧用丝线悬挂带电量为+q 的小球 B， 如图所示，下列说法正确的是（　　） A．若小球 A 向右平移一小段距离，则稳定后丝线与竖直方向的夹角减小 B．小球 A 对小球 B 的库仑力比小球 B 对小球 A 的库仑力大 C．若增加小球 A 的带电量，则稳定后丝线与竖直方向夹角不变 D．若使小球 A 带电荷量为﹣Q，则稳定后丝线与竖直方向夹角不变 【分析】根据共点力平衡得，小球受到的库仑力 F＝k ＝mgtanθ，丝线与竖直方向夹 角 θ 与小球受到 A 的库仑力 F 之间是单调递增关系，θ 大，说明库仑力 F 大，库仑力减 小，则 θ 必减小。 【解答】解：A、根据共点力平衡得，小球受到的库仑力 F＝k ＝mgtanθ，若小球 A 向右平移一小段距离，r 增大，小球受到 A 的库仑力 F 越小，丝线与竖直方向夹角 θ 越小，故 A 正确。 B、根据牛顿第三定律，A 球对小球 B 的库仑力与小球 B 对 A 球的库仑力是一对作用力 和反作用力，大小总是相等的，故 B 错误。 C、若增加 A 球带电量，根据共点力平衡得，小球受到的电场力 F＝k ＝mgtanθ，则 各丝线与竖直方向夹角增大，故 C 错误。 D、保持各小球带电情况不变，若使 A 球带﹣Q，则小球受到库仑引力，向右偏转，与 A 球的距离减小，库仑力都增大，则丝线与竖直方向夹角将增大，故 D 错误。 故选：A。 【点评】本题要注意根据力的平衡条件分析小球的偏转情况，根据共点力平衡得，小球 受到的库仑力 F＝k ＝mgtanθ，丝线与竖直方向夹角 θ 越小，说明小球受到 A 的库仑 力 F 越小，F 越大，则 θ 越大。 4．（4 分）两定值电阻 R1、R2 的伏安特性曲线如图所示，把两电阻串联后接入电路时，R1、 R2 的电功率分别为 P1、P2．把两电阻并联后接入电路时，R1、R2 的电功率分别为 P'1、 P'2．则（　　） A．R1＝ Ω，P1：P2＝1：3 B．R1：R2＝1：3，P1：P2＝1：3 C．R1：R2＝3：1，P1′：P2′＝3：1 D．R1＝ Ω，P1′：P2′＝3：1 【分析】图象上没有具体的标度，所以无法计算出电阻的具体数值，但可以根据斜率比 较出它们电阻的比值。根据串联电路中电流相等，可以知道电阻消耗的功率之比等于电 阻之比。在并联电路中，电阻两端的电压相等，所以消耗的功率之比与电阻成反比。 【解答】解：I﹣U 图象的斜率的倒数表示电阻的阻值，所以两电阻的阻值之比为，把两电阻串联后接入电路，通过它们的电流相等，根据 P＝I2R 得： ；当把两电阻并联接入电路中时，加在它们两端的电压相等，根据 得 ．故 B 正确，ACD 错误。 故选：B。 【点评】要知道 I﹣U 图象中的斜率表示电阻的倒数，虽然图象中没有具体的标度，不能 计算出电阻的具体数值来，但可以根据夹角计算出两电阻的比值。 5．（4 分）一带电粒子只在电场力的作用下沿图中曲线 MN 穿过一匀强电场，a、b、c 为该 电场的等势面，各个等势面的电势关系为 φa＞φb＞φc，则（　　） A．粒子带负电 B．从 M 到 N 粒子的动能减小 C．从 M 到 N 粒子的电势能增加 D．粒子从 M 到 N 运动过程中的动能与电势能之和保持不变 【分析】由于电荷只受电场力作用，电场力将指向运动轨迹的内侧。则电场力一定竖直 向上，同时注意电场线和等势线垂直，又因电势沿电场线方向降低则说明电场线竖直向 上，根据电场力和电场线的方向判断粒子的电性。再由电场力做功判断能量变化。 【解答】解：A．由运动轨迹可知电场力方向竖直向上，由电势的高低可知电场线方向竖 直向上，则电性为正，故 A 错误。 BCD．粒子由 M 到 N 电场力做正功，则动能增加，电势能减小，由于不计重力，根据 能量守恒定律知：动能与电势能之和不变。故 BC 错误，D 正确。 故选：D。 【点评】解决该题的关键是明确知道物体做曲线运动的条件是合力在曲线的内侧，知道 顺着电场线电势逐渐降低，知道电场力做功与电势能变化之间的关系。 6．（4 分）在匀强磁场中，一通有恒定电流的导体圆环用绝缘细线悬挂在天花板上，初始时刻线圈平面与磁场方向平行，如图所示。则关于圆环刚开始通电后转动角度 θ（≤90°） 的时间内（从上往下看），下列说法正确的是（　　） A．圆环顺时针转动，同时有向内收缩的趋势 B．圆环逆时针转动，同时有向内收缩的趋势 C．圆环顺时针转动，同时有向外扩张的趋势 D．圆环逆时针转动，同时有向外扩张的趋势 【分析】通电圆环在磁场中受到安培力作用，选取关键位置的电流元分析，比如左右两 侧的电流元。 选取特殊位置进行分析，比如转动角度达到 90°后，从而确定运动情况。 【解答】解：通电圆环在磁场中受到安培力作用，取左右两侧的一小段电流元分析，根 据左手定则可知，左侧电流元受到安培力垂直纸面向里，右侧电流元受到安培力垂直纸 面向外，则从上往下看，圆环顺时针转动。 当转动角度 θ＝90°时，顺着磁感线方向看，电流为顺时针，根据左手定则可知，圆环 受到安培力方向沿着半径向外，故圆环有向外扩张的趋势，说明圆环在顺时针转动的同 时，向外扩张，故 C 正确，ABD 错误。 故选：C。 【点评】本题考查了通电导线在磁场中的受力情况，解题的关键是选取特殊位置的电流 元，分析其受力，确定运动情况。 7．（4 分）如左图所示，一带电粒子以水平速度 v0 （v0＜ ）先后进入方向互相垂直的匀 强电场和匀强磁场区域，已知电场方向竖直向下，两个区域的宽度相同且紧邻在一起， 在带电粒子穿过电场和磁场的过程中，（其所受重力忽略不计），电场和磁场对粒子所做 的功为 W1；若把电场和磁场正交重叠，如图所示，粒子仍以初速度 v0 穿过重叠场区， 在带电粒子穿过电场和磁场的过程中，电场和磁场对粒子所做的总功为 W2，比较 W1 和 W2，则（　　）A．一定是 W1＞W2 B．一定是 W1＝W2 C．一定是 W1＜W2 D．可能是 W1＜W2，也可能是 W1＞W2 【分析】先判断带电粒子在电场中的受力情况和在重叠区的受力情况，比较两种情况中 的偏转位移的大小，而洛伦兹力对粒子不做功，只有电场力做功，进而可以判断做功大 小． 【解答】解：不论带电粒子带何种电荷，粒子穿过重叠场区时，电场力的方向与洛伦兹 力的方向的夹角大于 90°，所以带电粒子在电场中的偏转位移比重叠时的偏转位移大， 所以不论粒子带何种电性，甲中带电粒子在电场中偏转位移一定大于乙中的偏转位移， 而洛伦兹力对带电粒子不做功，只有电场力做功，所以一定是 W1＞W2，故 A 正确。 故选：A。 【点评】本题解题的关键是分析两种情况下的偏转位移的大小，洛伦兹力对带电粒子不 做功，难度适中． 8．（4 分）如图所示，一环形线圈的匝数为 n，半径为 R，线圈平面与匀强磁场垂直，且一 半处在磁场中。在△t 时间内，磁感应强度的方向不变，大小由 B 均匀地增大到 1.5B．在 此过程中，线圈中产生的感应电动势为（　　） A． B． C． D． 【分析】根据法拉第电磁感应定律 E＝N ＝N S，求解感应电动势，其中 S 是有 效面积。 【解答】解：根据法拉第电磁感应定律 E＝N ＝N S＝n • πR 2＝，故 D 正确，ABC 错误。 故选：D。 【点评】解决电磁感应的问题，关键理解并掌握法拉第电磁感应定律 E＝N ＝N S，知道 S 是有效面积，即有磁通量的线圈的面积。 9．（4 分）在如图所示的下列四种情况中，能产生感应电流的有（　　） A． 闭合线圈沿磁场方向向上运动 B． 铜盘在两磁极间转动 C． 闭合电路中 ab 杆在磁场中向右运动 D． 条形磁铁静止在线圈上方 【分析】闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，就会在导体中产生感 应电流；分析磁感线方向和导体运动方向的关系，只要是切割磁感线运动就会产生感应 电流。 【解答】解：A、保持线圈平面始终与磁感线垂直，闭合线圈在磁场中沿磁场方向向上运 动，运动方向平行于磁场，磁通量不变，无感应电流，故 A 错误。 B、铜盘在两磁极间转动时，在磁场中的那一部分的铜盘相对于闭合电路的一部分在切割 磁感线，所以有感应电流，故 B 正确。 C、闭合电路中 ab 杆在磁场中向右运动，闭合回路的磁通量发生变化，有感应电流，故 C 正确。D、条形磁铁静止在线圈上方，穿过线框的磁通量不变，不能产生感应电流，故 D 错误。 故选：BC。 【点评】判断是否产生感应电流是要牢牢抓住“闭合”、“切割”两个关键字眼，在分析 时要牢牢把握住这两个方面。 10．（4 分）如图所示，质量为 m 的环带+q 电荷，套在足够长的绝缘杆上，动摩擦因数为 µ，杆处于正交的匀强电场和匀强磁场中，杆与水平电场夹角为 θ，若环能从静止开始下 滑，则以下说法正确的是（　　） A．环在下滑过程中，加速度不断减小，最后为零 B．环在下滑过程中，加速度先增大后减小，最后为零 C．环在下滑过程中，速度不断增大，最后匀速 D．环在下滑过程中，速度先增大后减小，最后为零 【分析】对环受力分析，抓住环在垂直杆子方向合力为零，通过洛伦兹力的变化判断支 持力的变化，从而得出摩擦力的变化，得出合力的变化，从而得出加速度的变化，结合 加速度方向与速度方向的关系判断速度的变化． 【解答】解：在垂直杆子方向上有：mgcosθ+qEsinθ＝qvB+N…① 沿杆子方向上有：mgsinθ﹣qEcosθ﹣f＝ma…② 在下滑的过程中，速度增大，由①式知，洛伦兹力增大，支持力减小，摩擦力减小，再 由②式知，加速度增大。 当支持力减小到零，反向增大，摩擦力增大，根据②知，加速度减小。当合力为零时， 做匀速直线运动。 所以环在下滑过程中，加速度先增大后减小，最后为零，速度一直增大，最后不变，做 匀速直线运动。故 B、C 正确，A、D 错误。 故选：BC。 【点评】解决本题的关键能够正确地受力分析，抓住垂直杆子方向合力为零，结合牛顿第二定律进行求解． 11．（4 分）如图所示，有一带电液滴静止于电容器两极板间，电源内阻 r 不可忽略，现闭 合开关 S，将滑动变阻器的滑片向 b 端移动少许，稳定后二个小灯泡仍能发光，则下列 说法中正确的是（　　） A．小灯泡 L1 变亮，L2 变暗 B．液滴带负电，将竖直向下运动 C．液滴带正电，将竖直向上运动 D．电流表中始终存在从左至右的电流 【分析】变阻器滑片向 b 端移动，变阻器接入电路中的电阻减小，根据“串反并同”可 以判断灯泡的明暗变化，以及电容器带电荷量的变化；液滴原来静止在电容器中，受力 平衡，则受电场力方向方向竖直向上，进而可以判断液滴带电情况。 【解答】解：A、变阻器的滑片向 b 端移动少许，变阻器接入电路的电阻减小，根据“串 反并同”，灯泡 L1 与变阻器串联，灯泡 L2 与变阻器并联，所以灯泡 L1 变亮，L2 变暗， 故 A 正确； B、由电路图可知，电容器上极板与电源正极相连，所以上极板带正电，带电液滴能够静 止，则受电场力方向向上，故液滴带负电。滑片向下滑动，电容器两板间电压降低，则 板间场强变小，液滴受电场力变小，则液滴受合力方向向下，将向下运动，故 B 正确。 C、由上面 B 的分析可知，C 错误； D、在移动滑片过程中，电容器两端电压降低，电容器带电荷量减少，电容器应该放电， 所以电流表中存在自右向左的电流，故 D 错误。 故选：AB。 【点评】根据“串反并同”可以通过各个用电器中的电流以及两端电压的变化，关键是 要判断出各个用电器与变阻器的连接情况。 12．（4 分）如图所示，在 x＞0，y＞0 的真空中有方向垂直于 xoy 平面向里的匀强磁场，磁 感应强度的大小为 B．现有一质量为 m、电荷量大小为 q 的带电粒子，从 x 轴上的某点 P 沿着与 x 轴成 30°角的方向以任意大小的速度 v 射入磁场。不计粒子重力，则下列说法中正确的是（　　） A．只要粒子的速度大小合适，粒子就可能通过坐标原点 B．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为 C．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为 D．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为 【分析】带电粒子以一定速度垂直进入匀强磁场后，在洛伦兹力作用下作匀速圆周运动， 讨论当粒子带正电和带负电时粒子在磁场中的运动时间范围，根据 所求得的时间范围分 析解答。 【解答】解：A．如果粒子要从 O 点射出，则其运动轨迹如图所示， ， 从轨迹上看出粒子还未到达 O 点时已经从 y 轴射出磁场，故粒子不可能从 O 点射出磁场， 故 A 错误。 BCD．如果粒子带负电，则粒子的运动轨迹如图所示： ， 根据几何知识可知，其轨迹所对的圆心角为：∠1＝60°， 所以粒子的运动时间为： ＝ ， 当粒子带正电且从 x 轴射出磁场，其运动轨迹如图所示： ，根据几何知识可知其圆心角为：∠2＝300°， 所以粒子在磁场中做圆周运动的时间为： ＝ ， 如粒子带正电，且从 y 轴射出，其从 y 轴射出时的时间最大时，其轨迹刚好和 y 轴相切， 轨迹如图所示： ， 根据几何知识可知，其圆心角为：∠3＝240°， 所以其运动的时间为： ，所以粒子从 y 轴射出时，其时间满足 ， 综上可知，粒子在磁场中运动的时间为 ， 以及 ，故 B 错误，CD 正确。 故选：CD。 【点评】解决该题的关键是能根据题意按照粒子的正负电性来分析题意，能正确做出粒 子的运动轨迹，能根据几何知识求解出粒子的轨迹所对应的圆心角。 二、实验题（共 16 分） 13．（6 分）某实验小组为了探究一标有“10Ω，0.5A”电阻的 U﹣I 图线，实验桌上备有下 列器材： A．电压表（0～5V，内阻约 10kΩ） B．电压表（0～10V，内阻约 20kΩ） C．电流表（0～0.3A，内阻约 1Ω） D．电流表（0～0.6A，内阻约 0.4Ω） E．滑动变阻器（5Ω，2.0A）F．滑动变阻器（500Ω，0.2A） 为尽量减小实验误差，要求电压从零开始且需要测出多组 U、I 数据，则实验中电压表应 选用　A　，电流表应选用　D　，滑动变阻器应选用　E　（均用序号前的字母表示） 【分析】根据电阻额定电压选择电压表，根据额定电流选择电流表，为方便实验操作选 择滑动变阻器，根据题意分析答题。 【解答】解：由题意可知，电阻两端电压：U＝IR＝0.5×10＝5V，电压表应选择 A； 由题意可知，电阻额定电流为 0.5A，电流表应选择 D； 实验要求电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择 E； 故答案为：A；D；E。 【点评】本题考查了实验器材的选择，应掌握实验器材的选择原则：安全性原则、精确 性原则、方便实验操作原则，掌握基础知识即可解题，要注意基础知识的学习。 14．（10 分）一研究学习小组，为了测定两节串联干电池组的电动势 E 和内电阻 r，实验器 材有：一只 DIS 电流传感器（可视为理想电流表，测得的电流用 I 表示），一只电阻箱 （阻值用 R 表示），一只开关和导线若干。该学习小组设计了如图甲所示的电路进行实验 和采集数据。 （1）设计该实验的原理表达式是　E＝I（R+r）　（用 E、r、I、R 表示）； （2）在闭合开关之前，应先将电阻箱阻值调至　最大值　（选填“最大值”、“最小值” 或“任意值”），在实验过程中，将电阻箱调至图乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的 阻值为　12　Ω； （3）根据实验采集到的数据作出如图丙所示的 ﹣R 图象，则由图象求得该电池组的电 动势 E＝　2.7　V，内阻 r＝　2.1　Ω．（结果均保留两位有效数字） 【分析】（1）由图可知实验中采用了电流表及是阻箱测电动势和内电阻，故应采用电流 及电阻表达闭合电路欧姆定律； （2）电学实验中为了安全，在开始实验时滑动变阻器应从最大值逐渐调小；根据电阻箱 的读数原理进行读数； （3）由闭合电路欧姆定律可得出 I 与 R 的表达式，根据图象的性质可得出电动势和内电 阻。 【解答】解：（1）由图可知，本实验采用的是电流表与电阻箱测定电动势，在闭合电路 中，电动势为：E＝I（R+r）； （2）为了保证电路安全，闭合开关前电阻箱接入电路的阻值应为电阻箱的最大阻值；由图乙所示电阻箱可知，电阻箱的示数为：0×1000Ω+0×100Ω+1×10Ω+2×1Ω＝12Ω； （3）在闭合电路中，E＝I（R+r），则 ＝ R+ ，则 ﹣R 图象的截距：b＝ ，图象 斜率：k＝ ， 由图象可知：b＝0.8，k＝ ＝ ＝ ，解得电动势为：E≈2.7V，电源内阻为：r≈ 2.1Ω； 故答案为：（1）E＝I（R+r）；（2）最大值，12；（3）2.7；2.1。 【点评】本题采用安阻法测电源的电动势，本方法的关键在于能列出电流与滑动变阻器 的关系，再结合图象求出电动势和内电阻。 三、计算题（共 36 分）解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤. 15．（6 分）如图所示，水平放置一宽度为 L＝0.4m 的矩形导体框架，导体细棒 ab 可在框上 自由移动，且与导体框架接触良好。整个装置处在磁感应强度为 B＝0.5T 的匀强磁场中， 磁场方向竖直向上，细棒 ab 的电阻为 R＝0.2Ω，其余部分电阻不计，棒在水平力 F 作用 下以 v＝2m/s 的速率匀速向右运动。求细棒 ab 消耗的电功率 P。 【分析】根据法拉第电磁感应定律，结合闭合电路欧姆定律和功率公式可以求出消耗的 电功率。 【解答】解：速度 v 与磁感应强度 B 垂直，棒 ab 产生的感应电动势为： E＝BLv 根据闭合电路欧姆定律，通过棒 ab 的感应电流为： I＝ 细棒 ab 消耗的电功率为： P＝EI 联立各式代入数据解得： P＝0.8W 答：细棒 ab 消耗的电功率 P 为 0.8W。 【点评】本题考查导体切割磁感线时的感应电动势，在涉及电磁感应和电路问题时，要注意法拉第电磁感应定律结合闭合电路欧姆定律的应用。 16．（8 分）有一个表头，其满偏电流 Ig＝1mA，内阻 Rg＝500Ω．求： （1）如何将该表头改装成量程 U＝3V 的电压表？ （2）如何将该表头改装成量程 I＝0.6A 的电流表？ 【分析】（1）把电流表改装成电压表应串联一个大的分压电阻，应用串联电路特点与欧 姆定律可以求出串联电阻阻值。 （2）把电流表改装成大量程电流表应并联一个电阻，应用并联电路特点与欧姆定律可以 求出并联电阻阻值。 【解答】解：（1）电压表满偏时，由欧姆定律公式可知：U＝Ig（R+Rg），解得：R＝2500Ω 即与表头串联一个 2500Ω 的分压电阻，并将表头的刻度盘按设计的量程进行刻度。 （2）电流表满偏时，由欧姆定律公式可知：IgRg＝（I﹣Ig）r，解得：R≈0.83Ω 即与表头并联一个 0.83Ω 的分流电阻，并将表头的刻度盘按设计的量程进行刻度。 答：（1）与表头串联一个 2500Ω 的分压电阻，并将表头的刻度盘按设计的量程进行刻度。 （2）与表头并联一个 0.83Ω 的分流电阻，并将表头的刻度盘按设计的量程进行刻度。 【点评】本题考查了电压表的改装，知道电压表的改装原理、应用串并联电路特点与欧 姆定律即可正确解题。 17．（10 分）如图所示，在以 O 为圆心，内外半径分别为 R1＝0.5m 和 R2＝1.5m 的圆环区 域内存在垂直纸面向外的匀强磁场。一电荷量为 q、质量为 m 的粒子从内圆上的 A 点射 入该圆环区域，不计空气阻力及粒子重力。求： （1）若磁感应强度 B＝1T，粒子从 OA 延长线与外圆的交点 C 以速度 v1＝105m/s 射出， 方向与 OA 延长线成 30°角，粒子的电性及比荷 ； （2）若粒子仍从 A 点沿不同方向射入磁场，速度大小为 v2＝106m/s，要使所有粒子一定 都能够从外圆射出，磁感应强度的大小 B′满足的条件。 【分析】（1）根据左手定则判断粒子的电性，做出粒子的运动轨迹，根据洛伦兹力提供 向心力求解出粒子的荷质比。（2）若粒子从 A 点进入磁场，速度大小一定，方向不定，要使粒子一定能够从外圆射出， 粒子在磁场内的运动半径应大于过 A 点的最大内切圆半径，所以由轨道半径从而求出最 小磁感应强度。 【解答】解：（1）由左手定则知，粒子带正电，粒子的运动轨迹如图甲所示，设粒子运 动的轨道半径为 r， 由牛顿第二定律得： 又由几何关系可知，粒子运动的半径 r＝R2﹣R1＝1m 联立解得比荷 ＝105C/kg。 （2）要使所有粒子一定都能够从外圆射出，作出粒子刚好与边界相切的两轨迹，如图所 示， 粒子能从轨迹 2 能射出，则所有粒子一定能从外圆射出，即满足 2r′＞R1+R2 由牛顿第二定律得： 解得：B′＜10T。 答：（1）粒子的带正电，比荷 为 105C/kg。 （2）若磁感应强度的大小 B′满足的条件是 B′＜10T。 【点评】解决该题的关键是正确做出粒子做匀速圆周运动的轨迹，能根据几何知识求解 器运动半径，能正确做出粒子恰好不从外圆射出的临界轨迹。 18．（12 分）如图所示，在竖直平面内，一半径为 R 的光滑绝缘圆弧轨道 ABC 和光滑绝缘 水平轨道 PA 在 A 点相切。BC 为圆弧轨道的直径，O 为圆心，OA 和 OB 之间的夹角为 α＝37°，在水平轨道 PA 上方区域存在水平向右的匀强电场。一质量为 m，带电荷量为+q 的小球由 P 点静止释放，经 A 点沿圆弧轨道通过 C 点，落至水平轨道。已知小球在 C 点 所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零。不计空气阻力，重力加 速度大小为 g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．求： （1）场强 E 的大小； （2）小球到达 A 点时电场力的功率 P； （3）小球从 C 点落至水平轨道所用的时间 t。 【分析】（1）在 C 点对小球进行受力分析，根据三角形 定则分析求解场强的大小。 （2）根据牛顿第二定律求解小球在 C 点的速度，A 到 C 根据动能定理求解 A 点的速度， 根据 P＝Fv 求解小球到达 A 点时电场力的功率。 （3）将小球在 C 点速度分解到水平和竖直方向上，根据竖直方向上的匀加速直线运动求 解运动时间。 【解答】解：（1）小球到达 C 点时有 得场强大小为： 。 （2）小球到达 C 点时的速度大小为 vc，由牛顿第二定律得 ， 小球 A→C 过程，由动能定理有 小球到达 A 点时电场力的功率 P＝qEvA， 联立得 P＝ 。 （3）小球离开 C 点后，竖直方向上，在重力作用下做匀加速直线运动，由运动学公式有 解得 。 答：（1）场强 E 的大小为 ；（2）小球到达 A 点时电场力的功率 P 为 。 （3）小球从 C 点落至水平轨道所用的时间 t 为 。 【点评】解决该题的关键是明确知道小球在 C 点受力情况，能根据三角形定则分析其电 场力以及合力的大小，能将小球从 C 点抛出 d 运动情况分解到水平和竖直方向上进行求 解。