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福建省福州市文博中学2014-2015学年高二上学期期末考试物理试卷

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福建省福州市文博中学 2014-2015 学年高二上学期期末物理试卷
一、单项选择题(共 16 小题,每小题 3 分,共 45 分.每小题给出的四个选项中只有一个 选项是正确的,把答案填在答题表中) 1.关于电场强度的公式 E= ,下列说法正确的是( )

A.由公式可知,电场强度与试探电荷所带电量成反比 B.此公式只能适用于真空中的点电荷产生的电场 C.此公式为电场强度的定义式,可以适用于各种电场 D.公式中 q 是产生电场的电荷带电量,F 是试探电荷所受到的力 2.两个相同的金属小球,带电量之比为 ,相距为 r,两者相互接触后再放回原来的位置上, 则它们的静电力可能为原来的( A. B. ) C. D.

3.在点电荷产生的电场中,以它为圆心做一个圆,那么圆上 A、B 两点(

)

A.电场强度相同,电势相等 B.电场强度相同,电势不相等 C.电场强度不相同,电势相等 D.电场强度不相同,电势不相等 4.某同学画的表示磁场 B、电流 I 和安培力 F 的相互关系如图所示,其中正确的是( )

A.

B.

C.

D.

5.两个带电粒子由静止经同一电场加速后垂直磁感线方向进入同一匀强磁场,两粒子质量 之比为 1:2.电量之比为 1:2,则两带电粒子受洛仑兹力之比为( ) A.2:1 B.1:l C.1:2 D.1:4 6.穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加 2Wb,则( A.线圈中感应电动势每秒增加 2V B.线圈中感应电动势每秒减少 2V C.线圈中感应电动势始终为 2V )

D.线圈中感应电动势始终为一个确定值,但由于线圈有电阻,电动势小于 2V 7.如图所示的电路中,一个 N 极朝下的条形磁铁竖直下落,恰能穿过水平放置的方形导线 框,下列判断正确的是( )

A.磁铁经过图中位置 1 时,线框中感应电流沿 abcd 方向,经过位置 2 时沿 adcb 方向 B.磁铁经过图中位置 1 时,线框中感应电流沿 adcb 方向,经过位置 2 时沿 abcd 方向 C.磁铁经过位置 1 和 2 时,感应电流都沿 abcd 方向 D.磁铁经过位置 1 和 2 时,感应电流都沿 adcb 方向 8.矩形金属线圈共 10 匝,绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动,线圈中产生的交 流电动势 e 随时间 t 变化的情况,如图所示.下列说法中正确的是( )

A.此交流电的频率为 0.2Hz B.此交流电动势的有效值为 1V C.t=0.1s 时,线圈平面与磁场方向平行 D.线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为 Wb

9.某电流表的满偏电流 IG=1mA,内阻为 1kΩ,要把它改装成一个量程为 0.6A 的安培表, 应在该电流表上( ) A.串联一个 599 kΩ 的电阻 B.并联一个 599 kΩ 的电阻 C.串联一个 kΩ 的电阻 D.关联一个 kΩ 的电阻

10.有一台电风扇额定工作电压为 220V,额定电功率为 50W,线圈电阻为 0.4Ω,电风扇接 入电压为 220V 的电路中,关于它每分钟产生的热量是多少,有四位同学计算如下,其中正 确的是( ) A.Q=Pt=50×60=3000J B.Q=IUt=50×220× C.Q=I Rt=( D.Q=
2 2 2

J=3000J

) ×0.4×60J=1.2J J=7.26×10 J
6

=220 ×

11.如图所示,电源电动势为 E,内阻为 r,合上开关 S 后各灯恰能正常发光,如果某一时 刻电灯 C 烧断,则( )

A.灯 A 变暗,灯 B 变亮 B.灯 A 变亮,灯 B 变暗 C.灯 A、灯 B 都变亮 D.灯 A、灯 B 都变暗 12.如图所示,在半径为 R 的圆内,有方向为垂直纸面向里的匀强磁场,一带电粒子以速 度 v 沿半径 ao 方向从 a 点射入磁场,又从 c 点射出磁场,射出时速度方向偏转 60°,则粒子 在磁场中运动的时间是( )

A.

B.

C.

D.

13.如图所示,两平行金属板水平放置,构成一个电容器.当把两金属板接在某直流电源的 两板时,板间有一带电微粒恰好能保持静止状态,则( )

A.该带电微粒一定是带负电荷 B.微粒只能处于两板中央,它才可能处于静止 C.若将两极板间距调大一些,微粒将向下运动 D.若将两极板间距调小一些,微粒仍能保持平衡 14.如图所示中,L1 和 L2 是两个相同灯泡,L 是一个自感系数相当大的线圈,其电阻值与 R 相同,在开关 S 接通的瞬间,下列说法正确的是( )

A.接通时 L1 先达到最亮,断开时 L1 后灭 B.接通时 L2 先达到最亮,断开时 L2 后灭 C.接通时 L1 先达到最亮,断开时 L1 先灭 D.接通时 L2 先达到最亮,断开时 L2 先灭

15.如图所示,一宽 40cm 的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里.一边长为 20cm 的正 方形导线框位于纸面内,以垂直于磁场边界的恒定速度 v=20cm/s 通过磁场区域.在运动过 程中,线框有一边始终与磁场区域的边界平行,取它刚进入磁场的时刻 t=0,在下图所示的 图线中,能正确反映感应电流随时间变化规律的是( )

A.

B.

C.

D.

16.如图所示,两竖直放置的平行光滑导轨处于垂直于导轨平面的匀强磁场中,金属杆 ab 可沿导轨滑动,原先 S 断开,让 ab 杆由静止下滑,一段时间后闭合 S,则从 S 闭合开始计 时,ab 杆的运动速度 v 随时间 t 的图象不可能是下图中的( )

A.

B.

C.

D.

二、填空题: (共 17 分) 17.小明用多用电表的欧姆测某一电阻值时,分别用 R×1、R×10 两个电阻挡测了两次,指 针所指的位置如右图所示.为提高测量的精确度,应该用__________挡,被测阻值约为 __________Ω.

18.用伏安法测定两节干电池组成的电源的电动势 E 和内电阻 r.

实验中共测出五组数据,如下表所示: 1 2 3 4 5 U(V) 2.80 2.60 2.50 2.20 2.00 I(A) 0.48 0.80 1.00 1.60 1.96 在如图中作 U﹣I 图线,并根据图线求出:电动势 E=__________V,内电阻 r=__________Ω.

19.在“测定金属的电阻率”的实验中,某同学选用电阻大约为 5Ω 的金属丝,为了采用伏安 法测其电阻,他取来两节干电池、电键和若干导线及下列器材: A.电压表 0~3V,内阻 10kΩ B.电压表 0~15V,内阻 50kΩ C.电流表 0~0.6A,内阻 0.05Ω D.电流表 0~3A,内阻 0.01Ω E.滑动变阻器,0~10Ω F.滑动变阻器,0~100Ω (1)要求较准确地测出其阻值,电压表应选__________,电流表应选__________,滑动变 阻器应选__________. (填序号) (2)实验中某同学的实物接线如图所示,请指出该同学实物接线中的两处明显错误. 错误 1:__________; 错误 2:__________.

三、计算题: (共 38 分,写出必要的文字说明. ) 20.真空中有一点电荷 A,带电量为+4×10 C,当另一点电荷 B 在与 A 相距 10cm 时,受 ﹣5 9 2 2 到静电引力的大小为 1.8×10 N.已知静电力常量 k=9×10 N.m /C ,问: (1)点电荷 B 带何种电?带电量为多少? (2)A 点电荷在距离 10cm 远处产生的电场,场强是多大? 21.如图所示,电源的电动势 E=4.5V,电阻 R=8Ω,玩具电动机上标有“4V 2W”字样.当电 键 S 闭合后,电动机恰好能正常工作,求: (1)电动机正常工作时的电流;
﹣9

(2)电源的内电阻.

22.如图所示,导体框架的平行导轨间距 d=1m,框架平面与水平面夹角 α=30°,匀强磁场 方向垂直框架平面向上,且 B=0.2T,导体棒 ab 的质量 m=0.2kg,R=0.1Ω,水平跨在导轨上, 2 且可无摩擦滑动(g 取 10m/s )求: (1)ab 下滑的最大速度 (2)以最大速度下滑时,ab 棒上的电热功率.

23.一足够长的矩形区域 abcd 内有磁感应强度为 B,方向垂直纸面向里的匀强磁场,矩形 区域的左边界 ad 宽为 L,现从 ad 中点 O 垂直于磁场射入一带电粒子,速度大小为 v0,方 向与 ad 边夹角为 θ=30°,如图所示.已知粒子的电荷量为 q,质量为 m(重力忽略不计) . (1)若粒子带负电,且恰好能从 d 点射出磁场,求 v0 的大小; (2)若粒子带正电,使粒子能从 ab 边射出磁场,求 v0 的取值范围,以及此范围内粒子在 磁场中运动时间 t 的范围.

24.如图所示,在直角坐标系 xoy 的第一象限中分布着沿 y 轴负方向的匀强电场,在第四象 限中分布着方向向里垂直纸面的匀强磁场.一个质量为 m、带电+q 的微粒,在 A 点(0,3) 以初速度 v0=120m/s 平行 x 轴射入电场区域, 然后从电场区域进入磁场, 又从磁场进入电场, 并且先后只通过 x 轴上的 p 点 (6, 0) 和Q点 (8, 0) 各一次. 已知该微粒的比荷为 =10 C/kg, 微粒重力不计.求: (1)微粒从 A 到 P 所经历的时间和加速度的大小; (2)求出微粒到达 P 点时速度方向与 x 轴正方向的夹角; (3)电场强度 E 和磁感强度 B 的大小.
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福建省福州市文博中学 2014-2015 学年高二上学期期末 物理试卷
一、单项选择题(共 16 小题,每小题 3 分,共 45 分.每小题给出的四个选项中只有一个 选项是正确的,把答案填在答题表中) 1.关于电场强度的公式 E= ,下列说法正确的是( )

A.由公式可知,电场强度与试探电荷所带电量成反比 B.此公式只能适用于真空中的点电荷产生的电场 C.此公式为电场强度的定义式,可以适用于各种电场 D.公式中 q 是产生电场的电荷带电量,F 是试探电荷所受到的力 考点:电场强度. 专题:电场力与电势的性质专题. 分析:公式 E= 运用比值法定义,E 与 F、q 无关,该公式适用于任何电场,根据电场强度 的物理意义分析. 解答: 解:A、电场强度反映电场本身的性质,由电场本身决定,与试探电荷的电荷量无 关,故 A 错误. BC、E= 为电场强度的定义式,运用比值法定义,适用于各种电场,故 B 错误,C 正确. D、公式中 q 是放入电场中的试探电荷,F 是试探电荷所受到的力,故 D 错误. 故选:C. 点评: 本题关键抓住电场强度是描述电场本身性质的物理量, 其大小和方向与试探电荷无关, 是电场本身决定.

2.两个相同的金属小球,带电量之比为 ,相距为 r,两者相互接触后再放回原来的位置上, 则它们的静电力可能为原来的( A. B. ) C. D.

考点:库仑定律. 专题:电场力与电势的性质专题. 分析:两电荷间存在库仑力,其大小可由库仑定律求出.当两电荷相互接触后再放回原处, 电荷量可能相互中和后平分, 也可能相互叠加再平分, 所以库仑力的变化是由电荷量变化导 致的.

解答: 解:由库仑定律可得:F=k

得,

当两相同金属小球带同种电荷时, 两者相互接触后再放回原来的位置上, 它们的电荷量变为 4:4,所以库仑力是原来的 16:7. 当两相同金属小球带异种电荷时, 两者相互接触后再放回原来的位置上, 它们的电荷量变为 3:3,所以库仑力是原来的 9:7.故 C、D 正确,A、B 错误. 故选:CD. 点评:解决本题的关键掌握库仑定律的公式,注意两个金属小球可能带同种电荷,可能带异 种电荷. 3.在点电荷产生的电场中,以它为圆心做一个圆,那么圆上 A、B 两点( )

A.电场强度相同,电势相等 B.电场强度相同,电势不相等 C.电场强度不相同,电势相等 D.电场强度不相同,电势不相等 考点:电势差与电场强度的关系;电势. 专题:电场力与电势的性质专题. 分析: 点电荷产生的电场线是辐射状或汇聚状的, 根据电场线的特点判断电场强度的关系. 通 过点电荷的等势面判断各点电势的关系 解答: 解:在单个点电荷产生的电场中,以它为圆心做一个圆,在圆周上各处电场线疏密 相同,但方向各不相同,故场强的大小相同,场强的方向各不相同,所以圆上各点的场强不 同. 点电荷的等势面是一簇簇一点电荷为球心的同心球面,球面上各点的电势相等. 故 C 正确,ABD 错误. 故选:C 点评: 解决本题的关键掌握点电荷周围电场的特点, 注意电场强度是矢量, 有大小有方向. 以 及知道点电荷的等势面特点 4.某同学画的表示磁场 B、电流 I 和安培力 F 的相互关系如图所示,其中正确的是( )

A.

B.

C.

D.

考点:安培力. 分析: 熟练应用左手定则是解决本题的关键, 在应用时可以先确定一个方向, 然后逐步进行, 如可先让磁感线穿过手心, 然后通过旋转手, 让四指和电流方向一致或让大拇指和力方向一 致,从而判断出另一个物理量的方向,用这种程序法,防止弄错方向. 解答: 解:A、根据左手定则可知,A 图中安培力方向应该向上,故 A 正确; B、根据左手定则可知,B 图中安培力应该垂直于磁场斜向上,故 B 错误; C、根据左手定则可知,C 图中磁场方向和电流方向在同一直线上,不受安培力作用,故 C 错误; D、根据左手定则可知,D 图中安培力方向垂直于导体棒向上,故 D 错误. 故选:A. 点评:左手定则中涉及物理量及方向较多,在应用过程中容易出现错误,要加强练习,增加 熟练程度. 5.两个带电粒子由静止经同一电场加速后垂直磁感线方向进入同一匀强磁场,两粒子质量 之比为 1:2.电量之比为 1:2,则两带电粒子受洛仑兹力之比为( ) A.2:1 B.1:l C.1:2 D.1:4 考点:洛仑兹力. 专题:带电粒子在磁场中的运动专题. 分析:根据动能定理求出粒子的速度关系,带电粒子垂直进入磁场中,受到洛伦兹力作用, 根据洛伦兹力大小,f=Bqv,即可求解. 解答: 解:两个带电粒子由静止经同一电场加速后,根据动能定理:

所以: 由于两粒子质量之比为 1:2.电量之比为 1:2,所以两种粒子进入磁场的速度是相等的. 根据洛伦兹力大小,f=Bqv,结合题意可得,洛伦兹力大小与电量成正比,即 1:2,故 C 正 确,ABD 错误; 故选:C 点评:考查洛伦兹力产生条件,及影响洛伦兹力的大小因素,同时运用控制变量法来确定问 题. 6.穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加 2Wb,则( ) A.线圈中感应电动势每秒增加 2V B.线圈中感应电动势每秒减少 2V C.线圈中感应电动势始终为 2V D.线圈中感应电动势始终为一个确定值,但由于线圈有电阻,电动势小于 2V 考点:法拉第电磁感应定律. 分析:根据法拉第电磁感应定律 E= 无关. 分析感应电动势的大小,且电动势的大小与电阻

解答: 解:磁通量始终保持每秒钟均匀地增加 2Wb,则 E=n

=

,知线圈中的

感应电动势始终为 2V,与线圈的电阻无关.故 C 正确,A、B、D 错误. 故选:C. 点评: 解决本题的关键知道感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比, 会运用法拉第电磁 感应定律解题. 7.如图所示的电路中,一个 N 极朝下的条形磁铁竖直下落,恰能穿过水平放置的方形导线 框,下列判断正确的是( )

A.磁铁经过图中位置 1 时,线框中感应电流沿 abcd 方向,经过位置 2 时沿 adcb 方向 B.磁铁经过图中位置 1 时,线框中感应电流沿 adcb 方向,经过位置 2 时沿 abcd 方向 C.磁铁经过位置 1 和 2 时,感应电流都沿 abcd 方向 D.磁铁经过位置 1 和 2 时,感应电流都沿 adcb 方向 考点:楞次定律. 专题:电磁感应与电路结合. 分析:当 N 极朝下的条形磁铁竖直下落,恰能穿过水平放置的方形导线框,则由磁通量变 化来判定线框中的感应电流方向. 解答: 解:A、磁铁经过图中位置 1 时,线框中的磁通是变大,且磁场方向向下,则由楞 次定律可得,线框中感应电流 adcb 方向,经过位置 2 时,线框中的磁通是变小,且磁场方 向向下,则由楞次定律可得,线框中感应电流沿 abcd 方向,故 ACD 错误,B 正确; 故选:B 点评:考查由楞次定律来确定感应电流的方向.当条形磁铁进入方形导线框时,磁铁内部磁 场强于外部,且内部磁感线从 S 极到 N 极. 8.矩形金属线圈共 10 匝,绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动,线圈中产生的交 流电动势 e 随时间 t 变化的情况,如图所示.下列说法中正确的是( )

A.此交流电的频率为 0.2Hz B.此交流电动势的有效值为 1V C.t=0.1s 时,线圈平面与磁场方向平行 D.线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为 Wb

考点:交流的峰值、有效值以及它们的关系;交流发电机及其产生正弦式电流的原理. 专题:交流电专题. 分析:根据图象可得出交流电的最大值、有效值、周期、频率等物理量的大小. 解答: 解:A.根据图象可知,该交流电的周期为 0.2s,故频率为 5Hz,故 A 错误; B.该交流电的最大值为 1V,有效值为 V,故 B 错误;

C.t=0.1s 时,电动势为零,此时线圈处在中性面上,故 C 错误. D.由 Em=NBSω 得:线圈磁通量的最大值 Φm=BS= Wb,故 D 正

确. 故选 D. 点评:根据交流电图象获取有关交流电的各种信息,是对学生的基本要求,要熟练掌握. 9.某电流表的满偏电流 IG=1mA,内阻为 1kΩ,要把它改装成一个量程为 0.6A 的安培表, 应在该电流表上( ) A.串联一个 599 kΩ 的电阻 B.并联一个 599 kΩ 的电阻 C.串联一个 kΩ 的电阻 D.关联一个 kΩ 的电阻

考点:把电流表改装成电压表. 专题:实验题. 分析: 将电表的量程扩大应在表头两端并联一个小电阻进行分流, 当流过表头的电流达到满 偏时,流过并联部分的总电流即为改装后的最大量程. 解答: 解:要使电流表量程变为 0.6A,则流过并联电阻的电流为: I=0.6﹣0.001A=0.599A; 并联部分的电压为: U=IgR=0.001×1000Ω=1V, 则需要并联的电阻为:r= = = kΩ,故 D 正确,ABC 错误;

故选:D. 点评:对于电流表的改装一定要明确改装的原理,再根据串并联电路的规律求解即可. 10.有一台电风扇额定工作电压为 220V,额定电功率为 50W,线圈电阻为 0.4Ω,电风扇接 入电压为 220V 的电路中,关于它每分钟产生的热量是多少,有四位同学计算如下,其中正 确的是( ) A.Q=Pt=50×60=3000J B.Q=IUt=50×220× C.Q=I Rt=( D.Q=
2 2 2

J=3000J

) ×0.4×60J=1.2J J=7.26×10 J
6

=220 ×

考点:电功、电功率;焦耳定律. 专题:恒定电流专题. 分析:已知电流和线圈的电阻以及通电时间,由 Q=I Rt 就可计算出线圈产生的热量. 解答: 解: 电风扇正常工作时产生的热量是由于内阻发热产生的, 所以每分钟产生的热量 2 2 为 Q=I Rt=(50/220) ×0.4×60J=1.2J 故选 C 点评:本题考查了电动机正常工作时产生热量的计算,是一道基础题,关键是正确理解电功 和电热的关系以及各自的求解方法. 11.如图所示,电源电动势为 E,内阻为 r,合上开关 S 后各灯恰能正常发光,如果某一时 刻电灯 C 烧断,则( )
2

A.灯 A 变暗,灯 B 变亮 B.灯 A 变亮,灯 B 变暗 C.灯 A、灯 B 都变亮 D.灯 A、灯 B 都变暗 考点:闭合电路的欧姆定律. 专题:恒定电流专题. 分析:串联电路电流相等,各个电阻的电压之比等于电阻之比;电灯 C 烧断,电灯 B 与电 灯 C 并联的总电阻增加了. 解答: 解:电灯 C 烧断,电灯 B 与电灯 C 并联的总电阻增加了,故电灯 B 与电灯 C 并联 部分分得的电压增加了,故电灯 B 变亮了; 电灯 C 烧断,电灯 B 与电灯 C 并联的总电阻增加了,根据闭合电路欧姆定律,干路电流减 小了,故电灯 A 变暗了; 故选:A. 点评: 本题是电路中的动态分析问题, 关键是结合闭合电路欧姆定律和串联电路的分压规律 进行判断,基础问题. 12.如图所示,在半径为 R 的圆内,有方向为垂直纸面向里的匀强磁场,一带电粒子以速 度 v 沿半径 ao 方向从 a 点射入磁场,又从 c 点射出磁场,射出时速度方向偏转 60°,则粒子 在磁场中运动的时间是( )

A.

B.

C.

D.

考点:带电粒子在匀强磁场中的运动. 专题:带电粒子在磁场中的运动专题.

分析:电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动,画出轨迹,由几何知识求出半径.定圆心角,根 据 v= 求时间. 解答: 解:设粒子做匀速圆周运动的半径为 r,如图所示,∠OO′A=30°,得到圆运动的半 径为: R=O′A= 由于粒子在磁场中的运动方向偏转了 60?角,所以粒子完成了 个圆运动,运动的时间为: t= = 故选:C. =

点评:带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动问题,关键是画出粒子圆周的轨迹,往往用数学 知识求半径. 13.如图所示,两平行金属板水平放置,构成一个电容器.当把两金属板接在某直流电源的 两板时,板间有一带电微粒恰好能保持静止状态,则( )

A.该带电微粒一定是带负电荷 B.微粒只能处于两板中央,它才可能处于静止 C.若将两极板间距调大一些,微粒将向下运动 D.若将两极板间距调小一些,微粒仍能保持平衡 考点:带电粒子在混合场中的运动;电容. 专题:带电粒子在复合场中的运动专题. 分析:带电微粒受到重力和电场力作用,处于静止状态,根据电源判断电容器的正负极,从 而判断电场强度的方向, 根据电场力的方向方向微粒的电性, 电容器板间电压不变, 由 E= 分析板间场强的变化,即可判断小球如何运动. 解答: 解:A、带电微粒受到重力和电场力作用,处于静止状态,则电场力方向竖直向上, 根据图象可知,电容器下极板带正电,则电场强度向上,所以电荷带正电,故 A 错误; B、电容器内部是匀强电场,带点微粒不论处于什么位置都能静止,故 B 错误;

C、将电容器两板间的距离增大,电容器板间电压不变,根据 E= 可知,电场强度减小,则 电场力减小,重力大于电场力,微粒将向下运动,故 C 正确; D、将电容器两板间的距离减小,电容器板间电压不变,根据 E= 可知,电场强度增大,则 电场力增大,重力小于电场力,微粒将向上运动,故 D 错误; 故选:C 点评:本题是电容器动态分析问题.知道电容器与电源始终相连时,电容器两端电压不变, 结合板间场强公式 E= 进行分析即可.

14.如图所示中,L1 和 L2 是两个相同灯泡,L 是一个自感系数相当大的线圈,其电阻值与 R 相同,在开关 S 接通的瞬间,下列说法正确的是( )

A.接通时 L1 先达到最亮,断开时 L1 后灭 B.接通时 L2 先达到最亮,断开时 L2 后灭 C.接通时 L1 先达到最亮,断开时 L1 先灭 D.接通时 L2 先达到最亮,断开时 L2 先灭 考点:自感现象的应用. 分析:利用自感线圈对变化电流的阻碍作用和欧姆定律进行判断. 解答: 解:接通时由于 L 自感作用,瞬间等于断路,通过 L1 的电流等于 L2+R 之和,所 以 L1 先达到最亮.然后 L 自感慢慢减弱,通过 L1 的电流减小,然后熄灭; 当断开时,L2 瞬间失去电流,而 L1 和 L 构成回路,由于 L 自感,L1 会亮一会再灭,故 A 正确 BCD 错误. 故选:A 点评:本题考查了自感线圈的特点,利用楞次定律和闭合电路的欧姆定律综合分析. 15.如图所示,一宽 40cm 的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里.一边长为 20cm 的正 方形导线框位于纸面内,以垂直于磁场边界的恒定速度 v=20cm/s 通过磁场区域.在运动过 程中,线框有一边始终与磁场区域的边界平行,取它刚进入磁场的时刻 t=0,在下图所示的 图线中,能正确反映感应电流随时间变化规律的是( )

A.

B.

C.

D.

考点:导体切割磁感线时的感应电动势;闭合电路的欧姆定律. 专题:电磁感应与电路结合. 分析: 根据楞次定律判断感应电流的方向. 由感应电动势公式和欧姆定律分别研究各段感应 电流的大小,再选择图象. 解答: 解:线框进入磁场过程:时间 t1= =1s,根据楞次定律判断可知感应电流方向是逆 时针方向,感应电流大小 I= 不变. =1s. 不变.

线框完全在磁场中运动过程:磁通量不变,没有感应产生,经历时间 t2=

线框穿出磁场过程:时间 t3= =1s,感应电流方向是顺时针方向,感应电流大小 I=

故选 C 点评:本题分三个过程分别研究感应电流大小和方向,是电磁感应中常见的图象问题,比较 简单. 16.如图所示,两竖直放置的平行光滑导轨处于垂直于导轨平面的匀强磁场中,金属杆 ab 可沿导轨滑动,原先 S 断开,让 ab 杆由静止下滑,一段时间后闭合 S,则从 S 闭合开始计 时,ab 杆的运动速度 v 随时间 t 的图象不可能是下图中的( )

A.

B.

C.

D.

考点:导体切割磁感线时的感应电动势;匀变速直线运动的图像. 专题:电磁感应与图像结合. 分析:金属杆在重力作用下向下运动,竖直方向受重力和安培力作用,根据安培力大小与重 力大小的关系分析金属杆的运动情况以及加速度变化情况.

解答: 解:A、当闭合开关时 S 时,满足 mg=

时,金属杆匀速运动,A 可能,故 A

错误. B、当速度大小变化时,感应电动势也会变化,感应电流也变化,安培力大小也变化,所以 金属杆的加速度也在变化,所以不可能做匀加速运动,B 没有可能,故 B 正确. C、如果 mg> 时,金属杆加速运动,速度增大,安培力增大,加速度减小最后匀速,

C 有可能,故 C 错误. D、当 mg< 时,金属杆减速运动,速度减小,安培力减小,加速度减小,D 有可能,

故 D 错误. 该题选不可能的,故选 B. 点评: 正确分析棒的受力并能根据受力判定物体做加速度逐渐减小的加速运动, 知道合外力 等于 0 时棒将做匀速直线运动. 二、填空题: (共 17 分) 17.小明用多用电表的欧姆测某一电阻值时,分别用 R×1、R×10 两个电阻挡测了两次,指 针所指的位置如右图所示.为提高测量的精确度,应该用×10 挡,被测阻值约为 200Ω.

考点:用多用电表测电阻. 专题:实验题. 分析: (1)欧姆表指针指在中间附近时,读数最准确;欧姆表每次使用应该先选档位,然后 欧姆调零,最后测量;再换挡位、测量;最后调到交流最大电压挡; (2)欧姆表读数等于表盘读数乘以倍率. 解答: 解:欧姆表指针指在中间附近时,读数最准确,故第一次指针指在左边,第一次的 读数大,所以选择的档位太小;第二次指在中间,所选择的档位合适,所以要选择“×10”档; 欧姆表选择×10 挡,由图示表盘可知,电阻阻值为:20×10Ω=200Ω. 故答案为:×10,200 点评:本题考查了欧姆表的使用技巧以及读数方法,基础题.换挡之后一定要进行欧姆表调 零是做该类题目的关键. 18.用伏安法测定两节干电池组成的电源的电动势 E 和内电阻 r. 实验中共测出五组数据,如下表所示: 1 2 3 4 5 U(V) 2.80 2.60 2.50 2.20 2.00 I(A) 0.48 0.80 1.00 1.60 1.96

在如图中作 U﹣I 图线,并根据图线求出:电动势 E=3V,内电阻 r=0.5Ω.

考点:测定电源的电动势和内阻. 专题:实验题;恒定电流专题. 分析:应用描点法作图,根据实验数据在坐标系中描出对应点,然后作出 U﹣I 图象;电源 的 U﹣I 图象与纵坐标轴的交点等于电源电动势,图象斜率的绝对值等于电源内阻. 解答: 解:根据实验数据在坐标系中描出对应点,然后用直线把它们连起来,作出 U﹣I 图象,如图所示.

由电源 U﹣I 图象可知,电源电动势为:E=3V, 电源内阻为:r= = =0.5Ω

故答案为:3,0.5. 点评:要掌握描点法作图的方法、正确作出电源 U﹣I 图象图象是准确求出电源电动势与内 阻的关键;由图象求电源内阻时要注意纵轴坐标的起点坐标是否为零. 19.在“测定金属的电阻率”的实验中,某同学选用电阻大约为 5Ω 的金属丝,为了采用伏安 法测其电阻,他取来两节干电池、电键和若干导线及下列器材: A.电压表 0~3V,内阻 10kΩ B.电压表 0~15V,内阻 50kΩ C.电流表 0~0.6A,内阻 0.05Ω D.电流表 0~3A,内阻 0.01Ω E.滑动变阻器,0~10Ω F.滑动变阻器,0~100Ω (1)要求较准确地测出其阻值,电压表应选 A,电流表应选 C,滑动变阻器应选 E. (填序 号) (2)实验中某同学的实物接线如图所示,请指出该同学实物接线中的两处明显错误. 错误 1:导线连接在滑动变阻器的滑片上;

错误 2:采用了电流表内接法.

考点:测定金属的电阻率. 专题:实验题. 分析: (1)两节干电池电动势共为 3V,为减小读数误差,选小量程电压表;根据欧姆定律, 电流不超过 0.6A,故电流表同样选择小量程的;为使操作方便,滑动变阻器选择与电阻接 进的,选 10Ω 的. (2)连线电路要注意:电表极性不能接反,量程选择恰当的,安培表内外接法的选择. 解答: 解: (1)两节干电池电动势共为 3V,为减小读数误差,选小量程电压表,故选 A; 根据欧姆定律,I= ,电流不超过 0.6A,故电流表同样选择小量程的,即选 C;

滑动变阻器的特点是:电阻大的调节精度低,电阻变化快,操作不方便,故选小电阻的,即 选 E; (2)伏安法测电阻时,测量较大电阻用安培表内接法,测量较小电阻用安培表外接法,本 题待测电阻与安培表电阻相接进,故采用安培表外接法. 故答案为: (1)A,C,E; (2)导线连接在滑动变阻器的滑片上;采用了电流表内接法. 点评:本题关键: (1)用伏安法测电阻时安培表内、外接法的选择原则是“大内小外”,即对 于大电阻采用安培表内接法,对于小电阻采用安培表外接法; (2)需要有较大的电压测量范 围时,滑动变阻器采用分压式接法. 三、计算题: (共 38 分,写出必要的文字说明. ) 20.真空中有一点电荷 A,带电量为+4×10 C,当另一点电荷 B 在与 A 相距 10cm 时,受 ﹣5 9 2 2 到静电引力的大小为 1.8×10 N.已知静电力常量 k=9×10 N.m /C ,问: (1)点电荷 B 带何种电?带电量为多少? (2)A 点电荷在距离 10cm 远处产生的电场,场强是多大? 考点:电势差与电场强度的关系;电场强度. 专题:电场力与电势的性质专题. 分析: (1)根据库伦定律即可求得所带电荷量,根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引 即可判断; (2)根据点电荷产生的场强即可求得 解答: 解: (1)根据库仑定律 电荷间为吸引力,故 B 带负电 (2)根据点电荷产生的场强公式 可得解得:E= 得代入数据解得:
﹣9

答: (1)点电荷 B 带负电,带电量为 5×10 C 3 (2)A 点电荷在距离 10cm 远处产生的电场,场强是 3.6×10 N/C 点评:本题很简单直接考查了库伦定律 和点电荷强度定义式 的应用,对

﹣9

于这些公式一定要明确其适用条件和公式中各个物理量的含义 21.如图所示,电源的电动势 E=4.5V,电阻 R=8Ω,玩具电动机上标有“4V 2W”字样.当电 键 S 闭合后,电动机恰好能正常工作,求: (1)电动机正常工作时的电流; (2)电源的内电阻.

考点:闭合电路的欧姆定律;电功、电功率. 专题:恒定电流专题. 分析: (1)由 P=UI 可求得电动机正常工作时的电流; (2)根据并联电路规律可求得总电流,再由闭合电路欧姆定律可求得电源的内电阻. 解答: 解: (1)由 P=UI 可得,电动机中的电流为:I= = =0.5A; (2)R 与 M 并联,电压为 4V,则电阻中的电流为:I1= =0.5A; 总电流为:I 总=1A; 由闭合电路欧姆定律可得:E=Ir+U 解得:r=0.5Ω; 答: (1)电动机正常工作的电流为 0.5A; (2)电源的内电阻为 0.5 点评:本题考查闭合电路欧姆定律的应用及串并联电路的规律,要求能准确应用功率公式, 并能明确并联电路两端电压相同. 22.如图所示,导体框架的平行导轨间距 d=1m,框架平面与水平面夹角 α=30°,匀强磁场 方向垂直框架平面向上,且 B=0.2T,导体棒 ab 的质量 m=0.2kg,R=0.1Ω,水平跨在导轨上, 且可无摩擦滑动(g 取 10m/s )求: (1)ab 下滑的最大速度 (2)以最大速度下滑时,ab 棒上的电热功率.
2

考点:导体切割磁感线时的感应电动势;电磁感应中的能量转化. 专题:电磁感应——功能问题. 分析: (1)ab 棒下滑时,受重力、支持力和安培力做加速度减小的变加速运动,当 a=0 时, 速度最大. (2)当 ab 棒速度达到最大,做匀速运动,根据能量守恒求出 ab 棒上电功率. 解答: 解: (1)当加速度 a=0 时,导体棒的速度最大,有: mgsinα=BIL 而 I=

联立解得

=2.5m/s.

(2)当导体棒速度达到最大后做匀速直线运动,根据能量守恒得,重力做功的功率等于整 个回路产生的热功率,而整个回路产生的热功率等于 ab 棒上电热功率. 有:P=mgvmsinα=2× =2.5W.

答: (1)ab 下滑的最大速度为 2.5m/s. (2)以最大速度下滑时,ab 棒上的电热功率为 2.5W. 点评:解决本题的关键会通过导体棒的受力,判断其运动情况,知当加速度为零时,导体棒 速度最大. 23.一足够长的矩形区域 abcd 内有磁感应强度为 B,方向垂直纸面向里的匀强磁场,矩形 区域的左边界 ad 宽为 L,现从 ad 中点 O 垂直于磁场射入一带电粒子,速度大小为 v0,方 向与 ad 边夹角为 θ=30°,如图所示.已知粒子的电荷量为 q,质量为 m(重力忽略不计) . (1)若粒子带负电,且恰好能从 d 点射出磁场,求 v0 的大小; (2)若粒子带正电,使粒子能从 ab 边射出磁场,求 v0 的取值范围,以及此范围内粒子在 磁场中运动时间 t 的范围.

考点:带电粒子在匀强磁场中的运动. 专题:带电粒子在磁场中的运动专题. 分析: (1)根据牛顿第二定律,由洛伦兹力提供向心力,结合几何关系可确定半径的范围, 即可求解; (2)根据题意确定运动轨迹,再由圆心角与周期公式,即可确定最长运动的时间;根据半 径公式与半径的取值,即可求解. 解答: 解: (1)若粒子带负电,且恰好能从 d 点射出磁场,它运动的轨迹如图 1,

则运动的半径:



运动的过程洛伦兹力提供向心力,得: 整理得: (2)若粒子带正电,粒子运动的轨迹如右图所示,当粒子的速度大于与 R1 相对应的速度 v1 时,粒子将从 dc 边射出. 由几何关系可得:R1=L ① 由洛仑兹力和向心力公式可得: ②

当粒子的速度小于与 R2 相对应的速度 v2 时,粒子将从 ad 边射出. 由几何关系可得: 由③式解得: ④ ③

由洛仑兹力和向心力公式可得: 将①④式分别代入②⑤式可解得: 所以 v0 的取值范围是 ⑦

⑤ ; ⑥

从图中可以看出,当轨迹的半径对应 R1 时从 ab 边上射出使用的时间最短, 此时对应的圆心 角为: θ=180°﹣30°=150° 由公式可得: ⑧

根据周期与运动时间的关系得: 整理得: ⑨

粒子在磁场中运动的时间最长,其做圆周运动的圆心角必然最大,在答图中,当粒子的速度 小于 v2 时,粒子从 ad 边的不同位置射出时,其半径虽不同,但圆心角的夹角都是 300°= ,所以粒子在磁场中的运动时间也是 ,此即粒子在磁场中运动的最长时间.

所以粒子运动的最长时间为:

⑩ : ,粒子在磁场中运动时间 t 的范

与粒子在磁场中运行时间相对应的 t 的大小范围是 答: (1) 围 (2)v0 的取值范围 .

点评:考查牛顿第二定律的应用,掌握几何关系在题中的运用,理解在磁场中运动时间与圆 心角的关系.注意本题关键是画出正确的运动轨迹 24.如图所示,在直角坐标系 xoy 的第一象限中分布着沿 y 轴负方向的匀强电场,在第四象 限中分布着方向向里垂直纸面的匀强磁场.一个质量为 m、带电+q 的微粒,在 A 点(0,3) 以初速度 v0=120m/s 平行 x 轴射入电场区域, 然后从电场区域进入磁场, 又从磁场进入电场, 并且先后只通过 x 轴上的 p 点 (6, 0) 和Q点 (8, 0) 各一次. 已知该微粒的比荷为 =10 C/kg, 微粒重力不计.求: (1)微粒从 A 到 P 所经历的时间和加速度的大小; (2)求出微粒到达 P 点时速度方向与 x 轴正方向的夹角; (3)电场强度 E 和磁感强度 B 的大小.
2

考点:带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力. 专题:带电粒子在磁场中的运动专题. 分析: (1)先分析带电微粒的运动情况:带电粒子从 A 点射入电场做类平抛运动,进入匀 强磁场中做匀速圆周运动.运用分解的方法,研究类平抛运动,由运动学公式求时间和加速 度. (2)由速度的分解求出微粒到达 P 点时速度方向与 x 轴正方向的夹角.画出轨迹. (3) 由牛顿第二定律求电场强度 E. 由几何知识求出微粒做圆周运动的半径, 由牛顿第二 定 律和向心力求磁感应强度. 解答: 解:

(1)微粒从平行 x 轴正方向射入电场区域,由 A 到 P 做类平抛运动,微粒在 x 轴上做匀速 直线运动,则有 Sx=v0t 得 t= = =0.05s
2

微粒沿 y 轴方向做初速度为零的匀加速直线运动,有 Sy= at 解得 a=2.4×10 m/s (2)微粒进入磁场时竖直方向的分速度 vy=at 由 tgɑ= = = =45° =1;
3 2

得 ɑ=arctg

轨迹如图 (3)电场中,由牛顿第二定律得 qE=ma 解得,E=24N/C 设微粒从 P 点进入磁场以速度 v 做匀速圆周运动 v= 由 qvB=m 得 R= v0

由几何关系 R= 解得,B= 答: (1)微粒从 A 到 P 所经历的时间是 0.05s,加速度的大小是 2.4×10 m/s ; (2)微粒到达 P 点时速度方向与 x 轴正方向的夹角是 45°,画出带电微粒在电磁场中由 A 至 Q 的运动轨迹如图; (3)电场强度 E 为 24N/C,磁感应强度 B 的大小是 1.2T.
3 2

=

=1.2T

点评: 本题考查分析和处理带电粒子在电场和磁场中运动的能力, 在这两种场中处理方法不 同:电场中采用运动的合成与分解,磁场中画轨迹,由几何知识求半径.


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