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2021-2022学年广东省广州市三校高二上学期期中联考物理试题 解析版
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这是一份2021-2022学年广东省广州市三校高二上学期期中联考物理试题 解析版，共15页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
本试卷共6页,15小题,满分100分.考试用时75分钟.
一、单项选择题:本大题7小题,每小题4分,共28分.
1．电场中有一点P，下列说法正确的是（ ）
A．若放在P点的电荷的电荷量减半，则P点场强减半
B．若P点没有检验电荷，则P点的场强为零
C．P点的场强越大，则同一电荷在P点所受的静电力越大
D．P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向
2．电流天平是一种测量磁场力的装置，如图所示．两相距很近的通电平行线圈Ⅰ和Ⅱ，线圈Ⅰ固定，线圈Ⅱ置于天平托盘上．当两线圈均无电流通过时，天平示数恰好为零．下列说法正确的是（ ）
A．当天平示数为负时，两线圈电流方向相同
B．当天平示数为正时，两线圈电流方向相同
C．线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力大于线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力
D．线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力是一对相互作用力
3．如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场．一带电粒子垂直磁场边界从a点射入，从b点射出．下列说法正确的是
A．粒子带正电
B．粒子在b点速率大于在a点速率
C．若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b点右侧射出
D．若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短
4．静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒子运动轨迹上的另外一点，则
A．粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行
B．在M、N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合
C．粒子在M点的电势能等于其在N点的电势能
D．运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小
5．"校园安全,情系你我"。在中秋、国庆安全大检查中,某学习小组发现学校宿舍楼的火警报警装置的电路如图所示，R1为热敏电阻，温度升高时，R1急剧减小，当电铃两端电压达到一定值时，电铃会响，下列分析中正确的是（ ）
A．增大电源的电动势，会使报警的临界温度升高
B．若试验时发现当有火时装置不响，应把R2的滑片P向下移
C．若试验时发现当有火时装置不响，应把R2的滑片P向上移
D．若报警器的电池老化（内阻变大，电动势不变），不会影响报警器的安全性能
6．医学上普遍采用质子疗法进行癌症患者的化疗，该疗法用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞．现用一直线加速器来加速质子，使其从静止开始被加速到1.0×107m/s．已知：匀加速电场的场强为1.3×105N/C，质子的质量为1.67×10-27kg，电荷量为1.6×10-19C，则下列说法正确的是
A．加速过程中质子电势能增加 B．质子所受到的电场力约为2×10－15N
C．质子加速需要的时间约为8×10-6s D．加速器加速的直线长度约为4m
7．如图甲所示，在匀强电场中，虚线为电场线，与Ox轴成θ=37°角，Ox轴上有a、b、c三点，，Ox轴上各点的电势φ的变化规律如图乙所示。取sin37°=0.6，cs37°=0.8。下列说法正确的是（ ）
A．电场线方向斜向上 B．场强大小为800V/m
C．c点的电势为16V D．电子在a点的电势能为-32eV
二、多项选择题:本大题3小题,每小题6分,共18分,
8．有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中虚线内所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，电阻R随压力变化的函数式为R＝30－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)．下列说法正确的是( )
A．该秤能测量的最大体重是1400 N
B．该秤能测量的最大体重是1300 N
C．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处
D．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400 A处
9．发展低碳环保,建设绿色家园.硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点.如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象，图线b是某电阻器R的U- I图象.则在该光照强度下将它们组成闭合回路时，则下列说法正确的是（ ）
A．硅光电池的电动势为5V B．硅光电池的内阻为5.5
C．硅光电池的总功率为1.0W D．硅光电池的效率为69.44%
10．如图所示，光滑水平桌面上固定一圆形光滑绝缘轨道，整个轨道处于水平向右的匀强电场中．一质量为m，带电量为q的带正电小球，在轨道内做完整的圆周运动．小球运动到A点时速度大小为v，且该位置轨道对小球的弹力大小为N．其N-v2图象如图2，则下列说法正确的是
A．圆形轨道半径为
B．小球运动过程中通过A点时速度最小
C．匀强电场电场强度为
D．当v2=b时，小球运动到B点时轨道对小球的弹力大小为6a
三、实验题：本大题2小题,共16分.
11．（6分）(1)如图甲使用较小量程时，图中指针示数为______A；如图乙使用较大量程时，图中指针示数为______V；
(2) 旋钮式电阻箱如图所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为______Ω，今欲将接入电路的电阻改为2087 Ω，最简单的操作方法是_________________________________。
12．某实验小组测定一节新型电池的电动势(约为3 V)和内阻，现要选取一个定值电阻R0当做保护电阻．
（1）首先为了准确测量定值电阻R0的阻值，在操作台上准备了如下实验器材：
A．电压表V(量程为0～3 V，电阻约为4 kΩ)；
B．电流表A2(量程为0～3 A，内阻为0.5 Ω)；
C．电流表A1(量程为0～1 A，内阻为0.5 Ω)；
D．定值电阻R0(阻值约为3 Ω)；
E．滑动变阻器R(0～10 Ω)；
F．开关S一个，导线若干．
上述器材中，在测量R0阻值时应选择________(填器材前面的序号) 为电流表，其实验电路图应选图甲中______(填图号A或B)，经测量定值电阻R0阻值为2.8 Ω．
（2）为了测量该新型电池的电动势和内阻，某同学设计了如下实验方案，请用铅笔代替导线,补充且完成图乙中实验器材的连接．
（3）根据实验记录的数据作出UI图线如图丙所示，根据图丙可以求出待测新型电池的内阻为______Ω，电池电动势为_____ V．(保留2位有效数字)．
四、计算题：本大题3小题,共38分.
13．（10分）如图所示，电路中电源电动势为E，内阻不计,其它各电阻阻值R1= R3=3R, R2=R．水平放置的平行金属板A、B间的距离为d，板长为L．在A板的左下端且非常靠近极板A的位置，有一质量为m、电荷量为-q的小液滴以初速度v0水平向右射入两板间。（重力加速度用g表示），求：
（1）若使液滴能沿v0方向射出电场，电动势E1应为多大?
（2）若使液滴恰能打在B板的中点，电动势E2应为多大?
14．（12分）如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，其第一象限存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度的方向水平向右，磁感应强度的方向垂直纸面向里。一带电荷量为+q、质量为m的微粒从原点出发沿与x轴正方向的夹角为45°的初速度进入复合场中，正好做直线运动，当微粒运动到A（l，l）时，电场方向突然变为竖直向上（不计电场变化的时间），粒子继续运动一段时间后，正好垂直于y轴穿出复合场。不计一切阻力，求：
(1)电场强度E的大小；
(2)磁感应强度B的大小；
(3)粒子在复合场中的运动时间。
15．（10分）如图所示，绝缘直杆长为L＝2m，与水平面成30°角放置，一端固定一个电荷量为Q＝＋2.0×10－5C的点电荷，中间有孔的两个滑块A、B(可看作质点)套在绝缘杆上，两滑块与绝缘杆间的动摩擦因数相等。滑块 B所带电荷量为q＝＋4.0×10－5C，滑块A不带电，A、B之间绝缘，A、B的质量分别为0.80kg、0.64 kg．开始时两滑块靠在一起保持静止状态，且此时A、B与直杆间恰无摩擦力作用．为使A沿直杆始终做加速度为a＝1.5m/s2的匀加速直线运动，现给A施加一沿直杆向上的力F，当A向上滑动0.2m后，力F的大小不再发生变化．A运动到绝缘杆顶端时，撤去外力F。(静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，g取10 m/s2)求：
(1)开始时未施加力F，滑块B与直杆底端点电荷之间的距离；
(2)滑块与直杆间的动摩擦因数；
(3)若A向上滑动0.2m的过程中库仑力做的功为1.2J，在A由静止开始到运动至绝缘杆顶端的过程中，力F对A做的总功和滑块A的机械能的变化？
参考答案
1．C
【解析】
AB．电场强度是由电场本身决定的，与是否放入检验电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关，故A、B错误；
C．电荷量一定时，由F=Eq可知，P点场强越大，同一电荷在P点所受的静电力越大，故C正确；
D．若试探电荷是正电荷，它在该点的受力方向就是P点的场强方向，若试探电荷是负电荷，它在该点的受力方向的反方向是P点场强的方向，故D错误。
故选C。
2．A
【解析】
当两线圈电流相同时，表现为相互吸引，电流方向相反时，表现为相互排斥，故当天平示数为正时，两者相互排斥，电流方向相反，当天平示数为负时，两者相互吸引，电流方向相同，A正确B错误；线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力是一对相互作用力，等大反向，C错误；静止时，线圈II平衡，线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力是一对平衡力，D错误．
【点睛】
本题的原理是两通电直导线间的相互作用规律：两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用．
①电流方向相同时，将会吸引；
②电流方向相反时，将会排斥．
3．C
【解析】
由左手定则确粒子的电性，由洛伦兹力的特点确定粒子在b、a两点的速率，根据确定粒子运动半径和运动时间．
由题可知，粒子向下偏转，根据左手定则，所以粒子应带负电，故A错误；由于洛伦兹力不做功，所以粒子动能不变，即粒子在b点速率与a点速率相等，故B错误；若仅减小磁感应强度，由公式得：，所以磁感应强度减小，半径增大，所以粒子有可能从b点右侧射出，故C正确，若仅减小入射速率，粒子运动半径减小，在磁场中运动的偏转角增大，则粒子在磁场中运动时间一定变长，故D错误．
4．D
【解析】
A．粒子可能做曲线运动，则力的方向与运动方向不共线，故A错误；
B．若电场线为曲线，粒子轨迹不与电场线重合，故B错误．
C．由于N点速度大于等于零，故N点动能大于等于M点动能，由能量守恒可知，N点电势能小于等于M点电势能，故C正确
D．若电场中由同种电荷形成即由A点释放负电荷，则先加速后减速，故D正确；
5．C
【解析】
A．电源电动势增大时，R2上电压增大，报警临界温度降低，A错误；
BC．将R2的滑片P向上移，R2减小时，R1上电压增大，R2上电压减小，可能不报警，B正确，C错误。
D．设电铃工作电压为U，当
IR2＝U
时报警，若电池内阻较大，同一温度时，R2上电压较小，可能不会报警，D错误。
故选C。
6．D
【解析】
A．加速过程中电场力对质子做正功，则质子电势能减小，选项A错误；
B．质子所受到的电场力约为F=Eq=1.3×105×1.6×10-19N=2×10－14N，选项B错误；
C．加速度，则质子加速需要的时间约为，选项C错误；
D．加速器加速的直线长度约为，选项D正确．
7．D
【解析】
A．由图乙可知沿x方向电势降低，所以电场线方向斜向下；故A错误；
B．φ−x图线的斜率表示电场强度沿x方向的分量大小，由图乙可知Ex=800V/m，所以
故B错误；
C．由题得O点的电势为48V，Oc间的距离为Oc=8cm=0.08m，所以Oc间的电势差为
UOc=E⋅Oc⋅cs37°=1000×0.08×0.8V=64V
由于UOc=φO−φc，将UOc=64V、φO=48V代入得
φc=−16V
故C错误；
D．Oa间的电势差为
UOa=E⋅Oa⋅cs37°=1000×0.02×0.8V=16V
由于UOa=φO−φa，将UOa=16V、φO=48V代入得
φa=32V
所以电子在a点的电势能为
Ep=−eφa=−32eV
选项D正确。
故选D。
8．AC
【解析】
AB．当电路中电流I=3A时，电子秤测量的体重最大.由欧姆定律得到，代入R=30-0.02F得到F=1400N；故A正确，B错误.
CD．踏板空载时F=0，代入R=30-0.02F得到电阻R=30Ω，由欧姆定律得，所以该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘0.375A处；故C正确，D错误；
故选AC.
9．BD
【解析】
A.由闭合电路欧姆定律得U=E−Ir，当I=0时，E=U，由a与纵轴的交点读出电动势为E=3.6V根据两图线交点处的状态可知，将它们组成闭合回路时路端电压为U=2.5V，电流为I=0.2A．故A错误；
B.将它们组成闭合回路时路端电压为U=2V，电流为I=0.2A，则电池的内阻为
故B正确；
C.电池的输出功率为：
P出=UI=2.5×0.2W=0.5W
此时硅光电池的总功率为：
P总=EI=3.6×0.2W=0.72W
内耗功率为
P内= P总 -P出=0.22 W
故C错误；
D. 电池的输出效率为：
η=×100%=×100%≈69.44%
故D正确．
10．ABD
【解析】
AC：对A点处的小球受力分析，由牛顿第二定律可得：，则：；所以N-v2图象的斜率、图象的截距，解得：匀强电场电场强度、圆形轨道半径．故A项正确，C项错误．
B：小球带正电，在圆轨道上A点的电势最高，小球运动过程中通过A点时的电势能最大，由能量守恒定律知小球通过A点时速度最小．故B项正确．
D：当v2=b时，小球恰过A点，则：；对小球从A到B过程，应用动能定理得：；小球在B点时，对小球受力分析，由牛顿第二定律可得：；联立解得：当v2=b时，小球运动到B点时轨道对小球的弹力．故D项正确．
11． 0.44 8.5 1987 将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0
【解析】
(1)使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，表针示数为0.44 A；
电压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，表针示数为1.70 V；使用15 V量程时，每小格表示0.5 V，表针示数为8.5 V。
(2)接入电路的电阻为1 987 Ω；
最简单的操作方法是将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0。
答案;(1)(4分)0.44,8.5;(说明:若数值后面有单位则空只给1分)
(2)(2分)1987,将"X1k"旋钮调到2,再将"X100"旋钮调到0(每空1分)
12．C b 0.20 2.8
【解析】
(1)定值电阻R0的阻值约为3.0Ω，则电路中可能出现的最大电流为
则在测量R0阻值时应选择C为电流表；因RV>>R0，则电流表外接，即电路图应选择图甲中b种接法；
(2)所选器材连线如图；
(3)由电路图可得U=E-I(R0+r),则在U-I图线中,图线斜率的绝对值表示定值电阻和电源内阻之和,即Ω，所以电源的内阻r=0.20Ω，由图象可知，I=0.1A时，有U=2.5V，代入U=E-I(R0+r)得到E=2.8V.
答案:（每空2分)(1)C(b)(2)见解析图；（3）0.20；2.8
13．（1）（2）
【解析】
（1）由闭合回路的欧姆定律可得
可得
①
由平衡得
②
由①②得
（2）由于液滴恰好打在B板正中央，利用平抛规律有
③
④
⑤
同理
⑥
由上式
14．(1) ； (2)；(3)
【解析】
(1)微粒在到达A（l，l）之前做匀速直线运动，受力分析如图，根据平衡条件，有
解得
(2)根据平衡条件，有
电场方向变化后，微粒所受重力与电场力平衡，微粒在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动，轨迹如图
根据牛顿第二定律，有
由几何关系可得
联立解得
，
(3)微粒做匀速直线运动的时间为：
做圆周运动的时间为
在复合场中运动时间为
15．(1)1.0 m； (2) ；(3)6.05 J 5.2J
【解析】
（1）A、B处于静止状态时，与杆之间无摩擦力作用．设B与点电荷间距离为L1，则库仑斥力
以A、B整体为研究对象，根据平衡条件得
联立解得
（2）给A施加力F后，A、B沿直杆向上做匀加速直线运动，库仑斥力逐渐减小，A、B之间的弹力也逐渐减小．当点电荷与B间距离为L2时，A、B两者间弹力减小到零，此后两者分离，力F变为恒力，则分离时刻的库仑斥力为
B与点电荷间的距离
以B为研究对象，由牛顿第二定律有
联立解得
（3）设A、B整体做匀加速运动过程末速度为v1，力F做的功为W1，由动能定理有
由题意知
重力做负功
摩擦力做负功
已知A做匀加速直线运动，根据运动学公式得
联立解得
A、B分离后，A继续做匀加速直线运动，以A为研究对象，由牛顿第二定律得
得到
分离后A上滑0.8m才能到达绝缘杆顶端，这个过程F做的功为
所以
设A做匀加速运动到绝缘杆顶端速度为v,由静止开始到运动至绝缘杆顶端的过程中,物块A达到顶端的速度为
v2=2a(L-L1)
物块A机械能的变化
解得ΔE=ΔEP+ΔEK=4J+1.2J=5.2J
本试卷共6页,15小题,满分100分.考试用时75分钟.
一、单项选择题:本大题7小题,每小题4分,共28分.
1．电场中有一点P，下列说法正确的是（ ）
A．若放在P点的电荷的电荷量减半，则P点场强减半
B．若P点没有检验电荷，则P点的场强为零
C．P点的场强越大，则同一电荷在P点所受的静电力越大
D．P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向
2．电流天平是一种测量磁场力的装置，如图所示．两相距很近的通电平行线圈Ⅰ和Ⅱ，线圈Ⅰ固定，线圈Ⅱ置于天平托盘上．当两线圈均无电流通过时，天平示数恰好为零．下列说法正确的是（ ）
A．当天平示数为负时，两线圈电流方向相同
B．当天平示数为正时，两线圈电流方向相同
C．线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力大于线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力
D．线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力是一对相互作用力
3．如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场．一带电粒子垂直磁场边界从a点射入，从b点射出．下列说法正确的是
A．粒子带正电
B．粒子在b点速率大于在a点速率
C．若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b点右侧射出
D．若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短
4．静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒子运动轨迹上的另外一点，则
A．粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行
B．在M、N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合
C．粒子在M点的电势能等于其在N点的电势能
D．运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小
5．"校园安全,情系你我"。在中秋、国庆安全大检查中,某学习小组发现学校宿舍楼的火警报警装置的电路如图所示，R1为热敏电阻，温度升高时，R1急剧减小，当电铃两端电压达到一定值时，电铃会响，下列分析中正确的是（ ）
A．增大电源的电动势，会使报警的临界温度升高
B．若试验时发现当有火时装置不响，应把R2的滑片P向下移
C．若试验时发现当有火时装置不响，应把R2的滑片P向上移
D．若报警器的电池老化（内阻变大，电动势不变），不会影响报警器的安全性能
6．医学上普遍采用质子疗法进行癌症患者的化疗，该疗法用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞．现用一直线加速器来加速质子，使其从静止开始被加速到1.0×107m/s．已知：匀加速电场的场强为1.3×105N/C，质子的质量为1.67×10-27kg，电荷量为1.6×10-19C，则下列说法正确的是
A．加速过程中质子电势能增加 B．质子所受到的电场力约为2×10－15N
C．质子加速需要的时间约为8×10-6s D．加速器加速的直线长度约为4m
7．如图甲所示，在匀强电场中，虚线为电场线，与Ox轴成θ=37°角，Ox轴上有a、b、c三点，，Ox轴上各点的电势φ的变化规律如图乙所示。取sin37°=0.6，cs37°=0.8。下列说法正确的是（ ）
A．电场线方向斜向上 B．场强大小为800V/m
C．c点的电势为16V D．电子在a点的电势能为-32eV
二、多项选择题:本大题3小题,每小题6分,共18分,
8．有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中虚线内所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，电阻R随压力变化的函数式为R＝30－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)．下列说法正确的是( )
A．该秤能测量的最大体重是1400 N
B．该秤能测量的最大体重是1300 N
C．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处
D．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400 A处
9．发展低碳环保,建设绿色家园.硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点.如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象，图线b是某电阻器R的U- I图象.则在该光照强度下将它们组成闭合回路时，则下列说法正确的是（ ）
A．硅光电池的电动势为5V B．硅光电池的内阻为5.5
C．硅光电池的总功率为1.0W D．硅光电池的效率为69.44%
10．如图所示，光滑水平桌面上固定一圆形光滑绝缘轨道，整个轨道处于水平向右的匀强电场中．一质量为m，带电量为q的带正电小球，在轨道内做完整的圆周运动．小球运动到A点时速度大小为v，且该位置轨道对小球的弹力大小为N．其N-v2图象如图2，则下列说法正确的是
A．圆形轨道半径为
B．小球运动过程中通过A点时速度最小
C．匀强电场电场强度为
D．当v2=b时，小球运动到B点时轨道对小球的弹力大小为6a
三、实验题：本大题2小题,共16分.
11．（6分）(1)如图甲使用较小量程时，图中指针示数为______A；如图乙使用较大量程时，图中指针示数为______V；
(2) 旋钮式电阻箱如图所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为______Ω，今欲将接入电路的电阻改为2087 Ω，最简单的操作方法是_________________________________。
12．某实验小组测定一节新型电池的电动势(约为3 V)和内阻，现要选取一个定值电阻R0当做保护电阻．
（1）首先为了准确测量定值电阻R0的阻值，在操作台上准备了如下实验器材：
A．电压表V(量程为0～3 V，电阻约为4 kΩ)；
B．电流表A2(量程为0～3 A，内阻为0.5 Ω)；
C．电流表A1(量程为0～1 A，内阻为0.5 Ω)；
D．定值电阻R0(阻值约为3 Ω)；
E．滑动变阻器R(0～10 Ω)；
F．开关S一个，导线若干．
上述器材中，在测量R0阻值时应选择________(填器材前面的序号) 为电流表，其实验电路图应选图甲中______(填图号A或B)，经测量定值电阻R0阻值为2.8 Ω．
（2）为了测量该新型电池的电动势和内阻，某同学设计了如下实验方案，请用铅笔代替导线,补充且完成图乙中实验器材的连接．
（3）根据实验记录的数据作出UI图线如图丙所示，根据图丙可以求出待测新型电池的内阻为______Ω，电池电动势为_____ V．(保留2位有效数字)．
四、计算题：本大题3小题,共38分.
13．（10分）如图所示，电路中电源电动势为E，内阻不计,其它各电阻阻值R1= R3=3R, R2=R．水平放置的平行金属板A、B间的距离为d，板长为L．在A板的左下端且非常靠近极板A的位置，有一质量为m、电荷量为-q的小液滴以初速度v0水平向右射入两板间。（重力加速度用g表示），求：
（1）若使液滴能沿v0方向射出电场，电动势E1应为多大?
（2）若使液滴恰能打在B板的中点，电动势E2应为多大?
14．（12分）如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，其第一象限存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度的方向水平向右，磁感应强度的方向垂直纸面向里。一带电荷量为+q、质量为m的微粒从原点出发沿与x轴正方向的夹角为45°的初速度进入复合场中，正好做直线运动，当微粒运动到A（l，l）时，电场方向突然变为竖直向上（不计电场变化的时间），粒子继续运动一段时间后，正好垂直于y轴穿出复合场。不计一切阻力，求：
(1)电场强度E的大小；
(2)磁感应强度B的大小；
(3)粒子在复合场中的运动时间。
15．（10分）如图所示，绝缘直杆长为L＝2m，与水平面成30°角放置，一端固定一个电荷量为Q＝＋2.0×10－5C的点电荷，中间有孔的两个滑块A、B(可看作质点)套在绝缘杆上，两滑块与绝缘杆间的动摩擦因数相等。滑块 B所带电荷量为q＝＋4.0×10－5C，滑块A不带电，A、B之间绝缘，A、B的质量分别为0.80kg、0.64 kg．开始时两滑块靠在一起保持静止状态，且此时A、B与直杆间恰无摩擦力作用．为使A沿直杆始终做加速度为a＝1.5m/s2的匀加速直线运动，现给A施加一沿直杆向上的力F，当A向上滑动0.2m后，力F的大小不再发生变化．A运动到绝缘杆顶端时，撤去外力F。(静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，g取10 m/s2)求：
(1)开始时未施加力F，滑块B与直杆底端点电荷之间的距离；
(2)滑块与直杆间的动摩擦因数；
(3)若A向上滑动0.2m的过程中库仑力做的功为1.2J，在A由静止开始到运动至绝缘杆顶端的过程中，力F对A做的总功和滑块A的机械能的变化？
参考答案
1．C
【解析】
AB．电场强度是由电场本身决定的，与是否放入检验电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关，故A、B错误；
C．电荷量一定时，由F=Eq可知，P点场强越大，同一电荷在P点所受的静电力越大，故C正确；
D．若试探电荷是正电荷，它在该点的受力方向就是P点的场强方向，若试探电荷是负电荷，它在该点的受力方向的反方向是P点场强的方向，故D错误。
故选C。
2．A
【解析】
当两线圈电流相同时，表现为相互吸引，电流方向相反时，表现为相互排斥，故当天平示数为正时，两者相互排斥，电流方向相反，当天平示数为负时，两者相互吸引，电流方向相同，A正确B错误；线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力是一对相互作用力，等大反向，C错误；静止时，线圈II平衡，线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力是一对平衡力，D错误．
【点睛】
本题的原理是两通电直导线间的相互作用规律：两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用．
①电流方向相同时，将会吸引；
②电流方向相反时，将会排斥．
3．C
【解析】
由左手定则确粒子的电性，由洛伦兹力的特点确定粒子在b、a两点的速率，根据确定粒子运动半径和运动时间．
由题可知，粒子向下偏转，根据左手定则，所以粒子应带负电，故A错误；由于洛伦兹力不做功，所以粒子动能不变，即粒子在b点速率与a点速率相等，故B错误；若仅减小磁感应强度，由公式得：，所以磁感应强度减小，半径增大，所以粒子有可能从b点右侧射出，故C正确，若仅减小入射速率，粒子运动半径减小，在磁场中运动的偏转角增大，则粒子在磁场中运动时间一定变长，故D错误．
4．D
【解析】
A．粒子可能做曲线运动，则力的方向与运动方向不共线，故A错误；
B．若电场线为曲线，粒子轨迹不与电场线重合，故B错误．
C．由于N点速度大于等于零，故N点动能大于等于M点动能，由能量守恒可知，N点电势能小于等于M点电势能，故C正确
D．若电场中由同种电荷形成即由A点释放负电荷，则先加速后减速，故D正确；
5．C
【解析】
A．电源电动势增大时，R2上电压增大，报警临界温度降低，A错误；
BC．将R2的滑片P向上移，R2减小时，R1上电压增大，R2上电压减小，可能不报警，B正确，C错误。
D．设电铃工作电压为U，当
IR2＝U
时报警，若电池内阻较大，同一温度时，R2上电压较小，可能不会报警，D错误。
故选C。
6．D
【解析】
A．加速过程中电场力对质子做正功，则质子电势能减小，选项A错误；
B．质子所受到的电场力约为F=Eq=1.3×105×1.6×10-19N=2×10－14N，选项B错误；
C．加速度，则质子加速需要的时间约为，选项C错误；
D．加速器加速的直线长度约为，选项D正确．
7．D
【解析】
A．由图乙可知沿x方向电势降低，所以电场线方向斜向下；故A错误；
B．φ−x图线的斜率表示电场强度沿x方向的分量大小，由图乙可知Ex=800V/m，所以
故B错误；
C．由题得O点的电势为48V，Oc间的距离为Oc=8cm=0.08m，所以Oc间的电势差为
UOc=E⋅Oc⋅cs37°=1000×0.08×0.8V=64V
由于UOc=φO−φc，将UOc=64V、φO=48V代入得
φc=−16V
故C错误；
D．Oa间的电势差为
UOa=E⋅Oa⋅cs37°=1000×0.02×0.8V=16V
由于UOa=φO−φa，将UOa=16V、φO=48V代入得
φa=32V
所以电子在a点的电势能为
Ep=−eφa=−32eV
选项D正确。
故选D。
8．AC
【解析】
AB．当电路中电流I=3A时，电子秤测量的体重最大.由欧姆定律得到，代入R=30-0.02F得到F=1400N；故A正确，B错误.
CD．踏板空载时F=0，代入R=30-0.02F得到电阻R=30Ω，由欧姆定律得，所以该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘0.375A处；故C正确，D错误；
故选AC.
9．BD
【解析】
A.由闭合电路欧姆定律得U=E−Ir，当I=0时，E=U，由a与纵轴的交点读出电动势为E=3.6V根据两图线交点处的状态可知，将它们组成闭合回路时路端电压为U=2.5V，电流为I=0.2A．故A错误；
B.将它们组成闭合回路时路端电压为U=2V，电流为I=0.2A，则电池的内阻为
故B正确；
C.电池的输出功率为：
P出=UI=2.5×0.2W=0.5W
此时硅光电池的总功率为：
P总=EI=3.6×0.2W=0.72W
内耗功率为
P内= P总 -P出=0.22 W
故C错误；
D. 电池的输出效率为：
η=×100%=×100%≈69.44%
故D正确．
10．ABD
【解析】
AC：对A点处的小球受力分析，由牛顿第二定律可得：，则：；所以N-v2图象的斜率、图象的截距，解得：匀强电场电场强度、圆形轨道半径．故A项正确，C项错误．
B：小球带正电，在圆轨道上A点的电势最高，小球运动过程中通过A点时的电势能最大，由能量守恒定律知小球通过A点时速度最小．故B项正确．
D：当v2=b时，小球恰过A点，则：；对小球从A到B过程，应用动能定理得：；小球在B点时，对小球受力分析，由牛顿第二定律可得：；联立解得：当v2=b时，小球运动到B点时轨道对小球的弹力．故D项正确．
11． 0.44 8.5 1987 将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0
【解析】
(1)使用0.6 A量程时，刻度盘上的每一小格为0.02 A，表针示数为0.44 A；
电压表使用3 V量程时，每小格表示0.1 V，表针示数为1.70 V；使用15 V量程时，每小格表示0.5 V，表针示数为8.5 V。
(2)接入电路的电阻为1 987 Ω；
最简单的操作方法是将“×1 k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0。
答案;(1)(4分)0.44,8.5;(说明:若数值后面有单位则空只给1分)
(2)(2分)1987,将"X1k"旋钮调到2,再将"X100"旋钮调到0(每空1分)
12．C b 0.20 2.8
【解析】
(1)定值电阻R0的阻值约为3.0Ω，则电路中可能出现的最大电流为
则在测量R0阻值时应选择C为电流表；因RV>>R0，则电流表外接，即电路图应选择图甲中b种接法；
(2)所选器材连线如图；
(3)由电路图可得U=E-I(R0+r),则在U-I图线中,图线斜率的绝对值表示定值电阻和电源内阻之和,即Ω，所以电源的内阻r=0.20Ω，由图象可知，I=0.1A时，有U=2.5V，代入U=E-I(R0+r)得到E=2.8V.
答案:（每空2分)(1)C(b)(2)见解析图；（3）0.20；2.8
13．（1）（2）
【解析】
（1）由闭合回路的欧姆定律可得
可得
①
由平衡得
②
由①②得
（2）由于液滴恰好打在B板正中央，利用平抛规律有
③
④
⑤
同理
⑥
由上式
14．(1) ； (2)；(3)
【解析】
(1)微粒在到达A（l，l）之前做匀速直线运动，受力分析如图，根据平衡条件，有
解得
(2)根据平衡条件，有
电场方向变化后，微粒所受重力与电场力平衡，微粒在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动，轨迹如图
根据牛顿第二定律，有
由几何关系可得
联立解得
，
(3)微粒做匀速直线运动的时间为：
做圆周运动的时间为
在复合场中运动时间为
15．(1)1.0 m； (2) ；(3)6.05 J 5.2J
【解析】
（1）A、B处于静止状态时，与杆之间无摩擦力作用．设B与点电荷间距离为L1，则库仑斥力
以A、B整体为研究对象，根据平衡条件得
联立解得
（2）给A施加力F后，A、B沿直杆向上做匀加速直线运动，库仑斥力逐渐减小，A、B之间的弹力也逐渐减小．当点电荷与B间距离为L2时，A、B两者间弹力减小到零，此后两者分离，力F变为恒力，则分离时刻的库仑斥力为
B与点电荷间的距离
以B为研究对象，由牛顿第二定律有
联立解得
（3）设A、B整体做匀加速运动过程末速度为v1，力F做的功为W1，由动能定理有
由题意知
重力做负功
摩擦力做负功
已知A做匀加速直线运动，根据运动学公式得
联立解得
A、B分离后，A继续做匀加速直线运动，以A为研究对象，由牛顿第二定律得
得到
分离后A上滑0.8m才能到达绝缘杆顶端，这个过程F做的功为
所以
设A做匀加速运动到绝缘杆顶端速度为v,由静止开始到运动至绝缘杆顶端的过程中,物块A达到顶端的速度为
v2=2a(L-L1)
物块A机械能的变化
解得ΔE=ΔEP+ΔEK=4J+1.2J=5.2J
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