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一、本题共10小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项是正确的,有的小题有多个选项是正确的。全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分。
题 号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答 案
CD
AC
D
AB
C
BD
AD
BC
ABC
BC
二、本题共3小题,共14分。
11.(1)左; (2分) (2)大 (2分)
12.(1)小于; (2分) (2)9.4 (2分)
13.(1)R1; (2分) (2)见答图1;(2分)
(3)BD (2分)
三、本题共7小题,共56分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
14.(7分)
解:(1)金属杆刚进入磁场切割磁感线产生的电动势E=Blv,…………………(1分)
根据闭合电路欧姆定律,通过电阻R的电流大小I=
=
(2)M、N两端电压为路端电压,则UMN=IR=0.4V…………………………………(2分)
(3)每秒钟重力势能转化为电能E=
(R+r)t =0.25J…………………………(2分)
15.(7分)
解:(1)带电粒子匀速通过场区时受到的电场力与洛仑兹力平衡,qE=qv0B,解得磁感应强度
……………………………………………………………………(2分)
(2)电子通过电场区偏转的距离
……………………………………(2分)
(3)设粒子运动到下极板时的动能大小为Ek,根据动能定理
q?2E?
d = Ek-
………………………………………………………………(1分)
解得Ek =
………………………………………………………………………(2分)
16.(8分)
解:(1)油滴速度为
时所受阻力
=k
,
油滴向下匀速运动时,重力与阻力平衡,有
=mg……………………………………(1分)
…………………………………………………………………………(1分)
则
…………………………………………………………………………(2分)
(2)设油滴所带电荷量为q,油滴受到的电场力F电
,
油滴向上匀速运动时,阻力向下,油滴受力平衡,
………………(2分)
则油滴所带电荷量
………………………………………………(2分)
17.(8分)
解:(1)在0~0.3s时间内感应电动势
……………(1分)
在0.3~0.5s时间内感应电动势
………………………(1分)
(2)在0~0.3s时间内
………(1分)
在0.3~0.5s时间内
…………(1分)
i-t图象如答图2所示。………………(1分)
(3)在0~0.3s时间内,圆环中产生的热量
……(1分)
在0.3~0.5s时间内,圆环中产生的热量
……(1分)在0~10s内圆环中产生的热量Q=20(Q1+Q2)=9.42×10-2J…………………………(1分)
说明:其他解法正确也得分,数值计算问题不重复扣分。
18.(8分)
解:(1)电子打到荧光屏上时速度的大小等于它飞出加速电场的速度大小,设为v,由动能定理
………(1分)
解得
……………………………………(2分)
(2)当磁感应强度为峰值B0时,电子束有最大偏转,在荧光屏上打在Q点,
。电子运动轨迹如答图3所示,设此时的偏转角度为θ,由几何关系可知,
,
……………………………(1分)
根据几何关系,电子束在磁场中运动路径所对圆心角α=θ,而
…………………(1分)
由牛顿第二定律和洛仑兹力公式得evB0=mv2/R………………………………………(1分)
解得
…………………………………………………………………………(2分)
19.(9分)
解:(1)电场力F电与洛仑兹力f洛大小之比
……………………(2分)
(2)电场力与场强方向相同,洛仑兹力与磁感应强度方向(即场强方向)垂直,带电质点受电场力和洛仑兹力的合力与重力平衡,故磁场和电场方向与yOz平面平行,与-y方向成53°斜向下,方向如答图4所示。
(qE)2+(qv0B)2=(mg)2……………………………(1分)
解得q=2.0×10-5C……………………………………(2分)
(3)撤去磁场后,带电质点在沿x轴方向上做匀速直线运动,经过时间t=0.20s,沿x轴方向上的位移x=v0t=20m………………………………………………………………(1分)
带电质点受恒定合力,其大小等于洛仑兹力,方向与洛仑兹力方向相反。由几何关系可知质点受合力方向与+y方向成37°斜向下。
质点的加速度
,
位移s在y轴方向的分量y=scos37°=9.6cm,………………………………………(1分)
在z轴方向的分量z=-ssin37°=-7.2cm。………………………………………………(1分)
所以,经过时间t=0.2s带电质点的位置为(20m,9.6cm,-7.2cm)……………(1分)
20.(9分)
解:(1)磁流体发电机电动势E=Bdv ……………………………………………………(1分)
用左手定则判断出正离子向N板偏转,因此N板的电势高…………………………(1分)
(2)两板间海水的电阻
,回路中的电流
……………………………(1分)
磁场对管道内海水的作用力F磁=BId
解得F磁=
……………………………………………………………………… (1分)
方向与v方向相反(水平向东) ……………………………………………………………(1分)
(3)在t时间内管道中海水移动的距离为s=vt …………………………………………(1分)
在t时间内克服摩擦阻力的功W1=kvs,克服磁场力做功W2=F磁s ………………(1分)
在t时间内磁流体发电机消耗的总机械能E=W1+W2=
……… (2分)
A.小灯泡(3.8V,1.5W)
B.直流电源(电动势4.5V,内阻约0.4Ω)
C.电流表(量程0~500mA,内阻约0.5Ω)
D.电压表(量程0~5V,内阻约5000Ω
E.滑动变阻器R1(0~5Ω,额定电流2A)
F.滑动变阻器R2(0~50Ω,额定电流1A)
G.开关一个,导线若干
如果既要满足测量要求,又要使测量误差较小,应选择如图所示的四个电路中的
A.小灯泡(3.8V,1.5W)
B.直流电源(电动势4.5V,内阻约为0.4Ω)
C.电流表(量程0~500mA,内阻约为0.5Ω)
D.电压表(量程0~5V,内阻约为5000Ω)
E.电压表(量程为0~15V,内阻约为20KΩ)
F.滑动变阻器R1(0~5Ω)额定电流2A)
G.滑动变阻器(0~100Ω)额定电流为0.5A)
H.开关一个,导线若干
如果既要满足测量要求,又要测量误差较小,应选择如图中电路中的
直流电流表A1(量程0~300mA,内阻约0.5Ω)
直流电流表A2(量程0~500mA,内阻约0.2Ω)
直流电压表V1(量程0~3V,内阻约5kΩ)
直流电压表V2(量程0~15V,内阻约10kΩ)
直流电源E(电动势6V,内阻不计)
滑动变阻器R(阻值范围0~15Ω,允许最大电流1.0A)
电键1个,导线若干条.
(1)实验时电流表应选择
(2)在实物图(甲)中完成其余连线使之成为完整的实验电路.
(3)某同学在正确完成实验后得到如图(乙)所示的伏安特性曲线,请你分析图线写出两条规律:
①
②
直流电源(电动势3.0V,内阻不计)
电流表A1(量程3A,内阻约0.1Ω)
电流表A2(量程600mA,内阻约5Ω)
电压表V1(量程3V,内阻约3kΩ)
电压表V2(量程15V,内阻约200kΩ)
滑动变阻器R1(阻值0~10Ω,额定电流1A)
滑动变阻器R2(阻值0~1kΩ,额定电流300mA)
①在该实验中,电流表应选择
②某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接成如图1甲所示的电路,请在方框中(图2乙)完成实验的电路图.
③该同学连接电路后检查所有元器件都完好,电流表和电压表已调零,经检查各部分接触良好.但闭合开关后,反复调节滑动变阻器,小灯泡的亮度发生变化,但电压表和电流表示数不能调为零,则断路的导线为
④下表是学习小组在实验中测出的6组数据,某同学根据表格中的数据在方格纸上已画出了5个数据的对应点,请你画出第4组数据的对应点,并作出该小灯泡的伏安特性曲线(如图2).
| U(V) | I(A) | |
| 1 | 0 | 0 |
| 2 | 0.5 | 0.17 |
| 3 | 1.0 | 0.30 |
| 4 | 1.5 | 0.39 |
| 5 | 2.0 | 0.45 |
| 6 | 2.5 | 0.49 |