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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.电压表V1(0~3V.内阻3kΩ):
B.电压表V2(0~15V.内阻15kΩ);
C.电流表A(0~0.6A,内阻约1Ω);
D.定值电阻R1=3kΩ;
E.定值电阻R2=15kΩ;
F.滑动变阻器R(最大电阻10Ω,允许最大电流2A);
G.学生电源(电动势6V,内阻不计);
H.开关S及导线若干.
(1)实验中所用电压表应选用
(2)为尽量减小实验误差,并要求从零开始多取几组数据,画出满足实验要求的电路图.
(3)利用上述实验电路图测出的电压表读数UV与此时小灯泡两端电压U的定量关系是
A.电压表V1(0~3V.内阻3kΩ):
B.电压表V2(0~15V.内阻15kΩ);
C.电流表A(0~0.6A,内阻约1Ω);
D.定值电阻R1=3kΩ;
E.定值电阻R2=15kΩ;
F.滑动变阻器R(最大电阻10Ω,允许最大电流2A);
G.学生电源(电动势6V,内阻不计);
H.开关S及导线若干.
(1)实验中所用电压表应选用______,定值电阻应选用______.(填写字母序号)
(2)为尽量减小实验误差,并要求从零开始多取几组数据,画出满足实验要求的电路图.
(3)利用上述实验电路图测出的电压表读数UV与此时小灯泡两端电压U的定量关系是______,图中四个图象中可能正确的是______.
A.电压表V1(0~3V.内阻3kΩ):
B.电压表V2(0~15V.内阻15kΩ);
C.电流表A(0~0.6A,内阻约1Ω);
D.定值电阻R1=3kΩ;
E.定值电阻R2=15kΩ;
F.滑动变阻器R(最大电阻10Ω,允许最大电流2A);
G.学生电源(电动势6V,内阻不计);
H.开关S及导线若干.
(1)实验中所用电压表应选用 ,定值电阻应选用 .(填写字母序号)
(2)为尽量减小实验误差,并要求从零开始多取几组数据,画出满足实验要求的电路图.
(3)利用上述实验电路图测出的电压表读数UV与此时小灯泡两端电压U的定量关系是 ,图中四个图象中可能正确的是 .
在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,可供选择的实验仪器如下:
| 器 材 | 规 格 | 器 材 | 规 格 |
| 小灯泡 | 标有“3.8V,0.3V”字样 | 滑动变阻器R1 | 最大阻值10Ω,额定电流1.0A |
| 电压表V | 量程0—5V,内阻5kΩ | 滑动变阻器R2 | 最大阻值1kΩ,额定电流0.5A |
| 电流表A1 | 量程0—100mA,内阻4Ω | 直流电源E | 电动势约为6V,内阻约为0.5Ω |
| 电流表A2 | 量程0—500mA,内阻0.4Ω | 导线、电键等 |
①在上述器材中,滑动变阻器应选 。
②在图甲中用笔画线代替导线,把实验仪器连接成完整的实验电路。
③利用实验中得到的实验数据在I-U坐标系中,描绘出了图乙所示的小灯泡的伏安特性曲线。根据此图给出的信息,可以判断出图丙中正确的是(图中P为小灯泡功率)( )
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A.电压表V(0~3V,内阻3kΩ) B.电流表A(0~0.6A,内阻约1Ω)
C.定值电阻R1=3kΩ D.定值电阻R2=15kΩ
E.滑动变阻器R3(10Ω,2A) F.滑动变阻器R4(1000Ω,0.5A)
G.学生电源(直流6V,内阻不计) H.开头、导线若干
(1)提供的电压表不能满足实验要求,可以将一个定值电阻与电压表V串联扩大其量程,定值电阻应选用
(2)实验中滑动变阻器应选用
(3)请在指定的方框内画出满足实验要求的电路图.