2022年高二上学期期末物理试卷（补考）含解析 一.单项选择题（共45分，每题3分）1．对于机械波的以下说法中，正确的是 （ ）A．质点的振动方向总是垂直于波的传播方向B．简谐波沿绳传播，绳上相距半个波长的两质点振动位移的大小相等C．任一振动质点，每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长D．相隔一个周期的两时刻，简谐波图象相同2．如图所示是一列简写横波在t=0 时刻的图象，波速为0.2m/s，以下所给的结论中不正确的是（ ） A．波源振动的频率为0.4 HzB．若质点a比质点b先回到平衡位置，则波沿x轴负方向传播C．图示时刻质点a，b，c所受的回复力大小之比为2：1：3D．经过0.5 s，质点c 通过的路程为75 cm，质点a和b通过的路程均不等于75 cm3．关于电源电动势，下列说法正确的是（ ）A．同一电源接入不同的电路中，其电动势会发生改变B．电源电动势就是电源两极间的电压C．电源电动势与是否接入外电路无关D．电源电动势与外电路电阻有关4．有关磁场的物理概念，下列说法中正确的是（ ）A．磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，是标量B．磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向无关C．磁感应强度的方向跟放入磁场中的受磁场力作用的电流有关D．磁场中某个位置的磁感应强度方向就是放置于此处的小磁针北极的受力方向5．如图所示，实线为t时刻的波动图线，虚线为t+△t时刻的波形图线，若波沿x轴负方向传播，则波的振动周期可能是（ ）A． B． C． D．6．如图为某匀强电场的等势面分布图，每两个相邻等势面相距2cm，则该匀强电场的场强大小和方向分别为（ ）A．E=200 V/m，水平向左 B．E=200 V/m，水平向右C．E=100 V/m，水平向左 D．E=100 V/m，水平向右7．如图所示，M、N两点分别放置两个等量异种电荷，A为它们连线的中点，B为连线上靠近N的一点，C为连线的中垂线上处于A点上方的一点，在A、B、C三点中（ ）A．场强最小的点是A点，电势最高的点是B点B．场强最小的点是A点，电势最高的点是C点C．场强最小的点是C点，电势最高的点是B点D．场强最小的点是C点，电势最高的点是A点8．如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A与一灵敏静电计相连，极板B接地．若极板B稍向上移动一点，由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是（ ）A．两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大B．两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小C．极板上的电荷量几乎不变，两极板间电压变小D．极板上的电荷量几乎不变，两极板间电压变大9．如图所示，一个绝缘光滑轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E，在其上端与圆心等高处有一个质量为m，带电荷为+q的小球由静止开始下滑，则（ ）A．小球运动过程中机械能守恒B．小球经过最低点时速度不一定最大C．小球在最低点对环的压力大小为mg+EqD．小球在最低点对环的压力大小为3（mg+Eq）10．有两只电压表v1和v2是由完全相同的电流表改装而成的，v2的量程是5V，v1的量程是15V，将两只电压表串联接入电路，在这种情况下（ ）A．v1和v2读数相等B．v1和v2两表指针偏转角相等C．v1和v2两表的读数与两个电压表的内阻无关D．v1和v2两表指针偏转角之比等于两个电压表的内阻之比11．如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，如果变阻器的滑片向a端滑动，则（ ）A．电灯L更亮，安培表的示数减小B．电灯L更亮，安培表的示数增大C．电灯L变暗，安培表的示数减小D．电灯L变暗，安培表的示数增大12．两只额定电压均为110V的灯泡A和B，额定功率分别为100W和40W，为了使它们接到220V电源上能正常发光，同时电路消耗的电功率最小，如图所示的四个电路中最合理的是图（ ）A． B． C． D．13．如图所示，两平行金属导轨CD、EF间距为L，与电动势为E的电源相连，质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成θ角，回路其余电阻不计．为使ab棒静止，需在空间施加的匀强磁场磁感强度的最小值及其方向分别为（ ）A．，水平向右B．，垂直于回路平面向上C．，竖直向下D．，垂直于回路平面向下14．如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场和磁场相互垂直．在电磁场区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球．O点为圆环的圆心，a、b、c为圆环上的三个点，a点为最高点，c点为最低点，Ob沿水平方向．已知小球所受电场力与重力大小相等．现将小球从环的顶端a点由静止释放．下列判断正确的是（ ）A．当小球运动的弧长为圆周长的时，洛仑兹力最大B．当小球运动的弧长为圆周长的时，洛仑兹力最大C．小球从a点到b点，重力势能减小，电势能增大D．小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小15．一束带电粒子从静止开始经同一电场加速后垂直进入同一匀强磁场中．若它们在磁场中做圆周运动的半径相同，则它们在磁场中具有相同的（ ）A．速率 B．动能 C．周期 D．动量大小 二.多项选择题（共12分，每题3分）16．如图所示，带电量相等、质量不同的带电粒子a和b从带电平行板M的边缘沿平行于极板的方向进入M、N两极板间的匀强电场中，都恰好能从N板的右边缘飞出，不计重力作用，则（ ）A．两粒子进入电场时的动能一定不相等B．两粒子进入电场时的初速度的大小一定相等C．两粒子飞出电场时的动能一定相等D．两粒子飞出电场时的速度大小一定相等17．一个T型电路如图所示，电路中的电R1=10Ω，R2=120Ω，R3=40Ω．另有一测试电源，电动势为100V，内阻忽略不计．则（ ）A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40ΩB．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40ΩC．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80VD．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80V18．在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用△I、△U1、△U2和△U3表示，下列比值错误的是（ ）A．不变，不变 B．变大，变大C．变大，不变 D．变大，不变19．质量为m，电量为q的带正电小物块在磁感强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，沿动摩擦因数为μ的绝缘水平面以初速度v0开始向左运动，如图所示．物块经时间t移动距离S后停了下来，设此过程中，q不变，则（ ）A．S＞ B．S＜C．t＞ D．t＜ 三.填空题（共18分，每空2分）20．一块多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×1、×10、×100．用×10挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很大，如图中虚线位置．为了较准确地进行测量，应换到 挡，换挡后需要先进行 的操作，再进行测量．若正确操作后进行测量时表盘的示数如图，则该电阻的阻值是 Ω．21．测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U﹣I图象如下，请回答下列问题（1）如图所示在闭合开关之前移为防止电表过载而滑动变阻器的滑动头P应放在 处（2）现备有以下器材：A．干电池1个B．滑动变阻器（0～50Ω，）C．滑动变阻器（0～1750Ω）D．电压表（0～3V）E．电压表（0～15V）F．电流表（0～0.6A）G．电流表（0～3A）其中滑动变阻器应选 ，电压表应选 电流表应选 ．（填字母代号）（3）乙图是根据实验数据画出的U﹣I图象．由此可知这个干电池的电动势E= V，内电阻r=0.75Ω． 四.计算题（共25分，22题6分，23题6分，24题6分和25题7分）22．如图所示为两组平行板金属板，一组竖直放置，一组水平放置，今有一质量为m的电量为e的电子静止在竖直放置的平行金属板的A点，经电压U0加速后通过B点进入两板间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间，若电子从两块水平平行板的正中间射入，且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出，A、B分别为两块竖直板的中点，求：（1）电子通过B点时的速度大小；（2）右侧平行金属板的长度；（3）电子穿出右侧平行金属板时的动能和速度方向．23．图中电源电动势E=12V，内电阻r=0.5Ω．将一盏额定电压为8V，额定功率为16W的灯泡与一只线圈电阻为0.5Ω的直流电动机并联后和电源相连，灯泡刚好正常发光，通电100min．问：（1）电源提供的能量是多少？（2）电流对灯泡和电动机所做的功各是多少？（3）灯丝和电动机线圈产生的热量各是多少？（4）电动机的效率为多少？24．质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具．它的构造原理如图所示，离子源S产生带电量为q的某种正离子，离子射出时的速度很小，可以看作是静止的，离子经过电压U加速后形成离子束流，然后垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，沿着半圆周运动而到达记录它的照相底片P上．实验测得：它在P上的位置到入口处S1的距离为a，离子束流的电流为I．请回答下列问题：（1）在时间t内射到照相底片P上的离子的数目为多少？（2）单位时间穿过入口处S1离子束流的能量为多少？（3）试证明这种离子的质量为．25．如图所示，两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上．两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场．将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面，从喷口连续不断喷出质量均为m、水平速度均为v0、带相等电荷量的墨滴．调节电源电压至U，墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动；进入电场、磁场共存区域后，最终垂直打在下板的M点．（1）判断墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量；（2）求磁感应强度B的值；（3）现保持喷口方向不变，使其竖直下移到两板中间的位置．为了使墨滴仍能到达下板M点，应将磁感应强度调至B′，则B′的大小为多少？ xx学年北京市汇文中学高二（上）期末物理试卷（补考）参考答案与试题解析 一.单项选择题（共45分，每题3分）1．对于机械波的以下说法中，正确的是 （ ）A．质点的振动方向总是垂直于波的传播方向B．简谐波沿绳传播，绳上相距半个波长的两质点振动位移的大小相等C．任一振动质点，每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长D．相隔一个周期的两时刻，简谐波图象相同【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．【分析】波动过程是传播波源的振动形式和能量的过程，振动质点并不随波一起传播，只是在自己平衡位置附近振动，因此明确波的形成，抓住波的周期性是解本题关键．【解答】解：A、对于横波，质点的振动方向总是垂直于波的传播方向；而在纵波中质点的振动方向和波的传播方向相同或相反，并不垂直，故A错误；B、简谐波沿绳传播，绳上相距半个波长的两质点，振动情况总是相反，位移的大小总是相等，故B正确．C、任一振动质点，只是在自己平衡位置附近振动，沿波的传播方向不移动．故C错误．D、相隔一个周期的两时刻，各质点的位置相同，则简谐波图象相同，故D正确．故选BD 2．如图所示是一列简写横波在t=0 时刻的图象，波速为0.2m/s，以下所给的结论中不正确的是（ ） A．波源振动的频率为0.4 HzB．若质点a比质点b先回到平衡位置，则波沿x轴负方向传播C．图示时刻质点a，b，c所受的回复力大小之比为2：1：3D．经过0.5 s，质点c 通过的路程为75 cm，质点a和b通过的路程均不等于75 cm【考点】横波的图象；波长、频率和波速的关系．【分析】由图读出波长，求出波速．根据b点的速度方向判断出波的传播方向．根据简谐运动的特征：a=﹣，求解a、b、c的加速度之比．根据时间与周期的关系求解质点通过的路程．【解答】解：A、由图读出波长为λ=8m，波速为v=，则T=，则频率f=2.5Hz，故A不正确；B、质点a比质点b先回到平衡位置，则质点a和b均向下运动，由上下坡法知波沿x轴负方向传播，故B正确；C、图示时刻质点 a、b、c 的位移大小之比为10：5：15=2：1：3，三点都做简谐运动，由简谐运动的特征：a=﹣，得知，加速度大小与位移大小成正比，则三点加速度大小之比为2：1：3．故C正确．D、时间t=0.5s=T+，只有在平衡位置和最大位移处的质点在．通过的路程是A=15cm，0.5s内质点C通过的路程是4A+A=5A=75cm，质点a、b通过的路程不等于75cm，故D正确；本题选不正确的，故选：A 3．关于电源电动势，下列说法正确的是（ ）A．同一电源接入不同的电路中，其电动势会发生改变B．电源电动势就是电源两极间的电压C．电源电动势与是否接入外电路无关D．电源电动势与外电路电阻有关【考点】电源的电动势和内阻．【分析】电源没有接入电路时两极间的电压在数值上等于电源的电动势．电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱，与外电路的结构无关．电源的电动势在数值上等于内、外电压之和．【解答】解：A、电动势反映本身的特性，与外电路的结构无关，同一电源接入不同电路中，电动势不变，故AD错误，C正确；B、电压表是由内阻的，跟电源连接后构成一个通路，测量的是电压表内阻的电压，所以电压表测得的电源两极间电压值略小于电动势．故B错误．故选：C 4．有关磁场的物理概念，下列说法中正确的是（ ）A．磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，是标量B．磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向无关C．磁感应强度的方向跟放入磁场中的受磁场力作用的电流有关D．磁场中某个位置的磁感应强度方向就是放置于此处的小磁针北极的受力方向【考点】磁感应强度；磁现象和磁场．【分析】磁场是由磁体本身的性质决定的，与放入磁场中的磁体及电流无关．根据这一点进行分析即可解答．【解答】解：A、磁感应强度为矢量，反应磁场强弱的物理量；故A错误；C、根据安培定则可知，磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向有关；故B错误；C、电流的磁场的方向跟产生磁场的电流方向有关，与放入磁场中的受磁场力作用的电流方向无关；故C错误；D、根据磁场的方向的规定可知，磁场中某个位置的磁感应强度方向就是放置于此处的小磁针北极的受力方向；故D正确；故选：D． 5．如图所示，实线为t时刻的波动图线，虚线为t+△t时刻的波形图线，若波沿x轴负方向传播，则波的振动周期可能是（ ）A． B． C． D．【考点】横波的图象；波长、频率和波速的关系．【分析】利用波传播的周期性，结合波形利用周期把时间间隔表示出来，从而求周期．【解答】解：波沿x轴负方向传播，根据时间周期性，有解得：，故B正确，ACD错误；故选：B 6．如图为某匀强电场的等势面分布图，每两个相邻等势面相距2cm，则该匀强电场的场强大小和方向分别为（ ）A．E=200 V/m，水平向左 B．E=200 V/m，水平向右C．E=100 V/m，水平向左 D．E=100 V/m，水平向右【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；等势面．【分析】电场线总是与等势面垂直，而且由高电势指向低电势．根据匀强电场场强与电势差的关系U=Ed求出电场强度的大小．【解答】解：根据电场线总是与等势面垂直，而且由高电势指向低电势，可知，电场强度方向水平向左．两个相邻等势面相距d=2cm，电势差U=2V，则电场强度E===100V/m；故选：C 7．如图所示，M、N两点分别放置两个等量异种电荷，A为它们连线的中点，B为连线上靠近N的一点，C为连线的中垂线上处于A点上方的一点，在A、B、C三点中（ ）A．场强最小的点是A点，电势最高的点是B点B．场强最小的点是A点，电势最高的点是C点C．场强最小的点是C点，电势最高的点是B点D．场强最小的点是C点，电势最高的点是A点【考点】电势；电场强度．【分析】根据等量异种电荷电场线的分布去比较场强的大小，以及电势的高低．沿着电场线方向电势降低．【解答】解：根据等量异种电荷电场线的分布，知道EB＞EA＞EC，场强最小的是C点．等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线，知ΦA=ΦC，沿着电场线方向电势逐渐降低，异种电荷间的电场线由正电荷指向负电荷，知ΦB＞ΦA，所以电势最高点是B点．故A、B、D错误，C正确．故选C． 8．如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A与一灵敏静电计相连，极板B接地．若极板B稍向上移动一点，由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是（ ）A．两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大B．两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小C．极板上的电荷量几乎不变，两极板间电压变小D．极板上的电荷量几乎不变，两极板间电压变大【考点】电容器的动态分析．【分析】电容器的电荷量几乎不变．将极板B稍向上移动一点，极板正对面积减小，电容减小，由公式C=分析板间电压变化．【解答】解：由图分析可知电容器极板上的电荷量几乎不变，将极板B稍向上移动一点，极板正对面积减小，根据公式C=，电容减小，由公式C=可判断出电容器极板间电压变大，静电计张角增大，故D正确，ABC错误．故选：D． 9．如图所示，一个绝缘光滑轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E，在其上端与圆心等高处有一个质量为m，带电荷为+q的小球由静止开始下滑，则（ ）A．小球运动过程中机械能守恒B．小球经过最低点时速度不一定最大C．小球在最低点对环的压力大小为mg+EqD．小球在最低点对环的压力大小为3（mg+Eq）【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；向心力；功能关系．【分析】判断机械能的依据是除重力或弹力外，其它力做正功，机械能增加，其它力做负功，机械能减小；根据总能量守恒判断小球经过最低点时动能与电势能之和；根据牛顿第二定律判断小球在最低点对轨道的压力．【解答】解：A、小球在下滑过程中，除重力外，电场力做正功，机械能增加，最低点时机械能最大，故A错误．B、小球在下滑过程中，重力和电场力均做正功，故到达最低点时速度最大，故B错误．C、根据动能定理可知：mgR+EqR=mv2；小球在最低点时，小球具有速度v，小球受竖直向下的重力G，电场力qE，竖直向上的支持力F，由牛顿第二定律得：F﹣mg﹣qE=，所以小球在最低点对环的压力F=3（mg+qE），故C错误，D正确．故选：D 10．有两只电压表v1和v2是由完全相同的电流表改装而成的，v2的量程是5V，v1的量程是15V，将两只电压表串联接入电路，在这种情况下（ ）A．v1和v2读数相等B．v1和v2两表指针偏转角相等C．v1和v2两表的读数与两个电压表的内阻无关D．v1和v2两表指针偏转角之比等于两个电压表的内阻之比【考点】把电流表改装成电压表．【分析】改装电压表是与表头串联分压电阻，由于表头相同，故两个表头电流相等，偏转角度相等；又由于表头满偏电流相等，电压比为5：1，故电压表内阻为5：1．【解答】解：AC、两个电表内阻不同，电流相等，但电压表量程不同，则读数不同，根据欧姆定律，电压之比等于内阻之比，故A错误，C错误；BD、由于串联电流相等，故表头偏转角度相同，故B正确，C错误；故选：B 11．如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，如果变阻器的滑片向a端滑动，则（ ）A．电灯L更亮，安培表的示数减小B．电灯L更亮，安培表的示数增大C．电灯L变暗，安培表的示数减小D．电灯L变暗，安培表的示数增大【考点】闭合电路的欧姆定律．【分析】滑动变阻器的滑片向b端滑动过程，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，由欧姆定律分析总电流的变化和路端电压的变化，来判断电灯亮度和电流表示数的变化．【解答】解：滑动变阻器的滑片向a端滑动过程，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由欧姆定律得知总电流I增大，电流表的示数增大；路端电压U=E﹣Ir减小．灯泡L两端的电压等于路端电压，所以电灯L变暗，故选D 12．两只额定电压均为110V的灯泡A和B，额定功率分别为100W和40W，为了使它们接到220V电源上能正常发光，同时电路消耗的电功率最小，如图所示的四个电路中最合理的是图（ ）A． B． C． D．【考点】串联电路和并联电路．【分析】由题可知，灯泡的电压相等，但是灯泡的功率不同，由此可以知道两种灯泡的电阻的大小不同，再由电路的串并联的知识先逐个分析灯泡能否正常的发光，再判断消耗的功率最小的电路．【解答】解：A、灯泡的额定电压为110V，图中，A灯泡的电压等于220V，大于额定电压，烧坏了，故A错误；B、由于额定电压都是110V，额定功率PA=100W、PB=40W，由此可知RB＞RA，把灯泡A与电阻并联的话，会使并联的部分的电阻更小，所以AB的电压不会平分，AB不会同时正常发光，故B错误；C、由于额定电压都是110V，额定功率PA=100W、PB=40W，由此可知RB＞RA，把灯泡B与电阻并联的话，可以使并联部分的电阻减小，可能使A与并联部分的电阻相同，所以AB能同时正常发光，并且电路消耗的功率与A灯泡的功率相同，所以总功率的大小为200W；D、把AB并联之后与电阻串连接入电路的话，当电阻的阻值与AB并联的总的电阻相等时，AB就可以正常发光，此时电阻消耗的功率为AB灯泡功率的和，所以电路消耗的总的功率的大小为280W；由CD的分析可知，正常发光并且消耗的功率最小的为C，故C正确．故选C． 13．如图所示，两平行金属导轨CD、EF间距为L，与电动势为E的电源相连，质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成θ角，回路其余电阻不计．为使ab棒静止，需在空间施加的匀强磁场磁感强度的最小值及其方向分别为（ ）A．，水平向右B．，垂直于回路平面向上C．，竖直向下D．，垂直于回路平面向下【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用；安培力；左手定则．【分析】导体棒受重力、支持力和安培力，三力平衡，当安培力沿斜面向上时，安培力最小，此时根据安培力公式计算出的磁感应强度即为最小值．【解答】解：对导体棒受力分析，受重力、支持力和安培力，如图从图象可以看出，当安培力沿斜面向上时，安培力最小；故安培力的最小值为：FA=mgsinθ，故磁感应强度的最小值为B=根据欧姆定律，有E=IR故B=故选D． 14．如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场和磁场相互垂直．在电磁场区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球．O点为圆环的圆心，a、b、c为圆环上的三个点，a点为最高点，c点为最低点，Ob沿水平方向．已知小球所受电场力与重力大小相等．现将小球从环的顶端a点由静止释放．下列判断正确的是（ ）A．当小球运动的弧长为圆周长的时，洛仑兹力最大B．当小球运动的弧长为圆周长的时，洛仑兹力最大C．小球从a点到b点，重力势能减小，电势能增大D．小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小【考点】带电粒子在混合场中的运动．【分析】电场力与重力大小相等，则二者的合力指向左下方45°，由于合力是恒力，故类似于新的重力，所以bc弧的中点相当于平时竖直平面圆环的“最低点”．关于圆心对称的位置就是“最高点”；在“最低点”时速度最大．再根据竖直平面内的圆周运动的相关知识解题即可．【解答】解：A：小球受到水平向左的电场力和竖直向下的重力，二力大小相等，故二力的合力方向于水平方向成45°向左下，如图，故小球运动到圆弧bc的中点时，速度最大，此时的洛伦兹力最大，选项A错误．B：经对选项A的分析可知，选项B错误．C：小球由a到b的过场中，电场力和重力均做正功，重力势能和电势能都减小．选项C错误．D：小球从b点运动到c点，电场力做负功，电势能增加；因力的合力方向将于水平方向成45°向左下，当小球运动到圆弧bc的中点时速度最大，所以小球从b点运动到c点过程中，动能先增大，后减小．选项D正确．故选：D． 15．一束带电粒子从静止开始经同一电场加速后垂直进入同一匀强磁场中．若它们在磁场中做圆周运动的半径相同，则它们在磁场中具有相同的（ ）A．速率 B．动能 C．周期 D．动量大小【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．【分析】根据动能定理得出粒子的速度，通过带电粒子在磁场中的半径公式和周期公式进行分析判断．【解答】解：根据动能定理得，，得：v=，根据qvB=，得：r=，根据半径相同，U相同，知粒子的比荷相同．根据v=知，粒子在磁场中的速率相同．根据T=知，粒子在磁场中的周期相同，故A、C正确，B、D错误．故选：AC． 二.多项选择题（共12分，每题3分）16．如图所示，带电量相等、质量不同的带电粒子a和b从带电平行板M的边缘沿平行于极板的方向进入M、N两极板间的匀强电场中，都恰好能从N板的右边缘飞出，不计重力作用，则（ ）A．两粒子进入电场时的动能一定不相等B．两粒子进入电场时的初速度的大小一定相等C．两粒子飞出电场时的动能一定相等D．两粒子飞出电场时的速度大小一定相等【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．【分析】带电粒子在电场中做类平抛运动，根据类平抛运动的知识列方程，即可正确解题．【解答】解：A、设极板的长度是L，板间距离是d，设粒子的初速度为v0；带电粒子在极板间做类平抛运动；在水平方向：L=v0t；竖直方向：d=at2=t2；则粒子的初动能：Ek0=mv02=，由于q、E、L、d相同，所以两粒子的初动能相等，故A错误；B、由于两粒子进入电磁时的初动能相等而粒子质量不相等，则粒子的初速度大小一定不相等，故B错误；C、两粒子电荷量相等，进入与离开电场时的位置相同，则电场力做功相同，粒子的初动能相同，由动能定理可得，粒子离开电场时的动能相等，故C正确；D、粒子离开电场时的动能相等，粒子质量不同，则粒子离开电场时的速度不等，故D错误；故选：C． 17．一个T型电路如图所示，电路中的电R1=10Ω，R2=120Ω，R3=40Ω．另有一测试电源，电动势为100V，内阻忽略不计．则（ ）A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40ΩB．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40ΩC．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80VD．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80V【考点】串联电路和并联电路．【分析】当cd端短路时，ab间电路的结构是：电阻R2、R3并联后与R1串联．当ab端短路时，cd之间电路结构是：电阻R1、R3并联后与R2串联．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压等于电阻R3两端的电压．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压等于电阻R3两端的电压．根据欧姆定律求解电压．【解答】解：A、当cd端短路时，ab间电路的结构是：电阻R2、R3并联后与R1串联，等效电阻为R=+R1=40Ω，故A正确；B、当ab端短路时，cd之间电路结构是：电阻R1、R3并联后与R2串联，等效电阻为R=+R2=128Ω，故B错误；C、当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压等于电阻R3两端的电压，为U3=E=80V，故C正确；D、当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为U′3=E=25V，故D错误；故选：AC． 18．在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用△I、△U1、△U2和△U3表示，下列比值错误的是（ ）A．不变，不变 B．变大，变大C．变大，不变 D．变大，不变【考点】闭合电路的欧姆定律．【分析】由题意知：R1是定值电阻，根据欧姆定律得知==R1．变阻器是可变电阻，根据闭合电路欧姆定律研究、与电源内阻的关系，再分析选择．【解答】解：A、根据欧姆定律得知： ==R1．故当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，、均不变．故A正确．B、C， =R2，变大．根据闭合电路欧姆定律得：U2=E﹣I（R1+r），则有=R1+r，不变．故B错误，C正确．D、=R1+R2，变大．根据闭合电路欧姆定律得：U3=E﹣Ir，则有=r，不变．故D正确．本题选错误的，故选B 19．质量为m，电量为q的带正电小物块在磁感强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，沿动摩擦因数为μ的绝缘水平面以初速度v0开始向左运动，如图所示．物块经时间t移动距离S后停了下来，设此过程中，q不变，则（ ）A．S＞ B．S＜C．t＞ D．t＜【考点】洛仑兹力．【分析】物块向左运动的过程中，受到重力、洛伦兹力、水平面的支持力和滑动摩擦力，向左做减速运动．采用假设法分析：假设不受洛伦兹力，根据动能定理求出滑行距离；假设洛伦兹力是恒力大小为qv0B，根据动量定理求出运动时间，最后进行选择．【解答】解：A、B假设物块不受洛伦兹力． 根据动能定理，得﹣μmgs=﹣m，得到s=因为物块带正电，受到向下的洛伦兹力，摩擦力增大，滑行的距离减小 则s＜，故A错误，B正确． C、D假设洛伦兹力是恒力，大小为qv0B保持不变 则由动量定理，得﹣μ（mg+qv0B）t=0﹣mv0 得t=因为物块向左做减速运动，洛伦兹力减小，加速度减小，滑行时间变长 则有t＞，故C正确，D错误．故选：BC． 三.填空题（共18分，每空2分）20．一块多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×1、×10、×100．用×10挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很大，如图中虚线位置．为了较准确地进行测量，应换到 ×1 挡，换挡后需要先进行 欧姆调零 的操作，再进行测量．若正确操作后进行测量时表盘的示数如图，则该电阻的阻值是 18 Ω．【考点】用多用电表测电阻．【分析】偏角大说明电阻小，要换用小倍率挡，重新调零后测量，读数为示数乘以倍率．【解答】解：欧姆表的零刻度在右边，偏角大，说明带测电阻阻值小，应换小倍率×1挡，重新欧姆调零后测量；欧姆表的读数为：示数×倍率=18×1=18Ω．答案为：×1，欧姆调零，18 21．测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U﹣I图象如下，请回答下列问题（1）如图所示在闭合开关之前移为防止电表过载而滑动变阻器的滑动头P应放在 a 处（2）现备有以下器材：A．干电池1个B．滑动变阻器（0～50Ω，）C．滑动变阻器（0～1750Ω）D．电压表（0～3V）E．电压表（0～15V）F．电流表（0～0.6A）G．电流表（0～3A）其中滑动变阻器应选 B ，电压表应选 D 电流表应选 F ．（填字母代号）（3）乙图是根据实验数据画出的U﹣I图象．由此可知这个干电池的电动势E= 1.5 V，内电阻r=0.75Ω．【考点】测定电源的电动势和内阻．【分析】（1）闭合开关之前滑动变阻器的滑动头P应放在最大值位置处．（2）在选择电压表和电流表时要求在不超过量程的前提下偏转角度尽量大些，在满量程的左右偏转最好．（3）在U﹣I图象中纵坐标的截距代表的是电源的电动势，直线的斜率代表的是电源的内阻的大小．【解答】解：（1）闭合开关之前滑动变阻器的滑动头P应放在最大值位置处，即a处．（2）滑动变阻器起控制电流的作用，而电源电动势大约1.5V，电路中电流较小，故为了便用调节，滑动变阻器选取B．电源电动势大约1.5V，因此电压表选择量程为3V的比较合适，故电压表选择D，电路中的电流较小，因此电流表选择F．（3）在U﹣I图象中图象与纵坐标的交点等于电源的电动势，所以由图可以读出电源的电动势为1.5V，图象中的斜率表示电源的内阻，所以电源的内阻为r=Ω=0.75Ω．故答案为：（1）a（2）B，D，F．（3）1.5，0.75． 四.计算题（共25分，22题6分，23题6分，24题6分和25题7分）22．如图所示为两组平行板金属板，一组竖直放置，一组水平放置，今有一质量为m的电量为e的电子静止在竖直放置的平行金属板的A点，经电压U0加速后通过B点进入两板间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间，若电子从两块水平平行板的正中间射入，且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出，A、B分别为两块竖直板的中点，求：（1）电子通过B点时的速度大小；（2）右侧平行金属板的长度；（3）电子穿出右侧平行金属板时的动能和速度方向．【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；动能定理．【分析】（1）电子在AB之间做加速运动，电场力的功等于电子动能的变化，根据动能定理即可解答；（2）电子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出，则电子的沿电场线方向的位移为，根据平抛运动的方法，结合牛顿第二定律即可解答；（3）电子穿出右侧平行金属板时的速度方向根据计算，粒子的动能可以根据计算．【解答】解：（1）电子通过B点时的速度大小为VB，则由动能定理得，VB=；（2）右侧平行金属板的长度为L，由题意得：①，L=VBt ②，③，联立①②③解得L=d（3）电子穿出右侧平行金属板时与VB成θ角，如答图所示，则：，，整理得：答：（1）电子通过B点时的速度大小为；（2）右侧平行金属板的长度为；（3）电子穿出右侧平行金属板时的动能为，速度方向如图，与水平方向的夹角：． 23．图中电源电动势E=12V，内电阻r=0.5Ω．将一盏额定电压为8V，额定功率为16W的灯泡与一只线圈电阻为0.5Ω的直流电动机并联后和电源相连，灯泡刚好正常发光，通电100min．问：（1）电源提供的能量是多少？（2）电流对灯泡和电动机所做的功各是多少？（3）灯丝和电动机线圈产生的热量各是多少？（4）电动机的效率为多少？【考点】闭合电路的欧姆定律；电功、电功率；焦耳定律．【分析】（1）由题意可知电路中的路端电压，则由闭合电路欧姆定律可求得电路中的电流，由W=UIt可求得电源提供的能量；（2）由W=Pt可求得电流对灯泡所做的功；由W=UIt可求得电流对电动机所做的功；（3）由Q=I2Rt可求得灯丝与电动机线圈产生的热量；（4）由η=×100%可求得电动机的效率．【解答】解：（1）由题意可知，电路的路端电压U=8V，则内电压U内=E﹣U=12V﹣8V=4V；电路中电流I===8A；故电源提供的能量W=UIt=8×8×100×60J=3.84×105J； （2）电流对灯丝做功W灯=Pt=16×100×60J=9.6×104J； 灯泡中的电流I灯==2A；由并联电路的规律可知，通过电动机的电流I机=I﹣I灯=8A﹣2A=6A；电流对电动机所做的功W=UI机t=8×6×6000J=2.88×105J；（3）灯丝为纯电阻故灯丝产生的热量等于电流所做的功，故Q=W灯=9.6×104J； 而电动机线圈产生的热量Q机=I机2R机t=62×0.5×6000J=1.08×105J； （4）电动机的效率η=×100%=62.5%． 24．质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具．它的构造原理如图所示，离子源S产生带电量为q的某种正离子，离子射出时的速度很小，可以看作是静止的，离子经过电压U加速后形成离子束流，然后垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，沿着半圆周运动而到达记录它的照相底片P上．实验测得：它在P上的位置到入口处S1的距离为a，离子束流的电流为I．请回答下列问题：（1）在时间t内射到照相底片P上的离子的数目为多少？（2）单位时间穿过入口处S1离子束流的能量为多少？（3）试证明这种离子的质量为．【考点】质谱仪和回旋加速器的工作原理．【分析】（1）根据Q=It求出所有离子的电量，根据求出离子的数目．（2）根据E总=UQ求出粒子束的总能量，从而求出单位时间内穿过入口处S1离子束流的能量．（3）根据动能定理，结合带电粒子在匀强磁场中运动的半径公式求出离子质量的表达式．【解答】解：（1）在时间t内射到照相底片P上的离子总电量为Q=It 在时间t内射到照相底片P上的离子数目为n=（2）在时间t内穿过入口处S1离子束流的能量为E总=UQ=UIt 单位时间穿过入口处S1离子束流的能量为E=（3）离子在电场中做加速运动得Uq= （1）在磁场中运动有BVq=（2）由（1）（2）得：．答：（1）在时间t内射到照相底片P上的离子的数目为．（2）单位时间穿过入口处S1离子束流的能量为UI．（3）证明如上． 25．如图所示，两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上．两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场．将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面，从喷口连续不断喷出质量均为m、水平速度均为v0、带相等电荷量的墨滴．调节电源电压至U，墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动；进入电场、磁场共存区域后，最终垂直打在下板的M点．（1）判断墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量；（2）求磁感应强度B的值；（3）现保持喷口方向不变，使其竖直下移到两板中间的位置．为了使墨滴仍能到达下板M点，应将磁感应强度调至B′，则B′的大小为多少？【考点】带电粒子在混合场中的运动；带电粒子在匀强磁场中的运动．【分析】（1）根据电场力和重力平衡求出电荷量的大小，通过电场力的方向确定电荷的正负．（2）墨滴垂直进入电磁场共存区域，重力仍与电场力平衡，粒子做匀速圆周运动，根据粒子垂直打在M点，通过几何关系得出粒子的轨道半径，根据洛伦兹力提供向心力求出磁感应强度的大小．（3）根据几何关系得出粒子做圆周运动的轨道半径，结合带电粒子在磁场中运动的半径公式求出磁感应强度的大小．【解答】解：（1）墨滴在电场区域做匀速直线运动，有：q=mg…①由①式得，q=…②由于电场方向向下，电荷所受的电场力方向向上，可知墨滴带负电荷． （2）墨滴垂直进入电磁场共存区域，重力仍与电场力平衡，由洛伦兹力提供向心力，墨滴做匀速圆周运动，有： qv0B=m…③考虑墨滴进入磁场和撞板的几何关系，可知墨滴在该区域恰好完成四分之一圆周运动，则半径R=d…④由②③④式得：B=…⑤（3）根据题设，墨滴的运动轨迹如图，设圆周运动的半径为R′，有： qv0B′=m…⑥由图示可得，R′2=d2+（R′﹣）2…⑦得，R′=d…⑧联立②⑥⑧式可得：B′=．答：（1）墨滴带负电，电荷量为．（2）磁感应强度为．（3）B′的大小为． xx年1月21日。