总分：110分 时间：70分钟

考试时间：2013年12月19日

一、选择题（每小题至少有一个正确答案，4分×13=52分）

1．如图所示，虚线a、b、c表示电场中的三个等势面与纸平面的交线，且相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带正电粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是这条轨迹上的两点，则下列说法中正确的是（ 　）

A．三个等势面中，a的电势最高

B．对于M、N两点，带电粒子通过M点时电势能较大

C．对于M、N两点，带电粒子通过M点时动能较大

D．带电粒子由M运动到N时，加速度增大

2．如图所示，两个正、负点电荷，在库仑力作用下，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，以下说法中正确的是（ 　）

A．它们所需要的向心力不相等 B．它们做圆周运动的角速度相等

C．它们的线速度与其质量成反比 D．它们的运动半径与电荷量成反比

3．如图所示，一根用绝缘材料制成的轻弹簧，劲度系数为k，一端固定，另一端与质量为m、电荷量为+q的小球相连，静止在光滑绝缘水平面上，当施加水平向右的匀强电场E后，小球开始运动，下列关于小球的运动说法中正确的是（ ）

A．运动过程中小球的最大加速度为

B．小球从静止开始向右运动距离为
时速度最大

C．运动过程中，小球的机械能守恒

D．运动过程中，小球动能、弹性势能、电势能之和保持不变

4．如图所示，电源内阻不计，为使电容所带电荷量增大，可采取以下哪

些方法（ ）

A．增大R1 B．增大R2 C．增大R3 D．减小R1

5．如图所示的电路中，闭合开头S，灯L1、L2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是（ ）

A．R1断路 B．R2断路 C．R3短路 D．R4短路

6．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为△U1和△U2，下列说法中正确的是（ ）

A．小灯泡L1、L3变暗，L2变亮 B．小灯泡L3变暗，L1、L2变亮

C．△U1<△U2 D．△U1>△U2

7．两个绝缘导体环
、
大小相同，环面垂直，环中通有相同大小的恒定电流，如图所示，则圆心
处磁感应强度的方向为（
面水平，
面垂直纸面）（ ）

A．指向左上方 B．指向右下方 C．竖直向上D．水平向右

8．如图所示，光滑绝缘轨道ABP竖直放置，其轨道末端切线水平，在其右侧有一正交的匀强电场、磁场区域，电场竖直向上，磁场垂直纸面向里，一带电小球从轨道上的A点由静止滑下，经P点进入场区后，恰好沿水平方向做直线运动，则可判定（ ）

A．小球带负电

B．小球带正电

C．若小球从B点由静止滑下，进入场区后将立即向上偏

D．若小球从B点由静止滑下，进入场区后将立即向下偏

9．如图所示，每个电子都绕着同样的正电荷做半径相同的匀速圆周运动。（a）（b）处在匀强磁场中，磁场方向与轨道平面垂直，（c）装置中无磁场，三种情况下电子转动的角速度分别为
、
、
。则
、
、
的大小关系为 ( )

A.
B.

C.
D．

10．如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为的铜质矩形线圈，当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线
正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力
及在水平方向运动趋势的判断正确的是( )

A .
先小于
后大于
，运动趋势向左

B.
先大于
后小于
，运动趋势向左

C.
先小于
后大于
，运动趋势向右

D.
先大于
后小于
，运动趋势向右

11.如图所示，
、
为足够长光滑平行金属导轨，金属棒
、
垂直放在两导轨上，整个装置在同一水平面内，匀强磁场垂直于导轨所在的平面，方向如图所示，若给
杆一个水平向右的速度，则（ ）

A．
、
最终都处于静止状态

B．
、
最终以相同的速度保持匀速直线运动状态

C．
、
最终保持匀速直线运动状态，但

D．
、
不断做往复运动

12.如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场，若第一次用
时间拉出，外力所做的功为
，通过导线截面的电荷量为
；第二次用
时间拉出，外力所做的功为
，通过导线截面的电荷量为
，则（ ）

A．
，
B．
，

C．
，
D．
，

14、（8分）在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：

A．待测干电池（电动势约为1.5V，内阻小于1.0Ω）；

B．电流表G（满偏电流Ig=3mA，内阻Rg=10Ω）；

C．电流表A（0～0.6A，内阻0.1Ω）；

D．滑动变阻器R1（0～20Ω，10A）；

E．滑动变阻器R2（0～200Ω，1A）；

F．定值电阻R0（990Ω）；

G．开关和导线若干。

（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了图甲中的（a）、（b）两个参考实验电路，其中合理的是图 所示的电路；在该电路中，为了操作方便且较准确地进行测量，滑动变阻器应选 （填写器材的字线代号）。

（2）图乙为该同学根据（I）中选出的合理实验电路，利用测出的数据绘出的I1－I2图线（I1为电表流G的示数，I2为电流表A的示数），则由图线可得被测电池的电动势E= V，内阻

r= Ω。

二、计算题（5小题，共50分）

15、（9分）如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在平面与水平面夹角
，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度
、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场，金属导轨的一端接有电动势
、内阻
的直流电源，现把一个质量
的导体棒
放在金属导轨上，导体棒恰好静止，导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻
，金属导轨电阻不计，g取10m/s2。已知
，
，求：

（1）通过导体棒的电流；

（2）导体棒受到安培力大小；

（3）导体棒受到的摩擦力大小。

16.（9分）如图所示，质量为m、带电荷量为+q的小球从距地面高h处以一定的初速度
水平抛出，在距抛出点水平距离为L处，有一根管口比小球直径略大的竖直细管，管的上口距地面
。为使小球能无碰撞地通过管子，可在管口上方整个区域里加一水平向左的匀强电场。求：

(1)小球的初速度
大小；

(2)电场强度E的大小；

(3)小球落地时的动能。

17、（10分）某塑料球成型机工作时，可以喷出速度
的塑料小球，已知喷出的每个小球的质量m=1.0×10-4kg，并且在喷出时已带了q=-1.0×10-4C的电荷量，如图所示，小球从喷口飞出后，先滑过长d=1.5m的水平光滑的绝缘轨道，而后又过半径R=0.4m的半圆弧竖立的光滑绝缘轨道。今在水平轨道上加上水平向右的电场强度大小为E的匀强电场，小球将恰好从圆弧轨道上的最高点M处水平飞出；若再在圆形轨道区域加上垂直纸面向里的匀强磁场后，小球将恰好从圆弧轨道上与圆心等高的N点脱离轨道，最后落入放在地面上接地良好的金属容器内，g=10m/s2,求：

（1）所加电场的电场强度E的大小；

（2）所加磁场的磁感应强度B的大小。

18、（10分）如图所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直，一质量为、有效电阻为的导体棒在距磁场上边界
处静止释放。导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为，整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻。求：

（1）磁感应强度的大小；

（2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小；

（3）流经电流表电流的最大值
。

19、（12分）如图所示，虚线上方有场强为E的匀强电场，方向竖直向下，虚线上下有磁感应强度相同的匀强磁场，方向垂直纸面向外，
是一根长
的绝缘细杆，沿电场线放置的虚线上方的场中，
端在虚线上，将一套在杆上的带正电的小球从端由静止释放后，小球先做加速运动，后做匀速运动到达
端，已知小球与绝缘杆间的动摩擦因数
，小球重为忽略不计，当小球脱离杆进入虚线下方后，运动轨迹是半圆，圆的半径是
，求带电小球从到
运动过程中克服摩擦力所做功与电场力所做功的比值。