命题人：安璐 审核人：吴海波

说明：

1.考试时间90分钟，满分100分。2.将卷Ⅰ答案用2B铅笔涂在答题卡上,将卷Ⅱ答案答在答题纸上。3.Ⅱ卷答题纸卷头和答题卡均填涂本次考试的考号，不要误填学号，答题卡占后５位。

卷Ⅰ（选择题 共48分）

一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。在下列各题的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）

1．如图，一半径为R电荷量为Q的带电金属球，球心位置O固定，P为球外一点．几位同学在讨论P点的场强时，有下列一些说法，其中哪个说法是正确的（ ）

A．若P点无限靠近球表面，因为球表面带电，根据库仑定律可推知，P点的场强趋于无穷大

B．因为在球内场强处处为0，若P点无限靠近球表面，则P点的场强趋于0

C．若Q不变，P点的位置也不变，而令R变小，则P点的场强不变

D．若保持Q不变，而令R变大，同时始终保持P点极靠近球表面处，则P点的场强不变

2．.如图所示，半径为R的圆环均匀带电，电荷线密度为λ，圆心在O点，过圆心与环面垂直的轴线上有P点，PO=r。以无穷远处为电势零点，则P点的电势φ为（点电荷电场中各点的电势
，Ｑ为点电荷电量，ｒ为各点到点电荷的距离）( )

A．
B．
C．
D．

3．如图所示的闭合电路中，当滑动变阻器的滑片P从b滑向a的过程中，V1、V2两只伏特表指示数的变化值分变为△U1和△U2，则他们的大小相比应是( )

A．│△U1│>│△U2│ B．│△ U1│<│△U2│

C．│△U1│=│△U2│ D．无法判断

4．如图所示，虚线为一匀强磁场的边界，磁场方向垂直于纸面向里。在磁场中某点沿虚线方向发射两个带正电的粒子A和B，其速度分别为vA、vB，两者的质量和电荷量均相同，两个粒子分别经过tA、tB从PA、PB射出，则 ( )

A．vA＞vB ， tA＞tB B．vA＞vB ， tA＜tB

C．vA＜vB ， tA＞tB D．vA＜vB ， tA＜tB

5．如图所示，真空中一根绝缘杆连接的两个带等量异种电荷的点电荷以相同的角速度绕O点在水平面内匀速转动，已知+q距离O点较近，则O点的磁感应强度方向为( )

A．方向竖直向上 B．方向竖直向下

C．O点磁感应强度为零 D．无法确定

6．2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家．某探究小组查到某磁敏电阻在室温下的电阻随磁感应强度变化曲线如图甲所示，其中R、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值．为研究其磁敏特性设计了图乙所示电路．关于这个探究实验，下列说法中正确的是（　　）

A．闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，伏特表的示数增大

B．闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，安培表的示数增大

C．闭合开关S，图乙中只改变磁场方向原来方向相反时，伏特表的示数减小

D．闭合开关S，图乙中只改变磁场方向原来方向相反时，安培表的示数减小



7．如图，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点。有无数带有同样电荷、具有同样质量的粒子在纸面内沿各个方向以同样的速率通过P点进入磁场。这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的1/3。将磁感应强度的大小从原来的B1变为B2，结果相应的弧长变为原来的一半，则B2/B1等于( )

A．2 B．3 C．
D．

8．把电阻非线性变化的滑动变阻器接入图1的电路中，移动滑动变阻器触头改变接入电路中的长度x（x为图中a与触头之间的距离），定值电阻R1两端的电压与x间的关系如图2，a、b、c为滑动变阻器上等间距的三个点，当触头从a移到b和从b移到c的这两过程中，下列说法正确的是（　 ）

A．电流表示数变化相等 B．电压表V2的示数变化不相等

C．电阻R1的功率变化相等 D．电源的输出功率均不断增大





 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在下列各题的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的，选对但不全者得2分，错选或不选得0分）

9．如图1所示电路，电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，小灯泡的伏安特性曲线如图2所示．当开关闭合后，下列说法中正确的是( )

A．L3的电流为L1电流的2倍

B．L1的电阻为3.75Ω

C．L1的电功率约为0.60W

D．L2的电功率约为1.5W

10．一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力．下列说法正确的有( )

A．粒子带负电荷

B．粒子的加速度先不变，后变小

C．粒子的速度不断增大

D．粒子的电势能先减小，后增大

11．如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，两平行金属板间有匀强磁，开关S闭合后，当滑动变阻器滑片位于图示位置时，一带电粒子恰好以速度v匀速穿过两板．若不计重力，以下说法正确是( )

A．如果将开关断开，粒子将继续沿直线运动

B．保持开关闭合，将a极板向下移动一点，粒子一定向上偏转

C．保持开关闭合，将滑片P向上滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出

D．保持开关闭合，将滑片P向下滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出



12．如图为一电流表的原理示意图，质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，弹簧劲度系数为k，在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指标尺上的读数，MN的长度大于ab，当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域cd边重合；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度．下列说法正确的是（　　）

A．若要电流表正常工作，M端与电源正极相接

B．若要电流表正常工作，M端与电源负极相接

C．若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为原来的2倍

D．若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为原来的
倍

卷Ⅱ（非选择题，共52分）

注意事项：

1．第Ⅱ卷用钢笔或圆珠笔直接答在试题卷中（除题目有特殊规定外）。

2．答卷前将密封线内项目填写清楚。

三、填空及实验题（本题共2小题，其中13题8分，14题10分，共18分）

13．（8分）某研究性学习小组设计了如图所示可以测量物体带电量的方法.图中M、N是两块相同的、正对着平行放置的水平金属板（加上电压后其内部电场可视为匀强电场）。图中小球是一个外表面镀有金属膜的空心塑料球，用绝缘丝线与轻质托盘相连。现通过测量小球所受的电场力来测量其电荷量，实验电路图如图所示。简要的实验步骤如下，请按要求完成相应的解答。已知重力加速度为g.

（1）①保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使小球处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1。

②用刻度尺测出M、N板之间的距离d，使小球带上一定的电量。

③闭合开关S，调节滑线变阻器的阻值使电压大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使小球重新平衡；然后读出_____________，并用天平称出_____________________ 。

（2）用测量的物理量和重力加速度g表示小球的带电量q =____________ 。

（3）判定小球带电性质的方法：若______________，则小球带正电；反之，小球带负电。

14．右图是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图，图中R0是保护电阻（10Ω），R1 是电阻箱（0～99.9Ω），R是滑动变阻器，A1和A2是电流表，E是电源（电动势100V，内阻很小）。

在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大。实验具体步骤如下：

（i）连接好电路，将滑动变阻器R调到最大；

（ii）闭合S，从最大值开始调节电阻箱R1，先调R1为适当值，再调滑动变阻器R，使A1示数I1 = 0.15A，记下此时电阻箱的阻值R1和A2示数I2。

（iii）重复步骤（ii），再测量6组R1和I2；

（iv）将实验获得的7组数据在坐标纸上描点，并作出R1- I2的图象，如图所示。

根据实验回答以下问题：

① 现有四只供选用的电流表：

A．电流表（0～3mA，内阻为2.0Ω）

B．电流表（0～3mA，内阻未知）

C．电流表（0～0.3A，内阻为5.0Ω）

D．电流表（0～0.3A，内阻未知）

A1应选用 ，A2应选用 。

② 测得一组R1和I2值后，调整电阻箱R1，使其阻值变小，要使A1示数I1 = 0.15A，应让滑动变阻器R接入电路的阻值 （选填“不变”、“变大”或“变小”）。

③ 根据以上实验得出Rx = Ω。

四、计算题（本题共34分，其中15题8分，16题12分，17题14分。解题过程中要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分）

15．（8分）如图所示，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场电量为q、动能为Ek的带电粒子从a点沿ab方向进入电场，不计重力．

（1）若粒子从c点离开电场，求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能；

（2）若粒子从bc离开电场时动能为
，则电场强度为多大？

16．（12分）

如图所示，有一轴线水平且垂直纸面的固定绝缘弹性圆筒，圆筒壁光滑，筒内有沿轴线向里的匀强磁场B，O是筒的圆心，圆筒的内半径r=0.40m。在圆筒底部有一小孔a（只能容一个粒子通过）。圆筒下方一个带正电的粒子经电场加速后（加速电场未画出），以v=2×104m/s的速度从a孔垂直磁场B并正对着圆心O进入筒中，该带电粒子与圆筒壁碰撞四次后恰好又从小孔a射出圆筒。.已知该带电粒子每次与筒壁发生碰撞时电量和能量都不损失，不计粒子的重力和空气阻力，粒子的荷质比q/m=5×107(C/kg)，求磁感应强度B多大（结果允许含有三角函数式）？

17．(14分）如图所示，坐标系xOy在竖直平面内，x轴正方向水平向右，y轴正方向竖直向上。y<0的区域有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B；在第一象限的空间内有与x轴平行的匀强电场（图中未画出）；第四象限有与x轴同方向的匀强电场；第三象限也存在着匀强电场（图中未画出）。一个质量为m、电荷量为q的带电微粒从第一象限的P点由静止释放，恰好能在坐标平面内沿与x轴成θ=30°角的直线斜向下运动，经过x轴上的a点进入y<0的区域后沿直线运动到y轴上的b点，经过b点进入x<0的区域后做匀速圆周运动，最后通过x轴上的c点，且Oa=Oc。已知重力加速度为g，空气阻力可忽略不计。求：

（1）微粒的电性及第一象限电场的电场强度E1；

（2）带电微粒从a点运动到c点所经历的时间。

参考答案

13．答案：（1）电压表的示数U ，细沙质量m2 （各2分）

（2）
（2分） （3）
（2分）

14．答案：① D、C （每空2分） ② 变大 ④ 31 （每空3分）

15．解析：（1）水平方向做匀速运动有L＝v0t，沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，L＝＝，所以E＝，qEL＝Ekt－Ek，所以Ekt＝qEL＋Ek＝5Ek。（4分）

（2）若粒子由bc边离开电场，L＝v0t，vy＝＝，Ek’－Ek＝mvy2＝＝，所以E＝。（4分）

16．

解：带电粒子在磁场中作匀速圆周运动，
得：
(2分)

由于带电粒子与圆筒壁碰撞时无电量和能量损失，那么每次碰撞前后粒子速度大小不变、速度方向总是沿着圆筒半径

方向，4个碰撞点与小孔a恰好将圆筒壁五等分，粒子在圆筒内的轨迹具有对称性，由5段相同的圆弧组成，设每段轨迹圆弧对应的圆心角为θ，则由几何关系可得：
解得，
（3） (2分)

有两种情形符合题意（如图所示）：

（1）情形1：每段轨迹圆弧对应的圆心角为
(2分)

联立（2）（3）并代入θ值得：
T (2分)

（2）情形2：每段轨迹圆弧对应的圆心角为
(2分)

联立（2）（3）并代入θ值及数据得：
T (2分)





（2）在第三象限内，带电微粒由b点到c点受重力mg、电场力qE3和洛仑兹力qvB做匀速圆周运动，一定是重力与电场力平衡.??? 设带电微粒做匀速圆周运动的半径为R,
?????? （1分）??????????

带电微粒做匀速圆周运动的周期为T，
?????????????（1分）

连接bc弦，因Oa=Oc，所以Δabc为等腰三角形，即∠Ocb=∠Oab=30°。过b点做ab的垂线，与x轴交于d点，因∠Oba=60°，所以∠Obd="30°," 因此Δbcd为等腰三角形，bc弦的垂直平分线必交于轴上的d点,即d点为圆轨迹的圆心????????

设oa=l，则带电粒子在第四象限运动的位移xab=l/cosθ, （1分）

又因为3R/2=l （1分）

其在第四象限运动的时间t1=
（2分）

由上述几何关系可知，带电微粒在第三象限做匀速圆周运动转过的圆心角为120°，即转过1/3圆周，所以从b到c的运动时间?
?（2分）

因此从a点运动到c点的时间?
? （2分）