太原市2017一第一學(xué)期高二年級(jí)期末考試物理試卷

1、（旭日整理）太原市2017一2018學(xué)年第一學(xué)期高二年級(jí)期末考試物理試卷(理科)）考試時(shí)間:下午2:30-4:00本試卷為閉卷筆答,答題時(shí)間90分鐘，滿分100分說明：本答案沒有經(jīng)過校對(duì)，若有個(gè)別錯(cuò)誤之處敬請(qǐng)諒解一.單項(xiàng)選擇題:本題包含10小題,每小題3分,共30分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的宇母填在下表內(nèi)應(yīng)位置1.關(guān)于洛倫茲力,下列說法正確的是（A）帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),一定受到洛倫茲力的作用（B）由于安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn),所以洛倫力也會(huì)做功（C）洛倫茲力方向一定與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直,但磁場(chǎng)方向不一定與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直（D）若運(yùn)動(dòng)電荷在空間某點(diǎn)不受洛倫茲力,則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零【答案】C【

2、解析】當(dāng)帶電粒子平行于磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，不受洛侖茲力作用，故A錯(cuò)誤；洛倫茲力的方向始終與運(yùn)動(dòng)的方向垂直，所以洛倫茲力不做功故B錯(cuò)誤；由洛倫茲力的定義，洛倫茲力與速度方向垂直，但與B的方向可以成一定夾角，故C正確由洛倫茲力公式F=qvBsin知，=90°時(shí)該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B可以不為0.2關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式,下列理解正確的是（A）電流元在磁場(chǎng)中某處所受的磁場(chǎng)力為零時(shí),該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零（B）磁場(chǎng)中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與電流元在該處所受安培力的方向一致（C）磁場(chǎng)中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與F成正比,跟I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積成反比（D）當(dāng)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直時(shí),它受的安培力與電流

3、I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積成正比【答案】D【解析】若導(dǎo)線與磁場(chǎng)平行，則磁場(chǎng)力為零；所以安培力為零時(shí)，不能說明磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，故A錯(cuò)誤根據(jù)左手定則可知，磁場(chǎng)中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與通電導(dǎo)線在該處所受的安培力方向垂直，故B錯(cuò)誤為磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式，凡是定義式，各個(gè)物理量都沒有正反比關(guān)系，故C錯(cuò)誤3.兩個(gè)質(zhì)量相同、帶等量異號(hào)電荷的帶電粒子a，b,以不同的速率對(duì)準(zhǔn)圓心O沿著AO方向射入圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,其軌跡如圖所示,不計(jì)粒子的重力。下列說法正確的是（A）a粒子帶正電,b粒子帶負(fù)電 （B）a粒子在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力較大（C）b粒子的動(dòng)能較大 （D）b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)【答案】C【解析】粒子向右運(yùn)動(dòng)，根據(jù)

4、左手定則，b向上偏轉(zhuǎn)，應(yīng)當(dāng)帶正電；a向下偏轉(zhuǎn)，應(yīng)當(dāng)帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤洛倫茲力提供向心力，即：，得：，故半徑較大的b粒子速度大，動(dòng)能也大故C正確由公式；f=qvB，故速度大的b受洛倫茲力較大故B錯(cuò)誤磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)角大的運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也長(zhǎng)；a粒子的偏轉(zhuǎn)角大，因此運(yùn)動(dòng)的時(shí)間就長(zhǎng)故D錯(cuò)誤4.在圖示的電路中,當(dāng)開關(guān)S閉合后,兩個(gè)標(biāo)有"3V0.3A”的燈泡均不發(fā)光,用電壓表測(cè)得Uad=Ucd=6V,Uac=0V。如果各段導(dǎo)線及接線處均無故障,這說明（A）滑動(dòng)變阻器R的電阻絲斷了 （B）燈泡L2的燈絲斷了（C）燈泡L1的燈絲斷了 （D）開關(guān)S未接通【答案】A【解析】閉合開關(guān)后，兩個(gè)小燈泡均不發(fā)光，說明電路為

5、斷路Uad= 6Va到正極，d到負(fù)極沒有斷路Ucd=6Vc到正極，d到負(fù)極沒有斷路Uac=0Va到正極，c到負(fù)極有斷路綜上滑動(dòng)變阻器R的電阻絲斷了.5. 從太陽和其他星體發(fā)射出的高能粒子流，在射向地球時(shí)，由于地磁場(chǎng)的存在，改變了運(yùn)動(dòng)方向，對(duì)地球起到了保護(hù)作用如圖為地磁場(chǎng)的示意圖（虛線，方向未標(biāo)出），赤道上方的磁場(chǎng)可看成與地面平行若有來自宇宙的一束粒子流，其中含有、（電子）、（光子）射線以及質(zhì)子，沿與地球表面垂直的方向射向赤道上空，則在地磁場(chǎng)的作用下（）（A）射線沿直線射向赤道（B）射線向西偏轉(zhuǎn)（C）射線向東偏轉(zhuǎn)（D）質(zhì)子向北偏轉(zhuǎn)【答案】B【解析】地磁場(chǎng)的方向由地理南極指向北極，射線和質(zhì)子均帶正

6、電，根據(jù)左手定則，知射線、質(zhì)子均向東偏轉(zhuǎn)，射線帶負(fù)電，根據(jù)左手定則知，射線向西偏轉(zhuǎn)，射線不帶電，不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤6如圖是一個(gè)由邏輯電路按鈕開關(guān)S光敏電阻R0、蜂器D等元件組成的一個(gè)簡(jiǎn)單防盜報(bào)警器的電路圖,R0被光照時(shí)電阻減小。當(dāng)S未閉合或R0無光照時(shí)蜂鳴器D不報(bào)警;當(dāng)放在地面的S被踩下閉合、同時(shí)安裝在保險(xiǎn)箱內(nèi)的R0被光照射時(shí),蜂鳴器就會(huì)發(fā)出鳴叫聲。則該報(bào)警器使用的門電路是（A）與門 （B）或門 （C）與非門 （D）或非門【答案】C【解析】由題意分析：按鈕開關(guān)S被腳踩下閉合和光敏電阻R0被透入的光線照射同時(shí)滿足時(shí)，蜂鳴器就會(huì)發(fā)出鳴叫聲，電位分析如圖，可知虛線方框中使用的門電路

7、是與非門電路7.如圖為一簡(jiǎn)單歐姆表原理示意圖,其中電流表的滿偏電流為200A、內(nèi)阻為100,可變電阻的最大阻值為10k,電池的電動(dòng)勢(shì)是1.5V,內(nèi)阻是1。關(guān)于該歐姆表的中值電阻(Ig/2對(duì)應(yīng)的電阻值),下列說法正確的是（A）該歐姆表的中值電阻為7500 （B）該歐姆表的中值電阻為10101（C）僅更換電池使電動(dòng)勢(shì)增加,中值電阻不變（D）僅更換電流表,使?jié)M偏電流增大中值電阻增大【答案】A【解析】中值電阻為多用電表的內(nèi)阻，8.如圖為兩電源的U-I圖象,則下列說法正確的是（A）電源1的電動(dòng)勢(shì)比電源2的大,內(nèi)阻比電源2的?。˙）當(dāng)外接相同的電阻時(shí),電源2的效率(輸出功率與總功率的比值)更高（C）當(dāng)外接

8、相同的電阻時(shí),電源2的輸出功率更大（D）當(dāng)外接相同的電阻時(shí),兩電源的輸出電流可能相等【答案】B【解析】A、根據(jù)閉合電路歐姆定律得，U=EIr，當(dāng)I=0時(shí)，U=E，即圖線與縱軸交點(diǎn)表示斷路狀態(tài)，交點(diǎn)的縱坐標(biāo)等于電源的電動(dòng)勢(shì)大小，圖線的斜率大小等于電源的內(nèi)阻，由圖看出，故A錯(cuò)誤B、電源的效率=，r越大越小故B正確；C、過原點(diǎn)O作出一條傾斜的直線3，該直線與圖線1、2的交點(diǎn)就表示該電阻與兩電源連接時(shí)的工作狀態(tài)，由圖看出，直線3與圖線1交點(diǎn)的兩坐標(biāo)的乘積大于直線3與圖線2交點(diǎn)的兩坐標(biāo)的乘積，說明不論外接多大的相同電阻，電源1的輸出功率總比電源2的輸出功率大，故C、D錯(cuò)誤9.如圖,在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0

9、的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩長(zhǎng)直導(dǎo)線P和Q垂直于紙面固定放置,兩者之間的距離為l。在兩導(dǎo)線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時(shí),紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離均為l的a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。如果讓P中的電流反向、其他條件不變,則a點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為（A）0 （B）B0 （C）B0 （D）2B0【答案】C【解析】在兩導(dǎo)線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時(shí)，紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離為l的a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，如圖所示：由此可知，外加的磁場(chǎng)方向與PQ平行，且由Q指向P，即B1=B0；依據(jù)幾何關(guān)系，及三角知識(shí)，則有：BPcos30°=B0； 解得：P或Q通電導(dǎo)線在a處的磁場(chǎng)大小為BP=；當(dāng)P中的電流反向，其他條件

10、不變，再依據(jù)幾何關(guān)系，及三角知識(shí)，則有：B2=；因外加的磁場(chǎng)方向與PQ平行，且由Q指向P，磁場(chǎng)大小為B0；最后由矢量的合成法則，那么a點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B=.10.如圖所示,矩形區(qū)坡abd的ab邊長(zhǎng)為(+1)L,bc邊長(zhǎng)為L(zhǎng),處于方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。兩相同帶電粒子(重力不計(jì))以平行于ad的相同速度分別從ab邊上的a點(diǎn)和e點(diǎn)射入矩形區(qū)域,兩粒子都恰好通過c點(diǎn),則（A）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為L(zhǎng)（B）粒子從a點(diǎn)到c點(diǎn)的時(shí)間為（C）粒子的比荷為（D）e點(diǎn)與a點(diǎn)的距離為2L【答案】D【解析】?jī)纱蝦相同。設(shè)，be=x，則，由垂徑定理，即解得（舍）ae=ab-be=（

11、）L-（）L=2L 二、多項(xiàng)選擇題:本題包含5小題,每小題3分,共15分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,至少有兩選項(xiàng)正確。全部選對(duì)的得3分,選不全的得2分,有錯(cuò)者或不答的得0分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的母填在下表內(nèi)相應(yīng)位置11.我國西電東送“大動(dòng)脈”-超高壓銀東直流輸電工程西起寧夏銀川,東至山東青島,線路全長(zhǎng)1333公里,氨定輸送量400萬千瓦。設(shè)某段沿東西方向的兩條平行輸電線在同一水平面內(nèi),且與電源、負(fù)載組成閉合回路,已知這段輸電線所在處的地磁場(chǎng)方向與地面平行,則A.兩條輸電線中電流間相互作用的安培力為斥力 B.兩條輸電線中電流間相互作用的安培力為引力C.地磁場(chǎng)對(duì)兩條輸電線中電流的作用力方向均豎直向上

12、D.地磁場(chǎng)對(duì)兩條輸電線中電流的作用力方向相反【答案】AD【解析】解：A、B輸電線路上兩道線的電流方向相反，根據(jù)電流方向同向相吸，異向相斥即可判斷，兩條輸電線中電流間相互作用的安培力為斥力；C、D 地磁場(chǎng)與輸電線路垂直，根據(jù)左手定則可知，輸電線路受到的安培力一個(gè)向上，一個(gè)向下，且都不為零 12.如圖所示,帶等量異種電荷的平行金屬板a、b處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。不計(jì)重力的帶電粒子沿OO方向從左側(cè)垂直于電磁場(chǎng)入射,從右側(cè)射出a、b板間區(qū)域時(shí)動(dòng)能比入射時(shí)小。要使粒子射出a、b板間區(qū)域時(shí)的動(dòng)能比入射時(shí)大,可采用的措施是（A）適當(dāng)增大兩金屬板間的距離（B）適當(dāng)減小兩金屬板的正對(duì)面積（C）適當(dāng)

13、減小勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度（D）使帶電粒子的電性相反 【答案】BC【解析】由題意可知，當(dāng)原來“右側(cè)射出a、b板間區(qū)域時(shí)動(dòng)能比入射時(shí)小”，說明“電場(chǎng)力對(duì)粒子做負(fù)功”電場(chǎng)力小于磁場(chǎng)力，即qEqVB，則EVB；現(xiàn)在，要“射出a、b板間區(qū)域時(shí)的動(dòng)能比入射時(shí)大”，就是要“電場(chǎng)力對(duì)粒子做正功”，電場(chǎng)力大于磁場(chǎng)力,即EVB，電容器帶電量不變,根據(jù)C=、C=、U=Ed，有E=A、，改變極板間距離時(shí),板間的場(chǎng)強(qiáng)不變，故電場(chǎng)力不變，故A錯(cuò)誤；B、適當(dāng)減小兩金屬板的正對(duì)面積，場(chǎng)強(qiáng)增加，可能滿足，故B正確；C、減小磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，可能有EVB，故C正確；D、使帶電粒子的電性相反，只是電場(chǎng)力與洛倫茲力方向均改變，故D

14、錯(cuò)誤；13.如圖所示,R1=1,R2=R3=6,滑動(dòng)變阻器R4的總電阻為6,電源內(nèi)阻r=1。則在變阻器的滑動(dòng)觸頭P從最上端滑至最下端的過程中(電表均為理想電表)（A）電源的輸出功率始終增大（B）R1消耗的功率先增大后減?。–）電源的效率(輸出功率與總功率的比值)始終減?。―）電壓表與電流表的示數(shù)均先增大后減小 【答案】AC【解析】P從最上端滑至最下端的過程中，R4減小，A.R外減小，我們知道“=r時(shí)電源輸出功率最大，如圖”，始終大于r隨著減小，電源輸出功率增大.A正確B.D由“串反并同” R4減小，可知電流表示數(shù)增大，電壓表示數(shù)減小，D錯(cuò)誤由可知一直增大，B錯(cuò)誤C. 電源的效率=，R外越小越小

15、，故C正確14.回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置,如圖所示。它的核心部分是兩個(gè)D形金屬盒,兩盒相距很近,分別和高頻交流電源相連接,兩盒放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于盒底面,帶電粒子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器,直到達(dá)到最大圓周半徑時(shí)通過特殊裝置被引出如果用同一回旋加速器分別加速氚核和粒子(氚核和粒子質(zhì)量比為3:4,電荷量之比為1:2),則以下說法正確的是（A）加速氚核與加速粒子的交流電源的周期之比為2：3（B）氚核與粒子獲得的最大動(dòng)能之比為1:3（C）若增大加速電壓,氚核獲得的最大動(dòng)能增大（D）若增大加速電壓,氚核在加速器中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間變短【答案】BD【解析】A.只有加速器所加交流電源的周期

16、與粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期相同時(shí)，粒子才能一直被加速由周期公式可知故A錯(cuò)誤B. 帶電粒子射出時(shí)的動(dòng)能故B正確C.由B知?jiǎng)幽芘c加速的電壓無關(guān)，狹縫間的距離無關(guān)，只與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和D形盒的半徑有關(guān)，故C錯(cuò)誤D. 帶電粒子被加速時(shí)間D正確15.如圖所示,空間存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、電場(chǎng)強(qiáng)度為E。質(zhì)量為m的帶電小球在場(chǎng)中恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)將磁場(chǎng)方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)30°,同時(shí)給小球個(gè)垂直磁場(chǎng)方向斜向下的速度v,則關(guān)于小球之后的運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是（A）小球運(yùn)動(dòng)過程中的加速度不變（B）小球運(yùn)動(dòng)過程中電勢(shì)能與機(jī)械能之和一直不變（C）小球運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差為（D）

17、小球第一次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)歷時(shí)【答案】B （該題不是多選，出錯(cuò)）【解析】小球在復(fù)合電磁場(chǎng)中處于靜止?fàn)顟B(tài)，只受兩個(gè)力作用，即重力和電場(chǎng)力且兩者平衡，mg=qE，且小球帶正電當(dāng)把磁場(chǎng)順時(shí)針方向傾斜30°，且給小球一個(gè)垂直磁場(chǎng)方向的速度v，則小球受到的合力就是洛侖茲力，且與速度方向垂直，所以帶電粒子將做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以小球加速度大小不變但方向不斷改變，故A錯(cuò)誤由于帶電粒子在垂直于紙面的傾斜平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)過程中受到電場(chǎng)力要做功，所以機(jī)械能不守恒，但電勢(shì)能與機(jī)械能之和一直不變，故B正確C、r= 小球運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差為2r= ，故C錯(cuò)誤D、小球從第一次運(yùn)動(dòng)到低點(diǎn)的時(shí)間為t=T

18、= ，故D錯(cuò)誤三,實(shí)驗(yàn)題:本題共2小題,共13分,請(qǐng)?jiān)龃饋硖钤谥袡M線上或拉要求做答16.(4分)在用多用電表測(cè)元件的電阻RX時(shí)，選用“×10”倍率的電阻擋后,應(yīng)先進(jìn)行_然后再進(jìn)行測(cè)量,若多用電表的示數(shù)如圖所示,則該元件的電阻為_【答案】歐姆調(diào)零；7017.(11分)某實(shí)驗(yàn)小組用圖1的電路測(cè)量電阻R,的阻值,圖中R為電阻箱,R為滑動(dòng)變阻器,電源E的電動(dòng)勢(shì)約為6V,S為單刀雙擲開關(guān),電流表量程為0.6A,內(nèi)阻較小為RA不可忽略（1）若將滑動(dòng)變阻器的全部電阻接入電路中對(duì)電流表起保護(hù)作用,則最適合的總阻值為A.1 B.10 C.100 D1 k【答案】B【解析】（1）電源E的電動(dòng)勢(shì)約為6V，

19、電流表量程為0.6A，則外電路最小的電阻約為Rmin=10，由于待測(cè)電阻和電阻箱有一定電阻，變阻器選B：10就能起到保護(hù)作用，又不至于使電路中電流過小(2)在圖2中以筆畫線代替導(dǎo)線按實(shí)驗(yàn)原理圖將實(shí)物圖補(bǔ)充完整【答案】如右圖(3)實(shí)驗(yàn)小組測(cè)量電阻R,的步驟主要如下,完成步驟中的填空將開關(guān)S擲于_位置,記下電流表的示數(shù)l0.將開關(guān)S擲于_位置,調(diào)節(jié)_使電流表示數(shù)也達(dá)到l0;此時(shí)電阻箱示數(shù)為R0,則Rx阻值為_【答案】a；b；變阻箱R；R0【解析】等效替代法(4)小組中一同學(xué)用圖1的電路測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r,其操作如下將開關(guān)擲于b位置,調(diào)節(jié)R的滑動(dòng)頭至d端 改變電阻箱的阻值R,記錄對(duì)應(yīng)的電流表

20、示數(shù)I.多次重復(fù)步驟,測(cè)得多組R,I的值,繪出-R圖線如圖3所示由圖線可求得電源的電動(dòng)勢(shì)為_內(nèi)阻為_【答案】；-=，-四、計(jì)算題:本題共4小題,共40分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位18.(8分)如圖所示,R為電阻箱,V為理想電壓表。當(dāng)電阻箱調(diào)為R1= 1.5時(shí),電壓表的示數(shù)U1=3.0V;當(dāng)電阻箱調(diào)為R2=4.0時(shí),電壓表的示數(shù)U2=4.0V。求電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r.【解析】根據(jù)閉合電路歐姆定律，得 當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R1=1.5時(shí) E=U1+ 當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R2=4時(shí) E=U2+聯(lián)立上兩式得 r=1代

21、入式得 E=5V答：電源的電動(dòng)勢(shì)5V，內(nèi)阻r為119.(10分)如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一個(gè)與水平面成=37°角的平行光滑金屬導(dǎo)軌,兩導(dǎo)軌間距L=0.5m,導(dǎo)軌的上端通過滑動(dòng)變阻器接在E=12V、內(nèi)阻可忽略的電源上。將質(zhì)量m=0.2kg的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置,不計(jì)ab桿與金屬導(dǎo)軌的電阻,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,恰好可使ab在導(dǎo)軌上保持靜止,求取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。(1)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值.(2)若改變磁場(chǎng)的方向,使之垂直導(dǎo)軌平面向上,但大小不變,欲使ab仍保持靜止,變阻器接入電路的

22、阻值應(yīng)調(diào)成多大?解：（1）金屬棒受重力mg、安培力F和支持力FN如圖根據(jù)平衡條件可得，mgsin=F1cos 又 F1=BI1l 聯(lián)立上式，得根據(jù)閉合電路歐姆定律，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值（2）金屬棒受重力mg、安培力F和支持力FN如圖根據(jù)平衡條件可得，又 F2=BI2l聯(lián)立上式，得根據(jù)閉合電路歐姆定律，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值20.(11分)選做題:本題包含A、B兩題,請(qǐng)任選一題做答。如兩題都做,按A題計(jì)分A.如圖,空間存在方向垂直于紙面(xOy平面)向里的磁場(chǎng)。在x0區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為2B0；x<0區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B0。質(zhì)量為m、電荷量為e的電子以速度v0，從坐標(biāo)原點(diǎn)O

23、沿x軸負(fù)方向射入磁場(chǎng),從此刻開始計(jì)時(shí),求:(不計(jì)重力)(1)電子在x<0和x0區(qū)域內(nèi)的軌道半徑；(2)當(dāng)電子的速度方向再次沿x軸負(fù)方向時(shí),電子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間及與O點(diǎn)間的距離【解析】(1)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力做向心力，則有，那么，電子在x<0的軌道半徑，x0區(qū)域內(nèi)的軌道半徑(2) 粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，則粒子在x0磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期，在x0磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期；在x0磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)的周期，那么粒子在x0磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)的周期， 所以，粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間粒子與O點(diǎn)間的距離B.如圖所示,在直角坐標(biāo)系xOy的第一象限中,兩個(gè)相同的直角三角形區(qū)域I、內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),其方向相反、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

24、均為B。兩區(qū)域交點(diǎn)C點(diǎn)的坐標(biāo)示為(8L,6L)。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子,從磁場(chǎng)邊界上的A(3L,6L)點(diǎn)以一定的速度沿y軸負(fù)方向進(jìn)入磁場(chǎng),并從x軸上的D點(diǎn)(圖中未畫出)垂直x軸離開磁場(chǎng),不計(jì)重力(1)求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域I時(shí)的速度及在磁場(chǎng)I中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.(2)若將區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)換成沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),該粒子仍從A點(diǎn)以原速度進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域I,并最終仍能垂直x軸離開,求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng). 解：（1）根據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知，粒子從OC的中點(diǎn)O進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，且AC=OD，則D的坐標(biāo)為（5L，0）設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為r，在磁場(chǎng)中的軌跡所對(duì)的圓心角為，根據(jù)幾何關(guān)系可知，3L，5L-4L=L解得

25、370，r=5L粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，速度大小v=，故v=磁場(chǎng)I中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.（2）設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，加速度大小為a，則根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解可知，在x軸方向：0vsin=at，則y軸方向：3L，其中qE=ma，聯(lián)立解得E=21.(11分)選做題:本題包含A、B兩題,請(qǐng)任選一題做答。如兩題都做,按A題計(jì)分。A.如圖,在xOy平面內(nèi),x<0的區(qū)域存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng);x0的區(qū)域存在垂直于xOy平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子,從M點(diǎn)以速度vo沿x軸正方向射出,第一次通過y軸時(shí)從坐標(biāo)原點(diǎn)O進(jìn)入第象限;第二次通過y軸時(shí)從N點(diǎn)離開磁場(chǎng)。已知M的坐標(biāo)

26、為(-2h, h),不計(jì)重力,求(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小; (2)坐標(biāo)原點(diǎn)O與N點(diǎn)之間的距離d(3)粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的總時(shí)間t。解：（1）粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)速度偏角為則設(shè)粒子經(jīng)過O點(diǎn)的速度為v，則cos=即v=2v0.對(duì)于電子經(jīng)過電場(chǎng)的過程，根據(jù)動(dòng)能定理有：qEh =解得：（2）設(shè)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，運(yùn)動(dòng)軌跡如答圖2所示洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有：qvB=m解得：R=根據(jù)幾何關(guān)系可知，O與N之間的距離 d=R=（3）設(shè)粒子在電場(chǎng)中從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)所用時(shí)為t1，根據(jù)牛頓第二定律可知：粒子在電場(chǎng)中的加速度a=粒子通過O點(diǎn)時(shí)豎直方向速度vy=，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：vy=at1解得：t1=設(shè)粒子在磁場(chǎng)中從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至N點(diǎn)用時(shí)為t2，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期T=，t2=解得：粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的總時(shí)間t=t1+t2=B.如圖所示,在以O(shè)為圓心,半徑為R=10cm的圓形區(qū)域內(nèi),有水平(垂直紙面向外)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),