物理卷·2018届河北省石家庄市正定中学高二上学期期中物理试卷 （解析版）

物理卷·2018届河北省石家庄市正定中学高二上学期期中物理试卷 （解析版）

‎2016-2017学年河北省石家庄市正定中学高二（上）期中物理试卷 ‎　‎ 一、选择题（本题共12小题，共48分，1-8题有一个选项符合题意，9-12题有多个选项符合要求）‎ ‎1．关于电场线和磁感线，下列说法正确的是（　　）‎ A．电场线和磁感线都是闭合的曲线 B．磁感线是从磁体的N极发出，终止于S极 C．电场线和磁感线都不能相交 D．电场线和磁感线都是现实中存在的 ‎2．下列各图中，已标出电流I、磁感应强度B的方向，其中符合安培定则的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎3．如图所示，由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板N与静电计相接，极板M接地．用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U．在两板相距一定距离d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度．在整个实验过程中，保持电容器所带电量Q不变，下面操作能使静电计指针张角变大的是（　　）‎ A．将M板向下平移 B．将M板沿水平向右方向靠近N板 C．在M、N之间插入云母板（介电常数ε＞1）‎ D．在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触 ‎4．一个阻值为R的电阻两端加上电压U后，通过电阻横截面的电量q随时间t变化的图象如图所示，此图象的斜率可表示为（　　）‎ A．U B． C．R D．‎ ‎5．如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m、带电量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑．在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是（　　）‎ A．滑块受到的摩擦力不变 B．滑块到地面时的动能与B的大小无关 C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面指向斜面 D．B很大时，滑块最终可能静止于斜面上 ‎6．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法正确的是（　　）‎ A．增大电场的加速电压 B．增大D形金属盒的半径 C．减小狭缝间的距离 D．减小磁场的磁感应强度 ‎7．如图所示，带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是（　　）‎ A．N极竖直向上 B．N极竖直向下 C．N极沿轴线向左 D．N极沿轴线向右 ‎8．如图所示的电路中，当滑动变阻器的阻值减小一些时，设三盏灯都不会被烧坏，则灯的亮暗变化情况是（　　）‎ A．．L1变亮，L2变暗，L3变亮 B．.L1变暗，L2变暗，L3变亮 C．L1变亮，L2变暗，L3变暗 D．.L1变暗，L2变亮，L3变亮 ‎9．目前世界上正在研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，如图所示表示它的发电原理：将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体上来说呈电中性）喷入磁场，由于等离子体在磁场力的作用下运动方向发生偏转，磁场中的两块金属板A和B上就会聚集电荷，从而在两板间产生电压．在图示磁极配置的情况下，下列表述正确的是（　　）‎ A．金属板A的电势较高 B．通过电阻R的电流方向是b→R→a C．等离子体在A、B间运动时，磁场力对等离子体做功 D．等离子体在A、B间运动时，磁场力对等离子体不做功 ‎10．如图所示，圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图．若带电粒子只受磁场力作用，则下列说法正确的是（　　）‎ A．a粒子动能最大 B．c粒子速率最大 C．c粒子在磁场中运动时间最长 D．它们做圆周运动的周期相同 ‎11．如图所示，在半径为R的圆形区域内，有匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于圆平面（未画出）．一群比荷为的负离子以相同速率v0（较大），由P点在纸平面内向不同方向射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场，最终打在磁场区域右侧的荧光屏（足够大）上，则下列说法正确的是（不计重力）（　　）‎ A．离子在磁场中运动时间一定相等 B．离子在磁场中的运动半径一定相等 C．由Q点飞出的离子在磁场中运动的时间最长 D．沿PQ方向射入的离子飞出时偏转角最大 ‎12．如图所示，E为电源电动势，r为电源内阻，R1为定值电阻（R1＞r），R2为可变电阻，以下说法中正确的是（　　）‎ A．当R2=R1+r时，R2上获得最大功率 B．当R1=R2+r时，R1上获得最大功率 C．当R2=0时，电源的效率最大 D．当R2=0时，电源的输出功率最大 ‎　‎ 二、实验题（每空2分，共18分）‎ ‎13．在“测定金属丝电阻率”的实验中需要测出其长度L、直径d和电阻R．‎ ‎（1）用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图甲，则金属丝的直径为　　mm．‎ ‎（2）若用图乙测金属丝的电阻，则测量结果将比真实值　　（选填“偏大”或“偏小”）．‎ ‎（3）用游标卡尺测另一条金属丝的直径时读数如图丙所示，则金属丝的直径是　　mm．‎ ‎14．测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U﹣I图象如下，回答下列问题：‎ ‎①如图1所示在闭合开关之前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用　　，电流表应选　　，电压表应选　　．（填字母代号）‎ ‎③如图2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=　　Ω．（保留两位有效数字）‎ ‎　‎ 三、计算题（15题12分，16题10分，17题12分）‎ ‎15．如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T、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E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源．现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab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R0=2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2．已知sin 37°=0.60，cos 37°=0.80，求：‎ ‎（1）通过导体棒的电流；‎ ‎（2）导体棒受到的安培力大小；‎ ‎（3）导体棒受到的摩擦力．‎ ‎16．如图所示，电阻R1=8Ω，电动机绕线电阻R0=2Ω，电源的电动势为6V，内阻r=2Ω；当电键闭合时，电阻R1消耗的电功率是2W，电键闭合时，求：‎ ‎（1）流过电源的电流值 ‎（2）电动机输出的机械功率．‎ ‎17．质量为m、电荷量为q的带负电粒子自静止开始释放，经M、N板间的电场加速后，从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，该粒子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示．已知M、N两板间的电压为U，粒子的重力不计．求：‎ ‎（1）带电粒子经加速电场加速后速度大小；‎ ‎（2）带电粒子在磁场中运动的轨道半径；‎ ‎（3）匀强磁场的磁感应强度B．‎ ‎　‎ 附加题：‎ ‎18．在某空间存在着水平向右的匀强电场E和垂直于纸面向里的匀强磁场B，如图所示，一段光滑且绝缘的圆弧轨道AC固定在纸面内，其圆心为O点，半径R=1.8m，OA连线在竖直方向上，AC弧对应的圆心角θ=37°．今有一质量m=3.6×10﹣4kg、电荷量q=+9.0×10﹣4C的带电小球（可视为质点），以v0=4.0m/s的初速度沿水平方向从A点射入圆弧轨道内，一段时间后从C点离开，小球离开C点后做匀速直线运动．已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力，求：‎ ‎（1）匀强电场的场强E；‎ ‎（2）小球刚离开C点时的速度大小；‎ ‎（3）小球刚射入圆弧轨道时，轨道对小球的瞬间支持力．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年河北省石家庄市正定中学高二（上）期中物理试卷 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题（本题共12小题，共48分，1-8题有一个选项符合题意，9-12题有多个选项符合要求）‎ ‎1．关于电场线和磁感线，下列说法正确的是（　　）‎ A．电场线和磁感线都是闭合的曲线 B．磁感线是从磁体的N极发出，终止于S极 C．电场线和磁感线都不能相交 D．电场线和磁感线都是现实中存在的 ‎【考点】磁感线及用磁感线描述磁场；电场线．‎ ‎【分析】电场线的方向是正电荷所受电场力的方向，而正负电荷所受的电场力的方向相反；电场线的切线方向即为场强的方向，故任意两条电场线都不会相交；只有电场线是直线，带电粒子的初速度为零或初速度方向与电场线方向在同一条直线上时电场线才与带电粒子的轨迹重合；电场线的疏密代表电场的强弱，故电场线越密的地方场强越强．‎ 磁感线的引入是为了形象地描述磁场的特点，规定磁感线上每一点的切线方向与磁场的方向相同，磁感线的疏密表示磁场的强弱；磁场的方向在磁铁的内部为S极到N极的方向，磁铁的外部是N极到S极的方向．‎ ‎【解答】解：A：磁感线是闭合的曲线，而电场线从正电荷出发，终止于负电荷，不是闭合的曲线．故A错误；‎ B：磁感线的方向在磁铁的内部为S极到N极的方向，磁铁的外部是N极到S极的方向，是闭合曲线．故B错误；‎ C：电场线的切线方向即为场强的方向，故任意两条电场线都不会相交；磁感线上每一点的切线方向与磁场的方向相同，故任意两条磁感线都不会相交．故C正确；‎ D：电场线和磁感线都是人们为了描述场的性质而引入的，在现实中是不存在的．故D错误．‎ 故选C ‎　‎ ‎2．下列各图中，已标出电流I、磁感应强度B的方向，其中符合安培定则的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】安培定则．‎ ‎【分析】安培定则，也叫右手螺旋定则，是表示电流和电流激的磁场的磁感线方向间关系的定则，根据安培定则的应用即可正确解答．‎ ‎【解答】解：AB、通电直导线中的安培定则（安培定则一）：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向由此可知，故AB错误；‎ CD、通电螺线管中的安培定则（安培定则二）：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极，据此可知，故C正确，D错误．‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎3．如图所示，由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板N与静电计相接，极板M接地．用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U．在两板相距一定距离d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度．在整个实验过程中，保持电容器所带电量Q不变，下面操作能使静电计指针张角变大的是（　　）‎ A．将M板向下平移 B．将M板沿水平向右方向靠近N板 C．在M、N之间插入云母板（介电常数ε＞1）‎ D．在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触 ‎【考点】电容器的动态分析．‎ ‎【分析】静电计测定电容器极板间的电势差，电势差越大，指针的偏角越大；由C=，分析电容的变化，根据C= 分析电压U的变化．‎ ‎【解答】解：A、将M板向下平移，正对面积S减小，根据C=，电容减小；Q一定，根据C=，电压增加；故静电计指针张角变大；故A正确；‎ B、将M板沿水平向右方向远离N板，极板间距d变小，根据根据C=，电容增大；Q一定，根据C=，电压减小；故静电计指针张角变小；故B错误；‎ C、在M、N之间插入云母板，根据根据C=，电容变大；Q一定，根据C=，电压减小；故静电计指针张角变小；故C错误；‎ D、在M、N之间插入金属板，根据根据C=，电容变大；Q一定，根据C=，电压减小；故静电计指针张角变小；故D错误；‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎4．一个阻值为R的电阻两端加上电压U后，通过电阻横截面的电量q随时间t变化的图象如图所示，此图象的斜率可表示为（　　）‎ A．U B． C．R D．‎ ‎【考点】电流、电压概念．‎ ‎【分析】给出的图象是q﹣t图象，其斜率为I=，所以斜率代表的是电流，再由欧姆定律可得出正确答案．‎ ‎【解答】解：根据电流强度的定义公式I=；‎ 可知q﹣t图象的斜率代表的就是电流；‎ 根据欧姆定律，有：I=，故斜率也代表电流．‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎5．如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m、带电量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑．在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是（　　）‎ A．滑块受到的摩擦力不变 B．滑块到地面时的动能与B的大小无关 C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面指向斜面 D．B很大时，滑块最终可能静止于斜面上 ‎【考点】洛仑兹力；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．‎ ‎【分析】小滑块向下运动的过程中受到重力，支持力，垂直斜面向下的洛伦兹力，摩擦力，向下运动的过程中，速度增大，洛伦兹力增大，支持力增大，滑动摩擦力增大，当加速度减到0，做匀速运动．‎ ‎【解答】解：A、小滑块向下运动的过程中受到重力，支持力，垂直斜面向下的洛伦兹力，摩擦力，向下运动的过程中，速度增大，洛伦兹力增大，支持力增大，滑动摩擦力增大．故A错误，C正确．‎ ‎ B、B的大小不同，洛伦兹力大小不同，导致滑动摩擦力大小不同，根据动能定理，摩擦力功不同，到达底端的动能不同．故B错误．‎ ‎ D、滑块到地面时当B很大，则摩擦力有可能很大，当滑块受到的摩擦力与重力向下的分力相等时，滑块做匀速直线运动，洛伦兹力与摩擦力不再增大，所以滑块不可能静止在斜面上．故D错误．‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎6．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法正确的是（　　）‎ A．增大电场的加速电压 B．增大D形金属盒的半径 C．减小狭缝间的距离 D．减小磁场的磁感应强度 ‎【考点】质谱仪和回旋加速器的工作原理．‎ ‎【分析】回旋加速器利用电场加速和磁场偏转来加速粒子，根据洛伦兹力提供向心力求出粒子射出时的速度，从而得出动能的表达式，看动能与什么因素有关．‎ ‎【解答】解：由qvB=m，解得v=．‎ 则动能EK=mv2=，知动能与加速的电压无关，狭缝间的距离无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关，增大磁感应强度和D形盒的半径，可以增加粒子的动能．故B正确，A、C、D 错误．‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎7．如图所示，带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是（　　）‎ A．N极竖直向上 B．N极竖直向下 C．N极沿轴线向左 D．N极沿轴线向右 ‎【考点】通电直导线和通电线圈周围磁场的方向．‎ ‎【分析】带负电旋转，则可知电流方向，再由右手螺旋定则可知磁极的方向，再根据磁极间的相互作用可知小磁针的偏转方向．‎ ‎【解答】解：带负电金属环，如图所示的旋转．则金属环的电流方向与旋转方向相反．再由右手螺旋定则可知磁极的方向：左端N极，右端S极．因此小磁针N极沿轴线向左．故C正确，ABD错误；‎ 故选：C ‎　‎ ‎8．如图所示的电路中，当滑动变阻器的阻值减小一些时，设三盏灯都不会被烧坏，则灯的亮暗变化情况是（　　）‎ A．．L1变亮，L2变暗，L3变亮 B．.L1变暗，L2变暗，L3变亮 C．L1变亮，L2变暗，L3变暗 D．.L1变暗，L2变亮，L3变亮 ‎【考点】闭合电路的欧姆定律．‎ ‎【分析】当滑动变阻器的阻值减小，外电路总电阻减小，由欧姆定律判断出总电流的变化，可判断L3亮度的变化．‎ 根据串联电路分压特点，分析并联部分电压的变化，可判断L2亮度的变化．‎ 根据总电流与通过L2的电流变化，可分析出通过L1的电流变化，从而判断出L1亮度的变化．‎ ‎【解答】解：当滑动变阻器的阻值减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，总电流I增大，L3亮度变亮．‎ 根据串联电路分压特点：电压与电阻成正比，可知并联部分电压减小，通过L2的电流减小，L2亮度变暗．‎ 因为总电流增大，而通过L2的电流减小，所以通过L1的电流增大，L1亮度变亮．故A正确．‎ 故选A ‎　‎ ‎9．目前世界上正在研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，如图所示表示它的发电原理：将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体上来说呈电中性）喷入磁场，由于等离子体在磁场力的作用下运动方向发生偏转，磁场中的两块金属板A和B上就会聚集电荷，从而在两板间产生电压．在图示磁极配置的情况下，下列表述正确的是（　　）‎ A．金属板A的电势较高 B．通过电阻R的电流方向是b→R→a C．等离子体在A、B间运动时，磁场力对等离子体做功 D．等离子体在A、B间运动时，磁场力对等离子体不做功 ‎【考点】霍尔效应及其应用．‎ ‎【分析】根据左手定则判断出正负电荷所受洛伦兹力的方向，从而判断出正负电荷的偏转方向，带正电的极板电势高，电流从正极板流向负极板．洛伦兹力不做功．‎ ‎【解答】解：AB、根据左手定则，正离子向上偏，负离子向下偏，A聚集正电荷，电势高，电流从高电势流向低电势．所以通过电阻的电流方向为a→R→b．故A正确，B错误．‎ CD、等离子体在A、B间运动时，磁场力即洛伦兹力对等离子体不做功，故C错误，D正确；‎ 故选：AD．‎ ‎　‎ ‎10．如图所示，圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图．若带电粒子只受磁场力作用，则下列说法正确的是（　　）‎ A．a粒子动能最大 B．c粒子速率最大 C．c粒子在磁场中运动时间最长 D．它们做圆周运动的周期相同 ‎【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．‎ ‎【分析】带电粒子射入磁场中，做匀速圆周运动，由半径公式可知，粒子的半径与速率成正比，由图可以得知三个粒子圆周运动半径，从而得到速率关系，就能比较动能关系．‎ 粒子速度的偏向角等于轨迹所对的圆心角，由轨迹可以比较三个粒子速度偏向角θ的关系，由t=T可以分析粒子在磁场中时间的关系．‎ ‎【解答】解：A、B带电粒子射入磁场中，做匀速圆周运动的半径为r=，由图看出，c粒子的运动半径最大，则其速率最大，动能也最大．故A错误，B正确．‎ C、D由推论知：粒子速度的偏向角等于轨迹所对的圆心角，设速度的偏向角为θ，则粒子运动的时间为t=T，而周期T=，两个粒子的质量、电量相同，则周期T相同，由图看出，a粒子速度的偏向角最大，轨迹所对的圆心角则最大，故a粒子在磁场中运动时间最长．故C错误，D正确．‎ 故选：BD．‎ ‎　‎ ‎11．如图所示，在半径为R的圆形区域内，有匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于圆平面（未画出）．一群比荷为的负离子以相同速率v0（较大），由P点在纸平面内向不同方向射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场，最终打在磁场区域右侧的荧光屏（足够大）上，则下列说法正确的是（不计重力）（　　）‎ A．离子在磁场中运动时间一定相等 B．离子在磁场中的运动半径一定相等 C．由Q点飞出的离子在磁场中运动的时间最长 D．沿PQ方向射入的离子飞出时偏转角最大 ‎【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．‎ ‎【分析】粒子在磁场中均由于洛仑兹力充当向心力而做匀速圆周运动，则根据公式和圆的性质可得出粒子运动的半径、偏向角及离开磁场的时间．‎ ‎【解答】解：A、设粒子轨迹所对应的圆心角为θ，则粒子在磁场中运动的时间为t=T，T=，所有粒子的运动周期相等，由于离子从圆上不同点射出时，轨迹的圆心角不同，所以离子在磁场中运动时间不同，故A错误．‎ B、由Bqv=m可知，r=，因粒子的速率相同，比荷相同，故半径一定相同，故B正确；‎ C、D由圆的性质可知，轨迹圆与磁场圆相交，当轨迹圆的弦长最大时偏向角最大，故应该使弦长为PQ，故由Q点飞出的粒子圆心角最大，所对应的时间最长；此时粒子一定不会沿PQ射入．故C正确，D错误；‎ 故选：BC．‎ ‎　‎ ‎12．如图所示，E为电源电动势，r为电源内阻，R1为定值电阻（R1＞r），R2为可变电阻，以下说法中正确的是（　　）‎ A．当R2=R1+r时，R2上获得最大功率 B．当R1=R2+r时，R1上获得最大功率 C．当R2=0时，电源的效率最大 D．当R2=0时，电源的输出功率最大 ‎【考点】电功、电功率．‎ ‎【分析】当外电阻等于内阻时电源的输出功率最大．对于定值电阻，根据P=I2R，电流最大时，功率最大．‎ ‎【解答】解：A、将R1等效到电源的内部，R2上的功率等于等效电源的输出功率，当等效电源的外电阻等于内阻时，即R2=R1+r时，输出功率最大，即R2上的功率最大．故A正确．‎ B、根据P=I2R，电流最大时，R1上的功率最大．当外电阻最小时，即R2=0时，电流最大．故B错误．‎ C、电源的效率η=，当R2取最大值时，电源的效率最大，故C错误；‎ D、当外电阻等于内阻时电源的输出功率最大，外电阻与内电阻越接进，电源的输出功率越大，由于R1＞r，故当R2=0时，电源的输出功率最大，故D正确；‎ 故选AD．‎ ‎　‎ 二、实验题（每空2分，共18分）‎ ‎13．在“测定金属丝电阻率”的实验中需要测出其长度L、直径d和电阻R．‎ ‎（1）用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图甲，则金属丝的直径为　0.696　mm．‎ ‎（2）若用图乙测金属丝的电阻，则测量结果将比真实值　偏小　（选填“偏大”或“偏小”）．‎ ‎（3）用游标卡尺测另一条金属丝的直径时读数如图丙所示，则金属丝的直径是　1.92　mm．‎ ‎【考点】测定金属的电阻率．‎ ‎【分析】螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，需估读．游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读．‎ 根据电流表测量值与实际值关系，结合欧姆定律判断电阻的测量值与真实值的关系．‎ ‎【解答】解：（1）螺旋测微器的固定刻度读数为5mm，可动刻度读数为0.01×19.6mm=0.196mm，所以最终读数为0.696mm．‎ ‎（2）电压表测量电阻两端的电压准确，电流表测量的电流偏大，根据欧姆定律知，电阻测量值偏小．‎ ‎（3）游标卡尺的主尺读数为1mm，游标读数为0.02×46=0.92mm，所以最终读数为1.92mm．‎ 故答案为：（1）0.696；（2）偏小；（3）1.92．‎ ‎　‎ ‎14．测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U﹣I图象如下，回答下列问题：‎ ‎①如图1所示在闭合开关之前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用　B　，电流表应选　F　，电压表应选　D　．（填字母代号）‎ ‎③如图2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=　1.0　Ω．（保留两位有效数字）‎ ‎【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==1.0Ω．‎ 故答案为：（1）a ‎（2）B，F，D．‎ ‎（3）1.5，1.0‎ ‎　‎ 三、计算题（15题12分，16题10分，17题12分）‎ ‎15．如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T、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E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源．现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab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R0=2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2．已知sin 37°=0.60，cos 37°=0.80，求：‎ ‎（1）通过导体棒的电流；‎ ‎（2）导体棒受到的安培力大小；‎ ‎（3）导体棒受到的摩擦力．‎ ‎【考点】安培力．‎ ‎【分析】（1）根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小．‎ ‎（2）根据安培力的公式F=BIL求出安培力的大小．‎ ‎（3）导体棒受重力、支持力、安培力、摩擦力处于平衡，根据共点力平衡求出摩擦力的大小．‎ ‎【解答】解：（1）根据闭合电路欧姆定律，有：I===1.5 A；‎ ‎（2）导体棒受到的安培力：F安=BIL=0.5×1.5×0.4=0.30 N；‎ ‎（3）导体棒受力如图，将重力正交分解，如图：‎ F1=mgsin 37°=0.24 N F1＜F安，根据平衡条件：‎ mgsin 37°+f=F安 代入数据得：f=0.06 N 答：（1）通过导体棒的电流为1.5A；‎ ‎（2）导体棒受到的安培力大小0.30N；‎ ‎（3）导体棒受到的摩擦力为0.06N．‎ ‎　‎ ‎16．如图所示，电阻R1=8Ω，电动机绕线电阻R0=2Ω，电源的电动势为6V，内阻r=2Ω；当电键闭合时，电阻R1消耗的电功率是2W，电键闭合时，求：‎ ‎（1）流过电源的电流值 ‎（2）电动机输出的机械功率．‎ ‎【考点】电功、电功率．‎ ‎【分析】（1）当开关S闭合时，根据电阻R1消耗的电功率求出R1的电流和电压，根据欧姆定律求出干路电流．‎ ‎（2）得到电动机的电流，再求出电动机输出的机械功率．‎ ‎【解答】解：（1）根据题意，当电键闭合时，电阻R1消耗的电功率是2W，由 解得：‎ 根据闭合电路的欧姆定律，得E=U+Ir 代入数据：6=4+I×2‎ 解得：I=1A ‎（2）流过电阻的电流 流过电动机的电流 电动机输出的机械功率 答：（1）流过电源的电流值为1A ‎（2）电动机输出的机械功率1.5W．‎ ‎　‎ ‎17．质量为m、电荷量为q的带负电粒子自静止开始释放，经M、N板间的电场加速后，从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，该粒子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示．已知M、N两板间的电压为U，粒子的重力不计．求：‎ ‎（1）带电粒子经加速电场加速后速度大小；‎ ‎（2）带电粒子在磁场中运动的轨道半径；‎ ‎（3）匀强磁场的磁感应强度B．‎ ‎【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．‎ ‎【分析】（1）根据动能定理求电子在加速电场中加速后获得的速度；‎ ‎（2）根据几何关系求出电子在磁场中的半径；‎ ‎（3）根据洛伦兹力提供向心力求出磁感应强度．‎ ‎【解答】解：（1）电子在M、N间加速后获得的速度为v，由动能定理得： mv2﹣0=eU 所以 v=‎ ‎（2）如图由几何关系可得：r2=d2+（r﹣L）2‎ 得：r=‎ ‎（3）洛仑兹力提供向心力evB=‎ 联立可得：B==‎ 答：（1）电子进入磁场时的速度v为．‎ ‎（2）电子在磁场中运动的轨道半径r为；‎ ‎（3）匀强磁场的磁感应强度B为．‎ ‎　‎ 附加题：‎ ‎18．在某空间存在着水平向右的匀强电场E和垂直于纸面向里的匀强磁场B，如图所示，一段光滑且绝缘的圆弧轨道AC固定在纸面内，其圆心为O点，半径R=1.8m，OA连线在竖直方向上，AC弧对应的圆心角θ=37°．今有一质量m=3.6×10﹣4kg、电荷量q=+9.0×10﹣4C的带电小球（可视为质点），以v0=4.0m/s的初速度沿水平方向从A点射入圆弧轨道内，一段时间后从C点离开，小球离开C点后做匀速直线运动．已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力，求：‎ ‎（1）匀强电场的场强E；‎ ‎（2）小球刚离开C点时的速度大小；‎ ‎（3）小球刚射入圆弧轨道时，轨道对小球的瞬间支持力．‎ ‎【考点】带电粒子在混合场中的运动；电场强度．‎ ‎【分析】（1）根据小球离开圆弧后，受力分析，结合平衡条件，即可求解；‎ ‎（2）选取小球从进入轨道到离开，由动能定理，即可求解；‎ ‎（3）对小球受力情况，由牛顿第二定律，结合洛伦兹力表达式，即可求解．‎ ‎【解答】解：（1）当小球离开圆弧轨道后，对其受力分析如图所示，‎ 由平衡条件得：F电=qE=mgtanθ 代入数据解得：E=3 N/C ‎ ‎（2）小球从进入圆弧轨道到离开圆弧轨道的过程中，由动能定理得：‎ F电 代入数据得：v=5m/s ‎（3）由 解得：B=1T ‎ 分析小球射入圆弧轨道瞬间的受力情况如图所示，‎ 由牛顿第二定律得：‎ 代入数据得：；‎ 答：（1）匀强电场的场强3 N/C；‎ ‎（2）小球刚离开C点时的速度大小5m/s；‎ ‎（3）小球刚射入圆弧轨道时，轨道对小球的瞬间支持力3.2×10﹣3N．‎ ‎　‎