北京市2024_2025學(xué)年高二物理上學(xué)期12月月考試卷含解析 (1)

這是一份北京市2024_2025學(xué)年高二物理上學(xué)期12月月考試卷含解析 (1)，共21頁。試卷主要包含了 北京地鐵已全線裝備心臟除顫儀，5C， 圖甲是洛倫茲力演示儀的示意圖等內(nèi)容，歡迎下載使用。
A. 試探電荷q的受力方向，決定了電場強(qiáng)度的方向
B. 電流元的受力方向，決定了磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向
C. 試探電荷q置于電場中某處，所受電場力為零，該處的電場強(qiáng)度有可能不為零
D. 電流元置于磁場中某處，所受安培力為零，該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度有可能不為零
【答案】D
【解析】
【詳解】A．電場強(qiáng)度只與電場本身的性質(zhì)有關(guān)，與是否放入試探電荷無關(guān)，故A錯誤；
B．磁感應(yīng)強(qiáng)度只與磁場本身的性質(zhì)有關(guān)，與電流元的受力方向無關(guān)，故B錯誤；
C．試探電荷q置于電場中某處，所受電場力零，根據(jù)
可知，該處電場強(qiáng)度一定為零，故C錯誤；
D．電流元置于磁場中某處，所受安培力為零，該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度有可能不為零，電流元在磁場中的受力方向可由左手定則判斷，當(dāng)磁場不為零，且電流元與磁場平行時，電流元將不受磁場力的作用，故D正確。
故選D。
2. 北京地鐵已全線裝備心臟除顫儀（AED），如圖所示。其工作原理是通過一個充電的電容器對心顫患者皮膚上的兩個電極板放電，刺激心顫患者的心臟恢復(fù)正常跳動。某心臟除顫儀的電容為10μF。充電至5kV電壓，如果電容器在10ms時間內(nèi)放電至兩極板之間的電壓為0，則（ ）

A. 這次放電的電量為50C
B. 這次放電的電量為0.5C
C. 該過程通過人體的平均電流為5A
D. 該過程通過人體的平均電流為
【答案】C
【解析】
【詳解】AB．根據(jù)電容的定義式可得，電容器上的電荷量為
由于放電結(jié)束后電壓為零，則這次放電的電量等于原來電容器上的總電荷量為0.05C，故AB錯誤；
CD．根據(jù)電流的定義式可得，該過程通過人體的平均電流為
故C正確，D錯誤。
故選C。
3. 某學(xué)習(xí)小組利用如圖所示電路研究某手持小風(fēng)扇的電動機(jī)性能。調(diào)節(jié)滑動變阻器R，測得風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時電壓表示數(shù)為2.0V，電流表示數(shù)為0.20A；扇葉被卡住停止轉(zhuǎn)動時，電壓表示數(shù)為1.25V，電流表的示數(shù)為0.50A。下列說法正確的是（ ）
A. 電動機(jī)線圈的電阻為10Ω
B. 風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時輸出的機(jī)械功率為0.3W
C. 風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時線圈的發(fā)熱功率為0.4W
D. 與扇葉被卡住時相比，風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時電源的總功率更大
【答案】B
【解析】
【詳解】A．扇葉被卡住時
A錯誤；
B．風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時輸出的機(jī)械功率為
B正確；
C．風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時線圈的發(fā)熱功率
C錯誤；
D．扇葉被卡住時，電源的總功率
風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時電源的總功率
扇葉被卡住時電源的總功率更大，D錯誤。
故選B。
4. 如圖所示的圖像中，直線a表示某電源路端電壓與電流的關(guān)系，直線b為某一電阻兩端電壓與電流的關(guān)系。用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，下列說法不正確的是（ ）
A. 電阻R的阻值為2.0ΩB. 電源電動勢為4.0V
C. 電源內(nèi)阻為1.0ΩD. 電阻R消耗電功率為2.0W
【答案】C
【解析】
【詳解】A．該電阻阻值為
A正確；
B．根據(jù)閉合電路歐姆定律
可知
B正確；
C．根據(jù)閉合電路歐姆定律
可知
電源內(nèi)阻為斜率
C錯誤；
D．用該電源直接與電阻R連接成閉合電路的電流為交點(diǎn)對應(yīng)的電流
電阻R消耗電功率為
D正確。
本題選不正確的，故選C。
5. 已知光敏電阻在沒有光照射時電阻很大，并且光照越強(qiáng)其阻值越小。利用光敏電阻作為傳感器設(shè)計了如圖所示的電路，電源電動勢E、內(nèi)阻r及電阻R的阻值均不變。當(dāng)光照強(qiáng)度增強(qiáng)時，則（ ）
A. 電燈L變亮B. 電流表讀數(shù)減小
C. 電阻R的功率增大D. 電源的輸出功率一定增大
【答案】C
【解析】
【詳解】B．光照強(qiáng)度增強(qiáng)時，光敏電阻的阻值減小，電路總阻值減小，由閉合電路歐姆定律，干路電流
增大，電流表讀數(shù)增大。B錯誤；
A．路端電壓
減小，電燈L功率
減小，電燈L變暗。A錯誤；
C．流經(jīng)電燈L的電流
減小。流經(jīng)電阻R的電流
變大。電阻R的功率
變大。C正確；
D．當(dāng)外電阻與電源內(nèi)阻越接近電源輸出功率越大，由于不知外電阻與電源內(nèi)阻的關(guān)系，所以無法確定電源功率的變化。D錯誤。
故選C。
6. 線圈與電流表相連，把磁鐵的某一個磁極向線圈中插入或從線圈中抽出時，電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。實驗中觀察到，當(dāng)把磁鐵N極向線圈中插入時，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。下列操作中，同樣可使電流表指針向右偏轉(zhuǎn)的是（ ）
A. 保持磁鐵N極處在線圈中靜止
B. 把磁鐵的N極從線圈中抽出
C. 把磁鐵的S極從線圈中抽出
D. 把磁鐵的S極向線圈中插入
【答案】C
【解析】
【詳解】根據(jù)題意可知，當(dāng)穿過線圈的原磁場向下，且磁通量變大時，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)
A．保持磁鐵N極處在線圈中靜止，穿過線圈的磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針不偏轉(zhuǎn)，故A錯誤；
B．把磁鐵的N極從線圈中抽出，穿過線圈的原磁場向下，磁通量減小，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)，故B錯誤；
C．把磁鐵的S極從線圈中抽出，穿過線圈的原磁場向上，磁通量減小，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，故C正確；
D．把磁鐵的S極向線圈中插入，穿過線圈的原磁場向上，磁通量變大，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)，故D錯誤。
故選C。
7. 某同學(xué)把電流表、電池和一個定值電阻串聯(lián)后，兩端連接兩支測量表筆，做成了一個測量電阻的裝置，如圖所示。兩支表筆直接接觸時，電流表的讀數(shù)為5.00mA；兩支表筆與300?的電阻相連時，電流表的讀數(shù)為2.00mA。下列選項正確的是（ ）
A. 若將電流表表盤刻度改為相應(yīng)的電阻值，刻度仍然是均勻的
B. 用這個裝置可以粗測電路中正常發(fā)光的小燈泡的阻值
C. 由題中數(shù)據(jù)可以求得這個裝置的內(nèi)阻為300?
D. 用這個裝置測量600?的電阻時，電流表的示數(shù)為1.25mA
【答案】D
【解析】
【詳解】A．用電流表測電阻時，根據(jù)閉合電路歐姆定律，有
可見將電流表表盤刻度改為相應(yīng)的電阻值，刻度不是均勻的，選項A錯誤；
C．由題意，根據(jù)閉合電路歐姆定律，則有：
把看成一個總電阻，則由上面兩式可得
選項C錯誤；
B．當(dāng)待測電阻與電表的中值電阻接近時讀數(shù)最準(zhǔn)確，而小燈泡的電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電表的中值電阻用，所以不能用這個裝置粗測電路中正常發(fā)光的小燈泡的阻值，選項B錯誤；
D．用這個裝置測量600?的電阻時，有：
解得電流表的示數(shù)為
I3=1.25mA
故選D。
8. 如圖是法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖，銅質(zhì)圓盤安裝在水平銅軸上，圓盤位于兩磁極之間，圓盤平面與磁感線垂直。兩銅片分別與轉(zhuǎn)動軸和圓盤的邊緣接觸，使圓盤轉(zhuǎn)動，電阻R中就有電流通過。下列說法正確的是（ ）
A. 僅改變圓盤轉(zhuǎn)動的角速度，通過的電流保持不變
B. 僅改變磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，通過的電流保持不變
C. 僅斷開電阻，兩銅片間電勢差為零
D. 同時改變磁場方向和圓盤的轉(zhuǎn)動方向，通過R的電流方向不變
【答案】D
【解析】
【詳解】AB．因感應(yīng)電動勢
而
則有
所以僅改變圓盤轉(zhuǎn)動的角速度或僅改變磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，都會使通過R的電流發(fā)生變化，故AB錯誤；
C．僅斷開電阻R，銅盤仍然轉(zhuǎn)動，則銅條依然切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，兩銅片C、D間依然有電勢差，而電路中由于電阻的R斷開沒有電流，故C錯誤；
D．由右手定則可知，同時改變磁場方向和圓盤的轉(zhuǎn)動方向，感應(yīng)電動勢正負(fù)極不變，通過R的電流方向不變，故D正確。
故選D。
9. 圖甲是洛倫茲力演示儀的示意圖。電子槍可以發(fā)射電子束，玻璃泡內(nèi)充有稀薄的氣體，在電子束通過時能夠顯示電子的徑跡。圖乙是勵磁線圈的原理圖，兩線圈之間產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場，磁場的方向與兩個線圈中心的連線平行，線圈中電流越大磁場越強(qiáng)。電子速度的大小和磁感應(yīng)強(qiáng)度可以分別通過電子槍的加速電壓U和勵磁線圈的電流I來調(diào)節(jié)。若電子槍垂直磁場方向發(fā)射電子，給勵磁線圈通電后，能看到電子束的徑跡是圓形。下列操作一定能使電子束徑跡半徑變大的是（ ）
A. 增大U同時減小IB. 增大U同時增大I
C. 減小U同時減小ID. 減小U同時增大I
【答案】A
【解析】
【詳解】電子被加速電場加速，由動能定理
電子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，由洛倫茲力充當(dāng)向心力
解得電子束徑跡半經(jīng)為
增大同時減小可讓半徑變大，而減小勵磁線圈的電流可減小磁感應(yīng)強(qiáng)度。故讓半徑變大的方式是增大同時減小。
故選A。
10. 每時每刻都有大量宇宙射線向地球射來，地磁場可以改變射線中大多數(shù)帶電粒子的運(yùn)動方向，使它們不能到達(dá)地面，這對地球上的生命有十分重要的意義。假設(shè)有一個帶正電的宇宙射線粒子正垂直于地面向赤道射來，在地磁場的作用下，它將（ ）
A 向東偏轉(zhuǎn)B. 向南偏轉(zhuǎn)C. 向西偏轉(zhuǎn)D. 向北偏轉(zhuǎn)
【答案】A
【解析】
【詳解】赤道上地磁場水平向北，粒子帶正電且速度垂直地面向下，根據(jù)左手定則可知，粒子受到的洛倫茲力方向水平向東，所以，粒子向東偏轉(zhuǎn)。
故選A
11. 如圖所示，一個正電荷由靜止開始經(jīng)加速電場加速后，沿平行于板面的方向射入偏轉(zhuǎn)電場，并從另一側(cè)射出。已知電荷質(zhì)量為m，電荷量為q，加速電場電壓為。偏轉(zhuǎn)電場可看做勻強(qiáng)電場，極板間電壓為U，極板長度為L，板間距為d。不計正電荷所受重力，下列說法正確的是（ ）
A. 正電荷從加速電場射出時具有的速度
B. 正電荷從偏轉(zhuǎn)電場射出時具有的動能
C. 正電荷從偏轉(zhuǎn)電場射出時速度與水平方向夾角的正切值
D. 正電荷從偏轉(zhuǎn)電場射出時沿垂直板面方向的偏轉(zhuǎn)距離
【答案】C
【解析】
【詳解】A．在加速電場中，根據(jù)動能定理知
代入得
A錯誤；
B．根據(jù)動能定理知
代入得
B錯誤；
C．正電荷從偏轉(zhuǎn)電場射出時速度與水平方向夾角的正切值為
沿垂直板面方向速度為
代入得
C正確；
D．由類平拋運(yùn)動知，正電荷從偏轉(zhuǎn)電場射出時沿垂直板面方向的偏轉(zhuǎn)距離
水平方向
代入得
D錯誤；
故選C。
12. 如圖所示，寬為l的光滑金屬導(dǎo)軌與水平面成θ角，質(zhì)量為m、長為l的金屬桿ab水平放置在導(dǎo)軌上，空間存在著勻強(qiáng)磁場。當(dāng)金屬桿中通過的電流為I時，金屬桿保持靜止，重力加速度為g。該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度（ ）

A. 可能方向豎直向上，大小為
B. 可能方向豎直向下，大小為
C. 存在最小值且大小為，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上
D. 存在最小值且大小為，方向沿導(dǎo)軌平面向上
【答案】C
【解析】
【詳解】A．若磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向上，對金屬桿受力分析
由金屬桿靜止可得
解得磁感應(yīng)強(qiáng)度
A錯誤；
B．若磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下，根據(jù)左手定則，安培力方向水平向左，金屬桿不可能靜止，B錯誤；
CD．對金屬桿受力分析可知當(dāng)安培力垂直于支持力時，安培力有最小值，由
此時磁感應(yīng)強(qiáng)度有最小值，如圖

則
解得磁感應(yīng)強(qiáng)度最小值
由左手定則，方向為垂直軌道平面向上，C正確，D錯誤。
故選C。
13. 如圖所示，一塊長方體半導(dǎo)體材料置于方向垂直于其前表面向里勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。當(dāng)通以從左到右的恒定電流I時，半導(dǎo)體材料上、下表面電勢分別為。該半導(dǎo)體材料垂直電流方向的截面為長方形，其與磁場垂直的邊長為a、與磁場平行的邊長為b,半導(dǎo)體材料單位體積內(nèi)自由移動的帶電粒子數(shù)為n,每個粒子的帶電量大小為q。那么（ ）
A. 若，則半導(dǎo)體中自由移動的粒子帶負(fù)電
B. 若,則半導(dǎo)體中自由移動的粒子帶正電
C.
D.
【答案】C
【解析】
【詳解】A．根據(jù)左手定則知粒子受到的洛倫茲向上，若，判斷知半導(dǎo)體中自由移動的粒子帶正電，故A錯誤；
B．根據(jù)左手定則知粒子受到的洛倫茲向上，若，判斷知半導(dǎo)體中自由移動的粒子帶負(fù)電，故B錯誤；
CD．取上表面與比下表面的電勢差為，粒子平衡時不再向極板移動，
解得
因為電流
解得
故C正確，D錯誤。
故選C。
14. 某電子秤的原理簡圖如圖所示。AB為一均勻的滑動變阻器，長度為L，兩邊分別有P1、P2兩個滑動頭，輕質(zhì)彈簧上端與P1及秤盤底部相連，下端固定。彈簧原長時P1、和P2均指在A端。若P1、P2間出現(xiàn)電壓時，該電壓經(jīng)過放大，通過信號轉(zhuǎn)換后在顯示屏上就能顯示出被稱物體的質(zhì)量。已知彈簧的勁度系數(shù)為k，托盤質(zhì)量為，電源電動勢為E，內(nèi)阻不計。重力加速度為g。在托盤上未放物體時需要先校準(zhǔn)零點(diǎn)，即未放被稱物體時電壓為零。則（ ）
A. 校準(zhǔn)零點(diǎn)時，不需要移動滑動頭P2
B. 校準(zhǔn)零點(diǎn)時，兩滑動頭間的距離為
C. 滑動頭P1滑至B端時，被稱物體的質(zhì)量為
D. 被稱物體的質(zhì)量m與兩滑動頭間電壓U的關(guān)系為
【答案】D
【解析】
【詳解】AB．未放被稱物體時電壓為零，即P1、P2兩點(diǎn)等勢，校準(zhǔn)零點(diǎn)時，需要移動滑動頭P2，讓兩滑動頭間的距離為0，故AB錯誤；
C．放被稱物體質(zhì)量為m1時P1滑至B端，則有
解得
故C錯誤；
D．未放被稱物體時，兩滑動頭P1、P2距A點(diǎn)的距離為x0
放被稱物體質(zhì)量為m時，兩滑動頭P1、P2間距離為x，有
由歐姆定律知兩滑動頭P1、P2間的電壓為
又由
聯(lián)立解得
故D正確。
故選D。
二、實驗題（18分）
15. 物理實驗一般都涉及實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數(shù)據(jù)分析等。
（1）在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，將多用電表的選擇開關(guān)置于“×1”位置，粗測金屬絲的電阻。下列實驗步驟正確的操作順序為__________（填寫各實驗步驟前的字母）。
A.將選擇開關(guān)置于“×1”位置
B.將選擇開關(guān)置于“OFF”位置
C.將兩表筆分別接觸待測電阻兩端，讀出其阻值后隨即斷開
D.將兩表筆直接接觸，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指向“0”
（2）用伏安法測量約5Ω左右的金屬絲的阻值，實驗室備有下列器材可供選擇：
A.電壓表（量程0~3V，內(nèi)阻約15kΩ） B.電壓表（量程0~15V，內(nèi)阻約75kΩ）
C.電流表（量程0~3A，內(nèi)阻約0.2Ω） D.電流表（量程0~0.6A，內(nèi)阻約1Ω）
E.滑動變阻器R1（0~20Ω，0.6A） F.滑動變阻器R2（0~2000Ω，0.6A）
G.電池組E（電動勢3V） H.開關(guān)S，導(dǎo)線若干
若為了能測得多組實驗數(shù)據(jù)，并盡可能提高測量精度，電壓表應(yīng)選用_________，電流表應(yīng)選用_________，滑動變阻器應(yīng)選用_________，（填寫器材前面的字母），用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某次測量結(jié)果如圖1所示，其讀數(shù)應(yīng)為_________mm。
（3）某興趣小組用電流表內(nèi)接法和外接法分別測量了一段2B鉛筆芯的多組電流I和電壓U的數(shù)值，并分別描繪了U—I圖像，如圖所示。其中，用電流表外接法得到的是用___________（填寫“實線”或“虛線”）表示的圖像，并由此得到這段鉛筆芯的電阻值為__________Ω。（保留兩位有效數(shù)字）
【答案】（1）ADCB
（2） ①. A ②. D ③. E ④. 0.296##0.295##0.297
（3） ①. 虛線 ②. 3.2
【解析】
【小問1詳解】
用多用電表歐姆擋測電阻時，正確的順序為：選擇倍率，歐姆調(diào)零，測量電阻，關(guān)閉多用電表。故正確順序為ADCB。
【小問2詳解】
[1][2]電源電動勢為，通過待測電阻的最大電流為
為盡可能提高測量精度，電壓表應(yīng)選A，電流表應(yīng)選D；
[3]為了能測得多組實驗數(shù)據(jù)，待測電阻兩端電壓變化范圍應(yīng)盡可能大，所以滑動變阻器應(yīng)連接為分壓式，為方便調(diào)節(jié)，應(yīng)選擇阻值較小的滑動變阻器，即滑動變阻器應(yīng)選E；
[4]螺旋測微器的讀數(shù)為
【小問3詳解】
[1]將電流表內(nèi)接時，電壓的測量值偏大，電流的測量值準(zhǔn)確，所以電阻測量值偏大；將電流表外接時，電壓的測量值準(zhǔn)確，電流的測量值偏大，所以電阻的測量值偏小，因圖像的斜率表示電阻，故用電流表外接法得到的是用虛線表示的圖像；
[2]由圖中虛線表示的圖像求得這段鉛筆芯的電阻值為
16. 利用如圖甲所示的電路可以測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻。
（1）現(xiàn)有電壓表（0~3V）、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列器材：
A.電流表（0~0.6A）
B.電流表（0~3A）
C.滑動變阻器（0~20）
D.滑動變阻器（0~100）
實驗中電流表應(yīng)選用______；滑動變阻器應(yīng)選用______。（選填相應(yīng)器材前的字母）
（2）實驗中，某同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示，其中5組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在圖乙的坐標(biāo)紙上，請
標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點(diǎn)，并畫出U-I圖線。（ ）
（3）根據(jù)圖乙可得出干電池的電動勢E =__________V，內(nèi)電阻r =__________Ω（結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）。
（4）考慮到實驗中使用的電壓表和電流表的實際特點(diǎn)，本實驗是存在系統(tǒng)誤差的。關(guān)于該實驗的系統(tǒng)誤差，下列分析正確的是__________
A.電流表的分壓作用導(dǎo)致該實驗產(chǎn)生系統(tǒng)誤差
B.電壓表的分流作用導(dǎo)致該實驗產(chǎn)生系統(tǒng)誤差
C.電流表內(nèi)阻的大小對系統(tǒng)誤差沒有影響
D.電壓表內(nèi)阻的大小對系統(tǒng)誤差沒有影響
（5）在實驗中，隨著滑動變阻器滑片的移動，電壓表的示數(shù)U、電源的總功率P都將隨之改變。以下三幅圖中能正確反映P- U關(guān)系的是__________
A. B. C. D.
組別
1
2
3
4
5
6
I/A
0.12
0.21
0.31
0.36
0.49
0.57
U/V
1.38
1.31
1.24
1.14
1.11
1.05
【答案】 ①. A ②. C ③. ④. 1.47（1.46~1.48） ⑤. 0.74（0.72~0.76） ⑥. BC ⑦. A
【解析】
【詳解】（1）[1][2]一節(jié)干電池的電動勢約為1.5V，只要保證電路總電阻不小于2.5Ω即可用0.6A量程（精確度高）的電流表，滑動變阻器阻值要滿足這個條件很容易，故電流表選A；實驗誤差來自于電壓表分流，所以選用總阻值小的滑動變阻器，故選C。
（2）[3]
（3）[4][5] U-I圖線的縱截距表示電動勢，斜率的絕對值表示內(nèi)阻，即
，
（4）[6]由于電壓表的分流作用，導(dǎo)致電流表示數(shù)小于通過電源的實際電流，導(dǎo)致產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，電壓表內(nèi)阻越大，分流越少，電流表示數(shù)誤差就越?。浑娏鞅韮?nèi)阻大小對系統(tǒng)誤差沒有影響，不會導(dǎo)致兩電表讀數(shù)出現(xiàn)誤差。故選BC。
（5）[7] 電壓表測量路端電壓，其示數(shù)U隨滑動變阻器的阻值增大而增大；電源總功率為
可見：電源總功率P與電壓表示數(shù)U成單調(diào)遞減的一次函數(shù)，故圖像選A。
三、計算題（40分）
17. 如圖所示，兩根平行光滑金屬導(dǎo)軌MN和PQ固定在水平面上，其間距為L，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直軌道平面向下，兩導(dǎo)軌之間連接一阻值為R的電阻，在導(dǎo)軌上有一金屬桿ab，其電阻值為r，桿ab長度恰與導(dǎo)軌間距相等，在桿ab上施加水平拉力使其以速度v向右勻速運(yùn)動，運(yùn)動過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，設(shè)金屬導(dǎo)軌足夠長，不計導(dǎo)軌電阻和空氣阻力，求：
(1)金屬桿ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E；
(2)金屬桿ab兩端的電壓Uab；
(3)拉力做功的功率P。
【答案】(1)BLv；(2)；(3)
【解析】
【詳解】(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律可得，感應(yīng)電動勢為
(2)金屬桿ab中電流為
金屬桿ab兩端電壓為
解得
(3)拉力大小等于安培力大小
拉力的功率
解得
18. 長為L的輕質(zhì)絕緣細(xì)線一端懸于O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m、電荷量為的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），如圖所示，在空間施加沿水平方向的勻強(qiáng)電場（圖中未畫出），小球靜止在A點(diǎn)，此時細(xì)線與豎直方向夾角，已知， ，電場的范圍足夠大，重力加速度為g。
(1)求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小E；
(2)保持細(xì)線始終張緊，將小球從A點(diǎn)拉起至與O點(diǎn)處于同一水平高度的B點(diǎn)，求A、B兩點(diǎn)間的電勢差U；將小球由B點(diǎn)靜止釋放，求小球運(yùn)動至A點(diǎn)時速度的大小v。
【答案】(1)；(2)，
【解析】
【詳解】(1)小球靜止在A點(diǎn)時受力平衡，根據(jù)平衡條件
解得
(2)勻強(qiáng)電場方向水平向左，A、B兩點(diǎn)沿電場線方向距離為
根據(jù)電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系
解得
小球從B點(diǎn)運(yùn)動至A點(diǎn)的過程中，根據(jù)動能定理
解得
19. 如圖所示是一種質(zhì)譜儀的原理圖，離子源(在狹縫S1上方，圖中未畫出)產(chǎn)生的帶電粒子經(jīng)狹縫S1與S2之間的電場加速后，進(jìn)入P1和P2兩板間相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場區(qū)域．沿直線通過狹縫S3垂直進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場區(qū)域，在洛倫茲力的作用下帶電粒子打到底片上形成一細(xì)條紋．若從離子源產(chǎn)生的粒子初速度為零、電荷量為+q、質(zhì)量為m，S1與S2之間的加速電壓為U1，P1和P2兩金屬板間距離為d，兩板間勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，測出照相底片上的條紋到狹縫S3的距離L．求：
（1）粒子經(jīng)加速電場加速后的速度v1；
（2）P1和P2兩金屬板間勻強(qiáng)電場的電壓U2；
（3）經(jīng)S3垂直進(jìn)入的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2.
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【詳解】試題分析：（1）在加速電場中，根據(jù)動能定理求出加速后的速度；（2）帶電粒子在P1和P2兩金屬板間運(yùn)動時，電場力與洛倫茲力平衡，由此求出電壓；（3）在勻強(qiáng)磁場中偏轉(zhuǎn)，根據(jù)洛倫茲力提供向心力求出磁感應(yīng)強(qiáng)度．
（1）帶電粒子在S1和S2兩極板間加速，根據(jù)動能定理有：
解得：加速后的速度
（2）帶電粒子在P1和P2兩金屬板間運(yùn)動時，電場力與洛倫茲力平衡：
解得：
（3）帶電粒子在磁場中運(yùn)動，做勻速圓周運(yùn)動，據(jù)牛頓第二定律有：，又
解得：
【點(diǎn)睛】粒子在速度選擇器中的運(yùn)動可以分為勻加速直線運(yùn)動、勻速運(yùn)動和勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)不同階段的運(yùn)動的特點(diǎn)來分類解決．
20. 回旋加速器在核技術(shù)、核醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，其原理如圖所示。和是兩個中空的、半徑為R的半圓金屬盒，接在電壓恒為U的交流電源上，位于圓心處的質(zhì)子源A能產(chǎn)生質(zhì)子（初速度可忽略，重力不計，不考慮相對論效應(yīng)），質(zhì)子在兩盒狹縫間的電場中運(yùn)動時被加速。、置于與盒面垂直的、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中。已知質(zhì)子的質(zhì)量為m，帶電量為q。
（1）求質(zhì)子被回旋加速器加速能達(dá)到的最大速率。
（2）求質(zhì)子獲得最大速度的過程中在回旋加速器中被加速的次數(shù)n；并估算質(zhì)子在回旋加速器中運(yùn)動的時間t。（不計質(zhì)子在電場中的加速時間）
（3）利用靜電偏轉(zhuǎn)器可將加速后的質(zhì)子從加速器中引出。已知質(zhì)子被引出前在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑為R、圓心為的圓心，如圖所示，靜電偏轉(zhuǎn)器由一對圓心在、距離很近的弧形電極、構(gòu)成，厚度不計。兩電極間加有沿弧形電極半徑方向的電場，使得質(zhì)子做圓周運(yùn)動的半徑增加為離開加速器。求偏轉(zhuǎn)電場場強(qiáng)E的大小和方向。
【答案】（1）；（2），；（3），方向沿半徑向外
【解析】
【詳解】（1）設(shè)粒子做圓周運(yùn)動的半徑為，洛倫茲力提供向心力，有
得
粒子的最大速度對應(yīng)最大的運(yùn)動半徑，即
（2）根據(jù)動能定理有得
得
設(shè)粒子在磁場中的運(yùn)行周期為，有
不計質(zhì)子在兩盒縫隙間加速運(yùn)動的時間，則質(zhì)子在磁場中運(yùn)動的時間約為
得
（3）洛倫茲力與電場力合力提供向心力，由于速率不變，半徑變大，所以向心力減小，則電場力沿半徑向外。有
得
場強(qiáng)方向沿半徑向外。