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1、第 I 卷（选择题共 48 分） 一、选择题：（本题包括12 小题，共 48 分。在每个小题给出的四个选项中，第1-8 小题只有 一项符合题目要求，第9-12 题有多个选项符合题目要求。全部选对得4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得0 分） 1. 1820 年丹麦物理学家里奥斯特发现了电流的磁效应。在奥斯特实验中，将直导线沿南北方 向水平放置，指针靠近直导线，下列结论正确的是（） A. 把小磁针放在导线的延长线上，通电后小磁针会转动 B. 把小磁针平行地放在导线的下方，在导线与小磁针之间放置一块铝板，通过电后小磁针不 会转动 C. 把小磁针平行地放在导线的下方，给导线通以恒定电流，然后逐
2、渐增大导线与小磁针之间 的距离，小磁针转动的角度（与通电前相比）会逐渐减小 D. 把黄铜针（用黄铜制成的指针）平行地放在导线的下方，通电后黄铜针会转动 2. 功率为 10W的发光二极管（LED ）灯的亮度与功率为60W白炽灯相当。根据国家节能战略， 2016 年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有2 只 60W的白炽灯， 均用 10W的 LED灯替代， 估算出全国一年节省的电能最接近（） A. 8 8 10 kWh B. 10 8 10 kWh C. 11 8 10 kWh D. 13 8 10 kWh 3. 安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流。设 电荷
3、量为e 的电子以速率v 绕原子核沿顺时针方向做半径为r 的匀速圆周运动，关于该环形 电流的说法正确的是（） A. 电流大小为 2 ve r ，电流方向为顺时针 B. 电流大小为 ve r ，电流方向为顺时针 C. 电流大小为 2 ve r ，电流方向为逆时针 D. 电流大小为 ve r ，电流方向为逆时针 4. 如图所示，在光滑绝缘的水平地面上放置着四个可视为点电荷的带电金属小球，一个带正 电，放置于圆心，带电荷量为Q；另外三个带负电，带电荷量均为q，位于圆周上互成120 放置，四个小球均处于静止状态，则Q与 q 的比值为（） A. 1 3 B. 3 C. 3 D. 3 3 5. 如图所示，实
4、线为方向未知的三条电场线，a、b 两带电粒子从电场中的O点以相同的初速 度飞入。仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如图中虚线所示，则（） A. a 一定带正电， b 一定带负电 B. a 加速度增大， b 加速度增大 C. a 电势能减小， b 电势能增大 D. a 和 b 的动能一定都增大 6. 将长为 L 的导线弯成六分之一圆弧，固定于垂直纸面向外、大小为B的匀强磁场中，两端 点 A、C连线竖直，如图所示。若给导线通以由A到 C、大小为I 的恒定电流，则导线所受安 培力的大小和方向是（） A. ILB ，水平向左 B. ILB，水平向右 C. 3ILB ，水平向右 D. 3ILB ，水平向
5、左 7. 如图所示，在x 轴上方存在垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一个不计重力 的带电粒子从坐标原点O处以速度v 进入磁场， 粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x 轴正方向成120角，若粒子穿过y 轴正半轴后在磁场中到x 轴的最大距离为a，则该粒子的 比荷和所带电荷的正负是（） A. 3 2 v aB ，正电荷 B. 2 v aB ，正电荷 C. 3 2 v aB ，负电荷 D. 2 v aB ，负电荷 8. 如图所示，一个条形磁铁P固定在水平桌面上，以P的右端点为原点，中轴线为x 轴建立 一个维坐标系。 一个灵敏的小磁针Q放置在 x 轴上不同位置， 设 Q与 x 轴之间的夹角
6、为。实 验测得sin与 x 之间的关系如图乙所示。已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为 0 B， 下列说法正确的是（） A. P 的右端为S极 B. P 的中轴线与地磁场方向垂直 C. P 在 0 x处产生的磁场的磁感应强度大小为 0 2B D. 0 x处合磁场的磁感应强度大小为 0 2B 9. 如图所示，平行板电容器A、 B间有一带电油滴P正好静止在极板正中间，现将B极板匀速 向下移动到虚线位置，其他条件不变。则在B极板移动的过程中（） A. 油滴将向下做匀加速运动 B. 电流计中电流由b 流向 a C. 油滴运动的加速度逐渐变大 D. 极板带的电荷量减小 10. 如图所示为两电源的U-
7、I 图像，则下列说法正确的是（） A. 电源的电动势和内阻均比电源大 B. 当外接同样的电阻时，两电源的输出功率可能相等 C. 当外接同样的电阻时，两电源的效率可能相等 D. 不论外接多大的相同电阻，电源的输出功率总比电源的输出功率最大 11. 小灯泡通电后其电流I 随所加压 U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线在P 点的切线， PQ为 U轴的垂线， PM为 I 轴的垂线，则下列说法中正确的是（） A. 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大 B. 对应 P点，小灯泡的电阻为 1 2 U R I C. 对应 P点，小灯泡的电阻为 1 21 U R II D. 对应 P点，小灯泡的功率
8、为图中矩形PQOM 所围的面积 12. 有一静电场，其电势随 x 坐标的改变而改变，变化的图线如图所示。若将一带负电的 粒子（不计重力） 从坐标原点O由静止释放， 电场中 P 、Q两点位于x 轴，其横坐标分别为1cm 、 4cm ，则下列说法正确的是（） A. 粒子恰能运动到离原点12cm处 B. 粒子经过P点与 Q点时，动能相等 C. 粒子经过P、Q两点时，加速度大小之比2： 1 D. 粒子经过P点与 Q点时，电场力做功的功率之比1： 1 第 II 卷 （非选择题共 52 分） 二、实验题（本题包括两题，共14 分） 13. （ 6分）小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大，某同学为研究这一现
9、象，用伏安法测 量得到如下数据： I/A 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50 U/V 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 （1）画出该实验电路图； （2）在坐标纸中画出小灯泡U-I 曲线； （3）如果将该小灯泡直接接在一个电动势为1.5V 、内阻为 2 的电池两端时，小灯泡的实际 功率为 _W。 14. （ 8 分）某研究小组收集了两个电学元件：电阻 0 R（约为2k）和手机中的锂电池（电 动势 E标称值为3.7V ，允许最大放电电流为100mA ） 。实验室备有如下
10、器材： A. 电压表 V（量程 3V，电阻 N R约为4.0k） B. 电流表 1 A（量程 100mA ，电阻 M R约为5） C. 电流表 2 A（量程 2mA ，电阻 2N R约为50） D. 滑动变阻器 1 R（040，额定电流1A） E. 电阻箱 2 0999.9R F. 开关 S一只、导线若干 （1）为了测定电阻 0 R的阻值，小明设计了一电路，与其对应的实物图1，图中的电流表A应 选_（选填“ 1 A”或“ 2 A” ） ，请将实物连线补充完整。 （2）为测量锂电池的电动势E和内阻 r ，小红设计了如图2 所示的电路图。根据测量数据作 出 2 11 UR 图像，如图3 所示。若该
11、图线的斜率为k，纵轴截距为b，则该锂电池的电动势 E=_，内阻 r=_ 。 （用 k、b 表示） 三、计算题（本题包括4小题，共38 分。解答写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步 骤，只写出答案的不得分） 15. （ 6 分）如图所示， 123 2,6,3RRR，当 S接通时，电压表读数为2.4V ，S断 开时，电压表读数为2V，则电源电动势和内阻各为是多少？ 16. （ 8 分）如图所示为一种质谱议示意图，出加速电场、静电分析器和磁分析器组成。已知， 静电分析器通道的半径为R，均匀辐射电场的场强为E。磁分析器中有垂直纸面向外的匀强磁 场，磁感应强度为B。忽略重力的影响。问： （1）为了使
12、位于A 处电荷量为q、质量为m的离子，从静止开始经加速电场加速沿图中圆弧 虚线通过静电分析器，加速电场的电压U应为多大？ （2）离由由P点进入磁分析器后，最终打在感光胶片上的Q点，该点距入射点P多远？ 17. （ 12 分）在如图所示的直角坐标中，x 轴的上方有与x 轴正方向成45角的匀强电场，场 强的大小为 4 210/EVm。x 轴的下方有垂直于xOy 面的匀强磁场，磁感应强度的大小 为 2 1 10BT。把一个比荷为 8 2 10 q m 的正电荷从y 轴上坐标为0,1的 A 点处由静止 释放。电荷所受的重力忽略不计，求： （1）电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间； （2）电荷在磁场
13、中的偏转半径； （3）电荷第三次到达x 轴上的位置。 18. （ 12 分）如图所示，在真空中，沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系xOy，在 x 轴上方 有一沿 x 轴正方向的匀强电场E（电场强度E的大小未知） ，有一质量为m 、带电荷量为 +q 的 小球，从坐标原点O由静止开始自由下落，当小球运动到P（ 0，-h）点时，在x 轴下方突然 加一竖直向上的匀强电场，其电场强度与x 轴上方的电场强度大小相等，且小球从P返回到 O 点下落到P点所用的时间相等。重力加速度为g。试求： （1）小球返回O点时速度的大小； （2）匀强电场的电场强度E的大小； （3）小球运动到最高点时的位置坐标。 参考答案
14、一、选择题 1. C 2. B. 3. C 4. D 5. D 6. D 7.C 8.B 9.CD 10. AD 11. ABD 12. BC 二、实验题 13. 解析： （1）如图所示 （2）如图所示 （3） 0.28W 14. 答案：（1） 2 A，实物连线如图 （2） 1 , k b b 三、计算题 15. 解析：当S接通时： 2 R与 3 R并联，再与 1 R串联，并联等效电阻 23 23 23 2 R R R RR ， 由闭合电路欧姆定律，得 1 1 123 R UE RRr ， S断开时， 1 R与 3 R串联，由闭合电路欧姆定律，得 1 2 13 R UE RRr ， 将 121
15、23 2.4 ,2,2,6,3UV UU RRR代入以上各式， 得6 ,1EV r 16. （ 1）离子在加速电场中加速，根据动能定理有 21 2 qUmv 离子在辐射电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，有 2 v qEm R 解得 1 2 UER （2）离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有 2 v qvBm r 由、式得 1mvEmR r qBBq 故 2 2 EmR PQr Bq 答案：（1） 1 2 ER（2） 2EmR Bq 17. 解： （1）由牛顿第二定律得：Eqma， 到进入磁场的位移为2Sm， 而 21 2 Sat， 代入数据得： 62 10 s ts a
16、 （2）射入磁场时的速度为： 6 2 210/vatms， 由 2 v qvBm R ，得 6 82 12 2 10 2 2 101 10 mv R qB 米 （3）第二次到达x 轴的坐标为（ -1 ，0） ；设第三次到达X轴时与第二次到达轴的距离为L， 由于射入电场时速度与电场方向垂直，做类平抛运动。 则有： 02 1 1 sin45 2 Lat， 0 1 cos45Lvt，解得8Lm，电荷第三次到达x 轴上的点的坐标 为（ 7，0） 18. 解析： （1）设小球从O点运动到P 点所用的时间为t ，在 P点的速度为 1 v，返回 O点时的 速度为 2 v，则 2 1 2 hgt，解得 2h t g ， 则2 t vgtgh， 加上竖直向上的匀强电场后，有 12 2 vv ht， 解得： 2 2 2vgh （2）加上竖直向上的匀强电场后，加速度 21 3 vv ag t ，Eqmgma，解得 4mg E q （3）竖直方向有 2 2 4 2 v yh g ， 设小球进入x 轴上方运动到最高点所用时间为 2 t，则 2 2 02 2 vh t gg ， 水平方向有4 E qE ag m ，则 2 2 1 16 2 x xa th， 所以小球运动到最高点时的位置坐标为（16h，4h） 。