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- 2021-05-27 发布
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一、选择题
1.两个半径为的导体球分别带上和的电荷量,两球心相距时相互作用力为F,现将它们碰一下后放在球心间相距处,则它们的相互作用力大小为( )
A. B. C. D.无法确定
2.某同学研究电子在电场中的运动时,得到了电子由a点运动到b点的轨迹(图中实线所示),图中未标明方向的一组虚线可能是电场线,也可能是等势面,则下列说法不正确的是( )
A.如果图中虚线是电场线,电子由a点运动到b点,动能减小,电势能增大
B.如果图中虚线是等势面,电子由a点运动到b点,动能增大,电势能减小
C.不论图中虚线是电场线还是等势面,a点的场强都大于b点的场强
D.不论图中虚线是电场线还是等势面,a点的电势都高于b点的电势
3.如图所示,D是一只理想二极管,它的作用是只允许电流从a流向b,不允许电流从b流向a,平行板电容器AB内部原有电荷P处于静止状态,当两极板A和B的间距稍减小一些的瞬间(两极板仍平行),P的运动情况将是( )
A.仍静止不动
B.向下运动
C.向上运动
D.无法判断
4.图甲所示的电路中,电流表的指针指满刻度,电流表的指针指满刻度的
处;图乙中,的指针指满刻度,的指针指满刻度的处,已知的内阻为,则的内阻为( )
A. B. C. D.
5.如图所示,三根彼此绝缘的无限长直导线的一部分ab、cd、ef构成一个等边三角形,O为三角形的中心,M、N分别为O关于导线ab、cd的对称点,当三根导线中通以大小相等,方向如图所示的电流时,M点磁感应强度的大小为,O点磁感应强度的大小为,若将导线ab中的电流撤去,而保持另两根导线中的电流不变,则N点的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
6.一束带电粒子沿水平方向匀速飞过小磁针上方时,磁针的N极向西偏转,这一束带电粒子可能是( )
A.向南飞行的正离子束
B.向南飞行的负离子束
C.向西飞行的正离子束
D.向西飞行的负离子束
7.一条形磁铁静止在固定斜面上,上端为N极,下端为S极,在其中一条磁感线上固定两根垂直纸面方向的完全相同的导线,两导线到斜面的距离相等,其位置如图所示,开始时两根导线未通过电流,斜面对磁铁的弹力和摩擦力分别、,磁铁对斜面的作用力为F;当两导线中通以大小相等.方向垂直纸面向外的电流后,磁铁仍处于静止状态,则与未通电时相比( )
A.变小,不变,F方向改变
B.不变,变小,F方向改变
C..均变大,F方向不变
D.变小,不变,F方向不变
8.如图所示,一个带负电荷的物体从粗糙斜面顶端由静止释放后,滑到斜面底端时的速度为v,若加上一个如图所示的垂直于纸面指向外的水平测出,则物体滑到底端时( )
A.v变小 B.v变大 C.v不变 D.v可能变大,也可能不变
二.多选题
9.如图所示,光滑绝缘斜面底端固定着一个带正电的小物块P,将另一个带电小物块Q在斜面的某位置由静止释放,它将沿斜面向上运动,设斜面足够长,则在Q向上运动过程中( )
A.物块Q的动能一直增大
B.物块Q的机械能一直增大
C.物块Q的电势能一直增大
D.物块P、Q的重力势能和电势能之和先减小后增大
10.如图,电路中定值电阻阻值R大于内阻阻值r,将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表、、示数变化量的绝对值分别为、、,理想电流表A示数变化量的绝对值为,则( )
A.A的示数减小
B.大于
C.与的比值等于
D.电源的输出功率一定增大
11.如图所示,有一范围足够大的水平匀强磁场,磁感应强度为B,一个质量为m,电荷量为的带电小圆环套在一根固定的绝缘竖直长杆上,环与杆间的动摩擦因数为,现使圆环以初速度向上运动,经时间圆环回到出发点,不计空气阻力,取竖直向上为正方向,下列描述该过程中圆环的速度v随时间t、摩擦力随时间t、动能随位移x、机械能E随位移x变化规律的图像中,可能正确的是( )
12.劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器,工作原理示意图如图所示,置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可忽略,磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,高频交流电频率为,加速电压为U。若A处粒子源产生的质子质量为m.电荷量为,在加速器中被加速,且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响,则下列说法正确的是( )
A.质子被加速后的最大速度不可能超过
B.质子离开回旋加速器加速粒子时的最大动能与加速电压U成正比
C.质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为
D.不改变磁感应强度B和交流电频率,该回旋加速器加速粒子的最大动能不变
三.实验题
13.在测定一节干电池的电动势和内阻(电动势约为,内阻小于)的实验中,备有下列参数准确可靠的器材:
电流表(量程,内阻)
电流表(量程,内阻)
滑动变阻器(,)
滑动变阻器(,)
定值电阻()
定值电阻()
开关和导线若干
(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,于是他设计了如图甲所示的实验电路,图中x表为电流表 ,y表为电流表 ,定值电阻应选 ,滑动变阻器应选 (均填写器材的字母代号)。
(2)图乙为该同学根据实验电路,利用测出的数据绘出的与的关系图像,为电流表的示数,为电流表的示数,则由图线可求被测干电池的电动势 V,内阻 (结果保留三位有效数字)。
(3)在电路连接良好的情况下,该实验方案 (填“有”或“没有”)系统误差。
四.计算题
14.如图所示,板长的平行板电容器,板间距为,板与水平方向的夹角,两板所加电压为,有一带负电的液滴,带电荷量为,以的水平速度自AB板边缘水平进入电场,在电场中扔沿水平方向并恰好从CD板边缘水平飞出,g取,求:
(1)A、B间匀强电场的场强;
(2)液滴的质量;
(3)液滴飞出时的速度大小。
15.质量为m、长为L的导体棒MN电阻为R,起初静止于光滑的水平轨道上,电源电动势为E,内阻不计,匀强磁场的磁感应强度为B,其方向与轨道平面成角斜向右上方,求开关闭合瞬间导体棒的加速度。
16.如图甲所示,在直角坐标系区域内有沿y轴正方向的匀强电场,场强大小,右侧有一个以点为中心.边长为2L的正方形区域,其边界ab与x轴平行,正方形区域与x轴的交点分别为M、N,现有一质量为m,带电荷量为e的电子,从y轴上的A点以速度沿x轴正方向射入电场,飞出电场后从M点进入正方形区域。
(1)求电子进入正方形磁场区域时的速度v;
(2)在正方形区域加垂直纸面向里的匀强磁场B,使电子从正方形区域边界点d点射出,则B的大小为多少?
(3)当电子到达M点时,在正方形区域加如图乙所示周期性变化的磁场(以垂直纸面向外为磁场正方向),最后电子运动一段时间后从N点飞出,速度方向与电子进入磁场时的速度方向相同,求正方形磁场区域磁感应强度的大小、磁场变化周期T各应满足的表达式。
参考答案:
1、D 2、D 3、C 4、A 5、D 6、D 7、B 8、A
9、BD 10、BCD 11、ABD 12、AC
13、(1);;;;
(2);;
(3)没有
14、(1)根据匀强电场的电场强度与电势差的关系得:得: 。
(2)由于带电粒子重力方向竖直向下,所受电场力的方向只能垂直两板向上,其合力方向水平向右,做匀加速运动.有:,代入数据得:。
(3)电场力沿水平方向的分量提供加速度,得:,
设液滴在平行板中飞行距离为x:,由,
代入数据得。
15、根据安培力公式:,由于可得,根据牛顿第二定律:,则:。
16、(1)电子在电场中作类平抛运动,射出电场时,如图1所示:
电子在电场中的时间:,,所以:
与x轴正方向的夹角:,。
(2)由几何关系电子的半径 ,由牛顿第二定律:,
联立得:。
(3)在磁场变化的半个周期内粒子的偏转角为(如图2),所以,在磁场变化的半个周期内,粒子在x轴方向上的位移恰好等于R,粒子到达N点而且速度符合要
求的空间条件是:,电子在磁场作圆周运动的轨道半径 ,
解得,若粒子在磁场变化的半个周期恰好转过圆周,同时MN间运动时间是磁场变化周期的整数倍时,可使粒子到达N点并且速度满足题设要求.应满足的时间条件:,又 ,
代入T的表达式得:。