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末试卷
【模拟试题】 一. 本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。把你认为正确答案的代表字母填写在题后的括号内。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。 1. 如图1所示，在静止点电荷+Q所产生的电场中，有与+Q共面的A、B、C三点，且B、C处于以+Q为圆心的同一圆周上。设A、B、C三点的电场强度大小分别为EA、EB、EC，电势分别为
图1 2. 关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（ ） A. 变化的电场和变化的磁场由近及远向外传播，形成电磁波 B. 电磁场是一种物质，不能在真空中传播 C. 电磁波由真空进入介质中，传播速度变小，频率不变 D. 电磁波的传播过程就是能量传播的过程 3. 如图2所示，虚线上方空间有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，直角扇形导线框绕垂直于纸面的轴O以角速度ω匀速逆时针转动。设线框中感应电流的方向以逆时针为正，线框处于图示位置时为时间零点。那么，在图3中能正确表明线框转动一周感应电流变化情况的是（ ）
图2
图3 4. 如图4所示，E为电池，L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D1、D2是两个规格相同的灯泡，S是控制电路的开关。对于这个电路。下列说法中正确的是（ ） A. 刚闭合S的瞬间，通过D1、D2的电流大小相等 B. 刚闭合S的瞬间，通过D1、D2的电流大小不等 C. 闭合S待电路达到稳定后，D1熄灭，D2比S刚闭合时亮 D. 闭合S待电路达到稳定后，再将S断开的瞬间，D1不立即熄灭，D2立即熄灭
图4 5. 有一内电阻为 A. 电解槽消耗的电功率为120W B. 电解槽的发热功率为60W C. 电解槽消耗的电功率为60W D. 电路消耗的总功率为60W 6. 在光滑绝缘的水平面上，相距一定的距离放有两个质量分别为m和2m的带电小球（可视为质点）A和B。在t1=0时，同时将两球无初速释放，此时A球的加速度大小为a；经一段时间后，在t2=t时，B球的加速度大小也变为a。若释放后两球在运动过程中并未接触，且所带电荷量都保持不变，则下列判断正确的是（ ） A. 两个小球带的是同种电荷 B. 两个小球带的是异种电荷 7. 如图5所示，将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环，接入电路中，电路与圆环的O点固定，P为与圆环良好接触的滑动头。闭合开关S，在滑动头P缓慢地由m点经n点移到q点的过程中，电容器C所带的电荷量将（ ） A. 由小变大 B. 由大变小 C. 先变小后变大 D. 先变大后变小
图5 8. 某山区小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后通过高压输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器，经降低电压后再输送至村寨中各用户。设变压器都是理想的，那么随着村寨中接入电路的用电器消耗的总功率的增加，则（ ） A. 通过升压变压器初级线圈中的电流变大 B. 升压变压器次级线圈两端的电压变小 C. 高压输电线路上的电压损失变大 D. 降压变压器次级线圈两端的电压变小 9. 环型对撞机是研究高能粒子的重要装置，其核心部件是一个高真空的圆环状的空腔。若带电粒子初速可视为零，经电压为U的电场加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。带电粒子将被局限在圆环状空腔内运动。要维持带电粒子在圆环内做半径确定的圆周运动，下列说法中正确的是（ ） A. 对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m越大，磁感应强度B越大 B. 对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m越大，磁感应强度B越小 C. 对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期越小 D. 对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变 10. 如图6所示的xoy平面区域内存在的电场，一个正电荷先后两次从C点分别沿直线被移动到A点和B点，在这两个过程中，均需克服电场力做功，且做功的数值相等。那么这一区域内的电场可能是（ ） A. 沿y轴正向的匀强电场 B. 沿x轴负向的匀强电场 C. 在第I象限内某位置的一个负点电荷所产生的电场 D. 在第IV象限内某位置的一个正点电荷所产生的电场
图6
二. 本题共3小题，共14分。按照要求将正确答案填在题中的横线上。 11. 如图7所示，a、b、c、d是滑动变阻器的四个接线柱。现把此变阻器串联接入电路中的A、B两点间，并要求滑动头向c端移动过程中，灯泡变暗，则接入电路中A、B两点间的接线柱应该是_____________和_____________。
图7 12. 如图8甲、乙所示的两个电路中的电阻R、电流表。电压表和电池都是相同的，电源的内电阻相对于电阻R的大小可以忽略。闭合开关后，甲、乙两电路中电压表和电流表的示数分别为U甲、U乙、I甲、I乙。已知
图8 13. 要测量内阻较大的电压表的内电阻，可采用“电压半值法”，其实验电路如图9所示。其中电源两端的电压值大于电压表的量程，电阻箱R2的最大阻值大于电压表的内电阻。先将滑动变阻器R1的滑动头c调至最左端，将R2的阻值调至最大，依次闭合S2和S1，调节R1使电压表满偏，然后断开S2，保持滑动变阻器的滑动头c的位置不变，调节R2使电压表半偏，此时R2的示数即可视为电压表的内电阻值。 （1）实验时，在断开S2调节R2的过程中，a点与滑动变阻器的滑动头c之间的电压应_____________。 （2）实验室备有如下四个滑动变阻器，它们的最大阻值分别为（ ） A. 10Ω B. 1kΩ C. 10kΩ D. 100kΩ
图9 为减小测量误差，本实验中的滑动变阻器R1应选择_____________。（填序号）
三. 本题包括7小题共56分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 14. （7分）如图10所示，在绝缘光滑水平面上，有一个边长为L的单匝正方形线框abcd，在外力的作用下以恒定的速率v向右运动进入磁感应强度为B的有界匀强磁场区域。线框被全部拉入磁场的过程中线框平面保持与磁场方向垂直，线框的ab边始终平行于磁场的边界。已知线框的四个边的电阻值相等，均为R。求： （1）在ab边刚进入磁场区域时，线框内的电流大小； （2）在ab边刚进入磁场区域时，ab边两端的电压； （3）在线框被拉入磁场的整个过程中，线框中电流产生的热量。
图10 15. （7分）如图11所示，两块带电金属板a、b水平正对放置，在板间形成匀强电场，电场方向竖直向上。板间同时存在与电场正交的匀强磁场，假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域。一束电子以一定的初速度v0从两板的左端中央，沿垂直于电场、磁场的方向射入场中，无偏转的通过场区。 已知板长l=10.0cm，两板间距d=3.0cm，两板间电势差U=150V，v0=2.0×107m/s。电子所带电荷量与其质量之比e/m=1.76×1011C/kg，电子电荷量e=1.60×10－19C，不计电子所受重力和电子之间的相互作用力。 （1）求磁感应强度B的大小； （2）若撤去磁场，求电子离开电场时偏离入射方向的距离y； （3）若撤去磁场，求电子穿过电场的整个过程中动能的增加量△Ek。
图11 16. （8分）如图12所示，虚线圆所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场，电子束经过磁场区后，其运动方向与原入射方向成θ角。设电子质量为m，电荷量为e，不计电子之间的相互作用力及所受的重力。求： （1）电子在磁场中运动轨迹的半径R； （2）电子在磁场中运动的时间t； （3）圆形磁场区域的半径r。
图12 17. （8分）如图13甲所示，光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.20m，两导轨的左端之间所接的电阻R=0.40Ω，导轨上停放一质量m=0.10kg的金属杆ab，位于两导轨之间的金属杆的电阻r=0.10Ω，导轨的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。现用一水平外力F水平向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图13乙所示。求从金属杆开始运动经t=5.0s时， （1）通过金属杆的感应电流的大小和方向； （2）金属杆的速度大小； （3）外力F的瞬时功率。
图13 18. （8分）如图14所示，在水平地面上方有一范围足够大的互相正交的匀强电场和匀强磁场区域。磁场的磁感应强度为B，方向水平并垂直纸面向里。一质量为m、带电荷量为q的带正电微粒在此区域内沿竖直平面（垂直于磁场方向的平面）做速度大小为v的匀速圆周运动，重力加速度为g。 （1）求此区域内电场强度的大小和方向； （2）若某时刻微粒在场中运动到P点时，速度与水平方向的夹角为60°，且已知P点与水平地面间的距离等于其做圆周运动的半径。求该微粒运动到最高点时与水平地面间的距离； （3）当带电微粒运动至最高点时，将电场强度的大小变为原来的1/2（方向不变，且不计电场变化对原磁场的影响），且带电微粒能落至地面，求带电微粒落至地面时的速度大小。
图14 19. （9分）一个正方形线圈边长a=0.20m，共有n=100匝，其总电阻r=4.0Ω。线圈与阻值R=16Ω的外电阻连成闭合回路，如图15甲所示。线圈所在区域存在着分布均匀但强弱随时间变化的磁场，磁场方向垂直线圈平面，其磁感应强度B的大小随时间作周期性变化的周期 （1）0~t1时间内，通过电阻R的电荷量； （2）t=1.0s内电流通过电阻R所产生的热量； （3）线圈中产生感应电流的有效值。
图15 20. （9分）如图16甲所示，真空中的电极K连续不断地发出电子（电子的初速度可忽略不计），经电压为u的电场加速，加速电压u随时间t变化的图象如图16乙所示。每个电子通过加速电场的过程时间极短，可认为加速电压不变。电子被加速后由小孔S穿出，沿两个彼此靠近且正对的水平金属板A、B间中轴线从左边缘射入A、B两板间的偏转电场，A、B两板长均为L=0.20m，两板之间距离d=0.050m，A板的电势比B板的电势高。A、B板右侧边缘到竖直放置的荧光屏P（面积足够大）之间的距离b=0.10m，荧光屏的中心点O与A、B板的中心轴线在同一水平直线上。不计电子之间的相互作用力及其所受重力，求： （1）要使电子都打不到荧光屏上，则A、B两板间所加电压U应满足什么条件； （2）当A、B板间所加电压U’=50V时，电子打在荧光屏上距离中心点O多远的范围内。
图16
【试题答案】 一. 本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。 1. BD 2. ACD 3. A 4. ACD 5. C 6. BD 7. C 8. ACD 9. BC 10. BD
二. 本题共3小题，共14分。按照要求将答案填在题中的横线上。 11. b，c（或b，d）（2分） 12. 小于；大于；小于（每空2分，共6分） 13. （1）保持基本不变（或保持不变）； （2）A（每问3分，共6分）
三. 本题包括7小题，共56分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题的答案必须明确写出数值和单位。 14. （7分） （1）ab边切割磁感线产生的感应电动势为E=BLv 1分 （2）ab边两端的电压为路端电压 15. （7分） （3）由于电子在电场中偏转的过程，电场力对电子做正功，根据动能定理可知，电子动能的增量 16. （8分） （1）由牛顿第二定律和洛仑兹力公式得： （2）设电子做匀速圆周运动的周期为T，则 由如图1所示的几何关系得圆心角α=θ 1分
图1 17. （8分） （1）由图象可知，t=5.0s时的U=0.40V 1分 用右手定则判断出，此时电流的方向为由b指向a 1分 由图象可知，U与t成正比，由于R、r、B及L均为不变量，所以v与t成正比，即金属杆应沿水平方向向右做初速度为零的匀加速直线运动 1分 18. （8分） （1）由于带电微粒可以在电场、磁场和重力场共存的区域内沿竖直平面做匀速圆周运动，表明带电微粒所受的电场力和重力大小相等、方向相反，因此电场强度的方向竖直向上 1分 （2）设带电微粒做匀速圆周运动的轨道半径为R，根据牛顿第二定律和洛仑兹力公式有 依题意可画出带电微粒做匀速圆周运动的轨迹如图2所示，由几何关系可知，该微粒运动至最高点与水平地面间的距离
图2 1分 带电微粒运动过程中，洛仑兹力不做功，所以在它从最高点运动至地面的过程中，只有重力和电场力做功。设带电微粒落地时的速度大小为v1 19. （9分） （2）在一个周期内，电流通过电阻R产生的热量 2分 20. （9分） （1）设电子的质量为m、电荷量为e，电子通过加速电场后的速度为v，由动能定理有： 代入数据可得，为使电子都打不到屏上，U至少为100V 1分 （2）当电子恰好从A板右边缘射出偏转电场时，其侧移量最大 电子飞出偏转电场时，其速度的反向延长线通过偏转电场的中心，设电子打在屏上距中心点的最大距离为Ymax u=800V时，电子通过偏转电场的侧移量最小 1分 同理，电子打在屏上距中心点的最小距离 所以电子打在屏上距中心点O在2.5cm~5.0cm的范围内 1分
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