许昌市四校联考高二上学期第三次考试物理试卷一、选择题（共12小题，每题4分，共48分.其中1—8题为单选，9—12题为多选。）1．关于静电场，下列说法正确的是( )A．电势等于零的物体一定不带电B．电场强度为零的点，电势一定为零C．同一电场线上的各点，电势一定相等D．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加2.如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab＝Ubc，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R同时在等势面b上，据此可知( )A．三个等势面中，c的电势最低B．带电质点在P点的电势能比在Q点的小C．带电质点在P点的动能与电势能之和比在Q点的小D．带电质点在R点的加速度方向垂直于等势面b3.在图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r。将滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动的过程中，关于各电表示数的变化，下列判断中正确的是( )A．电压表V的示数变小B．电流表A2的示数变小C．电流表A1的示数变小D．电流表A的示数变大4．质子()和α粒子()由静止出发经过同一加速电场加速后，沿垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，则它们在磁场中的各运动量间的关系正确的是( )A．速度之比为2∶1B．周期之比为1∶2C．半径之比为1∶2D．角速度之比为1∶15.如图所示，在边长为2a的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一个质量为m、电荷量为－q的带电粒子(重力不计)从AB边的中点O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AB边的夹角为60°，若要使粒子能从AC边穿出磁场，则匀强磁场的大小B需满足( )A．B<b．b<c．b>D．B<6.如图所示，在x轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，x轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为的匀强磁场。一带负电的粒子从原点O以与x轴成30°角斜向上射入磁场，且在上方磁场中运动半径为R，则( )A．粒子经偏转一定能回到原点OB．粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为2∶1C．粒子完成一次周期性运动的时间为2πm/3qBD．粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进3R7．电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在N7极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是( )A．从a到b，上极板带正电B．从a到b，下极板带正电C．从b到a，上极板带正电D．从b到a，下极板带正电8．矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，如图甲所示，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直于纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，则( )A．从0到t1时间内，导线框中电流的方向为adcbaB．从0到t1时间内，导线框中电流越来越小C．从t1到t2时间内，导线框中电流越来越大D．从t1到t2时间内，导线框bc边受到安培力大小保持不变9.图示为某正电荷Q产生的某区域的电场线分布图，a、b是电场中的两点。将电荷量为q＝5×10－8C的正点电荷(试探电荷)置于a点，所受电场力为2×10－3N，则下列判断正确的是( )A．a点的电场强度大小为4×104N/C，方向向右B．将电荷量为q的负点电荷放于a点，a点电场强度大小为4×104N/C，方向向左C．将点电荷q从a点移走，则该点的电场强度为零D．b点处的电场强度小于4×104N/C10.如图所示，水平放置的平行金属板充电后板间形成匀强电场，板间距离为d，一个带负电的液滴带电荷量大小为q，质量为m，从下板边缘射入电场，沿直线从上板边缘射出，则( )A．液滴做的是匀速直线运动B．液滴做的是匀减速直线运动C．两板的电势差为D．液滴的电势能减少了mgd11.一台直流电动机的电阻为R，额定电压为U，额定电流为I，当其正常工作时，下述正确的是( )A．电动机所消耗的电功率I2RB．t秒内所产生的电热为UItC．t秒内所产生的电热为I2RtD．t秒内输出的机械能为(U－IR)It12.如图所示，某空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，已知一离子在电场力和磁场力作用下，从静止开始沿曲线acb运动，到达b点时速度为零，c点为运动的最低点，则( )A．离子必带负电B．a、b两点位于同一高度C．离子在c点速度最大D．离子到达b点后将沿原曲线返回a点二、试验题（共两小题，13题每空1分，14题每空2分，共16分）13.如图甲为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为20Ω的电阻，测量步骤如下：7(1)调节________，使电表指针停在________的“0”刻线(填“电阻”或“电流”)。(2)将选择开关旋转到“Ω”挡的________位置。(填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)(3)将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节________，使电表指针对准________的“0”刻线(填“电阻”或“电流”)。(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为________Ω。(5)测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置。14.使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60mA的电流表，电阻箱，导线若干。实验时，将多用电表调至×1Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值。完成下列填空：(1)仪器连线如图所示(a和b是多用电表的两个表笔)。若两电表均正常工作，则表笔a为________(填“红”或“黑”)色；(2)若适当调节电阻箱后，多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图(a)、(b)、(c)所示，则电流表的读数为________mA，电阻箱的读数为________Ω；(3)将多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为________mA；(保留3位有效数字)(4)计算得到多用电表内电池的电动势为________V。(保留3位有效数字)三、计算（共46分。其中15题、16题每题10分，17题12分,18题14分）15.如图所示，PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨，相距1m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m＝0.2kg，棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体的质量M＝0.3kg，棒与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.5，匀强磁7场的磁感应强度B＝2T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？(g＝10m/s2)16.如图甲所示是用来使带正电的离子加速和偏转的装置，乙图为该装置中加速与偏转电场的等效模拟图。以y轴为界，左侧为沿x轴正向的匀强电场，电场强度为E。右侧为沿y轴负方向的另一匀强电场。已知OA⊥AB，OA＝AB，且OB间的电势差为U0。若在x轴的C点无初速地释放一个电荷量为q、质量为m的正离子(不计重力)，结果正离子刚好通过B点，求(1)CO间的距离d；(2)粒子通过B点的速度大小。17.如图所示，在坐标系xOy中，第一象限除外的其它象限都充满匀强磁场，磁感应强度都为B＝0.12T、方向垂直纸面向内。P是y轴上的一点，它到坐标原点O的距离l＝0.40m。一比荷＝5.0×107C/kg的带正电粒子从P点开始进入匀强磁场中运动，初速度v0＝3.0×106m/s、方向与y轴正方向成夹角θ＝53°并与磁场方向垂直。不计粒子的重力作用。已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，求：(1)粒子在磁场中运动的轨道半径R；(2)在第一象限中与x轴平行的虚线上方的区域内充满沿x轴负方向的匀强电场(如图)，粒子在磁场中运动一段时间后进入第一象限，最后恰好从P点沿初速度的方向再次射入磁场。求匀强电场的电场强度E和电场边界(虚线)与x轴之间的距离d。18.如图所示，相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置，S1、S2分别为M、N板上的小孔，S1、S2、O三点共线，它们的连线垂直M、N，且S2O＝R。以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。D为收集板，板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R，板两端点的连线垂直M、N板。质量为m、带电荷量为＋q的粒子经S1进入M、N间的电场后，通过S2进入磁场。粒子在S1处的速度和粒子所受的重力均不计。(1)当M、N间的电压为U时，求粒子进入磁场时速度的大小v；(2)若粒子恰好打在收集板D的中点上，求M、N间的电压值U0；(3)当M、N间的电压不同时，粒子从S1到打在D上经历的时间t会不同，求t的最小值。7123456789101112DDBBBDDAADACDCDBC许昌四校联考物理答案一：选择（共12小题，每题5分，共60分）二：试验（本题共2小题，13题每空1分，14题每空2分，共18分）13.[解析] 使用多用电表欧姆挡，先机械调零。中值电阻为15Ω，测量20Ω的电阻时，要使用×1的倍率，然后进行欧姆调零；由刻度盘和倍率可知，测量电阻的阻值为19Ω。[答案] (1)指针定位螺丝 电流 (2)×1 (3)欧姆调零旋钮 电阻 (4)19或19.014.[解析] (1)根据所有电器“红进黑出”的一般原则，对多用电表有，电流从红表笔进入多用电表，电流从黑表笔流出多用电表，由于设计电路图中a表笔接在电流表的正极，故电流经过多用电表从a表笔流出，故a表笔为多用电表的黑表笔。(2)电流表读数为I＝53.0mA；电阻箱读数为4×1Ω＋6×0.1Ω＝4.6Ω。(3)由题意，多用电表的表盘实际是一表头，看电流刻度，此时对应26格，电流为53.0mA，两表笔短接时，表头对应50格，则电流I＝mA≈102mA。(4)设多用电表内阻为r，已知外电路电阻为R＝14Ω，多用电表接外电路时：E＝I(r＋R)，多用电表两表笔短接时：E＝I0r，联立解得多用电表内的电池电动势E＝1.54V。[答案] (1)黑 (2)53.0 4.6 (3)102 (4)1.5415.解析：导体棒ab受力，由平衡条件：FN＝mg①2分BIL－Ff－Mg＝0②4分又Ff＝μFN③2分联立①②③得I＝2A，1分由左手定则知电流方向由a→b。1分答案：2A a→b16.解析：(1)设正离子到达O点的速度为v0(其方向沿x轴的正方向)则正离子从C点到O点，由动能定理得：qEd＝mv021分而正离子从O点到B点做类平抛运动，令：＝＝L则L＝t22分7从而解得：t＝L所以到达B点时：v0＝＝＝2分从而解得：d＝。1分(2)设正离子到B点时速度的大小为vB，正离子从C到B过程中由动能定理得：qEd＋qU0＝mvB23分解得vB＝。1分答案：(1) (2)17.解析：(1)粒子在磁场区域内运动，有qv0B＝m2分可得粒子运动的轨道半径R＝1分代入数据解得R＝0.50m1分(2)通过作图可知(如图)，粒子运动轨迹的圆心A恰好落在x轴上。由几何关系可知：粒子从C点进入第一象限时的位置坐标为x＝R－Rcosθ＝0.20m1分粒子进入匀强电场后做类平抛运动，设粒子在电场运动时间为t，加速度为a，则l－d＝v0t1分qE＝ma1分x＝at21分vx＝at1分粒子运动到P点时，有vx＝v0tanθ1分由以上各式，代入数据解得电场强度E＝8.0×105N/C1分7电场边界(虚线)与x轴之间的距离d＝0.10m1分答案：(1)0.50m (2)8.0×105N/C 0.10m18.解析：(1)粒子从S1到达S2的过程中，根据动能定理得qU＝mv2①1分解得粒子进入磁场时速度的大小v＝1分(2)粒子进入磁场后在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有qvB＝m②2分由①②得，加速电压U与轨迹半径r的关系为U＝1分当粒子打在收集板D的中点时，粒子在磁场中运动的半径r0＝R1分对应电压U0＝1分(3)M、N间的电压越大，粒子进入磁场时的速度越大，粒子在极板间经历的时间越短，同时在磁场中运动轨迹的半径越大，在磁场中运动的时间也会越短，出磁场后匀速运动的时间也越短，所以当粒子打在收集板D的右端时，对应时间t最短。根据几何关系可以求得，对应粒子在磁场中运动的半径r＝R2分由②得粒子进入磁场时速度的大小v＝＝1分粒子在电场中经历的时间t1＝＝1分粒子在磁场中经历的时间t2＝＝1分粒子出磁场后做匀速直线运动经历的时间t3＝＝1分粒子从S1到打在收集板D上经历的最短时间为t＝t1＋t2＋t3＝1分答案：(1) (2) (3)7</b．b<c．b>
