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2015年1月2日物理


2015-1-2 日物理错题答案解析
1、下列物理量中,属于矢量的是( A.质量 B、位移 C、机械能 ) D.时间

解析:机械能、质量和时间都是只有大小没有方向的,它们都是标量,只有位移是即有大小 又有方向,相加是遵循平行四边形定则的,所以位移是矢量. 故选 A. 2、对亚里士多德“物体越重下落得越快”的观点提出质疑,并对落体运动进行系统研究的

科学家是( A、牛顿 ) B、爱因斯坦 C、胡可

D、伽利略

3、一个物体在地球表面所受的重力为 G,则在距地面高度为地球半径的 2 倍时,所受的引 力为( )

设:地球的质量为:M,半径为 R,设万有引力常量为 G′,根据万有引力等于重力,

G ' Mm 2 则有: R =G①
在距地面高度为地球半径的 2 倍时:

G ' Mm (3R ) 2 =F②

G 由①②联立得:F= 9
4、一架投放救援物资的飞机在某个受援区域的上空水平地匀速飞行,从飞机上海隔 1s 投下 1 包救援物资,先后共投下 4 包,若不计空气阻力,则 4 包物资落地前( ) A.在空中任何时刻总是排成抛物线,它们的落地点是等间距的 B.在空中任何时刻总是排成抛物线,它们的落地点不是等间距的 C.在空中任何时刻总在飞机正下方排成竖直的直线,它们的落地点是等间距的 D.在空中任何时刻总在飞机正下方排成竖直的直线,它们的落地点不是等间距的 解析:由于水平方向做匀速运动,则 4 包物资落地前,在空中任何时刻总在飞机正下方 排成竖直的直线,它们的落地点是等间距的,C 正确。 5、电动类家电有洗衣机、电风扇、剃须刀、吸尘器等,它们都是通过电动机将____能 转化为______能,然后替人们完成各种各样的工作. 答案:电 机械
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6、电磁波按频率由高到低排列是:γ 射线、X 射线(伦琴射线)、紫外线、可见光、______、 微波、无线电波,它们构成了电磁波谱,其中波长最长的是______ 解析:波长越长、频率越小,比可见光频率小,比微波频率大的电磁波是红外线,波长最长 的是无线电波. 故答案为:红外线,无线电波 7、安培的分子环形电流假说不可以用来解释( A.磁体在高温时失去磁性 B.磁铁经过敲击后磁性会减弱 C.铁磁类物质放入磁场后具有磁性 D.通电导线周围存在磁场 解析: 安培的分子环形电流假说是说核外电子绕原子核作圆周运动, 故安培的分子环形电流 假说可以解释磁化、退磁现象.(通电导线中电荷的定向移动在其周围产生变化的电场, 变化的电场可产生磁场,可由麦克斯韦电磁场理论解释) )

A、磁铁内部的分子电流的排布是大致相同的,故每个分子电流产生磁场相互加强,但在高 温时,分子电流的排布重新变的杂乱无章,每个分子电流产生的磁场相互抵消,故对外不显 磁性,故安培的分子电流假说可以用来解释磁体在高温时失去磁性,故不能选 A. B、磁铁内部的分子电流的排布是大致相同的,故每个分子电流产生磁场相互加强,但在经 过敲击后时,分子电流的排布重新变的杂乱无章,每个分子电流产生的磁场相互抵消,故对 外不显磁性, 故安培的分子电流假说可以用来解释磁体在经过敲击后时磁性减弱, 故不能选 B. C、铁磁类物质放入磁场后磁铁内部的分子电流的排布是大致相同的,故每个分子电流产生 磁场相互加强, 对外显现磁性, 故安培的分子电流假说可以用来解释铁磁类物质放入磁场后
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具有磁性,故不能选 C. D、通电导线的磁场是由自由电荷的定向运动形成的,即产生磁场的不是分子电流,故安培 的分子环形电流假说不可以用来解释通电导线周围存在磁场.故 D 正确. 故选 D. 8、如图所示的是电视机显像管及其偏转线圈 L,如果发现电视画面幅度比正常时偏小,可

能是下列哪些原因造成的 A、电子枪发射能力减弱,电子数减少 B、加速电场电压过高,电子速率偏大 C、偏转线圈匝间短路,线圈匝数减小 D、偏转线圈电流过小,偏转磁场减弱

解析:画面变小是由于电子束的偏转角减小,即轨道半径变大造成的,由公式 r=

知,

因为加速电压增大,将引起 v 增大,而偏转线圈匝数或电流减小,都会引起 B 减小,从而 使轨道半径增大,偏转角减小,画面变小.综上所述,BCD 符合题意. 9、三个质子 1、2 和 3 分别以大小相等、方向如图所示的初速度 v1、v2 和 v3 经过平板 MN 上的小孔 O 射入匀强磁场 B,磁场方向垂直纸面向里,整个装置处在真空中,且不计 重力. 最终这三个质子打到平板 MN 上的位置到小孔的距离分别为 s1、 s2 和 s3, 则 ( A.s1<s2<s3 B.s2>s3>s1 C.s1=s3>s2 D.s1=s3<s2 )

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解析:三个质子的速度大小相等,方向如图所示,垂直进入同一匀强磁场中.由于初速度 v1 和 v3 的方向与 MN 的夹角相等,所以这两个质子的运动轨迹正好组合成一个完整的圆, 则这两个质子打到平板 MN 上的位置到小孔的距离是相等的.而初速度 v2 的质子方向与 MN 垂直,则它的运动轨迹正好是半圆,所以质子打到平板 MN 上的位置到小孔的距离恰 好是圆的直径.由于它们的速度大小相等,因此它们的运动轨迹的半径均相同.所以速度为 v3 的距离最大. 故选:D 10.平行板电容器的两极板 M、N 之间的距离等于板长的

1 。今有一束正离子以 7

速度 v0 贴着 M 板射入两极之间,离子所受重力可以忽略。第一次在两板间加恒 定电压,板间电场强度为 E,正离子束正好从 N 板的边缘飞出;第二次撤去电场,在两板 间加上垂直于纸面向外、磁感强度为 B 的匀强磁场,正离子束又刚好从 N 板边缘飞出,则 E 与 B 的比值(E / B )可能为( ) (A) v0 / 49 (B) v0 / 7 (C) 25v0 / 49 (D) 50v0 / 49 11.如图甲所示,电流恒定的通电直导线 MN,垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨 上电流方向由 M 指向 N,在两导轨间存在着垂直纸面向里的磁场,当 t=0 时,导线恰好静 止,若磁感应强度 B 按如图乙所示的余弦规律变化,则下列说法中正确的是( ) A.在最初的一个周期内,导线在导轨上做简谐振动 B.在最初的一个周期内,导线一直向左运动 C.在最初的半个周期内,导线的加速度先增大后减小 D.在最初的半个周期内,导线的速度先增大后减小 N B M B/T



O 乙

T

t/s
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如图甲所示,电流恒定的通电直导线 MN,垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上 电流方向由 M 指向 N,在两轨间存在着竖直磁场,取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的 正方向,当 t=0 时导线恰好静止,若 B 按如图乙所示的余弦规律变化,下列说法正确的是 ( )

A.在最初的一个周期内,导线在导轨上做机械振动 B.在最初的一个周期内,导线一直向左运动 C.在最初的半个周期内,导线的加速度先增大后减小 D.在最初的半个周期内,导线的速度先增大后减小

1 在第 1 个 4 T 内,由左手定则可知,MN 所受的安培力方向向右,由 F=BIL 知,安培力逐
渐减小,则该棒从静止开始向右做加速度减小的变加速运动;

1 在第 2 个 4 T 内,,由左手定则可知,MN 所受的安培力方向向左,由 F=BIL 知,安培力 1 逐渐增大,则该棒向右做加速度增大的变减速运动, 2 T 时刻速度为零; 1 在第 3 个 4 T 内,由左手定则可知,MN 所受的安培力方向向左,由 F=BIL 知,安培力逐
渐减小,则该棒从静止开始向左做加速度减小的变加速运动

1 在第 4 个 4 T 内,由左手定则可知,MN 所受的安培力方向向右,由 F=BIL 知,安培力逐
渐增大,则该棒向左做加速度增大的变减速运动,T 时刻速度为零. 故在最初的一个周期内,导线在导轨上做机械振动.在最初的半个周期内,导线的加速度先 减小后增大,速度先增大后减小.故 AD 正确,BC 错误.
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2015-1-2 日物理错题答案解析
故选 AD 12.如图,a 为带正电的小物块,b 是一不带电的绝缘物块,a、b 叠放于粗糙的水平地面上, 地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场, 现用水平恒力 F 拉 b 物块,使 a、b 一起无相对滑动地向左加速运动,在加速运 动阶段( ) A.a、b 一起运动的加速度减小 B. a、b 一起运动的加速度增大 C. a、b 物块间的摩擦力减小 D. a、b 物块间的摩擦力增大 B a F b G N f

解析:a 带正电,在向左运动的过程中,受到的洛伦兹力的方向向下,所以对 b 的压力 变大,乙与地面之间的为滑动摩擦力,压力变大,所以与地面之间的滑动摩擦力也变大,水 平恒力 F 是不变的,根据牛顿第二定律可知,加速度减小,所以 B 错误; CD、由于 ab 整体的加速度减小,对 a 单独受力分析可知,a 受到的摩擦力产生 a 的加速 度,即 f=ma,由于 a 减小,所以 ab 之间的静摩擦力减小,所以 C 正确,D 错误. 故选 AC

13. 如图所示, 在 POQ 区域内分布有磁感强度为 B 的匀强磁场, 磁场方向垂直于纸面向里, 有一束负离子流沿纸面垂直于磁场边界 OQ 方向从 A 点射入磁场。已知 OA=s ,∠ POQ=45°,负离子的质量为 m,带电量为 q。要使负离子不从 OP 边射 出,负离子进入磁场时速度最大不能超过多少?

答案】

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2015-1-2 日物理错题答案解析
【解析】 试题分析:离子不从 OP 边射出的临界情况为离子运动的圆轨道与 OP 相切,则最大半径 为

解得:



得最大速度为

.考点:带电粒子在磁场中的运动。

14.在互相垂直的匀强磁场和匀强电场中固定放置一光滑的绝缘斜面,其 倾角为θ 。设斜面向上,如图所示。一质量为 m、带电量为 q 的小球静止放 在斜面的最高点 A,小球对斜面的压力恰好为零。在释放小球的同时,将电 场方向迅速改为竖直向下,场强大小不变,设 B、q、θ 和 m 为已知。求: ①小球沿斜面下滑的速度 v 为多大时,小球对斜面的正压力再次为零?②小 球在斜面上滑行的最大距离为多大?③小球从释放到离开斜面一共历时多少?

解:(1)由静止可知:qE=mg 当小球恰好离开斜面时,对小球受力分析,受竖直向下的重力、电场力和垂直于斜面向上的 洛伦兹力,此时在垂直于斜面方向上合外力为零. 则有:(qE+mg)cosθ =qvB

2 mg cos ? , qB 解得 v=

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(3)对小球受力分析,在沿斜面方向上合力为(qE+mg)sinθ ,且恒定,故沿斜面方向 上做匀加速直线运动.由牛顿第二定律得: (qE+mg)sinθ =ma 得:a=2gsinθ v=at

m cos ? 解得 t= qB sin ?
14.

2mg cos ? m cos ? m 2 g cos 2 ? , , qB qB sin ? q 2 B 2 sin ?

15.如图所示,回旋加速器 D 形盒的半径为 R,用来加速质为 m,电量为 q 的质子,使质 子由静止加速到能量为 E 后由 A 孔射出,求:(1)加速器中匀强磁场 B 的方向和大小。 (2)设两 D 形盒间距离为 d,其间电压为 U,电场视为匀强电场,质子每次经电场加 速后能量增加,加速到上述能量所需回旋周数。 (3)加速到上述能量所需的时间。

15.(1)由左手定则判定 B 的方向垂直纸面向里 R ? mv ? 2mE
Bq Bq

B?

2mE Rq

(2)E=nuq 转一周加速两次 旋转周数为 n ? E 2 2uq (3) T ?

2?m Bq

t?

n ?mE T? 2 2 q uB

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2015-1-2 日物理错题答案解析
16.如图所示,A、B 为水平放置的足够长的平行板,板间距离 d=1.0×10-2m,A 板中央有 一电子源 P,在纸面内沿 PQ 方向发射速度在 0~3.2×107m/s 范围内的电子,Q 为 P 点正上 方 B 板上的一点,若板间加一垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度 B=9.1×10-3T,已 知电子的质量 m=9.1×10-31kg, 电子电量 e=1.6×10-19C, 不计电子的重力和电子间的相互作 用,且电子打到板上均被吸收,并转移到大地。求电子击中 A、B 板上的范围,并画出电子 经过相应范围边界 的运动轨迹图。 ..
B Q

A

v P

16.如图,沿 PQ 方向射出的电子最大轨道半径 由 qvB=mv2/r,解得 Rm=

m vm qB

带入数据解得 Rm=2×10-2m=2d 该电子运动轨迹圆心在 A 板上 H 处,且恰能击中 B 板的 M 处。 随着电子速度的逐渐减小,电子轨道半径也减小。当电子的轨道半径等于 d 时,电子 轨道与 B 板相切与 N 点,并打在 A 板的 H 点。所以电子能击中 B 板的范围为 MN 区域, 击中 A 板的范围为 PH 区域。 在三角形 MFH 中, FH= HM 2 ? MF 2 = (2d ) 2 ? d 2 = 3 d QM=PF=(2- 3 )d=2.68×10-3m P F H QN=d=1.0×10-2m PH=2d=2.0×10-2m 电子能击中 B 板上 Q 点右侧与 Q 点相距 2.68×10-3m~1.0×10-2m 的范围。 电子能击中 A 板上 P 点右侧与 P 点相距 0~2.0×10-2m。 17.(本题只能选做一题)(Ⅰ)如图所示,空间分布着图示的匀强电场 E(宽为 L)和匀强 磁场 B,一带电粒子质量为 m,电量为 q,(不计重力)从 A 点由静止释放后经电场加速后进 入磁场,穿过中间磁场进入右边磁场后能按某一路径再返回 A 点而重 复前述过程.求中间磁场的宽度 d 和粒子的运动周期(虚线为磁场分 界线,并不表示有什么障碍物) QM N

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(Ⅱ)如图所示,有一半径为 r 的圆形有界匀强磁场 B 垂直纸面向里,其周围对称放置带 有中心孔 a,b,c 的三个相同的平行板电容器,三个电容器两板间距离为 d,接有相同的电压 U,在 D 处有一静止的电子,质量为 m,电量为 e,释放后从 a 孔射入匀强磁场中,并先后 穿过 b、c 孔再从 a 孔穿出回到 D (1)匀强磁场的磁感应强度 B (2)电子从 D 出发到第一次回到 D 处所用的时间.

17.(Ⅰ)解析:由题意,粒子在磁场中的轨迹应关于υ 方向的直线对称,如图 所示,电场中: qEL ?

1 2 mv ① 2

v?

Eq t1 m



由几何知识:sinθ=R/2R=1/2 所以θ =30o 又 R=mυ/qB ③ d=Rsin60o ④ 在中间磁场的时间: t 2 ? 2 ?

T 2?M ⑤ ? 6 3qB

在右边磁场的时间 t 3 ?

300? 5?M ⑥ ? 3qB 360?

由①③④得

d?

6 ELmq 2qB

T ? ? 2t1 ? t 2 ? t 3 ? 2

2mL 7?m ? qE 3qB

(Ⅱ).(1)设电子加速后获得的速率为 v,进入磁场后做匀速圆周运动的轨道半径 为R eU=

1 2 mv 2

由洛伦兹力公式和牛顿定律知:evB=m 由三角知识得:R=rtan60° 由①②③式得:B=

v2 R

1 2mU . r 3e

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2015-1-2 日物理错题答案解析

(2) 根据运动电荷在磁场中做匀速圆周运动的周期公式 T=

2?m ,依题意分析可知电子 qB

在磁场中运动一次所经历的时间为 T/6, 故电子在磁场中运动的总时间 t1=3×T/6=

?m ;而电 eB

子在匀强电场中做一类似竖直上抛运动,所经历的时间 t2,由 s=

1 2 2d at 可求得:t2=2 . 2 a

因为 a=

eE eU 2m 2m ? , 所以 t2=2d ,电子在电场中运动的总时间为:6d . eU eU m md

故电子从出发至第一次回到出发点 D t=t1+3t2=

?m
eB

? 6d

2m . eU

将 B 代入上式得:t=

2meU ( 3?r ? 12d ) . 2eU

18、如图所示,某空间内存在着正交的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,磁场方 向垂直于纸面向里。一段光滑绝缘的圆弧轨道 AC 固定在场中,圆弧所在平面与电场平行, 圆弧的圆心为 O,半径 R=1.8m,连线 OA 在竖直方向上,圆弧所对应的圆心角θ =37°。 现有一质量 m=3.6×10-4 kg、电荷量 q=9.0×10-4 C 的带正电的小球(视为质点),以 v0=4.0m/s 的速度沿水平方向由 A 点射入圆弧轨道, 一段时间后小球从 C 点离开圆弧轨道。 小球离开圆弧轨道后在场中做匀速直线运动。不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8。 求: (1)匀强电场场强 E 的大小; (2)小球刚射入圆弧轨道瞬间对轨道压力的大小。

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2015-1-2 日物理错题答案解析
解:(1)小球离开轨道后做匀速直线运动,其受力情况如图 1 所示,则有

① 所以 E=3.0N/C (2)设小球运动到 C 点时的速度为 v。在小球沿轨道从 A 运动到 C 的过程中,根据动能定 理有

② 解得 v=5.0m/s ③ 小球由 A 点射入圆弧轨道瞬间,设小球对轨道的压力为 N,小球的受力情况如图 2 所示,

根据牛顿第二定律有



根据图 1 还有:



由③④⑤可求得:N=3.2×10-3 N 根据牛顿第三定律可知,小球由 A 点射入圆弧轨道瞬间对轨道的压力 N′=N=3.2×10-3 N

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2015-1-2 日物理错题答案解析 19.(16 分)如图所示,两水平放置的平行金属板间存在相互垂直的匀强磁场 和匀强电场,磁场的磁感应强度 B1=0.40T ,方向垂直纸面向里,电场强度 E=2.0× 105V/m, PQ 为板间中线。 紧靠平行板右侧边缘 xOy 坐标系的第一象限内, 有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度 B2=0.25T,磁场边界 AO 和 y 轴的夹 角∠AOy=45° 。一束带电量 q=8.0× 10-19C 的正离子从 P 点射入平行板间,沿中 线 PQ 做直线运动,穿出平行板后从 y 轴上的 Q 点垂直 y 轴射入磁场区, OQ=0.2m ,离子通过 x 轴时的速度方 向与 x 轴正方向夹角在 45° ~90° 之间。求: (1)离子运动的速度 v; (2)离子的质量 m 满足的范围。

19 解:(1)设正离子的速度为 v,由于沿中线 PQ 做直线运动,则有:
qE ? qvB1

代入数据解得:v=5.0× 105m/s (2)设离子的质量为 m,根据题意作出粒子运动轨迹如图所示; 当通过 x 轴时的速度方向与 x 轴正方向夹角为 45° 时,粒子在 磁场中圆周 运动的圆心在原点 O,设其半径为 r1,由几何关系有: r1 ? OQ 当通过 x 轴时的速度方向与 x 轴正方向夹角为 90° 时,粒子在磁场中圆周 运动的圆心在 y 轴上的 O2 处,设其半径为 r2,由几何关系有: r2 ? 由牛顿第二定律有: qvB2 ? m 由题意得: r2 ? r ? r1
v2 r

OQ 2

联解得:

4 ? 10?26 kg ? m ? 8 ? 10?26 kg

2.下列说法正确的是 A.半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间,其电阻随温度升高而增大 B.热敏电阻的特点是温度升高时电阻迅速减小 C.导体中电流无穷大的现象叫超导现象 D.导体的电阻与通过其中的电压和电流有关 解析: A、半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间,其电阻随温度升高而减小,故 A 错误; B、热敏电阻的特点是温度升高时电阻减小,故 B 正确; C、电阻无穷小的现象叫超导现象,故 C 错误; D、导体的电阻是通过比值定义的,因此与通过其中的电压和电流无关,故 D 错误;
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2015-1-2 日物理错题答案解析
故选:B 3.有一个金属丝圆环,圆面积为 S,电阻为 r,放在磁场中,让磁感线垂直地穿过圆环 所在平面。在△t 时间内,磁感应强度的变化为△B,通过金属丝横截面的电量 q 与下面哪 个量的大小无关 A.时间△t B. 圆面积 S C. 金属丝圆环电阻 r D. 磁感应强度变化△

B
5.如图所示,一水平宽度为 d、竖直范围足够大的匀强电场,场强为 E,一带电量为+q 的 粒子以不同的初速度从一侧垂直电场方向进入电场,不计重力。则该粒子 A.能飞出电场,且初速度越大,飞出电场时的速度变化越小 B.能飞出电场,且初速度越小,飞出电场时的速度变化越小 C.当初速度小于某一个值,不能飞出电场 D.当初速度大于某一个值,不能飞出电场 7.三角形导线框 abc 固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场 的正方向垂直纸面向里,磁感应强度 B 随时间 t 变化的规律如 B/T 图所示。 规定线框中感应电流 i 沿顺时针方向为正方向, 下列 i B0 a — t 图象中正确的是
i/A i/A i/A × B ××× i/A × ×× ×× I
0

O

1

2

3

4t/s

I0 O -I0

I0 2 3 4 t/s O -I0

I0 2 3 4 t/s O -I0

b
1 2 3 4

c

-B 0 2 3 4 t/s

1

1

t/s

O -I0

1

A

B

C

D

由图可知,0-1s 内,线圈中磁通量的变化率相同,故 0-1s 内电流的方向相同,由楞次 定律可知,电路中电流方向为逆时针,即电流为负方向;同理可知,1-2s 内电路中的电流 为顺时针, 2-3s 内,电路中的电流为顺时针, 3-4s 内,电路中的电流为逆时针,由

?? S ? ?B ? ?t 可 知 , 电 路 中 电 流 大 小 恒 定 不 变 . 选 项 B 正 确 , ACD 错 误 . E= ?t
故选 B.

8.电路中路端电压 U 随干路电流 I 变化的关系如图所示,则电 源的电动势 E 和内电阻 r 分别是 A. E=1.0V,r=5.0Ω C. E=2.0V,r=5.0Ω B. E=1.0V,r=2.5Ω D. E=2.0V,r=2.5Ω

w .w.^w .k

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2015-1-2 日物理错题答案解析
10.如图所示的实验中,平行板电容器的极板 A 与静电计小球连接,极板 B 和静电计 外壳都接地。若极板 B 稍向上移一些,则 A.电容器电容变大,静电计指针偏角不变 B.电容器电容变小,静电计指针偏角变小 C.极板上的电量几乎不变,静电计指针偏角变大 D.极板上的电量几乎不变,静电计指针偏角变小 11.电动势为 E、内阻为 r 的电源与定值电阻 R1、R2 及滑动变阻器 R 连接成如图所示的电 路。当滑动变阻器的触头由中点滑向 b 端时 A A.电压表读数减小,电流表读数增大 a R2 V B.电压表读数增大,电流表读数减小
E, r b C.电压表和电流表读数都减小 R1 D.电压表和电流表读数都增大 13.在如图所示的电路中,A1 和 A2 是完全相同的灯泡,线圈 L 的电阻可忽略,下列说法正 L A1 确的是 R

× A.闭合开关 S,A2 先亮,A1 后亮,最后一样亮 A2 B.闭合开关 S,A1 和 A2 始终一样亮 × S C.断开开关 S,A1 和 A2 都要过一会儿才熄灭 D.断开开关 S,A2 立即熄灭,A1 过一会儿才熄灭 解析:闭合开关 S,电感线圈阻碍原电流的增加所以 A2 先亮,A1 后亮,因为线圈电阻可忽略 所以最后一样亮,A 对,B 错。断开开关 S,电感线圈阻碍原电流的减小,跟两灯构成通路,
则 A1 和 A2 都要过一会儿才熄灭,C 对,D 错.故选 AC 14.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空腔。 若带电粒子初速度为零,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,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,不管加速电压 U 多大,粒子运动的周期都不变 D.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 解析:根据 , 可知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,对于给定的带电粒子,加速电压 U 越大,m/q 越 小,粒子运动的周期 越小,故应该选 BD S R2 E,r A R1 C R ′

15.如图所示,R1 和 R2 为定值电阻,R′为光敏电阻,C 为电容器, 闭合开关 S,稳定后用光照射光敏电阻 R′时 A.电流表的示数不变 B.电流表的示数增大 C.电容器的带电量增大 D.电容器的带电量减小

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2015-1-2 日物理错题答案解析
16.如图所示,两个可视为质点的小球 1 和 2 带有同种电荷,质量分别为 m1、m2,带 电量分别为 q1、q2,q1>q2,用绝缘细线悬挂后,细线与竖直方向的夹角分别为 α、β,α=β, 两球位于同一水平线上。某时刻将两细线同时剪断,则 A.剪断的瞬间小球 1 的加速度大于小球 2 的加速度 B.剪断的瞬间小球 1 的加速度小于小球 2 的加速度 C.落地时两球的速度大小相等 D.落地时两球的动能相等 解析:两球间的库仑斥力大小相等,根据平衡可得 ,因为α
m1 q1 α β

1

2

m2 q2

=β ,故可得到两球质量相等,剪断的瞬间小球受重力和库仑力,且两力大小都相等,故合 外力大小相等,即剪断的瞬间小球 1 的加速度等于小球 2 的加速度,故 AB 错误 两球在运动过程中,运动情况相同,且开始处于同一水平线上,故落地时两球的动能相等, 故 C 正确,但是落地时速度方向不同,但大小相等,所以 D 正确 故选:CD 17.如图所示,AB、CD 为一圆的两条直径,且互相垂直,O 点为圆心。空间存在一未 知静电场,方向与圆周所在平面平行。现有一电子,在电场力作用下(重力不计),先从 A 点运动至 C 点,动能减少了 W;又从 C 点运动至 B 点,动能增加了 W,那么关于此空间存 A 在的静电场可能是 A.方向垂直于 AB 并由 C 指向 O 的匀强电场 O B.方向垂直于 AB 并由 O 指向 C 的匀强电场 D C C.位于 O 点的正点电荷形成的电场 D.位于 D 点的正点电荷形成的电场 B 解析:现让一电子先从 A 点运动至 C 点,动能减少了 W,电势能增加;又从 C 点运动到 B 点,动能增加了 W,所以 A 和 B 电势相等. A、如果是匀强电场,AB 连线是等势线,匀强电场垂直于 AB,由于电子先从 A 点运动至 C 点,动能减少,所以 A 点电势大于 C 点电势,沿着电场线电势一定降低.所以方向垂直 于 AB 由 O 点指向 C 点,故 B 正确,A 错误. C、如果位于 O 点的正点电荷形成的电场,A 点电势等于 C 点电势,故 C 错误. D、位于 D 点的正电荷形成的电场,从 A 点运动到 C 点,动能减少了;又从 C 点运动到 B 点,动能增加了,符合题意,故 D 正确.
故选 BD. 16

2015-1-2 日物理错题答案解析

21. 要用多用电表测量一个阻值约为R=60Ω的电阻,请从下列各操作中,选出能比较准确地 测定该电阻和符合多用电表安全使用规则的几项,并将他们按合理顺序填写在后面的空白 处。(已知电表正中间的示数是40) A、旋动转换开关,使其尖端对准欧姆档×10处 B、将两表笔分别接到R的两端,读出R的阻值 C、旋动转换开关,使其尖端对准欧姆档×1处 D、将两表笔短接,调节“Ω”调零旋钮,使指针恰好对准欧姆刻度线的零刻度 E、将两表笔从测试笔孔中拔出,并把转换开关拨至交流电压最高档或“OFF”处。 所选操作的顺序为 答案:CDBE 22.用伏安法测某一电阻时,如果采用如图所示的甲电路,测量值为 R1 ,如果采用乙电路, 测量值为 R2 ,那么 R1 、R2 与真实值 R 之间的大小关系为 。 。

解:甲图中电压值是准确的,而由于电压表的分流导致电流值偏大,故测量结果将小于真实值; 而乙图中电流值是准确的,而由于电流表的分压导致了电压表示数偏大,故测量结果将大于真实值; 故答案为:R1<R<R2,

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23.某实验小组研究一白炽灯两端电压与电流的关系,得到了如下表所示的一组数 据,并描绘出其 I-U 图线如图(a)所示。

(1)由图线可看出该白炽灯的电阻随电压的增大而_________(选填“增大”或“减小”) (2)实验还用到了下列器材:直流电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关及导线若干。 请在图(b)中以笔划线代替导线按实验要求将实物图补充完整。 答案:(1)增大

(2) 24.(13 分)用磁场可以约束带电离子的轨迹,如图所示,宽 d=2cm 的有界匀强磁场的 横向范围足够大,磁感应强度方向垂直纸面向里,B=1T。现有一束带正电的粒子从 O 点以 - v=2×106 m/s 的速度沿纸面垂直边界进入磁场。粒子的电荷量 q=1.6×10 19C,质量 m= - 3.2×10 27kg。求: (1)粒子在磁场中运动的轨道半径 r 和运动时间 t 是多大? (2)粒子保持原有速度,又不从磁场上边界射出,则磁感应强度最小为多大?
× × × × × × B × ×

v O

d

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× ×

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答案】 (1)带电粒子进入磁场后做匀速圆周运动,轨迹如图,则

R 即 R ? m? qB
-2

q?B ? m

?2



解得 R=4×10 m ② 设粒子在磁场里运动轨迹对应的圆心角为θ ,则

sin ? ?

d R



解得 ? ? 由T ?

?
6


2? m ? T 和t ? 2? Bq

所以带电离子在磁场里的运动时间 t ?

?
3

?10?8 s



(2) 粒子不从磁场上边界出射,其轨迹与上边界相切,如图,设最大半径为 Rm,磁感应强 度最小为 Bm,则 Rm=d⑥ 由 Rm ? m? 得 Bm ? m? ⑦ qBm qRm 解得 Bm =2 T

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25. (16 分)如图所示, 足够长的光滑平行金属导轨 MN、 PQ 竖直放置, 磁感应强度 B=0.50T 的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端 M 与 P 间连接阻值为 R=0.50Ω 的电阻,导轨 宽度 L=0.40m。金属棒 ab 紧贴在导轨上,现使金属棒 ab 由静止开始下滑,通过传感器记 录金属棒 ab 下滑的距离 h 与时间 t 的关系如下表所示。(金属棒 ab 和导轨电阻不计, g=10m/s2) 时 间 t/s 0 0 0.20 0.18 0.40 0.60 0.60 1.20 0.80 1.95 1.00 2.80 1.20 3.80 1.40 4.80 1.60 5.80 1.80 6.80 下滑距离 h/m

求:(1)在前 0. 4s 的时间内,金属棒 ab 中的平均电动势; (2)金属棒的质量 m; (3)在前 1.60s 的时间内,电阻 R 上产生的热量 QR 。

× ×R× × M P × × × × a b × × × × × × N × × × ×

× × × B Q × × ×

25.解:(1)在 t1=0.4 s 时间内金属棒 ab 下滑的距离 h=0.6 m,设其中的电动势平均值为
E1,则
E1 ? ?? BLh 1 ? ?t t1

………………(2 分)

解得 E1=0.3V ………………(2 分) (2)从表格中数据可知,1.00s 后棒做匀速运动,设速度为 v,电动势为 E,回路 中的电流为 I,金属棒受到的安培力为 F,则 ?h =5 m /s ………………(2 分) ?? ?t E=BLv ………………(1 分) E I? ………………(1 分) R F=BIL ………………(1 分) F=mg ………………(1 分) 解得 m ?
B 2 L2? Rg

m=0.04kg ………………(2 分) (3)棒在下滑过程中,有重力和安培力做功,克服安培力做的功等于回路的焦耳 热,根据能量守恒 1 mgh2 ? m? 2 ? QR ………………(2 分) 2 解得 QR =1.82 J ………………(2 分

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