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1、重庆市万州中学高2020级高二上期期末统考物理模拟试题(三)一、选择题： 1. 处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动。将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值A. 与粒子电荷量成正比 B. 与粒子速率成正比C. 与粒子质量成正比 D. 与磁感应强度成正比【答案】D【解析】试题分析：带电粒子以速率v垂直射入磁感强度为B的匀强磁场中，由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律求出带电粒子圆周运动的周期，由电流的定义式得出电流的表达式，再进行分析解：设带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T，半径为r，则由 qvB=m，得 r=，T=环形电流：I=，可见，I与q的平方成正比
2、，与v无关，与B成正比，与m成反比故选D【点评】本题是洛伦兹力、向心力和电流等知识的综合应用，抓住周期与B、I的联系是关键2.如图所示，a、b为平行金属板，静电计的外壳接地，合上开关S后，静电计的指针张开一个较小的角度，能使角度增大的办法是() A. 使a、b板的距离增大一些B. 使a、b板的正对面积减小一些C. 断开S，使a、b板的距离增大一些D. 断开S，使a、b板的正对面积增大一些【答案】C【解析】【分析】静电计测量的是电容器两端的电势差，合上开关，电容器两端的电势差不变，断开S，电容器的电荷量不变，根据电容的变化判断电容器两端电势差的变化【详解】开关闭合，电容器两端的电势差不变，则静电
3、计的指针的角度不变，故A、B错误。断开S，电荷量不变，使a、b板的距离增大一些，根据知，电容C减小，则U=Q/C，可知电势差增大，故C正确。断开S，电荷量不变，使a、b板的正对面积增大一些，根据知，电容C变大，则U=Q/C，可知电势差减小，故D错误。故选C。【点睛】解决本题的关键知道断开开关，电荷量不变，闭合开关，电容器两端的电势差不变，结合电容的决定式和定义式进行分析3.真空中某竖直平面内存在一水平向右的匀强电场，一质量为m的带电微粒恰好能沿图示虚线(与水平方向成角)由A向B做直线运动，已知重力加速度为g，微粒的初速度为v0，则()A. 微粒一定带正电B. 微粒一定做匀速直线运动C. 可求出
4、匀强电场的电场强度D. 可求出微粒运动的加速度【答案】D【解析】【分析】带点微粒做直线运动，所以所受合力方向与运动方向在同一直线上，根据重力和电场力的方向可确定微粒运动的性质。【详解】A.微粒做直线运动的条件是速度方向和合外力的方向在同一条直线上，微粒受到竖直向下的重力，只有微粒受到水平向左的电场力才能使得合力方向与速度方向相反且在同一条直线上，由此可知微粒所受的电场力的方向与场强方向相反，则微粒必带负电，故A错误；B.微粒受到向左的电场力与竖直向下的重力，合力的方向为左下方，所以运动过程中微粒做匀减速直线运动，故B错误；CD.由以上的分析可知，电场力：qE tan=mg，；解得 ， 由于不知
5、道微粒的电量，所以不能完成该匀强电场的电场强度，可求出微粒运动的加速度。故C错误，D正确；故选D。4.如图所示，截面为正方形的容器在匀强磁场中，一束电子从a孔垂直于磁场射入容器中，其中一部分从c孔射出，一部分从d孔射出，忽略电子间的作用，下列说法正确的是 ( ) A. 从cd两孔射出的电子速度之比为v1v221B. 从cd两孔射出的电子在容器中运动所用的时间之比为t1t212C. 从cd两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比为a1a221D. 从cd两孔射出电子在容器中运动时的加速度大小之比为a1a21【答案】ABC【解析】设磁场边长为a，如图所示，粒子从c点离开，其半径为rc，粒子从d
6、点离开，其半径为rd；由 ，得出半径公式 ，又由运动轨迹知rc=2rd则vc：vd=2：1，故A正确；由 ，根据圆心角求出运行时间 运行时间 ，tc=则tc：td=1：2，故B正确向心加速度： ，则ac：ad=2：1，故C正确，D错误；故选ABC.点睛：本题属于带电粒子在磁场中的偏转中典型题目，此类题的关键在于确定圆心及由几何关系求出半径掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式，和周期公式5.如图所示圆形区域内，有垂直于纸面方向的匀强磁场一束质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率，沿着相同的方向，对准圆心O射入匀强磁场，又都从该磁场中射出这些粒子在磁场中的运动时间有的较长，有的较短
7、若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用，则在磁场中运动的带电粒子() A. 速率越大的运动时间越长 B. 运动时间越长的周期越大C. 速率越小的速度方向偏转的角度越小 D. 运动时间越长的半径越小【答案】D【解析】【分析】质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率垂直进入匀强磁场中，则运动半径的不同，导致运动轨迹也不同因此运动轨迹对应的半径越大，则粒子的速率也越大而运动周期它们均一样，但运动时间却由圆弧对应的圆心角决定【详解】粒子运动轨迹如图所示；根据周期公式得：，由于带电粒子们的B、q、m均相同，所以T相同，根据t= T可知，在磁场中运动时间越长的带电粒子，圆心角越大，穿过磁场过程中速度方向变化
8、的角度越大，偏转的角度越大，半径越小，由知速率一定越小，故D正确，ABC错误；故选D。【点睛】带电粒子在磁场、质量及电量相同情况下，运动的半径与速率成正比，从而根据运动圆弧来确定速率的大小；运动的周期均相同的情况下，可根据圆弧的对应圆心角来确定运动的时间的长短6.如图所示，截面积为S的导线中通有电流I.已知导线每单位体积有n个自由电子，每个自由电子的电荷量是e，自由电子定向移动的速率是v，则在时间t内通过导线截面的自由电子数是() A. nSvt B. nvt C. D. 【答案】AC【解析】【分析】由电流定义式和微观表达式可以得到时间t内通过导线横截面电量，再根据元电荷的性质可求得通过的电子
9、数【详解】电流，则时间内通过导线横截面的电量为：，则在时间内通过导线横截面的电子数为：，根据电流的微观表达式为：I=nevS，则有：，故选AC。【点睛】本题考查电流的定义，重点掌握电流的各种表达式，只要能灵活选取表达式并进行计算即可求解7. 某同学按如图电路进行实验，电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。实验中由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是:A. R3短路 B. RP短路C. R3断开 D. R2断开【答案】BD【解析】若短路则电压表示数为零，若断开则测两端电压，测滑动变阻器和串联总电压，两表示数不同。故选AD。8.
10、如图所示，在虚线宽度范围内，存在方向垂直纸面向外磁感应强度为B的匀强磁场，某种正离子以初速度v0垂直于左边界射入，离开右边界时偏转角度为。在该宽度范围内，若只存在竖直向下的匀强电场，该离子仍以原来的初速度穿过该区域，偏角角度仍为（不计离子的重力），则下列判断正确的是（ ）A. 匀强电场的电场强度大小为B. 匀强电场的电场强度大小为C. 离子穿过电场和磁场的时间之比为D. 离子穿过电场和磁场的时间之比为【答案】AC【解析】【分析】粒子在电场中做类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动，由类平抛运动规律、牛顿第二定律可以求出电场强度大小求出粒子在电场与磁场中的运动时间，然后求出时间之比【详解】设虚线宽度
11、为d，离子在电场中做类平抛运动，竖直方向：vy=v0tan；vy=at=t；水平方向：d=v0t；离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qv0B=m；由几何知识可知，轨道半径： ；由以上各式联立解得：，故A正确，B错误；离子在电场中运动的时间为：；离子在磁场中运动的时间：；解得：，故C正确，D错误；故选AC。【点睛】本题考查了粒子在电场与磁场中的运动，分析清楚粒子运动过程、应用类平抛运动规律、牛顿第二定律、粒子在磁场中做圆周运动的周期公式即可正确解题二、非选择题9.在“用伏安法测电池电动势和内阻”的实验中,电路连接形式有两种,如图(甲)(乙)所示. （1）在(甲
12、)电路中，系统误差来源于_, E测_E真；r测_r真.（2）在(乙)电路中，系统误差来源于_，E测_E真；r测_r真.【答案】 (1). （1）电压表内阻分流； (2). ； (3). 。 (4). （2）电流表内阻分压； (5). =； (6). 【解析】【分析】明确电路接法，根据电表内阻的影响分析误差情况；【详解】（1）图甲采用的是相对电源的电流表外接法，由于电压表的分流作用，使电流表示数偏小；而当外电路短路时，电压表分流可以忽略，因此可知，真实值和测量值作出的图象与横轴交点相同，但测量值偏左，则可知，测量出的电动势和内电阻均偏小；（2）根据实验原理可知，采用图乙接法时，电动势是准确的，但
13、由于电流表的内阻影响，所测出的内阻偏大，【点睛】本题考查测量电动势和内电阻的实验，本题主要考查了误差分析和数据处理的方法，要注意两种接法的区别，明确甲图中测量值均偏小，而乙图中电动势准确但内阻偏大，且误差较大。10.某研究小组收集了两个电学元件；电阻R0（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）。实验室备有如下器材：A.电压表V（量程3V，电阻RV约为4.0K）B.电流表A1（量程100mA,电阻RA1约为5）C.电流表A2（量程2mA，电阻RA2约为50）D.滑动变阻器R1（040，额定电流1A）E.电阻箱R2(0999.9)F.开关S一只、导线若
14、干为了测定电阻R0的阻值，以锂电池为电源，小明设计了一电路，如图甲所示为其对应的实物图，图中的电流表A应选_ (选填“A1”或“A2”)，请将实物连线补充完整_。为测量锂电池的电动势E和内阻r，小红设计了如图乙所示的电路图。根据测量数据作出 图象，如图丙所示。若该图线的斜率为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）。【答案】 (1). A2 (2). 实物连线如图； (3). (4). 【解析】试题分析：（i）此电路中的电流近似等于：，所以选择电流表A2。（ii）利用闭合电路的欧姆定律得，纵截据表示，解得E=，斜率为；考点：选择仪器、根据图像梳理数据点评：难度中等，此类题型考察了结合实验目的而设计实验电路，并根据电路图理解图像的能力11.如图所示，一个质量为m、电荷量为q的正离子，在D处沿图示方向以一定的速度射入磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。结果离子正好从距A点为d的小孔C沿垂直于电场方向进入匀强电场，此电场方向与AC平行且向上，最后离子打在G处，而G处距A点2d(AGAC)。不计离子重力，离子运动轨迹在纸面内，求：(1)此离子在磁场中做圆周运动的半径r； (2)离子从D处运动到G处所需时间； (3)离子到达G处时的动能。【答案】（1）（2）（3）【解析】试题分析：（1）正离子轨迹如图所示，圆周运动半径r，满足：
