时间:2019-06-29 06:11:50
1、简答题 如图甲所示，在y轴右侧（包括y轴）存在如图乙所示变化的均匀磁场，其变化周期为T0，规定垂直xOy平面向里的磁场方向为正．在y轴左侧有竖直放置的平行金属板M、N，两板间的电势差为U，一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从M板的中点无初速释放，通过N板小孔后从坐标原点沿x轴正方向射入磁场（粒子重力和空气阻力均不计）．
（1）求粒子在磁场中运动的轨道半径r．
（2）若T0=
| 2πm qB0 |
| 5πm 3qB0 |
| T0 4 |
| 5 4 |
参考答案：
（1）设粒子被电场加速获得速度大小为v0，
据动能定理有qU=12mv20
解得v0=
本题解析：
本题难度：一般
2、简答题 如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，MN为其左边界．磁场中有一半径为R、轴线与磁场平行的金属圆筒，圆筒的圆心O到MN的距离OO1=3R，O1O所在直线与圆筒右侧壁交于A点．圆筒通过导线和电阻r0接地．现有范围足够大的平行电子束以相同的速度从很远处垂直于MN向右射入磁场区．当金属圆筒最初不带电时，圆筒上以A点和C点为界，在ADC弧上各点都能接收到电子，而AEC弧上各点均不能接收到电子；当圆筒上电荷量达到相对稳定后，通过电阻r0的电流恒为I．已知电子质量为m，电荷量为e，忽略运动电子间的相互作用和圆筒的电阻，取大地为零电势点．求：
（1）电子射入磁场时的初速度v0；
（2）电阻r0的电流恒定时金属圆筒的电势φ；
（3）电阻r0的电流恒定时电子到达圆筒时速度v和金属圆筒的发热功率P．
参考答案：（1）根据题意，电子在磁场中运动的轨道半径必定是r=4R，如图所示．由?qvB=mv02r
得：v0=4eBRm
（2）稳定时，圆柱体上电荷不再增加，与地面电势差恒为U
U=Ir0
电势?φ=-Ir0
（3）电子从很远处射到圆柱表面时速度满足-eU=12mv2-12mv02
得：v=
本题解析：
本题难度：一般
3、实验题 现要测量某电源的电动势和内阻，备有以下器材：
电源E（电动势小于3V，内阻小于1Ω，最大允许电流1A）
电压表V（量程3V的理想电压表）
电阻箱R（调节范围0-99.99Ω）
定值电阻R0（阻值等于2.00Ω）
导线若干，电键S个
（1）将下图所示的实物连接成实验电路。 
（2）闭合开关，调节电阻箱的阻值R，读出电压表相应的示数U，如下表所示，为了比较准确方便的得出实验结论，现用作图法处理数据，图线纵坐标表示电压表读数U，则图线的横坐标应选用
[? ]
A．R
B．l/R
C．U/R
D．R/U
（3）根据上表数据以及第二问中选取的横坐标，某同学选取合适的标度作出了下图中所示的图线（其中横轴的物理含义和标度未标出），则由图线可得：E=___________V；r=___________Ω。（保留两个有效数字） 
参考答案：（1）
（2）C
（3）2.0，0.33
本题解析：
本题难度：一般
4、实验题 有一根细而均匀的导电材料样品（如图a所示），截面为同心圆环（如图b所示），此样品长L约为3cm，电阻约为100Ω，已知这种材料的电阻率为ρ，因该样品的内径太小，无法直接测量。现提供以下实验器材： 
A．20等分刻度的游标卡尺
B．螺旋测微器
C．电流表A1（量程50mA，内阻r1=100Ω）
D．电流表A2（量程100mA，内阻r2大约为40Ω）
E．电流表A3（量程3A，内阻r3大约为0.1Ω）
F．滑动变阻器R（0-10Ω，额定电流2A）
G．直流电源E（12V，内阻不计）
H．导电材料样品Rx（长L约为3cm，电阻Rx约为100Ω）
I．开关一只，导线若干
请根据上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案，回答下列问题：
（1）用游标卡尺测得该样品的长度如图甲所示，其示数L=____________mm；用螺旋测微器测得该样品的外径如图乙所示，其示数D=____________mm。 
? 
（2）请选择合适的仪器，画出最佳实验电路图，并标明所选器材前的字母代号。
（3）用已知物理量的符号和测量量的符号来表示样品的内径d。d=____________。
参考答案：（1）33.35，3.266±0.002
（2）
（3）
本题解析：
本题难度：困难
5、实验题 （1）某研究性学习小组进行了如下实验：如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体R。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与Y轴重合，在R从坐标原点以速度v
=3cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动。同学们测出某时刻R的坐标为（4，6）,此时R的速度大小为?
?Cm/s，R在上升过程中运动轨迹的示意图是?。（R视为质点）
（2）为测量一电源的电动势及内阻
①在下列三个电压表中选一个改装成量程为9V的电压表
量程为1V、内阻大约为1K
的电压V1
量程为2V、内阻大约为2K的电压V2
量程为3V、内阻大约为3K的电压v3
选择电压表?串联?K的电阻可以改转成量程为9V的电压表
② 利用一个电阻箱、一只开关、若开关导线和改装好的电压表（此表用符号V1V2v3与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表），在虚线框内画出电源电动势及内阻的实验原理电路图。
3.根据以上试验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50V时、电阻箱值为15.0;电压表示数为2.00V时，电阻箱的阻值为40.0，则电源的电动势E= ?V、内阻r=_________。
参考答案：
本题解析：
分析：（1）小圆柱体参与了两方向上的运动，竖直向匀速，水平向上的匀加速，则可分别求出两方向上的速度，再由速度的合成求得合速度；
（2）①改装中要进行量程的换算，故可以选量程成整数倍的电表；
②由闭合电路的欧姆定律的实验方法可知实验电路图；
③由闭合电路的欧姆定律可列式求得电动势及内阻．
解：（1）“研究运动的合成与分解”实验中：
小圆柱体R在竖直方向匀速运动有y=v0t，t=
=
=2s，在水平方向做初速为0的匀加速直线运动x=
at2得a=2cm/s2，R的速度大小为v=
=5cm/s，轨迹示意图是D．
（2）①选择量程为3V、内阻大约为3KΩ的电压V3表盘刻度改装容易，读数容易，改装后量程和内阻都扩大3倍，所以改装时需要串联6KΩ的电阻．
②实验原理电路图，如图：
③电压表示数为1.50V时，改装电压表的示数为4.50V，即加在电阻箱上的电压是4.50V，根据闭合电路的欧姆定律 E=4.5V+
r，同理有E=6.0V+
r．连立二式解得 E="7.5V" r=10Ω
故答案为：（1）5，D；
（2）①V3；6；②电路如图所示：③7.5，10．
本题难度：一般