2015年江苏省南通市如皋市搬经中学高考物理一模试卷

2015年江苏省南通市如皋市搬经中学高考物理一模试卷

一、单项选择题（本题共6小题，每小题3分，共计18分．每小题只有一个选项符合题意） 1．如图所示为一正弦交变电压随时间变化的图象，由图可知（ ）

A． 交流电的周期为2s

B． 用电压表测量该交流电压时，读数为311V C． 交变电压的有效值为220V

D． 将它加在电容器上时，电容器的耐压值必须等于311V

2．如图所示，一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动，则下列说法正确的是（ ）

A． 物体可能只受两个力作用 B． 物体可能受三个力作用 C． 物体可能不受摩擦力作用 D． 物体一定受四个力作用

3．在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动，同时人顶着直杆以速度v0水平向右匀速移动，经过时间t，猴子沿杆向上移动的高度为h，人顶杆沿水平地面移动的距离为x，如图所示，关于猴子的运动情况，下列说法中正确的是（ ）

A． 相对地面的运动轨迹为直线 B． 相对地面做变加速曲线运动 C． t时刻猴子对地速度的大小为v0+at D． t时间内猴子对地的位移大小为

4．如图所示，长为L的小车置于光滑的水平面上，小车前端放一小物块，用大小为F的水平力将小车向右拉动一段距离s，物块刚好滑到小车的左端．物块与小车间的摩擦力为 f，在此过程中（ ）

A． 摩擦力对小物块做的功为f s B． 摩擦力对系统做的功为0 C． 力F对小车做的功为f L

D． 小车克服摩擦力所做的功为f s

5．如图所示的电路中，R1、R2是定值电阻，R3是滑动变阻器，电源的内阻不能忽略，电流表A和电压表V均为理想电表．闭合开关S，当滑动变阻器的触头P从右端滑至左端的过程，下列说法中正确的是（ ）

A． 电压表V的示数增大 B． 电流表A的示数减小 C． 电容器C所带的电荷量减小 D． 电阻R1的电功率增大

6．如图所示，在水平板左端有一固定挡板，挡板上连接一轻质弹簧．紧贴弹簧放一质量为m的滑块，此时弹簧处于自然长度．已知滑块与挡板的动摩擦因数及最大静摩擦因数均为

．现

将板的右端缓慢抬起使板与水平面间的夹角为θ，最后直到板竖直，此过程中弹簧弹力的大小F随夹角θ的变化关系可能是图中的（ ）

A． B． C．

D．

二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共计20分．每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得O分）

7．如图所示，足够长的平行光滑导轨固定在水平面上，电阻忽略不计，其右端连接有两个定值电阻R1、R2，电键S处于断开状态，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中．一电阻为R3

的导体棒在恒定的水平外力F的作用下在导轨上匀速向左运动，运动中导体棒始终与导轨垂直．现将电键S闭合，下列说法正确的是（ ）

8．2010年10月1日，“嫦娥二号”卫星在西昌卫星发射中心成功发射，标志着我国航天事业又取得巨大成就．卫星发射过程中，假设地～月转移轨道阶段可以简化为：绕地球做匀速圆周运动的卫星，在适当的位置P点火，进入Q点后被月球俘获绕月球做匀速圆周运动，已知月球表面重力加速度为g，月球半径为R，“嫦娥二号”绕月球做匀速圆周运动的轨道半径为r，从发射“嫦娥二号”到在绕月轨道上正常运行，其示意图如图所示，则下列说法正确的是（ ）

A． 刚闭合S的瞬间，导体棒中的电流增大 B． 刚闭合S的瞬问，导体棒两端电压增大 C． 闭含S后，导体棒做减速运动直到停止

D． 闭合S后，导体棒做减速运动直到再一次匀速运动

A． 在Q点启动火箭向运动方向喷气 B． 在P点启动火箭向运动方向喷气 C． “嫦娥二号”在绕月轨道上运行的速率为

D． “嫦娥二号”在绕月轨道上运行的速率为

9．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2：1．电池和交变电源的电动势都为6V，内阻均不计．下列说法正确的是（ ）

A． S与a接通的瞬间，R中无感应电流 B． S与a接通稳定后，R两端的电压为0 C． S与b接通稳定后，R两端的电压为3V

D． S与b接通稳定后，原、副线圈中电流的频率之比为2：1

10．1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖．若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是（ ）

A． 该束带电粒子带负电

B． 速度选择器的P1极板带正电

C． 在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大 D． 在B2磁场中运动半径越大的粒子，荷质比越小

11．如图所示，在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈ABCD，AB边与磁场垂直，MN边始终与金属滑环K相连，PQ边始终与金属滑环L相连．金属滑环L、交流电流表A、定值电阻R、金属滑环K通过导线串联．使矩形线圈以恒定角速度绕过BC、AD中点的轴旋转．下列说法中正确的是（ ）

A． 交流电流表A的示数随时间按余弦规律变化

B． 线圈转动的角速度越大，交流电流表A的示数越小

C． 线圈平面与磁场平行时，流经定值电阻R的电流瞬时值最大

D． 线圈转动的角速度增加为原来的两倍，则流经定值电阻R的电流的有效值也变为原来的两倍

三、实验题（每空2分，共20分）

12．有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度．用它测量一小球的直径，如图所示的读数是 mm．

13．某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度．

①请指出该同学在实验操作中存在的明显错误或不当（指出一处即可）： ②该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，取连续的六个打点A、B、C、D、E、F为计数点，测得点A到B、C、D、E、F的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5．若打点的周期为T，则打E点时重物速度的表达式为vE= ；若分别计算出各计数点对应的速度数值，并

2

在坐标系中画出速度的二次方（v）与距离（h）的关系图线，如图丙所示，则重力加速度g= 2m/s．

14．一实验小组准备探究某种元件Q的伏安特性曲线，他们设计了如图1所示的电路图．请回答下列问题：

（1）请将图2中的实物连线按电路图补充完整．

（2）考虑电表内阻的影响，该元件电阻的测量值 （选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值．

（3）在电路图中闭合开关S，电流表、电压表均有示数，但无论怎样移动变阻器滑动片，总不能使电压表的示数调为零．原因可能是图中的 （选填a、b、c、d、e、f）处接触不良．

（4）实验测得表格中的7组数据．请在如图3的坐标纸上作出该元件的I﹣U图线． 序号 电压/V 电流/A 1 0.00 0.00 2 0.40 0.02 3 0.80 0.05

4 5 6 7 1.20 1.60 2.00 2.40 0.12 0.20 0.31 0.44

（5）为了求元件Q在I﹣U图线上某点的电阻，甲同学利用该点的坐标I、U，由R=求得．乙同学作出该点的切线，求出切线的斜率k，由R=求得．其中 （选填“甲”、“乙”）同学的方法正确．

四、计算题（本题共4小题，共计62分．解答时请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） 15．一物块以一定的初速度沿斜面向上滑出，利用速度传感器可以在计算机屏幕上得到其速度大小随时间的变化关系图象如图所示，求： （1）物块上滑和下滑的加速度大小a1、a2； （2）物块向上滑行的最大距离S；

（3）斜面的倾角θ及物块与斜面间的动摩擦因数μ．

16．如图所示，四分之三周长的细圆管的半径R=0.4m，管口B和圆心O在同一水平面上，D是圆管的最高点，其中半圆周BE段存在摩擦，BC和CE段动摩擦因数相同，ED段光滑；质量m=0.5kg、直径稍小于圆管内径的小球从距B正上方高H=2.5m的A处自由下落，从B处

2

进入圆管继续运动直到圆管的最高点D飞出，恰能再次飞到B处．重力加速度g=10m/s．求： （1）小球飞离D点时的速度；

（2）小球在D点时对轨道的压力大小和方向；

（3）小球从B点到D点过程中克服摩擦所做的功．

17．两根足够长的光滑平行直导轨MN、PQ与水平面成θ角放置，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻．一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直．整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，导轨和金属杆接触良好，它们的电阻不计．现让ab杆由静止开始沿导轨下滑． （1）求ab杆下滑的最大速度vm；

（2）ab杆由静止释放至达到最大速度的过程中，电阻R产生的焦耳热为Q，求该过程中ab杆下滑的距离x及通过电阻R的电量q．

18．如图Ox、Oy、Oz为相互垂直的坐标轴，Oy轴为竖直方向，整个空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B．现有一质量为m、电量为+q的小球从坐标原点O以速度v0沿Ox轴正方向抛出（不计空气阻力，重力加速度为g）．求：

（1）若在整个空间加一匀强电场E1，使小球在xOz平面内做匀速圆周运动，求场强E1和小球运动的轨道半径；

（2）若在整个空间加一匀强电场E2，使小球沿Ox轴做匀速直线运动，求E2的大小； （3）若在整个空间加一沿y轴正方向的匀强电场，电场强度为抛出后，经过y轴时的坐标y和动能Ek．

，求该小球从坐标原点O

2015年江苏省南通市如皋市搬经中学高考物理一模试卷

参考答案与试题解析

一、单项选择题（本题共6小题，每小题3分，共计18分．每小题只有一个选项符合题意） 1．如图所示为一正弦交变电压随时间变化的图象，由图可知（ ）

A． 交流电的周期为2s

B． 用电压表测量该交流电压时，读数为311V C． 交变电压的有效值为220V

D． 将它加在电容器上时，电容器的耐压值必须等于311V

考点： 正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率． 专题： 交流电专题． 分析： 根据图象可知交流电的最大值以及周期等物理量，然后进一步可求出其瞬时值的表达式以及有效值等．

解答： 解：A 由图象知周期为2×10S，故A错误 B 电压表的读数为有效值应为

=220V，故B错误

﹣2

C 电压的有效值应为=220V，故C正确

D 电容器的耐压值应大于或等于电压的最大值，故D错误 故选：C 点评： 本题考查了有关交流电描述的基础知识，要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量，同时正确书写交流电的表达式

2．如图所示，一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动，则下列说法正确的是（ ）

A． 物体可能只受两个力作用 B． 物体可能受三个力作用 C． 物体可能不受摩擦力作用 D． 物体一定受四个力作用

考点： 物体的弹性和弹力；弹性形变和范性形变． 专题： 受力分析方法专题．

分析： 物体之间产生摩擦力必须要具备以下三个条件： 第一，物体间相互接触、挤压； 第二，接触面不光滑；

第三，物体间有相对运动趋势或相对运动．

弹力是物体因形变而产生的力，这里指的是物体间相互接触、挤压时的相互作用力；

将拉力按照作用效果正交分解后，结合运动情况和摩擦力和弹力的产生条件对木块受力分析，得出结论．

解答： 解：物体一定受重力，拉力F产生两个作用效果，水平向右拉木块，竖直向上拉木块，由于木块匀速直线运动，受力平衡，水平方向必有摩擦力与拉力的水平分量平衡，即一定有摩擦力，结合摩擦力的产生条件可知则必有支持力，因而物体一定受到四个力，故ABC错误，D正确； 故选：D． 点评： 对物体受力分析通常要结合物体的运动情况，同时本题还要根据弹力和摩擦力的产生条件分析．

3．在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动，同时人顶着直杆以速度v0水平向右匀速移动，经过时间t，猴子沿杆向上移动的高度为h，人顶杆沿水平地面移动的距离为x，如图所示，关于猴子的运动情况，下列说法中正确的是（ ）

A． 相对地面的运动轨迹为直线 B． 相对地面做变加速曲线运动 C． t时刻猴子对地速度的大小为v0+at D． t时间内猴子对地的位移大小为

考点： 运动的合成和分解． 专题： 运动的合成和分解专题．

分析： A、猴子参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的匀加速直线运动，通过运动的合成，判断猴子相对于地面的运动轨迹以及运动情况．

C、求出t时刻猴子在水平方向和竖直方向上的分速度，根据平行四边形定则，求出猴子相对于地面的速度，即合速度．

D、分别求出猴子在t时间内水平方向和竖直方向上的位移，根据平行四边形定则，求出猴子的合位移．

解答： 解：A、猴子在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做初速度为0的匀加速直线运动，根据运动的合成，知合速度与合加速度不在同一条直线上，所以猴子运动的轨迹为曲线．故A错误．

B、猴子在水平方向上的加速度为0，在竖直方向上有恒定的加速度，根据运动的合成，知猴子做曲线运动的加速度不变，做匀变速曲线运动．故B错误．

C、t时刻猴子在水平方向上的速度为v0，和竖直方向上的分速度为at，所以合速度v=

．故C错误．

D、在t时间内猴子在水平方向和竖直方向上的位移分别为x和h，根据运动的合成，知合位移s=

．故D正确．

故选D． 点评： 解决本题的关键知道猴子参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的匀加速直线运动，会运用运动的合成分析物体的运动轨迹和运动情况．

4．如图所示，长为L的小车置于光滑的水平面上，小车前端放一小物块，用大小为F的水平力将小车向右拉动一段距离s，物块刚好滑到小车的左端．物块与小车间的摩擦力为 f，在此过程中（ ）

A． 摩擦力对小物块做的功为f s B． 摩擦力对系统做的功为0 C． 力F对小车做的功为f L

D． 小车克服摩擦力所做的功为f s

考点： 功的计算． 专题： 功的计算专题． 分析： 功的公式W=Flcosα中，l是物体相对地的位移大小．物块相对车运动到左端的过程中，所受的摩擦力方向水平向右，与位移方向相同，相对于地的位移大小为s﹣L，摩擦力对物块做正功，大小为f（L﹣s）．摩擦力对小车做功为﹣fs．力F对小车做的功为Fs．

解答： 解：A、由题，小物块对地的位移方向向右，大小为s﹣L，小物块受到的摩擦力方向水平向右，则摩擦力对小物块做的功为f（s﹣L）．故A错误．

B、物块相对于小车的位移大小为L，则摩擦力对系统做的总功为﹣fL．故B错误． C、小车对地位移大小为s，则力F对小车做的功为Fs．故C错误．

D、小车受到的摩擦力方向水平向左，位移方向向右，大小为s，则小车克服摩擦力所做的功为fs．故D正确． 故选：D 点评： 本题关键要理解功的计算时位移的参考系：当求单个物体摩擦力的做功时，位移是相对于地的位移大小；当摩擦力对系统做功时，位移是两物体间的相对位移大小．

5．如图所示的电路中，R1、R2是定值电阻，R3是滑动变阻器，电源的内阻不能忽略，电流表A和电压表V均为理想电表．闭合开关S，当滑动变阻器的触头P从右端滑至左端的过程，下列说法中正确的是（ ）

A． 电压表V的示数增大

B． 电流表A的示数减小

C． 电容器C所带的电荷量减小 D． 电阻R1的电功率增大

考点： 闭合电路的欧姆定律． 专题： 压轴题；恒定电流专题． 分析： 由题：电流表A和电压表V均为理想电表，图中电压表测量路端电压，电流表测量流过变阻器R3的电流．电容器的电压等于电阻R1的电压．当滑动变阻器的触头P从右端滑至左端的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，电阻R2与R3并联的电阻减小，外电路总电阻减小，路端电压减小，由闭合电路欧姆定律分析干路电流的变化，确定电容器的电压变化和R1功率变化．根据并联部分电压的变化情况，来分析R2电流的变化，结合干路电流I的变化，分析电流表示数的变化． 解答： 解：

A、当滑动变阻器的触头P从右端滑至左端的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，电阻R2与R3并联的电阻减小，外电路总减小，路端电压减小，则电压表V的示数减小．故A错误．

B、外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知干路电流I增大．并联部分电压U并=E﹣I（R1+r）减小，流过电阻R2的电流I2减小，电流表A的示数IA=I﹣I2增大．故B错误． C、电容器的电压UC=IR1，I增大，UC增大，电容器C所带的电荷量增大．故C错误．

2

D、电阻R1的电功率P1=IR1，I增大，P1增大．故D正确． 故选D 点评： 本题是电路中动态变化分析问题，难点在于确定电流表读数的变化，采用总量法研究是常用的方法．

6．如图所示，在水平板左端有一固定挡板，挡板上连接一轻质弹簧．紧贴弹簧放一质量为m的滑块，此时弹簧处于自然长度．已知滑块与挡板的动摩擦因数及最大静摩擦因数均为

．现

将板的右端缓慢抬起使板与水平面间的夹角为θ，最后直到板竖直，此过程中弹簧弹力的大小F随夹角θ的变化关系可能是图中的（ ）

A． B． C．

D．

考点： 共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用． 专题： 共点力作用下物体平衡专题． 分析： 将板的右端缓慢抬起过程中，在滑块相对于板滑动前，弹簧处于自然状态，没有弹力．当滑块相对于板滑动后，滑块受到滑动摩擦力，由平衡条件研究弹簧弹力的大小F与夹角θ的变化关系．

解答： 解：设板与水平面的夹角为α时，滑块相对于板刚要滑动，则由mgsinα=μmgcosα得：tanα=

，α=

；则θ在0﹣

范围内，弹簧处于原长，弹力F=0；

当板与水平面的夹角大于α时，滑块相对板缓慢滑动，由平衡条件得： F=mgsinθ﹣μmgcosθ=mg×

?sin（θ﹣β），

时，F=mg．

其中tanβ=﹣μ，说明F与θ正弦形式的关系．当θ=

故选：C． 点评： 本题要应用平衡条件得到F与θ的函数关系式，再应用数学知识选择图象，考查运用数学知识分析物理问题的能力．

二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共计20分．每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得O分）

7．如图所示，足够长的平行光滑导轨固定在水平面上，电阻忽略不计，其右端连接有两个定值电阻R1、R2，电键S处于断开状态，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中．一电阻为R3的导体棒在恒定的水平外力F的作用下在导轨上匀速向左运动，运动中导体棒始终与导轨垂直．现将电键S闭合，下列说法正确的是（ ）

考点： 导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律． 专题： 电磁感应与电路结合． 分析： 导体棒在导轨上匀速向左运动，产生的感应电动势一定，当电键S刚闭合时，引起外电阻变化，电流变化和路端电压变化，根据欧姆定律分析．闭合S后，电流增大，ab棒所受安培力增大，导体做做减速运动，当安培力与拉力平衡时，做匀速运动．

解答： 解：A、导体棒在导轨上匀速运动，产生的感应电动势E=BLv一定，当S闭合后，两电阻并联，外电阻减小，通过ab杆的电流I=

增大．故A正确．

A． 刚闭合S的瞬间，导体棒中的电流增大 B． 刚闭合S的瞬问，导体棒两端电压增大 C． 闭含S后，导体棒做减速运动直到停止

D． 闭合S后，导体棒做减速运动直到再一次匀速运动

B、由上，感应电动势一定，外电阻减小，电流I增大，导体棒两端电压U=E﹣Ir减小．故B错误．

C、D，ab所受安培力增大，则ab将先做减速运动，电流减小，安培力减小，当安培力与拉力平衡时，导体将做匀速运动．故C错误，D正确． 故选AD 点评： 本题既有电路动态变化分析，又运动过程动态变化分析，关键要考虑安培力与速度的关系．

8．2010年10月1日，“嫦娥二号”卫星在西昌卫星发射中心成功发射，标志着我国航天事业又取得巨大成就．卫星发射过程中，假设地～月转移轨道阶段可以简化为：绕地球做匀速圆周运动的卫星，在适当的位置P点火，进入Q点后被月球俘获绕月球做匀速圆周运动，已知月球表面重力加速度为g，月球半径为R，“嫦娥二号”绕月球做匀速圆周运动的轨道半径为r，从发射“嫦娥二号”到在绕月轨道上正常运行，其示意图如图所示，则下列说法正确的是（ ）

A． 在Q点启动火箭向运动方向喷气 B． 在P点启动火箭向运动方向喷气 C． “嫦娥二号”在绕月轨道上运行的速率为

D． “嫦娥二号”在绕月轨道上运行的速率为

考点： 人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用． 专题： 人造卫星问题． 分析： “嫦娥二号”在P点变轨时，启动火箭向后喷气，使之做离心运动．在Q点启动火箭向运动方向喷气，使之做向心运动．“嫦娥二号”在绕月轨道上运行时，由月球的万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得到“嫦娥二号”在绕月轨道上运行的速率表达式，再由万有引力等于重力，求出月球的质量，联立求解速率

解答： 解：A、在Q点启动火箭向运动方向喷气，使“嫦娥二号”做向心运动，才能使之到在绕月轨道上运行．故A正确；

B、“嫦娥二号”在P点变轨时，启动火箭向后喷气，使之做离心运动，才能逐渐脱离地球的引力束缚．故B错误．

C、设月球的质量为M，卫星的质量为m，“嫦娥一号”在绕月轨道上运行时，由月球的万有引力提供向心力， 则有：G

=m

，在月球表面的物体：G

=mg，联立解得，v=

，故C错误，D正确．

故选：AD．

点评： 本题中卫星变轨时，可根据卫星所需要的向心力和提供的向心力关系分析火箭应加速还是减速．公式g=

反映了重力加速度与月球质量的关系，是常常隐含的方程式

9．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2：1．电池和交变电源的电动势都为6V，内阻均不计．下列说法正确的是（ ）

A． S与a接通的瞬间，R中无感应电流 B． S与a接通稳定后，R两端的电压为0 C． S与b接通稳定后，R两端的电压为3V

D． S与b接通稳定后，原、副线圈中电流的频率之比为2：1

考点： 变压器的构造和原理． 专题： 交流电专题． 分析： 变压器对于交流电起作用，接在直流电中是不起作用的，在根据最大值和有效值之间的关系以及电压与匝数成正比即可求得结论．

解答： 解：A、在S与a接通的瞬间，由于电流由零突然变大，所以线圈中的磁通量会发生变化，副线圈中的R会有感应电流，所以A错误．

B、在S与a接通稳定后，电路中的电流稳定，磁通量不会发生变化，所以副线圈中不会有感应电流产生，电阻R两端的电压为0，所以B正确．

C、在S与b接通稳定后，由于b是交流电源，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压为3V，所以C正确．

D、变压器不会改变交流电源的频率，所以原、副线圈中电流的频率是相同的，所以D错误． 故选BC． 点评： 掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题．

10．1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖．若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是（ ）

A． 该束带电粒子带负电

B． 速度选择器的P1极板带正电

C． 在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大 D． 在B2磁场中运动半径越大的粒子，荷质比越小

考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理；带电粒子在匀强磁场中的运动． 专题： 带电粒子在磁场中的运动专题．

分析： A、根据带电粒子在磁场中的偏转方向确定带电粒子的正负． B、根据在速度选择器中电场力和洛伦兹力平衡确定P1极板的带电情况．

CD、在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力，求出粒子的轨道半径，看与什么因素有关． 解答： 解：A、根据带电粒子在磁场中的偏转方向，磁场的方向垂直纸面向外，根据左手定则知，该粒子带正电．故A错误．

B、根据左手定则知，带电粒子在P1P2区域所受的洛伦兹力方向竖直向上，则电场力的方向竖直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器的P1极板带正电．故B正确． C、根据

得，

，知r越大，荷质比越小．故C错误，D正确．

故选BD． 点评： 解决本题的关键会根据左手定则判断洛伦兹力的方向，以及知道在速度选择器中，电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡．

11．如图所示，在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈ABCD，AB边与磁场垂直，MN边始终与金属滑环K相连，PQ边始终与金属滑环L相连．金属滑环L、交流电流表A、定值电阻R、金属滑环K通过导线串联．使矩形线圈以恒定角速度绕过BC、AD中点的轴旋转．下列说法中正确的是（ ）

A． 交流电流表A的示数随时间按余弦规律变化

B． 线圈转动的角速度越大，交流电流表A的示数越小

C． 线圈平面与磁场平行时，流经定值电阻R的电流瞬时值最大

D． 线圈转动的角速度增加为原来的两倍，则流经定值电阻R的电流的有效值也变为原来的两倍

考点： 正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率；正弦式电流的图象和三角函数表达式． 专题： 压轴题；交流电专题． 分析： 从图示位置开始计时，交变电流的瞬时电动势表达式为：e=NBSωcosωt；根据表达式进行分析讨论即可．

解答： 解：A、交流电流表测量的是交流电流的有效值，不随时间变化，故A错误；

B、线圈转动的角速度增大，感应电动势的最大值增大，有效值增大，交流电流表示数增大，故B错误；

C、图示位置，线圈平面与磁场平行，线框切割磁感线最快（垂直切割），感应电动势最大，流经定值电阻R的电流瞬时值最大，故C正确；

D、感应电动势的最大值为Em=NBSω，线圈转动的角速度增加为原来的两倍，则感应电动势的最大值增加为2倍，故有效值变为2倍，电流变为2倍，故D正确； 故选CD． 点评： 本题关键要明确：（1）对于正弦式交变电流，有效值等于峰值除以；（2）交流电表测量的是有效值，而不是峰值，更不是瞬时值；（3）线圈经过中性面时，磁通量大，但磁通量的变化率最小，感应电动势最小．

考点： 动能定理的应用；牛顿第二定律；牛顿第三定律；平抛运动；向心力． 专题： 动能定理的应用专题． 分析： （1）小球从最高点D飞出做平抛运动，由水平距离和竖直距离求出小球飞离D点时的速度． （2）在D点小球受到重力和圆管的弹力，由牛顿定律求解小球在D点时对轨道的压力大小和方向．

（3）根据动能定理求出小球从B点到D点过程中克服摩擦所做的功． 解答： 解：（1）小球飞离D点后做平抛运动，有 xOB=R=vDt

解得

m/s

（2）小球在D点受到重力mg，假设管道对它的作用力竖直向下为FN， 由牛顿第二定律得

解得FN=﹣2.5N，说明圆管对小球的作用力是竖直向上的支持力．

由牛顿第三定律可知小球对管道的内壁有压力，压力的大小为2.5N，方向竖直向下．

（3）设小球从B到D的过程中克服摩擦力做功Wf 在A到D过程中，根据动能定理，有

代入计算得Wf=10 J 答：（1）小球飞离D点时的速度为；

（2）小球在D点时对轨道的压力为2.5N，方向竖直向下； （3）小球从B点到D点过程中克服摩擦所做的功为10J． 点评： 本题是动能定理和向心力知识的综合应用，这类问题常常涉及到临界条件．第（3）问中用动能定理求变力的功也是常用方法．

17．两根足够长的光滑平行直导轨MN、PQ与水平面成θ角放置，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻．一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直．整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，导轨和金属杆接触良好，它们的电阻不计．现让ab杆由静止开始沿导轨下滑． （1）求ab杆下滑的最大速度vm；

（2）ab杆由静止释放至达到最大速度的过程中，电阻R产生的焦耳热为Q，求该过程中ab杆下滑的距离x及通过电阻R的电量q．

考点： 法拉第电磁感应定律；牛顿第二定律；欧姆定律；闭合电路的欧姆定律． 专题： 电磁感应——功能问题．

分析： （1）在分析杆的运动时，注意由于杆的速度逐渐变大因此安培力将逐渐变大，所以杆从导轨上做加速度逐渐减小的加速运动，当安培力等于重力沿导轨分力时匀速运动，同时速度达到最大．

（2）杆下滑过程中，重力势能减小转化为电路中的焦耳热和杆的动能，因此根据功能关系可求出ab杆下滑的距离x；根据法拉第电磁感应定律求出平均电流，然后根据Q=It即可求出电量．

解答： 解：（1）根据法拉第电磁感应定律和安培力公式有： E=BLv ①

②

FA=BIL ③

根据牛顿第二定律有： mgsinθ﹣FA=ma ④ 联立①②③④得：

当加速度a为零时，速度v达最大，速度最大值：

故ab杆下滑的最大速度为（2）根据能量守恒定律有：

．

得

根据电磁感应定律有：

根据闭合电路欧姆定律有：

感应电量：

=

得：

故过程中ab杆下滑的距离为，通过电阻R的电量为

．

点评： 对于电磁感应的综合问题要做好电流、安培力、运动、功能关系这四个方面的分析，同时这类问题涉及知识点多，容易混淆，要加强练习，平时注意知识的理解与应用．

18．如图Ox、Oy、Oz为相互垂直的坐标轴，Oy轴为竖直方向，整个空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B．现有一质量为m、电量为+q的小球从坐标原点O以速度v0沿Ox轴正方向抛出（不计空气阻力，重力加速度为g）．求：

（1）若在整个空间加一匀强电场E1，使小球在xOz平面内做匀速圆周运动，求场强E1和小球运动的轨道半径；

（2）若在整个空间加一匀强电场E2，使小球沿Ox轴做匀速直线运动，求E2的大小； （3）若在整个空间加一沿y轴正方向的匀强电场，电场强度为抛出后，经过y轴时的坐标y和动能Ek．

，求该小球从坐标原点O

考点： 带电粒子在匀强磁场中的运动；共点力平衡的条件及其应用；带电粒子在混合场中的运动． 专题： 带电粒子在复合场中的运动专题．

分析： （1）若在整个空间加一匀强电场E1，使小球在xOz平面内做匀速圆周运动，重力与电场力平衡，由平衡条件求出场强．由牛顿第二定律求出半径．

（2）若在整个空间加一匀强电场E2，使小球沿Ox轴做匀速直线运动，重力、电场力和洛伦兹力的合力为零，根据平衡条件求出场强．

（3）若在整个空间加一沿y轴正方向的匀强电场，小球在复合场中做螺旋运动，运用分解法研究坐标y和动能Ek． 解答： 解：（1）由于小球在磁场中做匀速圆周运动，设轨道半径为r，则 qE1=mg解得

，方向沿y轴正向

又，解得

（2）小球做匀速直线运动，受力平衡，则

解得

（3）小球在复合场中做螺旋运动，可以分解成水平面内的匀速圆周运动和沿y轴方向的匀加速直线运动．

做匀加速运动的加速度

从原点O到经过y轴时经历的时间 t=nT

解得 （n=1、2、3…）

由动能定理得

解得 答：

（n=1、2、3…）

（1）若在整个空间加一匀强电场E1，使小球在xOz平面内做匀速圆周运动，场强

，

方向沿y轴正向．小球运动的轨道半径．

（2）若在整个空间加一匀强电场E2，使小球沿Ox轴做匀速直线运动，E2的大小得

；

（3）该小球从坐标原点O抛出后，经过y轴时的坐标（n=1、2、3…），动能

为（n=1、2、3…）．

点评： 本题关键要掌握物体做匀速圆周运动的条件，分析受力情况是基础．对于小球做螺旋运动，采用运动的分解法研究是常用方法．

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