張宗磊

一、單項(xiàng)選擇題

1.如圖1 所示，接地的金屬球A 的半徑為R，一帶電荷量為Q 的點(diǎn)電荷到球心O 的距離為r，該點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在球心O 處的場(chǎng)強(qiáng)大小等于（ ）。

A.kQ/r2 -kQ/R2 B.kQ/r2 +kQ/R2

C.0 D.kQ/r2

2.如圖2所示，用兩根相同的細(xì)繩水平懸掛一段均勻載流直導(dǎo)線MN ，電流I 的方向從M 端到N 端，兩根細(xì)繩的拉力均為F。為使F =0，下列方法中可能達(dá)到要求的是（ ）。

A.加水平向右的磁場(chǎng)

B.加水平向左的磁場(chǎng)

C.加垂直于紙面向里的磁場(chǎng)

D.加垂直于紙面向外的磁場(chǎng)

3.a、b、c 為三根與紙面垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線，其橫截面位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)處，導(dǎo)線中通有的電流大小相同，方向如圖3 所示。則在等邊三角形中心O 點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度（ ）。

A.方向向左 B.方向向右

C.方向向下 D.大小為零

4.如圖4甲所示是某燃?xì)鉅t點(diǎn)火裝置的原理圖。轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為如圖4乙所示的正弦式交變電壓，并加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2。當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時(shí)值大于5 000 V 時(shí)，就會(huì)在鋼針和金屬板之間引發(fā)電火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w。下列說(shuō)法中正確的是（ ）。

A.電壓表的示數(shù)為5 V

B.電壓表的示數(shù)為5根號(hào)下2 V

C.實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是n2/n1>1 000

D.實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是n2/n1<1 000

二、多項(xiàng)選擇題

5.如圖5 所示，質(zhì)量為m 、帶電荷量為q 的小球在電場(chǎng)強(qiáng)度為E 的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，以初速度v0 沿直線ON 做勻變速運(yùn)動(dòng)，直線ON 與水平方向間的夾角為30°。若小球在初始位置的電勢(shì)能為零，重力加速度為g，則下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A.電場(chǎng)方向一定豎直向上

B.電場(chǎng)強(qiáng)度E 的最小值為根號(hào)下3mg/2q

C.若電場(chǎng)強(qiáng)度E=mg/q ，則小球相對(duì)初始位置的最大高度為v20/2g

D.若電場(chǎng)強(qiáng)度E =mg/q ，則小球電勢(shì)能的最大值為mv20/4

6.如圖6所示，在M 、N 兩條長(zhǎng)直導(dǎo)線所在的平面內(nèi)，一帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示。已知兩條導(dǎo)線M 、N 中只有一條導(dǎo)線中通有恒定電流，另一條導(dǎo)線中無(wú)電流，則下列關(guān)于電流方向、粒子帶電情況和運(yùn)動(dòng)方向的說(shuō)法中可能正確的是（ ）。

A.導(dǎo)線M 中通有自上而下的恒定電流，帶負(fù)電的粒子從a 點(diǎn)向b 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)

B.導(dǎo)線M 中通有自上而下的恒定電流，帶正電的粒子從b 點(diǎn)向a 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)

C.導(dǎo)線N 中通有自下而上的恒定電流，帶正電的粒子從b 點(diǎn)向a 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)

D.導(dǎo)線N 中通有自下而上的恒定電流，帶負(fù)電的粒子從a 點(diǎn)向b 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)

7.隨著通信技術(shù)的更新?lián)Q代，無(wú)線通信使用的電磁波頻率資源更豐富，在相同時(shí)間內(nèi)能夠傳輸?shù)男畔⒘扛?。?代移動(dòng)通信技術(shù)（簡(jiǎn)稱5G）意味著更快的網(wǎng)速和更大的網(wǎng)絡(luò)容載能力，“4G 改變生活，5G 改變社會(huì)”。與4G 相比，5G 使用的電磁波（ ）。

A.光子能量更大

B.衍射更明顯

C.傳播速度更大

D.波長(zhǎng)更短

8.如圖7所示， 在水平面內(nèi)固定有兩根相互平行的無(wú)限長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌MN 、PQ，其間距為 L，電阻不計(jì)。在虛線 l1 的左側(cè)分布著豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在虛線 l2 的右側(cè)分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩部分磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為 B，a、b 兩根金屬棒的質(zhì)量分別為m1、m2，電阻均為 R，兩金屬棒與導(dǎo)軌垂直，分別位于兩磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)?，F(xiàn)突然給金屬棒 a 一個(gè)水平向左的初速度 v0，在兩金屬棒達(dá)到穩(wěn)定的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ）。

A.兩金屬棒組成的系統(tǒng)的動(dòng)量不守恒

B.金屬棒a 做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，金屬棒b 做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)，最終兩者的速度之差恒定不變

C.金屬棒a 克服安培力做功的功率大于金屬棒a 的發(fā)熱功率

D.從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到兩金屬棒達(dá)到穩(wěn)定的過(guò)程中， 流經(jīng)金屬棒a 的總電荷量為m1m2v0/BL（m1+m2）

三、實(shí)驗(yàn)題

9.為了描繪一個(gè)小燈泡的伏安特性曲線，某學(xué)習(xí)小組使用待測(cè)小燈泡、蓄電池、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、兩個(gè)多用電表，以及若干導(dǎo)線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（1）先用一個(gè)多用電表的歐姆擋測(cè)量小燈泡的阻值，下列說(shuō)法中正確的是_____。

A.每次更換擋位，都需要重新進(jìn)行機(jī)械調(diào)零

B.測(cè)量前應(yīng)檢查指針是否停在歐姆表的“∞”刻度線

C.為了測(cè)量更準(zhǔn)確，可以把小燈泡接在蓄電池上再測(cè)量

D.測(cè)量時(shí)，若發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)很小，應(yīng)換倍率更大的擋位進(jìn)行測(cè)量

（2）為了測(cè)量小燈泡的伏安特性曲線，將兩個(gè)多用電表分別切換至電壓擋和電流擋當(dāng)成電壓表和電流表接入電路，關(guān)于測(cè)量電路，如圖8 所示的四種連接方式中正確的有_____。

（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器記錄多組數(shù)值，繪制伏安特性曲線如圖9所示。已知小燈泡的額定電壓為3 V，小燈泡的額定功率為_(kāi)____W;而此時(shí)的電阻與多用電表測(cè)出的阻值相差較大，其原因是_____。

四、解答題

10.如圖10所示，光滑絕緣的四分之三圓弧軌道BCDG 位于豎直平面內(nèi)，B、D 兩點(diǎn)為圓弧軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，C、G 兩點(diǎn)與圓心O 等高，軌道半徑為R，下端與傾斜絕緣軌道在B 點(diǎn)平滑連接，整個(gè)軌道始終處在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m 、帶正電的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）從傾斜絕緣軌道上A 點(diǎn)由靜止釋放，若物體通過(guò)D 點(diǎn)時(shí)，軌道對(duì)它的壓力為3mg，物體所受靜電力F=4/3mg，傾斜軌道的傾角θ=37°，物體與傾斜軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，重力加速度為g，sin 37°=0.6。

（1）求傾斜軌道上A、B 兩點(diǎn)的間距s0。

（2）若改變物體在傾斜軌道上的運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)A 的位置，使物體始終沿軌道滑行并從G點(diǎn)離開(kāi)軌道，求傾斜軌道上A、B 兩點(diǎn)的間距的最小值smin。

11.如圖11所示，真空室內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.6 T，磁場(chǎng)內(nèi)有一塊平面感光板ab，板面與磁場(chǎng)方向平行，在到感光板的距離l=16 cm 處，有一個(gè)點(diǎn)狀的放射源S，它向各個(gè)方向發(fā)射α 粒子，α 粒子的速度均為v=3×106 m/s，已知α粒子的比荷q/m =5×107 C/kg?，F(xiàn)只考慮在紙面中運(yùn)動(dòng)的α 粒子，求感光板上被α粒子打中的區(qū)域的長(zhǎng)度。

12.如圖12所示，半徑為a 的圓形區(qū)域內(nèi)分布著方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B =0.2 T，半徑為b 的金屬圓環(huán)與磁場(chǎng)同心放置，磁場(chǎng)與環(huán)面垂直，其中a=0.4 m，b=0.6 m，圓環(huán)上分別接有燈泡L1、L2，兩燈泡的電阻均為R0=2 Ω，一金屬棒MN 與圓環(huán)接觸良好，金屬棒MN 與圓環(huán)的電阻均忽略不計(jì)。

（1）若金屬棒MN 以速率v0=5 m/s在圓環(huán)上向右勻速滑動(dòng)，求金屬棒MN 滑過(guò)圓環(huán)直徑OO'的瞬時(shí)，金屬棒MN 中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和流過(guò)燈泡L1 的電流。

（2）撤去金屬棒MN ，將右側(cè)半圓環(huán)以直徑OO'為軸向上翻轉(zhuǎn)90°，若此時(shí)磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻變化，其變化率ΔB/Δt =4πT/s，求燈泡L1的電功率。

13.如圖13所示，兩根金屬棒甲和乙分別放在左、右兩側(cè)光滑的水平導(dǎo)軌上，左、右兩側(cè)導(dǎo)軌間距分別為L(zhǎng) 和2L，金屬棒甲和乙的質(zhì)量分別為m 和2m ，電阻分別為R 和2R，它們的長(zhǎng)度均與導(dǎo)軌間距相等，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻忽略不計(jì)，兩金屬棒與導(dǎo)軌始終接觸良好且各自只能在對(duì)應(yīng)的導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌間分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。現(xiàn)用水平向右的恒力F作用在金屬棒甲上。

（1）若固定金屬棒乙，求金屬棒甲中產(chǎn)生焦耳熱的功率的最大值。

（2）若不固定金屬棒乙，已知當(dāng)力F 作用時(shí)間為t 時(shí)，金屬棒甲的加速度大小為a，求此時(shí)金屬棒乙的速度大小。

（責(zé)任編輯 張 巧）