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云南省峨山彝族自治县2017-2018学年高二物理上学期寒假作业二
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
题号
一
二
三
四
五
六
总分
得分
分卷I
一、单选题(共12小题,每小题3.0分,共36分)


1.真空中有两根长直金属导线平行放置，其中一根导线中通有恒定电流．在两导线所确定的平面内，一电子由P点开始运动到Q的轨迹如图中曲线PQ所示，则一定是（ ）
A． ab导线中通有从a到b方向的电流
B． ab导线中通有从b到a方向的电流
C． cd导线中通有从c到d方向的电流
D． cd导线中通有从d到c方向的电流
2.如图所示的装置，可以探究影响安培力大小的因素，实验中如果想增大导体棒摆动的幅度，下列操作中可行的是(　　)
A． 更换磁性较弱的磁铁
B． 把磁铁的N极和S极对调
C． 减小通过导体棒中的电流强度I
D． 把接入电路的导线从②、③两端换成①、④两端
3.一个磁场的方向如图所示，一个小磁针被放入磁场中，最后小磁针N极将(　　)
A． 向右
B． 向左
C． 向上
D． 向下
4.如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略．平行板电容器C的极板水平放置．闭合开关S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动．如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是(　　)
A． 增大R1的阻值
B． 增大R2的阻值
C． 增大两板间的距离
D． 断开开关S
5.如图所示，Q带负电荷，导体P在a处接地，下列说法中正确的是(　　)
A． 导体P的a端不带电荷，b端带负电荷
B． 导体P的a端带正电荷，b端不带电
C． 导体P的a端带正电荷，b端带负电荷，且正、负电荷的电荷量相等
D． 导体P的a端带正电荷，b端带负电荷，正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量
6.如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上．a和c带正电，b带负电，a所带的电荷量比b所带的电荷量小．已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是(　　)
A．F1
B．F2
C．F3
D．F4
7.如图，半径为R的均匀带正电薄球壳，其上有一小孔A.已知壳内的电场强度处处为零；壳外空间的电场，与将球壳上的全部电荷集中于球心O时在壳外产生的电场一样．一带正电的试探电荷(不计重力)从球心以初动能Ek0沿OA方向射出．下列关于试探电荷的动能Ek与离开球心的距离r的关系图线，可能正确的是(　　)
A．
B．
C．
D．
8.如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒和验电器的金属球接触，使验电器的金属箔片张开，关于这一现象下列说法正确的是(　　)
A． 两片金属箔片上带异种电荷
B． 两片金属箔片上均带负电荷
C． 金属箔片上有电子转移到玻璃棒上
D． 将玻璃棒移走，则金属箔片立即合在一起
9.在光滑的绝缘水平面上，有一个正三角形abc，顶点a、b、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示，D点为正三角形外接圆的圆心，E、G、H点分别为ab、ac、bc的中点，F点为E点关于c电荷的对称点，不计空气阻力．下列说法中正确的是（　　）
A．D点的电场强度为零、电势为零
B．E、F两点的电场强度等大反向、电势相等
C．E、G、H三点的电场强度和电势均相同
D． 若释放c电荷，c电荷将一直做加速运动
10.由中国提供永磁体的阿尔法磁谱仪如图所示，它曾由航天飞机携带升空，将来安装在阿尔法国际空间站中，主要使命之一是探索宇宙中的反物质．所谓的反物质即质量与正粒子相等，带电量与正粒子相等但相反，例如反质子即为H，假若使一束质子、反质子、α粒子和反α粒子组成的射线，以相同的速度通过OO′进入匀强磁场B2而形成的4条径迹，则(　　)
A． 1、3是反粒子径迹
B． 2、4为反粒子径迹
C． 1、2为反粒子径迹
D． 4为反α粒子径迹
11.如图所示，两平行的带电金属板水平放置．若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态．现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°，再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将(　　)
A． 保持静止状态
B． 向左上方做匀加速运动
C． 向正下方做匀加速运动
D． 向左下方做匀加速运动
12.如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面．下列判断正确的是(　　)
A． 1、2两点的场强相等
B． 1、3两点的场强相等
C． 1、2两点的电势相等
D． 2、3两点的电势相等
二、多选题(共4小题,每小题4分,共16分)


13.（多选）如图所示，把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面的另一处有另一带电小球B，现给B一个垂直于AB方向的速度v0，则下列说法中正确的是（　　）
A．B球可能做直线运动
B．B球的电势能可能增加
C．A球对B球的库仑力可能对B球不做功
D．B球可能从电势较高处向电势较低处运动
14.(多选)如图所示，在等量异种电荷形成的电场中，画一正方形ABCD，对角线AC与两点电荷连线重合，两对角线交点O恰为电荷连线的中点．下列说法中正确的是(　　)
A．A点的电场强度等于B点的电场强度
B．B、D两点的电场强度及电势均相同
C． 一电子由B点沿B→C→D路径移至D点，电势能先增大后减小
D． 一电子由C点沿C→O→A路径移至A点，电场力对其先做负功后做正功
15.(多选)在如图所示的U－I图线上，a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态，在b点α＝β，则下列说法中正确的是(　　)
A． 在b点时电源有最大输出功率
B． 在b点时电源的总功率最大
C． 从a→b，β角增大，电源的总功率和输出功率都将增大
D． 从b→c，β角增大，电源的总功率和输出功率都将减小
16.(多选)若E表示电动势，U表示外电压，U′表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示电流，则下列各式中正确的是(　　)
A．U′＝IR
B．U′＝E－U
C．U＝E＋Ir
D．U＝E
分卷II
三、实验题(共2小题,每小题50分,共10分)


17.用图甲所示的电路测定某电源的电动势和内阻，R为电阻箱，阻值范围0～9 999 Ω，R0是保护电阻，电压表内阻对电路的影响可忽略不计．
该同学连接好电路后，闭合开关S，改变电阻箱接入电路的电阻值，读取电压表的示数．根据读取的多组数据，他画出了图乙所示的图象．
(1)在图乙所示图象中，当＝0.10 V－1时，外电路处于________状态．(选填“通路”、“断路”或“短路”)．
(2)根据该图象可求得该电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.
18.在测电源电动势和内阻的实验中，用电源、电阻箱、电压表连成如图所示的电路．一位同学记录的6组数据见下表：
根据这些数据选取适当的坐标轴，并在下图所示的方格纸上画出图线，根据图线读出电源的电动势E＝________ V，求得电源的内阻r＝________ Ω.
四、计算题(共4小题,每小题18.0分,共72分)


19.电子质量为m，电荷量为q，以速度v0与x轴成θ角射入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后落在x轴上的P点，如图所示，求：
(1)的长度；
(2)电子由O点射入到落在P点所需的时间t.
20.有两个带正电的小球，电荷量分别为Q和9Q，在真空中相距l.如果引入第三个小球，恰好使得3个小球只在它们相互的静电力作用下都处于平衡状态，第三个小球应带何种电荷，应放在何处，电荷量又是多少？
21.如图所示，左侧匀强电场的区域宽度为L,电场强度为E,右侧匀强磁场的左右宽度为d,磁场的上下区域很长，一质量为m、带电量为q的粒子，从电场的左边界A点静止释放，经电场加速后垂直进入磁场，出磁场时与入射方向的偏角为θ.（不计粒子重力）
求：
（1）粒子离开电场时的速度；
（2）匀强磁场的磁感应强度；
（3）粒子在磁场中的运动时间.
22.如图所示，电源电动势E＝2 V，内阻r＝1 Ω，电阻R0＝2 Ω，可变电阻的阻值范围为0～10 Ω.求可变电阻为多大时，R上消耗的功率最大，最大值为多少？

答案解析
1.【答案】C
【解析】注意观察图象的细节，靠近导线cd处，电子的偏转程度大，说明靠近cd处偏转的半径小，洛伦兹力提供电子偏转的向心力，，圆周运动的半径，电子速率不变，偏转半径变小，说明B变强，根据曲线运动的特点，合外力指向弧内，则洛伦兹力指向左侧，根据左手定值可以判断，电流方向时从c到d，故C正确．
2.【答案】D
【解析】要使幅度增大，应增大导体棒受到的安培力，而安培力F＝BIL，故可以增大磁感应强度B、电流或导体棒的有效长度；
故A、B、C错误；
而把接线由②、③两条换成①、④两条后，导体棒在磁场中的有效长度增大，故D正确．
3.【答案】A
【解析】
4.【答案】B
【解析】油滴静止不动，则其所受电场力与重力平衡，即mg＝Eq＝q，现欲使油滴仍能处于平衡状态，应保证电场强度不发生变化，即R1的电压不变．R2没有电流通过，故改变R2时对电路工作状态无影响，所以选项B正确，A错误；而增大两板间距离时，电场强度减小，油滴下落，所以选项C错误；断开开关S时，电容器与可变电阻构成闭合回路，电容器放电，油滴下落，所以选项D错误．
5.【答案】B
【解析】　金属导体P接地时与大地组成一个新的导体，a为靠近Q的一端，而大地为远离Q的一端，由于静电感应，靠近Q的一端会带上与Q相反的电荷，即带上正电荷，大地端则带上与Q相同的电荷，b端则不带电荷，故B正确.
6.【答案】B
【解析】据“同电相斥，异电相吸”规律，确定金属小球c受到a和b的静电力方向，考虑a的带电荷量小于b的带电荷量，故Fac与Fbc的合力只能为F2，选项B正确．
7.【答案】A
【解析】球壳内部即r≤R的区域E＝0，粒子不受力，动能不变．球壳外部即r>R的区域，由E＝k可知，离球壳越远，电场强度E越小，粒子沿电场线方向移动相同的位移静电力做功越小，因此，随着r的增大，Ek－r图线斜率越来越小．本题只有选项A正确．
8.【答案】C
【解析】　自然界只存在两种电荷，正电荷和负电荷.丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，若将其接触验电器的金属球，此时两个箔片均带正电荷；在此过程中，一部分电子会从验电器向玻璃棒转移；移走玻璃棒时，箔片仍带电，不会立即合在一起.选项C正确.
9.【答案】D
【解析】D点到a、b、c三点的距离相等，故三个电荷在D点的场强大小相同，且夹角互为120°，故D点的场强为0．因为电势是一个相对性的概念即零电势的选取是任意的，故D点电势可能为0，故A错误；
由于a、b在E点的场强大小相等方向相反，故E点的场强仅由电荷c决定，故场强方向向左，而电荷c在D、F位置的场强大小相同方向相反，但电荷a、b在F点的场强矢量和不为0，故E、F两点的电场强度大小不同，方向相反，故B错误；
E、G、H三点分别为ab、ac、bc的中点，故E的场强仅由电荷c决定，同理G点的场强仅由电荷b决定，H点的场强仅由电荷a决定，故三点的场强大小相同，但方向不同，故C错误；
若释放电荷c，则a、b在C点的合场强水平向右，故a、b始终对c有斥力作用，故c电荷将一直做加速运动，故D正确．
10.【答案】C
【解析】根据左手定则可判定带电粒子在磁场中的偏转方向，从而确定1、2为反粒子径迹．
11.【答案】D
【解析】两板水平时对微粒有qE＝mg.板旋转45°对微粒受力分析，如图所示，由平行四边形定则可知合力向左下方，且大小恒定，D正确，A、B、C错误．
12.【答案】D
【解析】电场线的疏密表示电场的强弱，1与2比较，1处的电场线密，所以1处的电场强度大．故A错误；1与3比较，1处的电场线密，所以1处的电场强度大．故B错误；顺着电场线，电势降低，所以1点的电势高于2点处的电势．故C错误；2与3处于同一等势面上，所以2与3两点的电势相等．故D正确．
13.【答案】BCD
【解析】由题看出，小球B受到的静电力与速度不在同一直线上，则B球不可能做直线运动．故A错误．若小球A、B带异种电荷，而且引力恰好等于m时，B球做匀速圆周运动，A球对B球的库仑力不做功．故C正确．若小球A、B带异种电荷，而且引力恰好小于m时，B球会远离A球，引力做负功，电势能增加．故B正确．由于两球电性未知，B球可能受斥力会远离A球，也可能受到引力靠近A球，所以B球可能从电势较高处向电势较低处运动．故D正确．
14.【答案】BC
【解析】A点的电场线比B点的电场线密，则A点的电场强度大于B点的电场强度．故A错误．B、D两点的电场线疏密相同，则B、D两点间的电场强度相等，等量异种电荷连线的中垂线是等势线，则B、D两点的电势相等．故B正确．一电子由B点沿B→C→D路径移至D点，电场力先做负功，再做正功，则电势能先增大后减小．故C正确．一电子由C点沿C→O→A路径移至A点，电场力方向水平向左，电场力一直做正功．故D错误．
15.【答案】AD
【解析】b点对应内、外电路电阻相等，电源有最大输出功率，A正确；电源的总功率P总＝IE，当回路电流最大时，电源总功率最大，即外电路短路时电源的总功率最大，B错误；从a→b，路端电压升高，回路电流减小，电源的总功率减小，C错误；因＝r，由路端电压和干路电流可判断从b→c外电路电阻增大，电源的输出功率和总功率都减小，D正确．
16.【答案】BD
【解析】　U′＝Ir，U＝E－Ir，得A、C错误．
17.【答案】(1)断路　(2)10　50
【解析】
18.【答案】1.53　0.35
【解析】由记录的六组数据可求出各电阻值时的电流，由题表可得下表U－I值：
用纵轴表示U，横轴表示电流I.用描点法描出U－I图线(如下图所示)，纵坐标上截距为1.53 V，所以E＝1.53 V．r＝||≈0.35 Ω.
19.【答案】　(1)sinθ　(2)
【解析】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，应根据已知条件首先确定圆心的位置，画出运动轨迹，所求距离应和半径R相联系，所求时间应和粒子转动的圆心角θ、周期T相联系．
(1)过O点和P点做速度方向的垂线，两线交点C即为电子在磁场中做匀速圆周运动的圆心，如右图所示，则可知＝2R·sinθ①
Bqv0＝m②
由①②式可解得：
＝sin θ.
(2)由图中可知：2θ＝ωt③
又v0＝ωR④
由③④式可得：t＝.
20.【答案】负　－Q放在前两个小球的中间，且距电荷量为Q的小球处
【解析】没有引入第三个小球前，两球之间存在斥力作用；F21和F12，它们互为作用力和反作用力．欲使两球平衡，则必须分别受到F31和F32这两个力作用．而这两个力是由引入的第三个带电小球施加的，因此第三个小球应放在这两球之间，且带负电．如图所示．
设第三个小球电荷量为－q，与第一个小球的距离为x.因为第三个小球处于平衡状态，因此F13和F23为一对平衡力，即F13＝F23，由库仑定律得k＝k所以x＝，又因为F21与F31为一对平衡力，即F31＝F21，由库仑定律得k＝k，所以q＝Q.
21.【答案】（1）（2）（3）
【解析】
（1）在电场中得
（2）在磁场中有几何关系可得
（3）由周期公式及可得
22.【答案】Ω　W
【解析】采用等效电源法分析，把定值电阻等效到电源的内部，即把电源和定值电阻看作电动势为E′＝E，内阻为r′＝的电源，当R＝r′＝时，电源对外电路R的输出功率最大：PR＝.
把数值代入各式得：E′＝E＝V；
r′＝＝Ω.
所以：PR＝＝W.

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