1、高中同步测试卷(十三)期末测试卷(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1下列说法不正确的是()A法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互规律库仑定律，并测出了静电力常量k的值B英国物理学家法拉第发明了回旋加速器，能在实验室中产生大量的高能粒子C英国物理学家法拉第最早引入了场概念，并提出用电场线表示电场D美国物理学家密立根通过实验精确测定了元电荷e的电荷量，获得诺贝尔奖2电流表的内阻是Rg200 ，满刻度电流值是Ig500 A，现欲将其改装成量程为2.0 V的电压表，正确的方法是()A应串联一个0.
2、05 的电阻 B应并联一个0.05 的电阻C应串联一个3 800 的电阻 D应并联一个3 800 的电阻3有一个电动势为3 V、内阻为1 的电源下列电阻与其连接后，使电阻的功率大于2 W，且使该电源的效率大于50%的是()A0.5 B1 C1.5 D2 4.如图所示电路，闭合开关S，两个灯泡都不亮，电流表指针几乎不动，而电压表指针有明显偏转，该电路的故障可能是()A电流表坏了或未接好 B从点a经过灯L1到点b的电路中有断路C灯L2的灯丝断开或灯座未接通 D电流表和灯L1、L2都坏了5某区域的电场线分布如图所示，其中中间一根电场线是直线一带正电的粒子从直线上的O点由静止开始在电场力作用下运动到A
3、点取O点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方向粒子的重力忽略不计在O到A运动过程中，下列关于粒子运动速度v和加速度a随时间t的变化、粒子的动能Ek和运动径迹上电势随位移x的变化图线可能正确的是()6一个用于加速质子的回旋加速器，其核心部分如图所示，D形盒半径为R，垂直D形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B，两盒分别与交流电源相连下列说法正确的是()A质子被加速后的最大速度随B、R的增大而增大B若加速电压提高到4倍，其他条件不变，则质子获得的最大速度就提高到2倍C只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值D质子每次经过D形盒间缝隙时都能得到加速，故在磁场中做圆周运动一周所用时间越来越小7.如图所示，三
4、个速度大小不同的同种带电粒子，沿同一方向从图中长方形匀强磁场区域的上边缘射入，当它们从下边缘飞出时相对入射方向的偏向角分别为90、60、30，则它们在磁场中运动的时间之比为()A111 B123C321 D1二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意)8关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是()A电场强度的方向处处与等电势面垂直B电场强度为零的地方，电势也为零C随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低D任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向9如图所示，虚线a、b、c、d表示某静电场中的四个等势面，它们的电势分别为a、b、c、
5、d，且abcd，相邻的等势面之间的距离相同，一带电的粒子射入电场后，只在电场力作用下的运动轨迹如实线ABCDE所示，则粒子()A带负电B在A、E两点时的加速度相同C运动过程中，其动能与电势能之和保持不变D从C点到D点与从D点到E点的电场力做功数值之比为2110如图所示，a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点，abc120.现将三个等电荷量的点电荷Q固定在a、b、c三个顶点上，将一个电荷量为q的点电荷依次放在菱形中心点O点和另一个顶点d点处，两点相比()Aq在d点所受的电场力较小Bq在d点所具有的电势能较小Cd点的电场强度大于O点的电场强度Dd点的电势高于O点的电势11如图所示，、是竖直平面内三
6、个相同的半圆形光滑轨道，k为轨道最低点，处于匀强磁场中，和处于匀强电场中，三个完全相同的带正电小球a、b、c从轨道最高点自由下滑至第一次到达最低点k的过程中，下列说法中正确的是()A在k处，球b速度最大B在k处，球c对轨道压力最大C球b需时最长D球c机械能损失最多12如图所示为某种质谱仪的工作原理示意图此质谱仪由以下几部分构成：粒子源N；P、Q间的加速电场；静电分析器，即中心线半径为R的四分之一圆形通道，通道内有均匀辐射的电场，方向沿径向指向圆心O，且与圆心O等距的各点电场强度大小相等；磁感应强度为B的有界匀强磁场，方向垂直纸面向外；胶片M.由粒子源发出的不同带电粒子，经加速电场加速后进入静电
7、分析器，某些粒子能沿中心线通过静电分析器并经小孔S垂直磁场边界进入磁场，最终打到胶片上的某点粒子从粒子源发出时的初速度不同，不计粒子所受重力下列说法中错误的是()A从小孔S进入磁场的粒子速度大小一定相等B从小孔S进入磁场的粒子动能一定相等C打到胶片上同一点的粒子速度大小一定相等D打到胶片上位置距离O点越远的粒子，比荷越大题号123456789101112答案三、实验题(按题目要求作答)13(10分)(1)现有一个由新材料制成的电阻，某同学要测量其阻值，用多用电表的电阻“10”挡进行测量时表盘的示数如图甲所示，请读出其阻值约为_.甲乙(2)某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中，串
8、联了一只2.5 的保护电阻R0，实验电路如图乙所示连好电路后，当该同学闭合电键时，发现电流表示数为0，电压表示数不为0，检查各接线柱均未接错，接触良好且未发生短路；他用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接a、b，b、c，d、e时，示数均为0，把两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是_排除故障后，该同学顺利完成实验，测量得到下列数据，请根据数据在图丙所示的坐标图中画出UI图线，由图知：电池的电动势为_，内阻为_.I/A0.100.170.230.30U/V1.201.000.800.60丙考虑电表本身电阻对测量结果的影响，造成本实验的系统误差的原因是_实验所得的电池的电动势
9、和内阻的测量值与真实值比较：E测_E真，r测_r真(填“”、“”、“0)的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30.不计重力求A、B两点间的电势差15.(10分)如图所示，中轴线PQ将矩形区域MNDC分成上下两部分，上部分充满垂直纸面向外的匀强磁场，下部分充满垂直纸面向内的匀强磁场，磁感应强度皆为B.一质量为m、带电荷量为q的带正电的粒子从P点进入磁场，速度与边MC的夹角30.MC边长为a，MN边长为8a，不计粒子重力则：(1)若要该粒子不从MN边射出磁场，其速度最大值是多少？(2
10、)若要该粒子恰从Q点射出磁场，其在磁场中的运行时间最少是多少？16(12分)在如图甲所示的坐标系中，y轴右侧有宽度为L的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，y轴和xL处虚线是磁场的左右边界两块相距很近的平行于y轴放置的小极板a、b中间各开有一小孔，b极板小孔A在y轴上，A点到原点O的距离也为L，两极板间电压Uab的变化如图乙所示，电压的最大值为U0、周期为t0，从极板a孔连续不断地由静止释放质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不计重力)，粒子经电场加速后垂直y轴进入磁场，(粒子在两极板间的运动时间不计，粒子通过两极板间可认为极板间电压保持不变)若在tt0时刻(此时UabU0)释放的粒子恰好通过磁场
11、右边界与x轴的交点D.求：(1)所加磁场的磁感应强度B的大小；(2)E是OD的中点，求从E点射出的粒子通过极板时的加速电压；(3)若使所有由极板a处释放的粒子进入磁场经磁场偏转后都垂直x轴射出，只需要部分磁场，直接写出磁场下边界的函数表达式.参考答案与解析1导学号66870181【解析】选B.A、C、D选项符合物理学史实，正确美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，能在实验室中产生大量的高能粒子2导学号66870182【解析】选C.电流表改装成电压表时，应串联一个电阻由串联电路的特点有UIg(RgR)，解得，R3 800 .3导学号66870183【解析】选C.由闭合电路欧姆定律得，I，100 %
12、50 %，PI2R2 W，即R2 W，解得， Rr1 ，故选项C正确4导学号66870184【解析】选B.因电压表有示数，则说明电流表与灯L2没有断路，可能是从点a经过灯L1到点b的电路中有断路，选项B正确5导学号66870185【解析】选B.带正电的粒子从O点向A点运动，电场线先变疏再变密，电场强度先变小，后变大，故电场力和粒子的加速度也是先变小，后变大，选项B正确；粒子从O向A运动，一直加速，但加速度先变小，后变大，其速度时间图象的斜率应是先变小，后变大，选项A错误；从O到A，电场强度先变小，后变大，单位长度上的电势降落应是先变小，后变大，选项C错误；根据Ekmv2Fx，Ekx图象的斜率为
13、力F，从O到A，粒子所受的电场力先变小，后变大，故Ekx图象的斜率应先变小，后变大，选项D错误6导学号66870186【解析】选A.质子被加速后的最大速度就是达到最大转动半径时对应的速度，由qvBm得：v，可知最大速度与B、R、有关，与加速电压无关，但v不能被加速到任意值，一旦速度很大，质子的质量就要发生变化，就会导致回旋周期发生变化，从而破坏了与电场变化周期同步，因此选项A正确，选项B、C错误；而质子在磁场中的转动周期T，与速度无关，因此选项D错误所以答案选A.7导学号66870187【解析】选C.由粒子运动的偏向角等于圆弧轨迹所对的圆心角，tT可知，它们在磁场中运动的时间之比为906030
14、321，选项C正确8导学号66870188【解析】选AD.电场线(电场强度)的方向总是与等电势面垂直，选项A正确电场强度和电势是两个不同的物理量，电场强度等于零的地方，电势不一定等于零，选项B错误沿着电场线方向，电势不断降落，电势的高低与电场强度的大小无必然关系，选项C错误电场线(电场强度)的方向总是从高的等电势面指向低的等电势面，而且是电势降落最快的方向，选项D正确9导学号66870189【解析】选AC.由等势面电势的高低可知该电场为负点电荷形成的电场，根据粒子的弯曲方向可知粒子带负电，A正确；粒子在A、E两点时的加速度方向不同，B错误；只有电场力做功，故动能与电势能之和保持不变，C正确；相
15、邻等势面间的电势差不相等，D不正确10导学号66870190【解析】选AB.由对称性可知，a、c两处的Q在O点处的电场相互抵消，若设菱形的边长为l，则O点处的场强EO，d点处的场强Ed2cos 60，故选项C错误，由FEq可知，q在O点所受的静电力较大，选项A正确；由场强的叠加可知，O点处的电势高于d点处的电势，故选项D错误；由EpW可知，q从O点运动至d点时静电力对其做正功，电荷的电势能减少，选项B正确11导学号66870191【解析】选BC.从最高点到最低点，合力对c球做功最多，对b球做功最少，根据动能定理可知在k处球c动能最大，速度最大，A错；求出最低点动能后，在k处由牛顿第二定律可得在
16、k处球c对轨道压力最大，B对；任一高度处根据动能定理可知，b球速度最小，即b球全程平均速率最小，路程一定时，b球运动时间最长，C对；球c电场力做正功，电势能减小，机械能增加，D错12导学号66870192【解析】选ABD.在圆形通道中，能沿半径为R的圆弧运动，最终从S处射出的粒子，其在通道中所受的电场力充当向心力，Eqm，v，Ekmv2EqR.由于粒子源发出的是不同带电粒子，故从S处射出的粒子的速度与其比荷有关，动能与其电荷量有关，A、B项均不正确；在磁场中，qvBm.联立得RR，故打在胶片上同一点的粒子速度大小一定相等，C项正确；由上式知R与比荷无关，故D项错误13导学号66870193(1
17、)190(2)R断路如图所示1.50 V0.75 电压表内阻分流14导学号66870194【解析】设带电粒子在B点的速度大小为vB.粒子在垂直于电场方向的速度分量不变，即vB sin 30v0sin 60由此得vBv0设A、B两点间的电势差为UAB，由动能定理有qUABm(vv)联立式得UAB.【答案】15导学号66870195【解析】(1)设该粒子恰不从MN边射出磁场时的轨迹半径为r，由几何关系得：rcos 60ra，解得ra又由qvBm解得最大速度v.(2)粒子每经过分界线PQ 一次，在PQ方向前进的位移为轨迹半径R的倍设粒子进入磁场后第n次经过PQ线时恰好到达Q点，有nR8a，且R4.62n所能取的最小自然数为5粒子做圆周运动的周期为T粒子每经过PQ分界线一次用去的时间为tT粒子到达Q点的最短时间为tmin5t.【答案】(1)(2)16导学号66870196【解析】(1)粒子在电场中加速，根据动能定理得qU0mv设磁感应强度为B，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则qv0Bm由几何关系可知，由D点射出的粒子的半径R0L解得B .(2)设由E点射出的粒子半径为R1，速度为v1，由几何关系可知(LR1)2R解得R1L在磁场中qv1Bm解得v1设由E点射出的粒子对应的加速电压为U1，则qU1mv解得U1U0.(3)磁场的下边界的函数关系式为yxL.【答案】见解析