張宗磊

一、單項選擇題

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 的點電荷到球心O 的距離為r，該點電荷產(chǎn)生的電場在球心O 處的場強大小等于（ ）。

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

C.0 D.kQ/r2

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

A.加水平向右的磁場

B.加水平向左的磁場

C.加垂直于紙面向里的磁場

D.加垂直于紙面向外的磁場

3.a、b、c 為三根與紙面垂直的長直導線，其橫截面位于等邊三角形的三個頂點處，導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 點處的磁感應強度（ ）。

A.方向向左 B.方向向右

C.方向向下 D.大小為零

4.如圖4甲所示是某燃氣爐點火裝置的原理圖。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。當變壓器副線圈電壓的瞬時值大于5 000 V 時，就會在鋼針和金屬板之間引發(fā)電火花進而點燃氣體。下列說法中正確的是（ ）。

A.電壓表的示數(shù)為5 V

B.電壓表的示數(shù)為5根號下2 V

C.實現(xiàn)點火的條件是n2/n1>1 000

D.實現(xiàn)點火的條件是n2/n1<1 000

二、多項選擇題

5.如圖5 所示，質(zhì)量為m 、帶電荷量為q 的小球在電場強度為E 的勻強電場中，以初速度v0 沿直線ON 做勻變速運動，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能為零，重力加速度為g，則下列說法中正確的是（ ）

A.電場方向一定豎直向上

B.電場強度E 的最小值為根號下3mg/2q

C.若電場強度E=mg/q ，則小球相對初始位置的最大高度為v20/2g

D.若電場強度E =mg/q ，則小球電勢能的最大值為mv20/4

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

A.導線M 中通有自上而下的恒定電流，帶負電的粒子從a 點向b 點運動

B.導線M 中通有自上而下的恒定電流，帶正電的粒子從b 點向a 點運動

C.導線N 中通有自下而上的恒定電流，帶正電的粒子從b 點向a 點運動

D.導線N 中通有自下而上的恒定電流，帶負電的粒子從a 點向b 點運動

7.隨著通信技術(shù)的更新?lián)Q代，無線通信使用的電磁波頻率資源更豐富，在相同時間內(nèi)能夠傳輸?shù)男畔⒘扛?。?代移動通信技術(shù)（簡稱5G）意味著更快的網(wǎng)速和更大的網(wǎng)絡容載能力，“4G 改變生活，5G 改變社會”。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限長光滑金屬導軌MN 、PQ，其間距為 L，電阻不計。在虛線 l1 的左側(cè)分布著豎直向上的勻強磁場，在虛線 l2 的右側(cè)分布著豎直向下的勻強磁場，兩部分磁場的磁感應強度大小均為 B，a、b 兩根金屬棒的質(zhì)量分別為m1、m2，電阻均為 R，兩金屬棒與導軌垂直，分別位于兩磁場區(qū)域內(nèi)?，F(xiàn)突然給金屬棒 a 一個水平向左的初速度 v0，在兩金屬棒達到穩(wěn)定的過程中，下列說法正確的是（ ）。

A.兩金屬棒組成的系統(tǒng)的動量不守恒

B.金屬棒a 做加速度減小的減速運動，金屬棒b 做加速度增大的加速運動，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.從開始運動到兩金屬棒達到穩(wěn)定的過程中， 流經(jīng)金屬棒a 的總電荷量為m1m2v0/BL（m1+m2）

三、實驗題

9.為了描繪一個小燈泡的伏安特性曲線，某學習小組使用待測小燈泡、蓄電池、開關(guān)、滑動變阻器、兩個多用電表，以及若干導線進行實驗。

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

A.每次更換擋位，都需要重新進行機械調(diào)零

B.測量前應檢查指針是否停在歐姆表的“∞”刻度線

C.為了測量更準確，可以把小燈泡接在蓄電池上再測量

D.測量時，若發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)很小，應換倍率更大的擋位進行測量

（2）為了測量小燈泡的伏安特性曲線，將兩個多用電表分別切換至電壓擋和電流擋當成電壓表和電流表接入電路，關(guān)于測量電路，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_____W;而此時的電阻與多用電表測出的阻值相差較大，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 兩點為圓弧軌道的最低點和最高點，C、G 兩點與圓心O 等高，軌道半徑為R，下端與傾斜絕緣軌道在B 點平滑連接，整個軌道始終處在水平向左的勻強電場中?，F(xiàn)有一個質(zhì)量為m 、帶正電的物體（可視為質(zhì)點）從傾斜絕緣軌道上A 點由靜止釋放，若物體通過D 點時，軌道對它的壓力為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 兩點的間距s0。

（2）若改變物體在傾斜軌道上的運動起點A 的位置，使物體始終沿軌道滑行并從G點離開軌道，求傾斜軌道上A、B 兩點的間距的最小值smin。

11.如圖11所示，真空室內(nèi)存在勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應強度B=0.6 T，磁場內(nèi)有一塊平面感光板ab，板面與磁場方向平行，在到感光板的距離l=16 cm 處，有一個點狀的放射源S，它向各個方向發(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。現(xiàn)只考慮在紙面中運動的α 粒子，求感光板上被α粒子打中的區(qū)域的長度。

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磁場，磁感應強度B =0.2 T，半徑為b 的金屬圓環(huán)與磁場同心放置，磁場與環(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。

（1）若金屬棒MN 以速率v0=5 m/s在圓環(huán)上向右勻速滑動，求金屬棒MN 滑過圓環(huán)直徑OO'的瞬時，金屬棒MN 中的感應電動勢和流過燈泡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°，若此時磁場隨時間均勻變化，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)光滑的水平導軌上，左、右兩側(cè)導軌間距分別為L 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，它們的長度均與導軌間距相等，導軌足夠長且電阻忽略不計，兩金屬棒與導軌始終接觸良好且各自只能在對應的導軌上運動。導軌間分布著磁感應強度大小均為B，方向相反的勻強磁場?，F(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，已知當力F 作用時間為t 時，金屬棒甲的加速度大小為a，求此時金屬棒乙的速度大小。

（責任編輯 張 巧）