1、迁移应用能力大提升一、选择题(本题共 9 小题，每小题 6 分，共 54 分，在每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题意)1如图 1 所示 ，虚线 a、b、c 代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即 UabU bc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知下列判断错误的是( )图 1A三个等势面中，a 的电势最高B带电质点在 P 点具有的电势能比在 Q 点具有的电势能大C带电质点通过 P 点时的动能比通过 Q 点时大D带电质点通过 P 点时的加速度比通过 Q 点时大解析：由轨迹的弯曲情况，电场 力应指向曲线凹侧，且与等势面
2、垂直( 电场线垂直该处等势面 )，由于正 电荷的受力方向与场强 方向一致，故可画出电场线方向，如图所示。顺着电场线方向电势降低，故 A项对。如果由 P 到 Q，速度或位移与力的方向夹角小于 90做正功，电势能减小，动能增大；反之，如果由 Q 到 P，速度或位移与力的方向夹角大于 90做负功， 电势能增大，动能减小，故 B 项对 ，C 项错。 P 处等势面比 Q 处密，等势面密处场强大，电荷在 P点受的电场力大， 加速度就大，故 D 对。答案：C2. A、B 两块正对的金属板竖直放置，在金属板 A 的内侧表面系一绝缘细线，细线下端系一带电小球。两块金属板接在如图 2 所示的电路中。电路中的 R1
3、 为光敏电阻，R 2 为滑动变阻器，R 3 为定值电阻。当 R2 的滑动触头 P 在 a 端时闭合开关 S。此时电流表 和电压表 的示数分别为 I 和 U，带电小球静止时绝缘细线与金属板 A 的夹角为 ，电源电动势E 和内阻 r 一定。则以下说法正确的是( )图 2A若将 R2 的滑动触头 P 向 b 端移动，则 I 不变，U 增大B保持滑动触头 P 不动，用更强的光照射 R1，则 I 增大， U 增大C保持滑动触头 P 不动，用更强的光照射 R1，则小球重新达到稳定后 角变大D保持滑动触头 P 不动，用更强的光照射 R1，则 U 的变化量的绝对值与 I 的变化量的绝对值的比值不变解析：由电路
4、图知滑动变阻器 R2 与电容器串联后与光敏电阻并联，在 稳定的状态下无电流通过 R2，故滑动 R2 的滑片 对电路无影响，A 错误。当用更强的光照射 R1时， R1 的阻值减小，外电路的总电阻减小，则电路中的电流增大，内电压增大，路端电压减小，B 错误。由于R3为定 值电阻，故电流增大时其两端电压增大，从而 R1 两端电压即电容器两端电压减小，板间电场减弱，小球所受电场力减小，由小球受力及平衡条件知其重新平衡时 角减小，C 错误。由闭合电路欧姆定律 UEIr 知 r 是一定值，D 正确。UI答案：D3.一个电子只在电场力作用下从 a 点运动到 b 点的轨迹如图 3 中虚线所示，图中一组平行实线
5、可能是电场线也可能是等势面，下列说法中正确的是( )图 3A如果实线是电场线，则 a 点的电势比 b 点的电势高B如果实线是等势面，则 a 点的电势比 b 点的电势低C如果实线是电场线，则电子在 a 点的电势能比在 b 点的电势能大D如果实线是等势面，则电子在 a 点的电势能比在 b 点的电势能大解析：由于在曲线运动中合外力方向总是指向运动轨迹的内侧，可知电子所受电场力的方向指向轨迹的右下方。当实线 是电场线时， 电场力方向水平向右，由于电子带负电，则电场线方向向左，而沿电场线方向 电势是降低的，即 a 点电势低于 b 点电势，又因为负电荷在电势越高处电势能越小，故电子在 a 点的电势能大，
6、A 错误 C 正确。若实线是等势面时， 电场线与其垂直只能沿竖直方向，即电 子所受电场力的方向一定是 竖直向下的，同理可判定此 时 a 点电势高，电子在 a 点的电势能小，B、 D 皆错误。答案：C4.如图 4 所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为 。整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中，金属杆 ab 垂直导轨放置，当杆中通有从 a 到 b 的恒定电流 I 时，金属杆 ab 刚好静止。则( )图 4A磁场方向竖直向上B磁场方向竖直向下Cab 受安培力的方向平行导轨向上Dab 受安培力的方向平行导轨向下解析：安培力的方向总是既垂直于电流方向也垂直于磁场方向，由题意可知，金
7、属杆要静止于光滑导轨上，所受安培力的方向必水平向右，C 、D 错误。再由左手定则可判定磁场方向应为竖直向上，A 正确 B 错误 。答案：A5在如图 5 所示的电路中，E 为电源的电动势，r 为电源的内电阻，R 1、R 2 为可变电阻。在下列叙述的操作中，可以使灯泡 L 的亮度变暗的是 ( )图 5仅使 R1 的阻值增大仅使 R1 的阻值减小仅使 R2 的阻值增大仅使 R2 的阻值减小A. B. C. D.解析：由“串反并同”可知要使灯泡变暗， 则要求与其串 联(包括间接串联)的器件阻值增大或与其并联(包括间接并 联) 的器件阻值减小，故 、正确、错误。答案：D6如图 6 是示波管的工作原理图：
8、电子经电场加速后垂直于偏转电场方向射入偏转电场，若加速电压为 U1，偏转电压为 U2，偏转电场的极板长度与极板间的距离分别为 L 和d，y 为电子离开偏转电场时发生的偏转距离。取“单位偏转电压引起的偏转距离”来描述示波管的灵敏度，即 (该比值越大则灵敏度越高)，则下列哪种方法可以提高示波管的灵敏yU2度( )图 6A增大 U1 B增大 U2C减小 L D减小 d解析：由 y ( )2 可以看出，灵敏度 与 U2 无关，增大12eU2md Lv0 eU2L22d2eU1 U2L24U1d yU2 L24U1dL 或减小 U1、d 时可提高灵敏度，D 正确。答案：D7电荷量为 q110 4 C 的
9、带正电小物块置于绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向且方向始终不变的电场，电场强度 E 的大小与时间 t 的关系和物块速度 v 与时间 t 的关系如图 7 所示。若重力加速度 g 取 10 m/s2，则物块的质量 m 和物块与地面之间的动摩擦因数 分别是( )图 7Am1 kg， 0.2 Bm 1.5 kg， 0.13Cm0.5 kg， 0.2 Dm0.5 kg，0.4解析：由题图乙可知，在前 2 s 内物体的加速度 a1 m/s2，后 2 s 内物体处于平衡状态，再结合两图并利用牛顿第二定律有 qE1mg ma， qE2 mg，利用图中的数据可解得m1 kg，0.2，A 正确。答案：A8.有
10、两根长直导线 a、b 互相平行放置，如图 8 所示为垂直于导线的截面图。在图示的平面内，O 点为两根导线连线 ab 的中点，M 、N 为 ab 的中垂线上的两点，它们与 a、b 的距离相等。若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流，已知直线电流产生的磁场在某点的磁感应强度 B 的大小跟该点到通电导线的距离 r 成反比。则关于线段 MN 上各点的磁感应强度的说法中正确的是( )图 8AM 点和 N 点的磁感应强度大小相等，方向相同BM 点和 N 点的磁感应强度大小相等，方向相反C在线段 MN 上各点的磁感应强度都不可能为零D若在 N 点放一小磁针，静止时其北极沿 ON 指向 O 点解析：直线电
11、流产生的磁场的磁感线是以导线为圆心的同心圆，由此可知直线电流 a 在M 点处产 生的磁场方向垂直于 aM 向下，在 N 点处产生的磁场方向垂直于 aN 向上；直线电流 b 在 M 点处产生的磁场方向垂直于 bM 向下，在 N 点处产生的磁场方向垂直于 bN 向上，又由于两导线中电流大小相同，故它 们在 M、N 两点处产 生的磁场大小都相等，再由 场的叠加可得 M 点处磁场方向垂直于 MN 向下，N 点处磁场方向垂直于 MN 向上，且大小相等， A错误， B 正确。在 MN 的中点 O，两 电流产生的磁场等值反向，O 点磁场为零，C 错误。放在磁场中的小磁针静止时 N 极指向所在 处磁场的方向，
12、由上述分析可知其应指向与 MN 垂直向上的方向，D 错误。答案：B9.如图 9 所示，回旋加速器 D 形盒的半径为 R，所加磁场的磁感应强度为 B，用来加速质量为 m、电荷量为 q 的质子，质子从下半盒的质子源由静止出发，加速到最大能量 E 后，由 A 孔射出。则下列说法错误的是( )图 9A回旋加速器不能无限加速粒子B增大交变电压 U，则质子在加速器中运行时间将变短C回旋加速器所加交变电压的频率为2mE2mRD下半盒内部质子的轨道半径之比 (由内到外)为 1 3 5解析：回旋加速器加速粒子时，粒子在磁 场中运动的周期必 须等于所加交变电压的周期，而粒子被加速到速度足够大时必须考虑相对论效应，
13、即粒子的速度越大时质量越大，而粒子在磁场中运动周期与质量有关：T ，这样就不能保证粒子运动的周期等于加速电压的周2mqB期了，A 正确。增大加速电压时 ，粒子每次被加速 时获得的能量增大，粒子在磁场中回旋半径的增加变快，粒子在电场中被加速的次数减少，在磁场中回旋的圈数减少，运动时间减少，B正确。当粒子从加速器射出时 ，其 轨道半径等于 D 形盒的半径，由m 、E mvm2、f 可得 f ，C 正确。由 Bqvmm 、 mvk2kqUBqvmvm2R 12 1T qB2m 2mE2mR vk2Rk 12可得 Rk ，而在下半盒内粒子被加速的次数 k 依次是 2、4、6，故轨道半径之1B 2mkU
14、q k比应是 1 ，D 错误。2 3答案：D二、实验题(本题共 2 小题，共 24 分，把答案填在题中横线上或按要求做答)10(11 分) 用下列器材，测定小灯泡的额定功率。A待测小灯泡：额定电压 6 V，额定功率约为 5 W；B电流表：量程 1.0 A，内阻约为 0.5 ；C电压表：量程 3 V，内阻 5 k；D滑动变阻器 R：最大阻值为 20 ，额定电流 1 A；E电源：电动势 10 V，内阻很小；F定值电阻 R0(阻值 10 k)；G开关一个，导线若干。要求：(1)实验中，电流表应采用_接法( 填“内”或“外”)；滑动变阻器应采用_接法(填“分压”或 “限流”) 。(2)在方框中画出实验
15、原理电路图。(3)实验中，电压表的示数调为_V 时，即可测定小灯泡的额定功率。解析：(1)小灯泡的额定电流为 I A，正常 发光时的电阻为 R 7.2 ，由于电PU 56 UI压表量程小于小灯泡的额定电压，实验时需先与定值电阻串 联以扩程， 则有 R RARV ，故测量电路采用电流表外接法。由于采用限流式接法0.55 000 10 000 7 500时可使小灯泡获得的最低电压为 Umin 2.7 V，满 足小灯泡正常发光时的要求，故控ERLRL R制电路可以采用限流式，当然也可以使用分压式。(2)电路如图所示(3)由于定值电阻的阻值等于电压表内阻的二倍，则电压表两端电压等于总电压的三分之一。答
16、案：(1)外 限流(分压也可 ) (2)见解析(3)2三、计算题(本题共 2 小题，共 32 分，解答案应写出必要的文字说明、方程和演算步聚，有数值计算的要注明单位)11(14 分) 如图 10 甲所示，A 、B 表示真空中水平放置的相距为 d 的平行金属板，长为L，两板加电压后板间可视为匀强电场，图乙表示一周期性变化的交变电压。t0 时，将图乙中交变电压加在 A、B 两板上，此时恰好有一质量为 m、电荷量为 q 的粒子在两板中央沿平行两板中线以速度 v0 射入电场。若此粒子离开电场时恰能以平行 A、B 两板的速度飞出，求：图 10(1)A、B 两板上所加交变电压的频率应满足的条件；(2)该交
17、变电压 U0 的取值范围 (忽略粒子的重力)解析：(1)由于粒子水平方向匀速运动，故穿过两板时间为 t 。离开 电场时恰能以平Lv0行 A、B 两板的速度 飞出， 则竖 直速度分量为零， 则它在电场 中运动时间必为交变电压周期的整数倍，即 tnT(n 1,2,3，) 。交变电压的频率应为 f (n1,2,3，)。1T nv0L(2)一个周期内，粒子的侧向位移为y2 a( )2 ( )2 ( )212 T2 qU0mdT2 14qU0md Lnv0欲刚好不打在板上且水平射出，必须 nyd2所以得 U0 (n1,2,3 ，)。2nd2mv02qL2答案：(1)f (n1,2,3，)nv0L(2)U
18、0 (n1,2,3，)2nd2mv02qL212(18 分) 如图 11 所示，两端开口、内壁光滑绝缘直管质量为 M，中央有绝缘隔板，放在光滑水平面上。中央隔板两侧有带等量正负电荷小球 A、B ，质量均为 m，带电量均为q。处在磁感应强度为 B，方向竖直向下的匀强磁场中，不计二者间库仑力。现给系统垂直直管的水平初速度 v0，设以后运动过程中小球始终在管内。 求：图 11(1)小球的最大速度 vm；(2)小球向右离开初位置的最远距离 xm；(3)两球相距的最远距离 ym。解析：对系统，不考虑内弹力作用，两带电小球受到磁场的洛 伦兹力。设两小球垂直管向速度为 vx，沿管向速度为 vy。在沿管方向上
19、，受到的洛伦兹 力分力为 qBvx，两球在管内反向运动 vy；分别受到垂直管向的洛 伦兹力 qBvy，使管系统向右减速，速度一直减到零。两球沿管向速度由 0 增到最大 vm，此时管向右运动到最远处。以后，小球受向左的洛伦兹力 qBvm 系统返回，做周期性往复运动。(1)对系统，两球从初位置向右运动到最远时，两球速度最大 vm，管速度减 为零，仅内弹力做功( 洛伦兹力不做功)，系 统机械能守恒，有：(M2m)v 02 2mvm2，vmv 0 。12 12 M 2m2m(2)两球从初位置向右运动到最远过程中，对一个球，沿管方向上，受到的洛伦兹力分力的平均值大小为 qB x，依动量定理有 qB xt1m vm。v v根据对称性知，小球离开初位置的最远距离xm xt1 。vmvmqB mv0qB M 2m2m(3)两球从初位置向右运动到最远过程中，对系统，在垂直管方向上，弹力是系统内力，外力是两球垂直管向的洛伦兹力分力，其平均 值大小为 qB y 根据系统的动量定理，有：v2qB yt1( M2m)0(M 2m)v0v根据对称性知，两球相距最远 距离ym 4 yt1 。v2M 2mv0qB答案：(1)v 0M 2m2m(2) mv0qB M 2m2m(3)2M 2mv0qB
