2013.1
物 理
本試卷共8頁，100分。考試時長90分鐘。考生務必將答案答在答題紙上，在試卷上作答無效。考試結束后.將本試卷和答題紙一并交回。
一、本題共10小題，每小題3分，共30分。在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項是正確的。有的小題有多個選項是正確的。全部選對的得3分，選不全的得2分。有選錯或不答的得0分。將正確答案的序號填涂在機讀卡上。
1.分別放在兩個絕緣架上的相同金屬球，相距為d，球的半徑比d小得多，分別帶有q和3q的電荷量，相互斥力為3F。現用絕緣工具將這兩個金屬球接觸后再分開，然后放回原處。則它們的相互作用力將變為 ( )
A.0 B. F C.3F D.4F
2.如圖1所示，某理想變壓器的原、副線圈的匝數均可調節，原線圈兩端電壓為一峰值不變的正弦交變電壓，副線圈接一可變電阻R。在其他條件不變的情況下，為使變壓器輸入功率增大，下面的措施正確的是
( )
A.僅增加原線圈匝數n1
B.僅增加副線圈匝數n2
C.僅減小電阻R的阻值
D.僅增大電阻R的阻值
3.將定值電阻R1=10Ω、R2=20Ω串聯接在正弦交流電路中，通過電阻R2的電流i隨時間t變化的情況如圖所示。則 ( )
A.通過R1的電流有效值是1.2A
B.R1兩端的電壓有效值是6V
C.通過R2的電流有效值是1.2 A
D.R2兩端的電壓有效值是6 V
4.如圖3所示，兩塊相互靠近彼此絕緣的平行金屬板組成平行板電容器，極板Ⅳ與靜電計金屬球相連，極板M和靜電計的外殼均接地。用靜電計測量平行板電容器兩極板間的電勢差U。在兩板相距為d時，給電容器充電，靜電計指針張開一定角度。在整個實驗過程中，保持電容器的帶電量Q不變，下面的操作中將使靜電計指針張角變小的是 ( )
A.僅將M板向下平移
B.僅將M板向左平移
C.僅在M、N之間插入云母板(介電常數大于1)
D.僅在M、N之間插入金屬板，且不和M、N接觸
5.如圖4所示，電場中的一簇電場線關于y軸對稱分布，0點是坐標原點，M、N、P、Q是以0為圓心的一個圓周上的四個點，其中M、N在y軸上，Q點在x軸上，則 ( )
A.M點電勢比P點電勢高
B.OM間的電勢差等于NO間的電勢差
C.一正電荷在0點的電勢能小于在Q點的電勢能
D.將一負電荷從M點移到P點，電場力做正功
6.氧化錫傳感器主要用于汽車尾氣中一氧化碳濃度的檢測，它的電阻隨一氧化碳濃度的變化而變化。在圖5所示電路中，不同的一氧化碳濃度對應傳感器不同的電阻值，電壓表的示數與一氧化碳的濃度一一對應，觀察電壓表示數就能判斷一氧化碳濃度是否超標。已知氧化錫傳感器的電阻的倒數與一氧化碳濃度成正比，那么，電壓表示數U與一氧化碳濃度ρ之間的對應關系正確的是 ( )
A.U越大，表示ρ越大，ρ與U成正比
B.U越大，表示ρ越小，ρ與U成反比
c.U越大，表示ρ越大，但ρ與U無關
D.U越大，表示ρ越小，但ρ與U無關
7.如圖6所示，電路中的A、B是兩個完全相同的燈泡，L是一個自感系數很大、電阻可忽略的自感線圈，C是電容很大的電容器。當開關S斷開與閉合時，A、B燈泡發光情況是 ( )
A.S剛閉合后，A燈亮一下又逐漸變暗，B燈逐漸變亮
B.S剛閉合后，B燈亮一下又逐漸變暗，A燈逐漸變亮
c.s閉合足夠長時間后，A燈泡和B燈泡一樣亮
D.S閉合足夠長時間后再斷開，B燈立即熄滅，A燈逐漸熄滅
8.如圖7所示，在0≤x≤2L的區域內存在著勻強磁場，磁場方向垂直于xy坐標系平面(紙面)向里。具有一定電阻的矩形線框abcd位于xy坐標系平面內，線框的ab邊與y軸重合，bc邊長為L。設線框從t=0時刻起在外力作用下由靜止開始沿x軸正方向做勻加速運動，則線框中的感應電流i(取逆時針方向的電流為正)隨時間t變化的函數圖象可能是圖中的 ( )
9.霍爾式位移傳感器的測量原理如圖9所示，有一個沿z軸方向均勻變化的勻強磁場，磁感應強度B=B0+kz(B0、k均為常數)。將霍爾元件固定在物體上，保持通過霍爾元件的電流I不變(方向如圖9所示)，當物體沿z軸正方向平移時，由于位置不同，霍爾元件在y軸方向的上、下表面的電勢差U也不同。則 ( )
A.磁感應強度B越大，上、下表面的電勢差U越大
B.k越大，傳感器靈敏度( )越高
C.若圖中霍爾元件是電子導電，則下板電勢高
D.電流，越大，上、下表面的電勢差U越小
10.狄拉克曾經預言，自然界應該存在只有一個磁極的磁單極子，其周圍磁感線呈均勻輻射狀分布，距離它r處的磁感應強度大小為B= (k為常數)。磁單極S的磁場分布如圖甲所示，它與如圖乙所示負點電荷Q的電場分布相似。假設磁單極子S和負點電荷Q均固定，有一帶電小球分別在S和Q附近做勻速圓周運動，則關于小球做勻速圓周運動的判斷正確的是
A.若小球帶正電，其運動軌跡平面可在S正上方，如圖甲所示
B.若小球帶正電，其運動軌跡平面可在Q正下方，如圖乙所示
C.若小球帶負電，其運動軌跡平面可在S正上方，如圖甲所示
D.若小球帶負電，其運動軌跡平面可在Q正下方，如圖乙所示
二、本題共2小題。共15分。
11.(7分)用圖11甲所示電路測量一個蓄電池的電動勢和內電阻。蓄電池的內電阻很小。除蓄電池、開關、導線外，可供使用的器材還有：
A.電壓表(量程3v)
B.電流表(量程0.6A)
C.電流表(量程3A)
D.定值電阻R0(阻值3Ω， 額定功率4W)
E.滑動變阻器R(阻值范圍0～5Ω，額定電流為2A)
(1)電流表應選_____________；(選填器材前的字母序號)
(2)根據實驗數據做出U-I圖象，如圖乙所示，蓄電池的電動勢E=_____ V，內電阻r=______Ω。
12.(8分)某同學用電壓表和電流表測量Rx的電阻，已知電壓表內阻約3kΩ，電流表內阻約1Ω。
(1)某同學用如圖甲所示電路測量電阻Rx，Rx的測量值比真實值_______(選填“偏大”或“偏小”)；若被測電阻Rx的阻值約為10Ω，應采用圖______(選填“甲”或“乙”)所示由路誤差會比較小。
(2)無論是用圖甲還是圖乙所示電路測量，都不可避免地會產生由電表內阻引起的系統誤差。某學習小組設計了以下方案，以避免電表內阻引起的系統誤差。該方案利用圖丙所示的電路進行測量，主要實驗步驟如下：
第一步：將單刀雙擲開關S2接2，閉合開關S1，調節滑動變阻器Rp1和Rp2，使電表讀數接近滿量程，但不超過量程，記錄此時電壓表和電流表的示數U1、I1
①請你寫出第二步操作步驟，并說明需要記錄的數據；______________
________________________________________________________
②用測得數據計算被測電阻阻值的計算式是Rx=____________________。
③簡要說明此實驗方案為什么能避免由電表內阻引起的實驗誤差。_______
_____________________________________________________________
三、本題包括6小題，共55分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分，有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位。
13.(8分)如圖13所示，在水平向右場強為E的勻強電場中，有一質量為m、電荷量為q的占由荷從A點由靜止釋放，僅在由場力的作用下經時間t運動到B點.求.
(1)點電荷從A點運動到B點過程中電場力對點電荷做的功；
(2)A、B兩點間的電勢差。
14.(8分)如圖14所示，空間同時存在水平向右的勻強電場和方向垂直紙面向里、磁感應強度為B的勻強磁場。質量為m，電荷量為q的液滴，以某一速度沿與水平方向成θ角斜向上進入正交的勻強電場和勻強磁場疊加區域，在時間t內液滴從M點勻速運動到N點。重力加速度為g。
(1)判定液滴帶的是正電還是負電，并畫出液滴受力示意圖；
(2)求勻強電場的場強E的大小；
(3)求液滴從M點運動到N點的過程中電勢能的變化量。
15.(9分)如圖15所示，MN、PQ為足夠長的平行金屬導軌，間距L=0.50m，導軌平面與水平面間夾角θ=370，N、Q間連接一個電阻R=5.0Ω，勻強磁場垂直于導軌平面向上，磁感應強度B=1.0T。將一根質量m=0.050kg的金屬棒放在導軌的ab位置，金屬棒及導軌的電阻不計。現由靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導軌向下運動過程中始終與導軌垂直，且與導軌接觸良好。已知金屬棒與導軌間的動摩擦因數μ=0.50，當金屬棒滑行至cd處時，其速度大小開始保持不變，位置cd與ab之間的距離s=2.0m。已知g=10m/s2，sin370=0.60，cos370=0.80。求：
(1)金屬棒沿導軌開始下滑時的加速度大小；
(2)金屬棒達到cd處的速度大小；
(3)金屬棒由位置ab運動到cd的過程中，電阻R產生的熱量。
16.(10分)下圖是用直流發電機為保溫室中電熱器供電的電路圖，直流發電機的電動勢為250V，內阻為0.50Ω，輸電線電阻R1=R2=1.0Ω。保溫室中裝有若干只完全相同的電熱器用來調節室溫，每只電熱器的額定電壓為200V，額定功率為1000W，其他電阻不計，也不考慮電熱器電阻隨溫度的變化。求：
(1)為使電熱器能正常工作，應接入多少個電熱器；
(2)在電熱器正常工作狀態下，直流發電機對保溫室供熱的效率；
(3)保溫室內的電熱器可能消耗的最大電功率。
17.(10分)如圖所示，水平地面上方有一高度為H、上、下水平界面分別為PQ、MN的勻強磁場，磁感應強度為B。矩形導線框ab邊長為l1，bc邊長為l2，導線框的質量為m，電阻為R。磁場方向垂直于線框平面向里，磁場高度H> l2。線框從某高處由靜止落下，當線框的cd邊剛進入磁場時，線框的加速度方向向下、大小為 ；當線框的cd邊剛離開磁場時，線框的加速度方向向上、大小為 。在運動過程中，線框平面位于豎直平面內，上、下兩邊總平行于PQ。空氣阻力不計，重力加速度為g。求：
(1)線框的cd邊剛進入磁場時，通過線框導線中的電流；
(2)線框的ab邊剛進入磁場時線框的速度大小；
(3)線框abcd從全部在磁場中開始到全部穿出磁場的過程中，通過線框導線橫截面的電荷量。
18.(10分)圖18甲所示，平行金屬板PQ、MN水平地固定在地面上方的空間，金屬板長 l=20cm，兩板間距d=10cm，兩板間的電壓UMP=100V。在距金屬板M端左下方某位置有一粒子源A，從粒子源豎直向上連續發射速度相同的帶電粒子，射出的帶電粒子在空間通過一垂直于紙面向里的磁感應強度B=0.20T的圓形區域勻強磁場(圖中未畫出)后，恰好從金屬板 PQ左端的下邊緣水平進入兩金屬板間，帶電粒子在電場力作用下恰好從金屬板MN的右邊緣飛出。已知帶電粒子的比荷 =2.0×106C/kg，粒子重力不計，計算結果保留兩位有效數字。
求：
(1)帶電粒子射人電場時的速度大小；
(2)圓形勻強磁場區域的最小半徑；
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.lg566.com/gaosan/72915.html
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