北京市第九中学2023-2024学年高二下学期4月月考物理试题（Word版附答案）

这是一份北京市第九中学2023-2024学年高二下学期4月月考物理试题（Word版附答案），共28页。试卷主要包含了单项选择题 ，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

（考试时间 90 分钟 满分 100 分）
班级 姓名 学号
一、单项选择题 。（本题共 14 小题，每小题 3 分，共 42 分 。在每小题给出的四个选 项中，只有一个选项符合题意，选对得 3 分，选错或不答的得 0 分。）
1 ．在真空中有两个固定的点电荷，它们之间的静电力大小为 F。现保持它们之间的距离 不变，而使它们的电荷量都变为原来的2 倍，则它们之间的静电力大小为
A ．F B ．F C ．2 F D ．4F
2．如图是某静电场电场线的分布图，M、N 是电场中的两个 点，下列说法正确的是
A ．M 点场强大于 N 点场强
B ．M 点电势高于 N 点电势
C ．将电子从 M 点移动到 N 点， 电场力做正功
D ．将电子从 M 点移动到 N 点，其电势能增加
3 ．在研究电容器的充、放电实验中，把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双 掷开关按图甲所示连接。先使开关 S 与 1 端相连， 电源向电容器充电；然后把开关 S 掷 向 2 端，电容器放电。电流传感器与计算机连接，记录这一过程中电流随时间变化的 i - t 图像如图乙所示，图线 1 表示电容器的充电过程，图线 2 表示电容器的放电过程。下列 选项正确的是
A ．电容器放电过程中流过电阻 R 的电流方向向右
B ．电容器充电过程中电源释放的电能全部转化为电容器中的电场能
C ．图乙中图线 1 与横轴所围的面积，表示电容器充电后所带电荷量的大小
D ．图乙中形成图线 2 的过程中，电容器两极板间电压降低的越来越快
4 ．将一个内阻为 100Ω 、满偏电流为 3mA 的电流表，改装成量程为 0~0.6A 的电流表， 则需要
A ．串联一个阻值约为 0.5Ω的电阻 B ．并联一个阻值约为 0.5Ω的电阻
C ．串联一个阻值约为 5Ω的电阻 D ．并联一个阻值约为 5Ω的电阻
5 ．在如图所示的电路中，电源的电动势为 E ，内阻为 r ，闭合 开关 S ，电灯 L 正常发光。两块电表均为理想电表。在滑片 P 向右移动的过程中，下列说法正确的是
A ．电流表的示数变小 B ．电压表的示数变小
C ．灯泡 L 的亮度变大 D ．电源的总功率变小
A
R1
R
V
S L
P
E r
6 ．某同学把电流表、 电池和一个定值电阻串联后，两端连接两支 测量表笔，做成了一个测量电阻的装置，如图所示。两支表笔直接 接触时，电流表的读数为 5.00mA；两支表笔与300Ω的电阻相连时， 电流表的读数为 2.00mA 。下列选项正确的是
A ．若将电流表表盘刻度改为相应的电阻值，刻度仍然是均匀的
B ．用这个装置可以粗测电路中正常发光的小灯泡的阻值 C ．由题中数据可以求得这个装置的内阻为 300Ω
D ．用这个装置测量 600Ω的电阻时，电流表的示数为 1.25mA
7.如图所示，将带铁芯的线圈A 通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈 B 的两端连 接到灵敏电流计上，把线圈 A 放进线圈 B 的里面。下面几种情况灵敏电流计指针不发生
偏转的是
A ．闭合开关瞬间
B ．开关闭合且电路稳定后
C ．开关闭合，拔出线圈 A 的过程中
D ．开关闭合，将滑动变阻器的滑片 P 向左滑 动的过程中
— —
0 5
+
A
5
P
B
8 ．如图所示，在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强 磁场中，金属杆MN在平行金属导轨ab和cd上， 以速度v向右 滑动，MN中产生的感应电动势为El ；若金属杆速度改为2v ， 其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2 。则关于通过 电阻R的电流方向及El ∶E2 的判断，下列说法正确的是
A ．a→c ，1 ∶2 B ．a→c ，2 ∶ 1
C ．c→a ，2 ∶ 1 D ．c→a ，1 ∶2
a M b R v
B x c x x x N X X d x
9.如图所示，一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间，铝框可以绕竖 直的转轴自由转动。转动手柄使磁铁绕竖直的转轴旋转，观察到铝 框会随之转动。对这个实验现象的描述和解释，下列说法中正确的 是
A ．铝框的转动快慢与蹄形磁铁的转动快慢总是一致的
B ．铝框的转动方向与蹄形磁铁的转动方向一定是相同的
C ．铝框转动到其平面与磁场方向垂直的位置时，铝框中的感应电 流最大
D．铝框转动到其平面与磁场方向平行的位置时，铝框两个竖直边 受到的磁场力均为零
10.一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知该交变电流 ( )
A ．周期为 0. 125s
B ．电压的有效值为10、五V C ．电压的最大值为 V
D ．电压瞬时值的表达式为(V)
11.如图所示，一个理想变压器原、副线圈的匝数比 n1﹕n2=5﹕ 1 ，原线圈的两端 a 、b 接正 弦交流电源， 电压表 V1 的示数为 110V ，负载电阻 R=22Ω 。若电压表和电流表都是理想
电表，则下列说法中正确的是
A ．电压表 V2 的示数为 20V
a b
B ．电流表 A 的示数为 2.0A
C ．如果其他条件不变，仅将负载电阻换成一个更 大阻值的电阻，则 V2 的示数会发生变化
D ．变压器的输入功率为 22W
>
>
n1 >
V1
>
< < < <
A
V2
n2
R
~
12. 如图甲所示，弹簧振子以 O 点为平衡位置，在 M、N 两点之间做简谐运动。振子的 位移 x 随时间 t 的变化图象如图乙所示。下列判断正确的是
A ．0.4s 时振子的加速度为零
B ．0.4 s 和 1.2 s 时振子的加速度相同
C ．0.8 s 时振子的速度最大
D ．0.8s 和 1.6 s 时振子的速度相同
14.如图所示，一轻质弹簧下端系一质量为 m 的物块，组成一竖直悬挂的弹簧振子，在物块 上装有一记录笔，在竖直面内放置有记录纸。 当弹簧振子沿竖直方向上下自由振动时，以速 率 v 水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上 留下如图所示余弦型函数曲线形状的印迹，图 中的y1、y2、x0 、2x0 、3x0为记录纸上印迹的位 置坐标值，P 、Q 分别是印迹上纵坐标为y1 和 y2 的两个点。若空气阻力、记录笔的质量及其 与纸之间的作用力均可忽略不计，则
13.一列简谐横波在 t=0 时刻的波形图如图甲所示，P 是介质中的一个质点，图乙是质点 P 的振动图像。下列说法正确的是
A ．该波的振幅为 8cm
B ．该波的波速为 2m/s
C ．质点 P 的振动周期为 1s
D ．t=0 时质点 P 沿y 轴负方向运动
y/cm
4
4
P
0
0
4 x/m
甲
y/cm
1 2 t/s
v
y1
V V V V
3x0
y
P
y2
Q
x0 2x0 x
0
A ．该弹簧振子的振动周期为 x0/v
B ．该弹簧振子的振幅为y1- y2
C ．在记录笔留下 PQ 段印迹的过程中，物块所受合力的冲量为零
D ．在记录笔留下 PQ 段印迹的过程中，弹力对物块做功为零
二、实验题（共 18 分）
15. “用单摆测量重力加速度 ”的实验中：
（1）用游标卡尺测量小球的直径，如图甲所示，测出 的小球直径为 mm；
（2）实验中下列做法正确的是 （多选）； A.摆线要选择伸缩性大些的，并且尽可能短一些
B.摆球要选择质量大些、体积小些的
C.拉开摆球，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回
cm
1 2
0 5 10
甲
到开始位置时停止计时，此时间间隔作为单摆周期 T 的测量值
D.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于 5 °。释放摆球，从平衡位置开始计时，记下摆
球做 30 次全振动所用的时间 t，则单摆周期
（3）实验中改变摆长 L 获得多组实验数据，正确操作后作出的 T 2－L 图像为图乙中图线② 。某同学误将悬点到小球上端的距离 记为摆长 L ，其它实验步骤均正确，作出的图线应当是图乙中 （选填①、③、④); 利用该图线求得的重力加速 度 （选填“大于 ”、“等于 ”、“小于 ”）利用图线②求得 的重力加速度。
T 2
①
②
③
④
a
b
O
L
乙
16. （10 分）某同学通过实验测量一个电阻的阻值。 （1）他先用多用电表对该电阻进行了初步测量。
他用电阻×1挡进行测量，指针位置如图 1 所示，则
该电阻的阻值约为 Ω。
（2）在（1）基础上，他想用电压表和电流表更精 确地测量这个电阻的阻值。
他找来如下器材：
电流表：量程 0~0.6A ，内阻约 0. 1 Ω; 电压表：量程 0~3V ，内阻约 3 kΩ;
滑动变阻器：最大阻值 15 Ω , 额定电流 1.0 A； 电源： 电动势 3V ，内阻约 0.5 Ω;
开关一个，导线若干。
图 1
①为了减小实验误差，电流表和电压表的连接方法应该选用图 2 中的 （选填“ 甲 ” 或“ 乙 ”），采用这种方式测量的结果与真实值相比偏 （选填“大 ”或“小 ”）。
V
A
Rx
甲
V
A
Rx
乙
图 2
②他在相关实验手册中，看到图 3 所示的两种滑动变阻器的连接方式，他选择了其中一 种，经过实验他得到下表中的数据。
Rx R
甲
图 3
Rx
R
乙
由数据可知，他选择的滑动变阻器的连接方式是图 3 中的 （选填“ 甲 ”或“ 乙 ”）。
你的判断依据是：
三、解答题（共 4 道题，共计 40 分，要求字迹清楚，书写规范，写出必要的文字说明）
17.在如图所示的电路中，电源的电动势 E=6.0V ，内电阻 r=1.0Ω , 外电路的电阻 R=2.0Ω。 闭合开关 S 后，求：
（1） 电路中的电流 I；
（2） 电源的路端电压U；
（3） 电源的输出功率 P。
电压 U/V
0.10
0.40
0.60
1.00
1.20
1.50
1.70
2.00
电流 I/A
0.02
0.08
0.12
0.19
0.25
0.31
0.34
0.40
18. 如图所示，长为 l 的绝缘细线一端悬于 O 点，另一端系一质量为 m 、电荷量为-q 的小 球（可视为质点）。现将此装置放在水平的匀强电场中，小球静止在 A 点，此时细线与 竖直方向成 37。角。已知电场的范围足够大，空气阻力可忽略不计，重力加速度为 g，
sin37。=0.6 ，cs37。=0.8。
（1）请判断电场强度的方向，并求电场强度 E 的大小；
（2）求 AO 两点间的电势差 UAO；
（3）若在 A 点对小球施加一个拉力，将小球从 A 点沿圆弧缓慢 向 左拉起至与 O 点处于同一水平高度且该过程中细线始终张紧， 则 所施拉力至少要做多少功。
19.如图所示，A 、B 和 M、N 为两组平行金属板。质量为 m 、 电荷量为+q 的粒子， 自 A 板中央小孔进入 A 、B 间的电场， 经过电场加速，从 B 板中央小孔射出，沿 M、N 极板间的中心 线方向进入该区域。已知极板 A 、B 间的电压为 U0 ，极板 M、 N 的长度为 l ，极板间的距离为d 。不计粒子重力及其在 a 板 时的初速度。
（1）求粒子到达 b 板时的速度大小v；
B
A
M
d
N
l
（2）若在 M、N 间只加上偏转电压 U，粒子能从 M、N 间的区域从右侧飞出。求粒子射 出该区域时沿垂直于板面方向的侧移量y；
（3）若在 M、N 间只加上垂直于纸面的匀强磁场，粒子恰好从 N 板的右侧边缘飞出，求 磁感应强度 B 的大小和方向。
20.某游乐园中过山车以速度v0沿水平直轨道进入停车区时，先利用磁力刹车使速度很快
降到； 然后再利用机械制动装置刹车，使速度从最终降到0 。关于磁力刹车原理， 可以借助图甲模型来理解。水平平行金属导轨处于竖直方向的匀强磁场中，金属棒MN沿 导轨向右运动的过程，对应过山车的磁力刹车过程。可假设MN的运动速度等于过山车的 速度，MN所受的安培力等于过山车所受的磁场作用力；过山车在机械刹车过程中受到的 阻力恒定，大小为f。已知过山车的质量为M，平行导轨间距离为l ，整个回路中的等效电 阻为R ，磁感应强度大小为B；忽略磁力刹车时轨道摩擦阻力，不计空气阻力。
图甲 图乙
（1）求刹车开始速度为 v0时，过山车所受磁场作用力的大小F；
（2）写出整个刹车过程中，过山车加速度大小 a 随速度 v 变化的关系，并在图乙中画出图 线（要求：将图乙画在答题纸上作答，注意要用尺子规范画出坐标轴，标出坐标原点 O， 横坐标 v 和纵坐标a）；
（3）求整个刹车过程中过山车的运动距离d。
北京九中 2023—2024 学年度第二学期 4 月月考 2024.4
高二物理
（考试时间 90 分钟 满分 100 分）
班级 姓名 学号
一、单项选择题 。（本题共 14 小题，每小题 3 分，共 42 分 。在每小题给出的四个选 项中，只有一个选项符合题意，选对得 3 分，选错或不答的得 0 分。）
1 ．在真空中有两个固定的点电荷，它们之间的静电力大小为 F。现保持它们之间的距离 不变，而使它们的电荷量都变为原来的2 倍，则它们之间的静电力大小为
A ．F B ．F C ．2 F D ．4F
2．如图是某静电场电场线的分布图，M、N 是电场中的两个 点，下列说法正确的是
A ．M 点场强大于 N 点场强
B ．M 点电势高于 N 点电势
C ．将电子从 M 点移动到 N 点， 电场力做正功
D ．将电子从 M 点移动到 N 点，其电势能增加
3 ．在研究电容器的充、放电实验中，把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双 掷开关按图甲所示连接。先使开关 S 与 1 端相连， 电源向电容器充电；然后把开关 S 掷 向 2 端，电容器放电。电流传感器与计算机连接，记录这一过程中电流随时间变化的 i - t 图像如图乙所示，图线 1 表示电容器的充电过程，图线 2 表示电容器的放电过程。下列 选项正确的是
A ．电容器放电过程中流过电阻 R 的电流方向向右
B ．电容器充电过程中电源释放的电能全部转化为电容器中的电场能
C ．图乙中图线 1 与横轴所围的面积，表示电容器充电后所带电荷量的大小
D ．图乙中形成图线 2 的过程中，电容器两极板间电压降低的越来越快
4 ．将一个内阻为 100Ω 、满偏电流为 3mA 的电流表，改装成量程为 0~0.6A 的电流表， 则需要
A ．串联一个阻值约为 0.5Ω的电阻 B ．并联一个阻值约为 0.5Ω的电阻
C ．串联一个阻值约为 5Ω的电阻 D ．并联一个阻值约为 5Ω的电阻
5 ．在如图所示的电路中，电源的电动势为 E ，内阻为 r ，闭合 开关 S ，电灯 L 正常发光。两块电表均为理想电表。在滑片 P 向右移动的过程中，下列说法正确的是
A ．电流表的示数变小 B ．电压表的示数变小
C ．灯泡 L 的亮度变大 D ．电源的总功率变小
A
R1
R
V
S L
P
E r
6 ．某同学把电流表、电池和一个定值电阻串联后，两端连接两支 测量表笔，做成了一个测量电阻的装置，如图所示。两支表笔直接 接触时，电流表的读数为 5.00mA；两支表笔与300Ω的电阻相连时， 电流表的读数为 2.00mA 。下列选项正确的是
A ．若将电流表表盘刻度改为相应的电阻值，刻度仍然是均匀的
B ．用这个装置可以粗测电路中正常发光的小灯泡的阻值 C ． 由题中数据可以求得这个装置的内阻为 300Ω
D ．用这个装置测量 600Ω的电阻时，电流表的示数为 1.25mA
7.如图所示，将带铁芯的线圈A 通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈 B 的两端连 接到灵敏电流计上，把线圈 A 放进线圈 B 的里面。下面几种情况灵敏电流计指针不发生
偏转的是
A ．闭合开关瞬间
B ．开关闭合且电路稳定后
C ．开关闭合，拔出线圈 A 的过程中
D ．开关闭合，将滑动变阻器的滑片 P 向左滑 动的过程中
— —
0 5
+
A
5
P
B
8 ．如图所示，在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强
磁场中，金属杆MN在平行金属导轨ab和cd上， 以速度v向右 a M b 滑动，MN中产生的感应电动势为El ；若金属杆速度改为2v ， v
R
其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2 。则关于通过
B
电 EQ \* jc3 \* hps20 \\al(\s\up 3(阻R),A)EQ \* jc3 \* hps20 \\al(\s\up 3(方), 1)向∶EQ \* jc3 \* hps20 \\al(\s\up 3(及),2)El ∶E2 的EQ \* jc3 \* hps20 \\al(\s\up 3(判),B)→, , EQ \* jc3 \* hps20 \\al(\s\up 3(列),2)说∶ EQ \* jc3 \* hps20 \\al(\s\up 3(法),1)正确的是 c N d
C ．c→a ，2 ∶ 1 D ．c→a ，1 ∶2
9.如图所示，一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间，铝框可以绕竖 直的转轴自由转动。转动手柄使磁铁绕竖直的转轴旋转，观察到铝 框会随之转动。对这个实验现象的描述和解释，下列说法中正确的是
A ．铝框的转动快慢与蹄形磁铁的转动快慢总是一致的
B ．铝框的转动方向与蹄形磁铁的转动方向一定是相同的
C ．铝框转动到其平面与磁场方向垂直的位置时，铝框中的感应电流最大
D．铝框转动到其平面与磁场方向平行的位置时，铝框两个竖直边受到的磁场力均为零 10.一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知该交变电流 ( )
A ．周期为 0. 125s
B ．电压的有效值为V
C ．电压的最大值为20、五 V
D ．电压瞬时值的表达式为(V)
11.如图所示，一个理想变压器原、副线圈的匝数比 n1﹕n2=5﹕ 1 ，原线圈的两端 a 、b 接正 弦交流电源， 电压表 V1 的示数为 110V ，负载电阻 R=22Ω 。若电压表和电流表都是理想
电表，则下列说法中正确的是
A ．电压表 V2 的示数为 20V
B ．电流表 A 的示数为 2.0A
a b
C ．如果其他条件不变，仅将负载电阻换成一个更大 阻值的电阻，则 V2 的示数会发生变化
D ．变压器的输入功率为 22W
> >
> > >
n1
V1
<
< <
~
>
A
V2
n2
R
12. 如图甲所示，弹簧振子以 O 点为平衡位置，在 M、N 两点之 图 5 间做简
谐运动。振子的位移 x 随时间 t 的变化图象如图乙所示。下列判断正确的是
A ．0.4s 时振子的加速度为零
B ．0.4 s 和 1.2 s 时振子的加速度相同
C ．0.8 s 时振子的速度最大
D ．0.8s 和 1.6 s 时振子的速度相同
13.一列简谐横波在 t=0 时刻的波形图如图甲所示，P 是介质中的一个质点，图乙是质点 P 的振动图像。下列说法正确的是
A ．该波的振幅为 8cm
B ．该波的波速为 2m/s
C ．质点 P 的振动周期为 1s
y/cm
4
P
4
0
4 x/m
0
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甲
y/cm
1 2 t/s
D ．t=0 时质点 P 沿y 轴负方向运动
v
y
P
y2
Q
x0 2x0 x
0
y1
V V V V
3x0
14.如图所示，一轻质弹簧下端系一质量为 m 的物块， 组成一竖直悬挂的弹簧振子，在物块上装有一记录笔 在竖直面内放置有记录纸。当弹簧振子沿竖直方向上 下自由振动时， 以速率 v 水平向左匀速拉动记录纸， 记录笔在纸上留下如图所示余弦型函数曲线形状的 印迹，图中的y1 、y2 、x0 、2x0 、3x0为记录纸上印迹 的位置坐标值，P 、Q 分别是印迹上纵坐标为y1 和y2 的两个点。若空气阻力、记录笔的质量及其与纸之间 的作用力均可忽略不计，则
A ．该弹簧振子的振动周期为 x0/v
B ．该弹簧振子的振幅为y1- y2
C ．在记录笔留下 PQ 段印迹的过程中，物块所受合力的冲量为零
D ．在记录笔留下 PQ 段印迹的过程中，弹力对物块做功为零
二、实验题（共 18 分）
15. “用单摆测量重力加速度 ”的实验中：
（1）用游标卡尺测量小球的直径，如图甲所示，测出 的小球直径为 mm；
（2）实验中下列做法正确的是 （多选）； A.摆线要选择伸缩性大些的，并且尽可能短一些
B.摆球要选择质量大些、体积小些的
C.拉开摆球，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回
cm
1 2
0 5 10
甲
到开始位置时停止计时，此时间间隔作为单摆周期 T 的测量值
D.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于 5 °。释放摆球，从平衡位置开始计时，记下摆
球做 30 次全振动所用的时间 t，则单摆周期
（3）实验中改变摆长 L 获得多组实验数据，正确操作后作出的 T 2－L 图像为图乙中图线② 。某同学误将悬点到小球上端的距离 记为摆长 L ，其它实验步骤均正确，作出的图线应当是图乙中 （选填①、③、④); 利用该图线求得的重力加速 度 （选填“大于 ”、“等于 ”、“小于 ”）利用图线
②求得的重力加速度。
（1） 14.5mm
（2） BD
（3） ① , 等于
16. （10 分）某同学通过实验测量一个电阻的阻值。
T 2
①
②
③
④
a
b
O
L
乙
（1）他先用多用电表对该电阻进行了初步测量。
他用电阻×1挡进行测量，指针位置如图 1 所示，则该
电阻的阻值约为 Ω。
（2）在（1）基础上，他想用电压表和电流表更精确 地测量这个电阻的阻值。
他找来如下器材：
电流表：量程 0~0.6A ，内阻约 0. 1 Ω; 电压表：量程 0~3V ，内阻约 3 kΩ;
滑动变阻器：最大阻值 15 Ω , 额定电流 1.0 A；
电源： 电动势 3V ，内阻约 0.5 Ω; 开关一个，导线若干。
图 1
①为了减小实验误差，电流表和电压表的连接方法应该选用图 2 中的 （选填“ 甲 ” 或“ 乙 ”），采用这种方式测量的结果与真实值相比偏 （选填“大 ”或“小 ”）。
V
A
Rx
甲
V
A
Rx
乙
图 2
②他在相关实验手册中，看到图 3 所示的两种滑动变阻器的连接方式，他选择了其中一 种，经过实验他得到下表中的数据。
Rx
Rx R
R
甲
图 3
乙
由数据可知，他选择的滑动变阻器的连接方式是图 3 中的 （选填“ 甲 ”或“ 乙 ”）。
你的判断依据是：
（1）5 （2 分）
（2）①甲（2 分）；小 （2 分）
②乙（2 分）；
层级 1 ：乙图是分压电路，采用分压电路 Rx 的电压可以从 0 开始变化。表中的数 据 U 的最小值是 0. 10V ，比较小，所以一定是采用了乙图。（1 分）
层级 2 ：若采用甲图，Rx 的电压的最小值约为 . E = 0.75V ；若采用
乙图，Rx 的电压可以从 0 开始变化。表中的数据 U 的最小值是 0. 10V ，所以一定是 采用了乙图。（2 分）
电压 U/V
0.10
0.40
0.60
1.00
1.20
1.50
1.70
2.00
电流 I/A
0.02
0.08
0.12
0.19
0.25
0.31
0.34
0.40
三、解答题（共 4 道题，共计 40 分，要求字迹清楚，书写规范，写出必要的文字说明）
17.（9 分）在如图 18 所示的电路中，电源的电动势 E=6.0V ，内电阻 r=1.0Ω , 外电路的 电阻 R=2.0Ω 。闭合开关 S 后，求：
（1） 电路中的电流 I；
（2） 电源的路端电压U；
（2） 电源的输出功率 P。
解：（1）根据闭合电路欧姆定律
……………………………（3 分）
（2） 电源的路端电压 U=IR=4V……………………………（3 分）
（2） 电源的输出功率 …… ……（3 分）
18. （9 分）如图所示，长为 l 的绝缘细线一端悬于 O 点，另一端系一质量为 m 、电荷量 为-q 的小球（可视为质点） 。现将此装置放在水平的匀强电场中，小球静止在 A 点，此 时细线与竖直方向成 37。角。已知电场的范围足够大，空气阻力可忽略不计，重力加速度 为 g，sin37。=0.6 ，cs37。=0.8。
（1）请判断电场强度的方向，并求电场强度 E 的大小；
（2）求 AO 两点间的电势差 UAO；
（3）若在 A 点对小球施加一个拉力，将小球从 A 点沿圆弧缓慢向左拉起至与 O 点处于 同一水平高度且该过程中细线始终张紧，则所施拉力至少要做多少功。
（1）带电小球静止时电场力水平向左，与场强方向相反，所以电场强度方向水平向
右。 ……………………………………………………………………………………（ 1 分）
小球受重力、 电场力和细线的拉力，根据平衡条件有
………………………………………………………………（1 分）
解得 （1 分）
（2）根据匀强电场中电势与场强的关系可得
UAO=El sin37。=…………………………………………………（3 分）
（3）小球从 A 点沿圆弧缓慢向左拉起至与 O 点处于同一水平高度的过程，由动能定理有
Ws-g is in53"+Eg i(1-cs53")=0 …………………………（2 分）
解得 Ws=0.5xg i …………………………（1 分）
19.（10 分）如图所示，A、B 和 M、N 为两组平行金属板。质 量为 m 、 电荷量为+q 的粒子， 自 A 板中央小孔进入 A 、B 间 的电场，经过电场加速，从 B 板中央小孔射出，沿 M、N 极板 间的中心线方向进入该区域。已知极板 A 、B 间的电压为 U0， 极板 M、N 的长度为 l ，极板间的距离为d 。不计粒子重力及 其在 a 板时的初速度。
（1）求粒子到达 b 板时的速度大小v；
B
A
M
d
N
l
（2）若在 M、N 间只加上偏转电压 U，粒子能从 M、N 间的区域从右侧飞出。求粒子 射出该区域时沿垂直于板面方向的侧移量y；
（3）若在 M、N 间只加上垂直于纸面的匀强磁场，粒子恰好从 N 板的右侧边缘飞出， 求磁感应强度 B 的大小和方向。
（1）带电粒子在 AB 间运动，根据动能定理有
qU0 = （1 分）
解得 （ 1 分）
（2）带电粒子在 M、N 极板间沿电场力的方向做匀加速直线运动，有
1 2
y = 2 at
根据牛顿第二定律有
带电粒子在水平方向上做匀速直线运动，有 l = vt
联立解得
（1分） （1分）
（1分） （1分）
（3）带电粒子向下偏转， 由左手定则得磁感应强度方向垂直纸面向外。
根据牛顿第二定律有
由图中几何关系有 R2 = l2 + (R - )2
解得
联立解得
（1分） （1分）
（1分） （1分）
a
b
d
l
' O
M
20.（12分）某游乐园中过山车以速度v0沿水平直轨道进入停车区时，先利用磁力刹车使
速度很快降到； 然后再利用机械制动装置刹车，使速度从最终降到0 。关于磁力刹 车原理，可以借助图甲模型来理解。水平平行金属导轨处于竖直方向的匀强磁场中，金 属棒MN沿导轨向右运动的过程，对应过山车的磁力刹车过程。可假设MN的运动速度等 于过山车的速度，MN所受的安培力等于过山车所受的磁场作用力；过山车在机械刹车过 程中受到的阻力恒定，大小为f。已知过山车的质量为M，平行导轨间距离为l ，整个回路 中的等效电阻为R，磁感应强度大小为B；忽略磁力刹车时轨道摩擦阻力，不计空气阻力。
图甲 图乙
（1）求刹车开始速度为 v0时，过山车所受磁场作用力的大小F；
（2）写出整个刹车过程中，过山车加速度大小 a 随速度 v 变化的关系，并在图乙中画 出图线；
（3）求整个刹车过程中过山车的运动距离d。
解：（1）过山车所受的磁场力等于 MN 棒受到的安培力 F=F 安=BIl ①
② a
联立①②可得： F = （4 分）
（2） v0 , a1 = 恒定； O v0 v
v0 ~ v0 ,a2 = 与 v 成正比关系。 图乙
图线如图乙 （4 分）
（3） 机械刹车过程 ③ v0 ~ v0 磁力刹车过程，由动量定理有：
得到： x2 = - Mv0 即x2 =
d = x1 + x2 = （4 分）