[河北]2011届河北省高二单元过关检测物理试题

下列关于电场和磁场的说法中，正确的是（   ）

关于通电导线所受安培力F的方向、磁感应强度B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是（   ）
A．F、B、I三者总是互相垂直的
B．F总与B和I垂直，但B、I之间可以不垂直
C．B总与F和I垂直，但F、I之间可以不垂直
D．I总与F和B垂直，但F、B之间可以不垂直

如图所示，空间有一电场，电场中有两个点a和b。下列说法正确的是（   ）

示波管的真空室中电极K发出电子（初速度不计），经过电压为U₁的加速电场后，由小孔S沿水平金属板A、B间的中心线射入板间。当A、B间电压为U₂时电子偏离中心线飞出电场打到荧光屏上而显示亮点。若不计电子重力，下列情况中一定能使亮点偏离中心距离变大的是（   ）
A．U₁变大，U₂变大    B．U₁变小，U₂变大
C．U₁变大，U₂变小    D．U₁变小，U₂变小

在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r。在滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向下滑动的过程中（   ）

我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m的近似圆形轨道，电子电荷量e=1.6×10^-19C，在整个环中运行的电子数目为5×10⁹，设电子的速度是3×10⁷ m/s，则环中的电流是（   ）

如图所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直面内有一根通电导线ef，且ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，穿过圆面积的磁通量将(     )

竖直导线ab与水平面上放置的圆线圈隔有一小段距离，其中直导线固定，线圈可自由运动，当同时通以图示方向的电流时（圆线圈内电流从上向下看是逆时针方向电流），则从左向右看，线圈将（  ）

如图所示，有一固定在水平地面上的倾角为θ的光滑斜面，有一根水平放在斜面上的导体棒，长为L，质量为m，通有垂直纸面向外的电流I。空间中存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。现在释放导体棒，设导体棒受到斜面的支持力为N，则关于导体棒的受力分析一定正确的是（重力加速度为g）（   ）
A．mgsinθ＝BIL           B．mgtanθ＝BIL
C．mgcosθ＝N－BILsinθ   D．Nsinθ＝BIL

如图所示电路的电源内阻不可忽略，若调整可变电阻R的阻值，可使电压表V的示数增大ΔU（电压表为理想电表），在这个过程中（   ）

（1）用游标为10分度的卡尺测量小球的直径，读数为________cm。（2）用螺旋测微器测量金属丝的直径，读数为______mm。

在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验时，所用器材有：电动势为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线。要求能测出尽可能多组数据，如图是没有连接完的实物电路。（已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根）
    
（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整；
（2）排除故障后比和开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，在要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向__________端滑动（选填“左”“右”）；
（3）通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了如图所示的U—I图线。根据U—I图线提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是_________W。
（4）图线是曲线而不是过原点的直线，原因是____________________。

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，串联了一只2.5Ω的保护电阻R₀，实验电路如图所示，
（1）连好电路后，当该同学闭合电键，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档检查电路，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         。
（2）排除故障后，该同学顺利完成实验，根据数据在U—I图中描出图线，由图知：电池的电动势为       ，内阻为        。

如图所示，真空中存在空间范围足够大的、方向水平向右的匀强电场，在电场中，一个质量为m、带电量为q的粒子从O点出发，初速度的大小为v₀，在重力和电场力的共同作用下恰能沿与场强的反方向成θ角做匀减速直线运动，求：
（1）匀强电场的场强的大小；
（2）粒子运动的最高点与出发点之间的电势差。

如图所示在A上的放射源C，可向各个方向射出速率为v的电子流，B为金属网，A、B连接在电路上，电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器的总阻值为R。图中滑动变阻器滑片置于中点，AB间的间距为d，M为足够大的荧光屏，M紧挨着金属网外侧。已知电子质量为m，电量为e。不计电子所形成的电流对电路的影响，求：
（1）闭合开关S后，AB间场强的大小是多少？
（2）电子到达金属网B的最长时间是多少?

如图所示,电源电动势E=2V,内电阻r=0.5Ω,竖直平面内的导轨电阻可忽略,金属棒的质量m=0.1kg,电阻R=0.5Ω,它与导轨间的动摩擦因数µ=0.4,有效长度为L=0.2m.为了使金属棒能够靠在竖直导轨外面静止不动,我们施加一竖直方向的匀强磁场,设滑动摩擦力等于最大静摩擦力。（重力加速度g=10m/s²）问：
（1）磁场方向是向上还是向下?
（2）磁感应强度B至少应是多大?

行时间质谱仪主要由脉冲阀、激光器、加速电场、偏转电场和探测器组成，可以对气体分子进行分析。如图所示,脉冲阀P喷出微量气体，经激光照射产生不同价位的离子，自a板小孔进入a、b间的加速电场，从b板小孔射出，沿中线方向进入M、N板间的偏转控制区，到达探测器。已知加速电场a、b板间距为d，偏转电场极板M、N的长度为L₁，宽度为L₂。不计离子重力及进入a板时的初速度。

（1）设离子比荷为k（k=q/m），若a、b间的加速电压为U₁，试求离子进入偏转电场时的初速度v₀；
（2）当a、b间的电压为U₁时，在M、N间加上适当的电压U₂，离子从脉冲阀P喷出到到达探测器的全部飞行时间为t。请推导出离子k比荷的表达式；
（3）在某次测量中探测器始终无法观察到离子，分析原因是离子偏转量过大，打到极板上，请说明如何调节才能观察到离子（无需论证）？