2023北京八一學(xué)校高二12月月考物理

2023北京八一學(xué)校高二12月月考

物理

一、單項選擇題。本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最

符合題目要求的一項。

1.如圖所示，把一條導(dǎo)線平行地放在磁針上方附近，當(dāng)導(dǎo)線中通有電流時，磁針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。首先觀

察到這個實驗現(xiàn)象的物理學(xué)家是（）

SN

A.牛頓B.伽利略C.焦耳D.奧斯特

2.一個電熱水壺的銘牌上所列的主要技術(shù)指標(biāo)如下表所示.根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)，計算出此電熱水壺在額

定電壓下工作時，通過電熱水壺的電流約為（）

額定功率900W額定功率50Hz

額定電壓220V容量1.2L

A.6.4AB.4.1AC.3.2AD.2.1A

3.用電流表和電壓表測量電阻的電路如圖所示，其中&為待測電阻.電表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響不能忽

略，下列說法中正確的是（）

A.電流表的示數(shù)小于通過Rx的電流

B.電流表的示數(shù)大于通過Rx的電流

C.電壓表的示數(shù)小于Rx兩端的電壓

D.電壓表的示數(shù)大于Rx兩端的電壓

4.在圖所示的四幅圖中，正確標(biāo)明了帶正電的粒子所受洛倫茲力尸方向的是（）

5.面積是S的矩形導(dǎo)線框，放在磁感應(yīng)強度為3的勻強磁場中，磁場方向與線框所在平面垂直，則穿過導(dǎo)

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線框所圍面積的磁通量為（）

BS

A.—B.—C.BSD.0

SB

6.在恒定的勻強磁場中固定一根通電直導(dǎo)線，導(dǎo)線的方向與磁場方向垂直，如圖反映的是這根導(dǎo)線受到的

磁場力大小廠與通過導(dǎo)線的電流/之間的關(guān)系，M,N兩點各對應(yīng)一組尸、/的數(shù)據(jù)，其中可能正確的是

（）

7.如圖所示，置于水平面上的兩根金屬導(dǎo)軌間距為1,分別與電源正、負極相連。導(dǎo)體棒仍放在導(dǎo)軌上且

與導(dǎo)軌垂直，整個裝置處于磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)體棒，且與導(dǎo)軌平面夾

角為0。已知回路中電流為/,導(dǎo)體棒始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。關(guān)于導(dǎo)體棒的受力情況，下列說法正確的是

b

A.安培力大小為0B.安培力大小為ILBsinQ

C.靜摩擦力大小為ILBcosQD.靜摩擦力大小為ILBsinQ

8.某同學(xué)用圖所示裝置探究影響感應(yīng)電流方向的因素，將磁體從線圈中向上勻速抽出時，觀察到靈敏電流

計指針向右偏轉(zhuǎn)。關(guān)于該實驗，下列說法正確的是（）

A.必須保證磁體勻速運動,靈敏電流計指針才會向右偏轉(zhuǎn)

B.若將磁體向上加速抽出,靈敏電流計指針會向左偏轉(zhuǎn)

C.將磁體的N、S極對調(diào),并將其向上抽出，靈敏電流計指針仍向右偏轉(zhuǎn)

D.將磁體的N、S極對調(diào),并將其向下插入，靈敏電流計指針仍向右偏轉(zhuǎn)

9.如圖所示，用洛倫茲力演示儀研究帶電粒子在勻強磁場中的運動，以虛線表示電極K釋放出來的電子束

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的徑跡。在施加磁場之前，電子經(jīng)加速后沿直線運動，如圖甲所示；施加磁場后電子束的徑跡，如圖乙所

示；再調(diào)節(jié)演示儀可得到圖丙所示的電子束徑跡。下列說法正確的是（）

A.施加的磁場方向為垂直紙面向外

B.在圖乙基礎(chǔ)上僅提高電子的加速電壓，可得到圖丙所示電子束徑跡

C.在圖乙基礎(chǔ)上僅減小磁感應(yīng)強度，可得到圖丙所示電子束徑跡

D.圖乙與圖丙中電子運動一周的時間可能不相等

10.如圖所示，質(zhì)量為根、長為/的直導(dǎo)線用兩條絕緣細線懸掛于。、。'，并處于勻強磁場中。當(dāng)導(dǎo)線中

通以沿x軸正方向的電流/,且導(dǎo)線保持靜止時，懸線與豎直方向夾角為該磁場的磁感應(yīng)強度可能是

B.方向沿y軸正方向，大小為絲

II

C.方向沿懸線向上，大小為鱉sin，D.方向垂直懸線向上，大小為整sin，

IlII

11.如圖所示，一質(zhì)量為優(yōu)的帶電粒子從P點以垂直于磁場邊界方向的速度v射入磁場，穿出磁場時，速度

方向與入射方向夾角為凡設(shè)磁感應(yīng)強度為以磁場寬度為小粒子速度始終與磁場垂直，不計粒子所受重

力和空氣阻力。下列說法正確的是（）

??，

??I

B

???

A,在粒子穿越磁場的過程中，洛倫茲力對該粒子做的功不為0

B.在粒子穿越磁場的過程中，洛倫茲力對該粒子的沖量為0

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c.該粒子在磁場中運動的時間為4

v

、、f小vsin。

D.該粒子的比荷為------

Bd

12.將一個表頭G改裝成多量程的電流表，通常有兩種連接方式。如圖甲所示的連接方式稱作開路轉(zhuǎn)換式

（其中電阻凡＜七）。如圖乙所示的連接方式稱作閉路抽頭式。兩種連接方式在實際中均有使用，下列說

法正確的是（）

A.開路轉(zhuǎn)換式中，開關(guān)S接1時的量程大于開關(guān)S接2時的量程

B.開路轉(zhuǎn)換式中，若電阻Ri發(fā)生變化，則開關(guān)S接1、2對應(yīng)的兩個量程都會發(fā)生變化

C.閉路抽頭式中，若電阻生發(fā)生變化，則抽頭3、4對應(yīng)的兩個量程都會發(fā)生變化

D.閉路抽頭式中,抽頭3對應(yīng)的量程小于抽頭4對應(yīng)的量程

13.如圖所示，將非磁性材料制成的圓管置于勻強磁場中，當(dāng)含有大量正負離子的導(dǎo)電液體從管中由左向

右流過磁場區(qū)域時，測得管兩側(cè)M、N兩點之間有電勢差5忽略離子重力影響，則（）

8XX，X

N

XXXX

A.初點的電勢與N點相等

B.N點的電勢高于M點

C.管中導(dǎo)電液體的流速越大，M、N兩點之間的電勢差U越大

D.管中導(dǎo)電液體的離子濃度越大，M、N兩點之間的電勢差U越大

14.1911年，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)一些金屬在溫度低于某一臨界溫度晨時，其直流電阻率會降到以下,

遠低于正常金屬的ICTQ.m，稱為超導(dǎo)現(xiàn)象。1934年，科學(xué)家提出超導(dǎo)體的二流體模型初步解釋了低溫

超導(dǎo)現(xiàn)象。

該模型認為，當(dāng)金屬在溫度低于￡成為超導(dǎo)體后，金屬中的自由電子會有一部分凝聚成超導(dǎo)電子（“凝聚”

是指電子動量分布趨于相同、有序）。隨著溫度進一步降低，越來越多的自由電子凝聚為超導(dǎo)電子。這些

超導(dǎo)電子與金屬離子不發(fā)生“碰撞”，因而超導(dǎo)電子的定向運動不受阻礙，具有理想的導(dǎo)電性。一圓柱形金

屬導(dǎo)體，沿其軸線方向通有均勻分布的恒定電流，將中間一段金屬降溫轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)體后，超導(dǎo)體內(nèi)的電流

只分布在表面厚為10一8?1量級的薄層內(nèi)，其截面示意圖如圖所示。在正常金屬和超導(dǎo)體之間還存在尺度為

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lO^m量級的交界區(qū)。根據(jù)上述信息可知（）

正常金圓超導(dǎo)體」j正常金屬

交界區(qū)交界區(qū)

A.交界區(qū)兩側(cè)單位時間內(nèi)通過的電荷量可能不相等

B.超導(dǎo)體中需要恒定電場以維持其中的超導(dǎo)電流

C.圖中除表面層外超導(dǎo)體內(nèi)部可能存在定向移動的自由電子

D.圖中超導(dǎo)體內(nèi)部軸線處的磁場一定為零

二、實驗題（共10分）

15.在“測量金屬絲的電阻率”的實驗中，實驗小組的同學(xué)測量一段阻值約為5Q,均勻金屬絲的電阻率。

（1）用螺旋測微器分別在三個不同的位置測量金屬絲的直徑，某次示數(shù)如圖所示，該次測量值為

______mm；

⑵實驗小組的同學(xué)采用如圖所示的電路圖，用伏安法測金屬絲的電阻&,現(xiàn)有電源（電動勢為3.0V,內(nèi)

阻可忽略不計），開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列器材：

A.電壓表Vi（量程0?3V,內(nèi)阻約3k。）

B.電壓表V2（量程0?15V,內(nèi)阻約15k。）

C.電流表Ai（量程0?3A,內(nèi)阻約0.025。）

D.電流表A2（量程0?0.6A,內(nèi)阻約0.125。）

E.滑動變阻器員（0?5Q,3A）

F.滑動變阻器&（0-1000Q,0.5A）

①為減小測量誤差，在實驗中，電壓表應(yīng)選用,電流表應(yīng)選用，滑動變阻器應(yīng)選用；

（選填各器材前的字母）

②圖是測量&的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，請根據(jù)圖的電路圖，補充完成圖中實物間的連

線;

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(3)測量出金屬絲直徑為4、長度為電壓表示數(shù)為。，電流表示數(shù)為/,則該金屬絲電阻率測量值的表達

式〃=，考慮電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差，該測量值_____真實值(選填“大于”或“小

于“)；

(4)在測量另一根阻值未知的金屬絲電阻率時，實驗小組的同學(xué)將電流表換成了量程為。?100mA的毫安

表，依據(jù)上圖連接了電路，調(diào)整滑動變阻器火后保持R的阻值不變，然后，將電壓表右側(cè)導(dǎo)線分別接在M

點和N點，讀出相應(yīng)的電壓表和毫安表示數(shù)，記錄在表格中，根據(jù)這兩組數(shù)據(jù)，同學(xué)們認為將電壓表右側(cè)

導(dǎo)線接在〃點比接在N點實驗誤差更小，請判斷他們得出的結(jié)論是否正確，并說明理由。

接M點接N點

U/V0.80.9

77mA8483

三、計算題(共48分)

16.一臺質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示，電荷量為4、質(zhì)量為加的正離子，從容器A下方的小孔飄入電壓為

U的加速電場，其初速度幾乎為0o這些離子經(jīng)加速后通過狹縫。沿著與磁場垂直的方向進入勻強磁場中,

最后打在照相底片的中點尸上。已知，放置底片的區(qū)域MN=L,且

(1)求離子進入磁場時的速度丫的大??；

(2)求磁場的磁感應(yīng)強度3的大??；

(3)某次測量發(fā)現(xiàn)底片左側(cè)包括P點在內(nèi)的區(qū)域損壞，檢測不到離子，但右側(cè)區(qū)域仍能正常檢測到

離子。若要使原來打到底片中點的離子可以被檢測，在不改變底片位置的情況下，分析說明可以采取哪些

措施調(diào)節(jié)質(zhì)譜儀。

?"Oxx

XXXX

XB

17.回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，如圖甲所示。兩D形盒分別在M端和尸端跟高頻交流電源(圖中

未畫出)相連，便在兩D形盒之間的狹縫中形成加速電場，使粒子每次穿過狹縫時都被加速。兩D形盒放

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置在磁感應(yīng)強度為8的勻強磁場中，磁場方向垂直于D形盒底面，粒子源置于圓心。處，粒子源射出的帶

電粒子質(zhì)量為加、電荷量為4,最大回旋半徑為凡不計粒子在兩D形盒間加速電場內(nèi)運動的時間，不計

粒子離開粒子源時的初速度，忽略粒子所受重力以及粒子間相互作用。若M、尸之間所加電壓隨時間f

的變化如圖乙所示，每個周期內(nèi)為和一4持續(xù)時間相同，求：

(1)粒子離開加速器時的最大動能Ek；

(2)粒子在加速器中的加速次數(shù)N。

甲乙

18.利用電場、磁場可以控制帶電粒子的運動。如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy中，有一個半徑為：?的圓

形區(qū)域，其圓心坐標(biāo)為G,0)。在這個區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強度大小為夙方向垂直于X。平面向外的勻強

磁場。在直線>=一廠的下方，有水平向左的勻強電場，電場強度的大小為￡.一質(zhì)子從。點沿x軸正方向

射入磁場，在磁場中做半徑為r的勻速圓周運動。已知質(zhì)子的質(zhì)量為m,電荷量為q,不計質(zhì)子的重力。

求：

(1)質(zhì)子射入磁場時速度的大小V；

(2)質(zhì)子運動到y(tǒng)軸時距。點的距離心

￡

19.示波器中的示波管對電子的偏轉(zhuǎn)是電偏轉(zhuǎn)，電視機中的顯像管對電子的偏轉(zhuǎn)是磁偏轉(zhuǎn)。小明同學(xué)對這

兩種偏轉(zhuǎn)進行了定量的研究并做了對比，己知電子的質(zhì)量為〃?、電荷量為e,在研究的過程中空氣阻力和

電子所受重力均可忽略不計。

(1)如圖甲所示，水平放置的偏轉(zhuǎn)極板的長度為/,板間距為小極板間的偏轉(zhuǎn)電壓為。，在兩極板間形

成勻強電場。極板右端到豎直熒光屏MN的距離為6,熒光屏MN與兩極板間的中心線OQJ垂直。電子

以水平初速度W從兩極板左端沿兩極板間的中心線射入，忽略極板間勻強電場的邊緣效應(yīng)，求電子打到熒

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光屏上時沿垂直于極板板面方向偏移的距離；

（2）如圖乙所示，圓心為02、半徑為r的水平圓形區(qū)域中有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為8的勻強磁

場，與磁場區(qū)域右側(cè)邊緣的最短距離為工的。2‘處有一豎直放置的熒光屏PQ,熒光屏PQ與O2O2'連線

垂直。今有一電子以水平初速度vo從左側(cè)沿O2O2'方向射入磁場，飛出磁場區(qū)域時其運動方向的偏轉(zhuǎn)角

a

度為a（未知）。請求出tan—的表達式；

2

（3）對比第（1）、（2）問中這兩種偏轉(zhuǎn)，請從運動情況、受力情況、能量變化情況等角度簡要說明這兩

種偏轉(zhuǎn)的不同點是什么。（至少說出兩點）

乙

20.如圖甲所示，真空中有一長直細金屬導(dǎo)線MN,與導(dǎo)線同軸放置一半徑為R的金屬圓柱面。假設(shè)導(dǎo)線

沿徑向均勻射出速率相同的電子，已知電子質(zhì)量為加，電荷量為。不考慮出射電子間的相互作用。

⑴可以用以下兩種實驗方案測量出射電子的初速度:

a.在柱面和導(dǎo)線之間，只加恒定電壓;

b.在柱面內(nèi)，只加與平行的勻強磁場。

當(dāng)電壓為或磁感應(yīng)強度為為時，剛好沒有電子到達柱面。分別計算出射電子的初速度l。

（2）撤去柱面，沿柱面原位置放置一個弧長為。、長度為b的金屬片，如圖乙所示。在該金屬片上檢測到出

射電子形成的電流為/,電子流對該金屬片的壓強為P。求單位長度導(dǎo)線單位時間內(nèi)出射電子的總動能。

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參考答案

一、單項選擇題。本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最

符合題目要求的一項。

1.【答案】D

【詳解】首先觀察到電流的磁效應(yīng)現(xiàn)象的物理學(xué)家是奧斯特。

故選D。

2.【答案】B

【分析】

【詳解】由銘牌讀出額定功率為尸=900W,額定電壓為U=220V

由尸=R得，通過電熱水壺的電流為

rP900“一

I=—=-AA?4.1A

U220

故選Bo

3.【答案】B

【分析】電壓表測量的是與其并聯(lián)電路的電壓值，電流表測量的是與之串聯(lián)電路的電流值，據(jù)此分析問題

同；

【詳解】A、由電路圖可知，實驗采用電流表外接法，電流表所測電流等于通過電阻的電流與通過電壓表

的電流之和，電流表的示數(shù)大于通過段的電流，故A錯誤，B正確；

C、由電路圖可知，電壓表與待測電阻并聯(lián)，測量待測電阻兩端電壓，電壓表的示數(shù)等于&兩端的電壓，

故CD錯誤.

4.【答案】BD

【詳解】A.由左手定則可知，洛倫茲力方向向下，A錯誤；

B.由左手定則可知，洛倫茲力方向向下，B正確；

C.由左手定則可知，洛倫茲力方向向上，C錯誤；

D.由左手定則可知，洛倫茲力方向向上，D正確。

故選BD?

5.【答案】C

【詳解】根據(jù)磁通量的定義式可得

①=3Ssin90°=5s

故選C。

6.【答案】C

【詳解】根據(jù)

F=BLI

可知足/圖像為過原點的直線。

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故選c。

7.【答案】D

【詳解】AB.根據(jù)安培力的表達式可知導(dǎo)體棒所受的安培力為

F=BIL

故AB錯誤；

CD.對導(dǎo)體棒進行受力分析，根據(jù)共點力平衡得靜摩擦力大小為

f=Fsin0=BILsin0

故C錯誤，D正確。

故選D。

8.【答案】D

【詳解】AB.如圖磁體只要向上抽出，穿過線圈的磁通量就會減小，感應(yīng)電流的磁場方向向上，就能觀察

到靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn)，故AB錯誤；

C.將磁體的N、S極對調(diào)，并將其向上抽出，穿過線圈的磁通量減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流磁場向下，所以靈

敏電流計指針向左偏轉(zhuǎn)，故C錯誤；

D.將磁體的N、S極對調(diào)，并將其向下插入，磁通量增大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流磁場向上，所以靈敏電流計

指針仍向右偏轉(zhuǎn)，故D正確。

故選D。

9.【答案】D

【詳解】電子在加速電場中加速，由動能定理得

eU=~mVg

解得

電子在勻強磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力充當(dāng)向心力，有

2

m

ev0B=~^

聯(lián)立解得

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由運動學(xué)公式可以求出周期

T2TIR2nm

1=------=-------

veB

A.根據(jù)左手定則，電子向左飛出后做順時針方向的圓周運動，所以磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向里，故A

錯誤；

B.電子在加速電場中加速，由動能定理得

eU=~mVg

解得

電子在勻強磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力充當(dāng)向心力，有

2

evB=m—

°nR

聯(lián)立解得

在圖乙的基礎(chǔ)上增大加速電壓U,可知粒子運動半徑增大，而圖丙運動半徑減小，故B錯誤;

C.電子在加速電場中加速，由動能定理得

1,

eU=-

解得

電子在勻強磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力充當(dāng)向心力，有

2

ev0B=

聯(lián)立解得

在圖乙的基礎(chǔ)上僅減小磁感應(yīng)強度，可知粒子運動半徑增大，而圖丙運動半徑減小，故c錯誤;

D.由上分析知周期為

TITIR271m

1=------=-------

veB

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如果圖乙由減小電壓變?yōu)閳D丙時，圖乙與圖丙中電子運動一周的時間相等；如果圖乙由增大磁感應(yīng)強度變

為圖丙時，圖乙與圖丙中電子運動一周的時間不相等，故D正確。

故選D。

10.【答案】B

【詳解】A.若磁感應(yīng)強度沿z軸正方向，則從。向。看，導(dǎo)線受到的安培力

F=11B

方向水平向左，則導(dǎo)體受力如下圖所示

導(dǎo)線不可能處于平衡狀態(tài)，故A錯誤；

B.若磁感應(yīng)強度沿〉軸正方向，同理從。向?？?，導(dǎo)線受到的安培力豎直向上，如下圖所示，當(dāng)

4=0

且滿足

IIB=mg

即

mg

時，導(dǎo)線可以處于平衡狀態(tài)，故B正確；

C.若磁感應(yīng)強度方向沿懸線向上，從。向O,看，則導(dǎo)線受力如下圖所示

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導(dǎo)線不可能處于平衡狀態(tài)，故c錯誤;

D.若磁感應(yīng)強度方向垂直懸線向上，從。向?？?，則導(dǎo)線受力如下圖所示

導(dǎo)線不可能處于平衡狀態(tài)，故D錯誤;

故選B。

11.【答案】D

【詳解】A.在粒子穿越磁場的過程中，洛倫茲力與粒子的速度方向始終垂直，則洛倫茲力對該粒子做的

功為0,故A錯誤;

B.在粒子穿越磁場的過程中，速度大小不變但方向改變，則動量改變，根據(jù)動量定理可知，則合外力沖

量不為零，粒子僅受洛倫茲力作用，則洛倫茲力對該粒子的沖量不為0,故B錯誤;

C.粒子在磁場中在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，穿越磁場的過程中，水平方向速度大小由v一直減

小，則該粒子在磁場中運動的時間大于故C錯誤;

V

D.粒子在磁場中在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動

mv2

qvB=

R

根據(jù)幾何關(guān)系

聯(lián)立解得

q_vsin。

mBd

故D正確。

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故選D。

12.【答案】AC

【詳解】A.根據(jù)并聯(lián)電路電流的分配與電阻成反比，由于電阻&＜史，因此開路轉(zhuǎn)換式中，開關(guān)S接1

時的量程大于開關(guān)S接2時的量程；若電阻Ri發(fā)生變化，則開關(guān)S接2時，電阻凡處于斷開狀態(tài)，對電

阻&無影響，因此2對應(yīng)的量程不會發(fā)生變化，故A正確，B錯誤；

CD.閉路抽頭式中，接抽頭3時，電阻值與表頭串聯(lián)，滿偏電流不變，表頭和&串聯(lián)后與電阻尺3并聯(lián)，

接抽頭4時，電阻尺3與尺4串聯(lián)后與表頭并聯(lián)；由于電阻尺3＜幾+尺4,因此閉路抽頭式中，抽頭3對應(yīng)的量

程大于抽頭4對應(yīng)的量程，若電阻尺3發(fā)生變化，則（尺3+尺4）發(fā)生變化，因此抽頭3、4對應(yīng)的兩個量程都

會發(fā)生變化，故C正確，D錯誤；

故選ACo

13.【答案】C

【詳解】AB.管中的導(dǎo)電液體從管中由左向右流過磁場區(qū)域時，由左手定則帶電液體在洛倫茲力的作用

下，帶正電的液體向上偏，帶負電的液體向下偏，使管上壁帶正電、下壁帶負電，所以M點的電勢高于N

點，AB錯誤；

C.兩管壁最后電壓穩(wěn)定時，則有電場力與洛倫茲力平衡

?U

QvB=q—

a

解得

U=Bvd

管中導(dǎo)電液體的流速越大，M、N兩點之間的電勢差。越大，C正確；

D.由上述分析可知，M,N兩點之間的電勢差。與q無關(guān)，即液體離子濃度無關(guān)，D錯誤。

故選C。

14.【答案】D

【詳解】A.根據(jù)電流定義式可知，交界區(qū)兩側(cè)電流相同則交界區(qū)兩側(cè)單位時間內(nèi)通過的電荷量一定相

等。A錯誤；

B.因超導(dǎo)電子能產(chǎn)生定向運動，不受阻礙，則超導(dǎo)體中不需要恒定電場以維持其中的超導(dǎo)電流，選項B

錯誤；

C.由題意可知，當(dāng)金屬在溫度低于Tc成為超導(dǎo)體后，超導(dǎo)體內(nèi)的電流只分布在表面厚為lO-'m量級的薄

層內(nèi)，則在除表面層外超導(dǎo)體內(nèi)部不存在定向移動的自由電子，選項C錯誤；

D.因為超導(dǎo)體內(nèi)的電流只分布在表面厚為10-8m量級的薄層內(nèi)，由對稱性可知，如圖中超導(dǎo)體內(nèi)部軸線

處的磁場一定為零，選項D正確。

故選D。

二、實驗題（共10分）

第14頁/共20頁

7rUd~

15.【答案】0.0.550②.A③,D

4〃

⑦.小于⑧.見解析

【詳解】金屬絲的直徑為

d=0.5mm+0.01x5.0mm=0.550mm

(2)[2]因為電動勢為3.0V,為減小測量誤差，在實驗中，電壓表應(yīng)選用A；

[3]金屬絲的最大電流約為

3

/=—A=0.6A

5

電流表選擇D；

[4]為了方便調(diào)解電路，滑動變阻器選擇E；

[5]因為

旦二幽二6。。＞區(qū)二工=4。

Ry5RA0.125

所以采用電流表外接法；測量金屬的電阻率時電流表和電壓表必須從零開始調(diào)解，所以滑動變阻器采用分

壓接法，實物圖連線如下圖所示

(3)[6]根據(jù)電阻定律

R=p—

S

根據(jù)歐姆定律

又因為

S=-7Td2

4

解得

7iUd2

p=

4/L

第15頁/共20頁

［7］由于電壓表分流，電流表的測量值偏大，電阻率的測量值偏小，所以測量值小于真實值;

（4）［8］該小組同學(xué)的結(jié)論正確。對電壓表右側(cè)導(dǎo)線接在M點和接在N點進行比較，電壓表示數(shù)的相對變化

為

09-08

^^xl00%=ll.l%

0.9

電流表示數(shù)的相對變化為

84-83

--------xl00%=1.2%

83

可見電壓表變化明顯，是小電阻,采用外接法較小，所以將電壓表右側(cè)導(dǎo)線接在〃點誤差小。

三、計算題（共48分）

412Um

16.【答案】（1）；(2)B=；(3)見解析

3Lq

【詳解】（1）離子加速過程，根據(jù)功能關(guān)系

qU=^mv2

得

V=

（2）離子進入磁場做勻速圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律

v2

qvB=m——

r

根據(jù)題意

r=lL

得

B=±&

3Lq

（3））由（1）（2）可推得

12Um

r=~.-------

Bq

可知，將r增大的調(diào)整措施有增大加速電場的電壓U,或減小磁場的磁感應(yīng)強度及

答案】⑴X"；⑵衿霽

【詳解】（1）粒子由勻速圓周運動離開加速器，圓周半徑最大為R,洛倫茲力提供向心力，有

v2

q"=〃喟

K

第16頁/共20頁

則最大動能為

"1252dH2

E^=~mV

m2m

（2）粒子在電場中加速一次獲得的動能為則粒子在加速器中的加速次數(shù)為

N—L

u°q2UQm

18.【答案】（1）v=幽；（2）L=r（l+B

m

【詳解】（1）質(zhì)子從。點射入磁場后做勻速圓周運動,根據(jù)牛頓第二定律得

v2

qvB=m——

r

解得

丫=幽

m

（2）質(zhì)子沿x軸正方向射入磁場，經(jīng),圓弧后以速度v垂直于電場方向進入電場。在沿電場方向上，質(zhì)子

4

做初速為0的勻加速直線運動，加速度大小

質(zhì)子經(jīng)過時間f到達y軸

在垂直電場方向上，質(zhì)子的位移

質(zhì)子到達y軸時距。點的距離

eUlaBer

19.【答案】（1）Y=---^（l+2b）.⑵tan二嬴；⑶見解析

2dmy0

【詳解】（1）設(shè)電子在偏轉(zhuǎn)電場運動的加速度為。，時間為〃離開偏轉(zhuǎn)電場時的偏移距離為乃根據(jù)運動

學(xué)公式有

y=-at2

2

根據(jù)牛頓第二定律有

第17頁/共20頁

eU

a-----

md

電子在電場中的運動時間

%

eU2

聯(lián)立解得y=

2mdv1

電子飛出偏轉(zhuǎn)電場時，其速度的反向延長線通過偏轉(zhuǎn)電場的中心,

設(shè)電子打在屏上距01'的最大距離為F,則由幾何關(guān)系可知

b+

Y2

y

2

?eUi,,一,、

將y代入解得Y=蘇危（/+2b）

（2）由牛頓第二定律和洛倫茲力公式得

mv1

解得夫=吧

eB

由如圖所示的幾何關(guān)系得，粒子在磁場中一段圓弧軌跡所對應(yīng)的圓心角與偏轉(zhuǎn)角相等，均為a,則

arBer

tan—=-=----