（10分）待測(cè)電阻R_x的阻值約為20，現(xiàn)要測(cè)量其阻值，實(shí)驗(yàn)室提供器材如下：

A．電流表A1（量程150mA，內(nèi)阻約為10）

B．電流表A2（量程20mA，內(nèi)阻r2＝30）

C．電壓表V（量程15V，內(nèi)阻約為3000）

D．定值電阻R0＝100

E．滑動(dòng)變阻器R₁，最大阻值為5，額定電流為1.0A
F．滑動(dòng)變阻器R₂，最大阻值為50，額定電流為0.5A
G．電源E，電動(dòng)勢(shì)E＝4V（內(nèi)阻不計(jì)）
H．電鍵S及導(dǎo)線(xiàn)若干
（1）為了使電表調(diào)節(jié)范圍較大，測(cè)量準(zhǔn)確，測(cè)量時(shí)電表讀數(shù)不得小于其量程的，請(qǐng)從所給的器材中選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材     _______________________（均用器材前對(duì)應(yīng)的序號(hào)字母填寫(xiě)）；
（2）根據(jù)你選擇的實(shí)驗(yàn)器材，請(qǐng)你在虛線(xiàn)框內(nèi)畫(huà)出測(cè)量R_x的最佳實(shí)驗(yàn)電路圖并標(biāo)明元件符號(hào)；

（3）待測(cè)電阻的表達(dá)式為R_x＝________________，式中各符號(hào)的物理意義為_(kāi)______________________。

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在探究電阻定律的實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)有幾根康銅合金絲和鎳鉻合金絲，其規(guī)格如下表所示．

編號(hào)	材料	長(zhǎng)度（m）	橫截面積（mm2）
A	鎳鉻合金	0.8	0.8
B	鎳鉻合金	0.5	0.5
C	鎳鉻合金	0.3	0.5
D	鎳鉻合金	0.3	1.0
E	康銅絲	0.3	0.5
F	康銅絲	0.8	0.8

（1）圖甲中四種金屬絲a、b、c分別為上表中編號(hào)為C、B、D的金屬絲，則d應(yīng)選上表中的

 

（用編號(hào)表示）．
（2）為測(cè)量某一種電阻絲單位長(zhǎng)度上的電阻R₀，某同學(xué)利用一段帶有滑動(dòng)片P且粗細(xì)均勻的電阻絲AB和下列器材做實(shí)驗(yàn)：
A．電流表A：量程為500mA，內(nèi)阻為4Ω；
B．電阻箱R′：最大阻值為99.9Ω，阻值最小變量為0.1Ω；
C．電源E：電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻r=0.4Ω；
D．定值電阻R：阻值為1.2Ω：
E．開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線(xiàn)若干．
實(shí)驗(yàn)時(shí)采用如圖乙所示電路，滑動(dòng)片P與電阻絲接觸良好，且AP長(zhǎng)記為L(zhǎng)，其他導(dǎo)線(xiàn)電阻不計(jì)．改變電阻絲連入電路的長(zhǎng)度L，分別測(cè)出通過(guò)電阻絲的電流值，作出電阻絲的

1

I

-L圖象如圖丙所示．
①由

1

I

-L圖象得出該電阻絲單位長(zhǎng)度上的電阻R₀=

 

Ω．
②請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)電路圖中虛線(xiàn)框中的電路補(bǔ)充完整．要求：無(wú)論滑動(dòng)片P滑至何處，電流表均安全，并且能盡可能準(zhǔn)確地測(cè)出圖丙中的電流值．此時(shí)電阻箱R′連人電路的阻值為

 

Ω．

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在測(cè)量阻值較大的電阻的實(shí)驗(yàn)中，可供選用的器材如下：
待測(cè)金屬絲：R_x（阻值約5KΩ）；
電壓表：V₁（量程3V，內(nèi)阻約3KΩ）；
V₂（量程15V，內(nèi)阻約15KΩ）
電流表：A₁（量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω）；
A₂（量程3mA，內(nèi)阻約5Ω）；
電源：E₁（電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻不計(jì)）
E₂（電動(dòng)勢(shì)15V，內(nèi)阻不計(jì)）
滑動(dòng)變阻器：R（最大阻值約20Ω）
開(kāi)關(guān)S；導(dǎo)線(xiàn)．
為使測(cè)量盡量精確，電流表應(yīng)選

 

、電壓表應(yīng)選

 

、電源應(yīng)選

 

（均填器材代號(hào)），在虛線(xiàn)框中（見(jiàn)答題紙）完成電路原理圖．

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有一個(gè)純電阻用電器的電阻約為20Ω，試設(shè)計(jì)一個(gè)能較精確地測(cè)量該用電器電阻的電路，要求使該用電器兩端的電壓變化范圍盡可能大．可選用的器材有：
電源：電動(dòng)勢(shì)為8V，內(nèi)電阻為1.0Ω
電流表：量程0.6A，內(nèi)阻R_A為0.50Ω
電壓表：量程10V，內(nèi)阻R_V為10kΩ
滑動(dòng)變阻器：最大電阻值為5.0Ω
開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線(xiàn)若干．
（1）在方框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖；
（2）用該電路可以使用電器兩端的電壓變化范圍約為

0～6.4

0～6.4

V；
（3）若實(shí)驗(yàn)中在用電器正常工作的狀態(tài)下電流表的示數(shù)為I，電壓表的示數(shù)為U，考慮到電表內(nèi)阻的影響，用測(cè)量量及電表內(nèi)阻計(jì)算用電器正常工作時(shí)電阻值的表達(dá)式為

URV

IRV-U

URV

IRV-U

．

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一、本題共10小題，每小題3分，共30分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對(duì)的得3分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分。把你認(rèn)為正確答案的代表字母填寫(xiě)在題后的括號(hào)內(nèi)。

1．B  2．AC  3．CD  4．AB  5．D  6．CD  7．BC  8．AC  9．A  10．CD

二、本題共3小題，共14分。按照要求作圖或把答案填在題中的橫線(xiàn)上。

12．（1）；（2分）  ；（2分）（2）偏小。（1分）

13．（1）如答圖1；（2分）  （2）0~6.4；（2分）

   （3）。（2分）

三、本大題包括7小題，共56分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明，方程式和重要的演算步驟。

       只寫(xiě)出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題的答案必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。

14．（7分）

解：（1）質(zhì)子進(jìn)入磁場(chǎng)做半徑為R₁的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛侖滋力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，…………………………（2分）

       質(zhì)子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)到達(dá)A點(diǎn)，O、A間的距離.………………（1分）

       同理，α粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為，α粒子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)到達(dá)B點(diǎn)，

       O、B間的距離，則A、B兩點(diǎn)間的距離.…（2分）

   （2）α粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期為，

       則α粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為…………………………（2分）

15．（7分）解：（1）根據(jù)電磁感應(yīng)定律，金屬棒ab上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

       ……………………………………（1分）

       根據(jù)閉合電路歐姆定律，通過(guò)R的電流……………………（1分）

       金屬棒兩端的電壓U=E－Ir=2.5V.………………………………………………（1分）

   （2）由于ab桿做勻速運(yùn)動(dòng)，拉力和磁場(chǎng)對(duì)電流的安培力大小相等，即

        …………………………………………………………（2分）

   （3）根據(jù)焦耳定律，電阻R上消耗的電功率P=I²R=1.25W.…………………（2分）

16．（8分）解：（1）滑塊沿斜面滑下的過(guò)程中，受到的滑動(dòng)摩擦力，

       設(shè)到達(dá)斜面底端時(shí)的速度為，根據(jù)動(dòng)能定理

       ，…………………………（2分）

       解得………………………………………………（1分）

   （2）滑塊第一次與擋板碰撞后沿斜面返回上升的高度最大，設(shè)此高度為，根據(jù)動(dòng)能定理， ，…………………………（2分）

       代入數(shù)據(jù)解得……………………………………（1分）

   （3）滑塊最終將靜止在斜面底端，因此重力勢(shì)能和電勢(shì)能和減少等于克服摩擦力做的功，

          即等于產(chǎn)生的熱能，……………………（2分）

17．（8分）解：（1）因?yàn)榫�(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流變化的周期與磁場(chǎng)變化的周期相同，所以由圖象可知，線(xiàn)圈中產(chǎn)生交變電流的周期為T=3.14×10^－2s.

       所以線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為……………………（2分）

   （2）根據(jù)歐姆定律，電路中電流的最大值為

       通過(guò)小燈泡電流的有效值為，…………………………（1分）

       小燈泡消耗的電功率為P=I²R=2.88W………………………………………………（2分）

   （3）在磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的1~1/4周期內(nèi)，線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值

       通過(guò)燈泡的平均電流……………………………………（1分）

       通過(guò)燈泡的電荷量………………………………（2分）

18．（8分）解：（1）當(dāng)通過(guò)金屬棒的電流為I₂時(shí)，金屬棒在導(dǎo)軌上做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律，………………………………（1分）

       設(shè)金屬棒到達(dá)NQ端時(shí)的速率為，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，，……………（1分）

       由以上兩式解得：……………………………………（2分）

   （2）當(dāng)金屬棒靜止不動(dòng)時(shí)，金屬棒的電阻，設(shè)金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，

       電流在金屬棒中產(chǎn)生的熱量為Q，根據(jù)焦耳定律，Q=I，…………………（2分）

       根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，，將（1）的結(jié)果代入，爭(zhēng)得

………（2分）

19．（9分）解：（1）t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的電子先沿OO′方向做勻速運(yùn)動(dòng)，即有，

       而后在電場(chǎng)力作用下做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，在垂直于OO′方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)到達(dá)B、D

端界面時(shí)偏離OO′的距離為y₁，則.………………（2分）

       t=T/2時(shí)刻進(jìn)入兩板間的電子先在T/2時(shí)間內(nèi)做拋物線(xiàn)運(yùn)動(dòng)到達(dá)金屬板的中央，而后做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)到達(dá)金屬板B、D端界面。設(shè)電子到達(dá)金屬板的中央時(shí)偏離OO′的距離為y₂，將此時(shí)電子的速度分解為沿OO′方向的分量與沿電場(chǎng)方向的分量，并設(shè)此時(shí)刻電子的速度方向與OO′的夾角為θ，電子沿直線(xiàn)到達(dá)金屬板B、D端界面時(shí)偏離OO′的距離為，則有；

解得……………………………………………………（1分）

因此，�！�………………………………………………（1分）

（2）在t=(2n+1) T/2(n=0, 1,2……)時(shí)刻進(jìn)入兩板間的電子在離開(kāi)金屬板時(shí)偏離OO′的距離最大，因此為使所有進(jìn)入金屬板間的電子都能夠飛出金屬板，應(yīng)滿(mǎn)足的條件為，解得板間電太的最大值�！�………………………………………（2分）

（3）設(shè)）時(shí)刻進(jìn)入兩板間的電子到達(dá)熒光屏上的位置與O′點(diǎn)的距離為Y₁；t=(2n+1)T/2(n=0,1,2……)時(shí)刻進(jìn)入兩板間的電子到達(dá)熒光屏上的位置與O′點(diǎn)的距離為，電子到達(dá)熒光屏上分布在范圍內(nèi). 當(dāng)滿(mǎn)足的條件時(shí)，△Y為最大。根據(jù)題中金屬板和熒光屏之間的幾何關(guān)系，得到

……………………………………………………（1分）

因此電子在熒光屏上分布的最大范疇為………（2分）

20．（9分）

解：（1）粒子A在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛侖滋力提供向心力，設(shè)粒子A的速度為v₀­，在MN上方運(yùn)動(dòng)半徑為R₁，運(yùn)動(dòng)周期為T(mén)₁，根據(jù)牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)公式，

解得  ………………………………（2分）

同理，粒子A在MN下方運(yùn)動(dòng)半徑R₂和周期T₂分別為：

。

粒子A由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到MN邊界時(shí)與MN的夾角為60°，如答圖2所示，則有

R₁－h(huán)=R₁cos60°  得到：R₁=2h，R₂=4h。

PQ間的距離為d=2R₂sin60°－2R₁sin60°=2h�！�……………………………（3分）

   （2）粒子A從P點(diǎn)到Q點(diǎn)所用時(shí)間為

        ，………………………………（1分）

    設(shè)粒子B的質(zhì)量為M，從P點(diǎn)到Q點(diǎn)速度為v

，……………………………………………………（1分）

由

根據(jù)動(dòng)量守恒定律…………（2分）