本试卷分(选择题)和(非选择题)两部分，满分150分，考试用时120分钟。
第I卷(选择题共分)
一．(48分)单项选择题：本大题共12小题，每小题4分。每小题给出的四个答案中，有且只有一个是正确的，把正确答案选出来填写在对应答题卷内。选对的得4分。
1．发现电磁感应现象，对人类社会进步做出重大贡献的科学家是( )
A．法拉第B．麦克斯韦C．奥斯特D．安培
2．如图所示，电动机M的额定功率P1=8W，内阻r1=2Ω，小灯泡三的额定功率P2=1.5W，额定电压U2=3V，电动机和小灯泡串联后加恒定电压U时电动机和小灯泡恰好正常工作，则此时电路中电流，与两端电压U为( )
A．2A 19V B．0.5A 19V
C．2A 16V D．0.5A 16V
3．如图为一交变电流随时间变化的图象，图像中每半个周期均为正弦图线，则此交变电流的
有效值为( )
A．B．C D．3A
4．如图所示：关S保持闭合状态时，通过灯泡B和线圈三的电流为i2，通过电阻R的电流为i1，且i1>i2：若在t1时刻将S断开，则S断开前后电流表A示数随时间变化的图象是( )
5．如图所示电路中，平行板电容器极板水平放置，板间有一质量为m的带电油滴悬浮在两板间静止不动。要使油滴向上运动，可采用的方法是( )
A．只把电阻R1阻值调小B．只把电阻R2阻值调小
C．只把电阻R3阻值调大D．只把电阻R4阻值调小6．劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示：置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U。若D型盒圆心A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为+q，初速度为零，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑重力的影响，则下列说法正确的是( )
A．质子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为1：2
B．质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比
C．质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf
D．不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器也能用于α粒子
(含两个质子，两个中子)加速
7．如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a( )
A．顺时针加速旋转
B．顺时针减速旋转
C．逆时针加速旋转
D．逆时针减速旋转
8．一种半导体材料称为“霍尔材料”，用它制成的元件称为“霍尔元件”。这种材料有可定向移动的电荷，称为“载流子”，每个载流子的电荷量大小为q=1.6×10﹣19C。在一次实验中，一块霍尔材料制成的薄片宽ab=1.0×10﹣2m、长6c=L=4.0×10﹣2m、厚h=1×10﹣2m，水平放置在竖直向上的磁感应强度B=1.5T的匀强磁场中，bc方向通有I=3.0A的电流，如图所示，沿ab方向产生1.0×10﹣5V的横电压。则下列说法正确的是( )
A．若载流子是电子，则a端电势比b端电势低
B．薄板中形成电流，的载流子定向运动的速率是6.7×10﹣4m/s
C．薄板中形成电流，的载流子热运动的速率是6.7×10﹣4m/s
D．这块霍尔材料中单位体积内的载流子仑数为3.75×1027个
9．如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为△V1、△V2、△V3，理想电流表A示数变化量的绝对值为△I，则下列说法错误的是( )
A．A的示数一定增大，V
的示数一定减小
B．△V3与△I的比值，△V1与△I的比值一定都大于r
C．电源输出功率和滑动变阻器消耗的功率一定都增大
D．电源效率一定减小
10．如图所示，正方形区域MNPQ 内有垂直纸面向里的匀强磁场。在外力作用下，一正方形闭合刚性导线框沿ON 方向匀速运动，t=0时刻，其四个顶点M’、N’、P’、Q’恰好在磁场边界中点。下列图象中能反映线框所受安培力f 的大小随时间t 变化规律的是(
)
11．在如图所示的有界磁场区域，磁场方向水平，上、下部分磁感应强度大小均为B ，宽度均为L 。现有一竖直平面内的匝数为n ，质量为m ，边长为L 的正方形金属线框，从磁场上方某处由静止释放，当ab 边刚进入磁场e 1e 2时，线框恰好做匀速运动：经过一段时间后，当ab 边到达下方磁场中距边界O 1O 2距离为s 的f 1f 2位置
时，线框再次做匀速运动。已知线框总电阻为R ，不计
空气阻力，若ab 边到达位置e 1e 2时速度大小为v 1，到
达位置f 1f 2时，线框的速度为v 2，则( )
A ．12222,2mgR
v v v nB L
<= B ．12222
,2mgR v v v nB L >= C ．12222
,4mgR v v v nB L <= D ．122222,4mgR v v v n B L >=
12．在xoy 坐标系第一象限(含坐标轴)内有垂直xoy 平面随时间周期性变化的匀强磁场，规定垂直xoy 平面向里的磁场方向为正。磁场变化规律如图，磁感应强度的大小为风，变化周期为T 0。某一正粒子质量为m 、电量为q ，在t=0时从O 点沿x 轴正向射入磁场中。若要求粒子在t=T 0时距x 轴最远，则B 0的值为( )
A ．
0m qT π B ．02m qT π C ．0
32m qT π D ．053m qT π
二、(16分)多项选择题：每题给有两个或两个以上正确选项，全部选对的得4分。
13．如图所示，图线a 是矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦式交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生的正弦式交流电的图象如图线b 所示，以下关于这两个正弦式交流电的说法正确的是( )
A ．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零
B ．线圈前后两次转速之比为3：2
C ．交流电a 的瞬时值表达式为u=10sin0.4t(v)
D ．交流电b 的最大值为203
V 14．空间存在如图所示的水平向右的匀强电场E 和垂直向里的匀强磁场B 。下面关于带电粒子在其中运动情况的判断，正确的是( )
A ．若不计重力，粒子做匀速运动的方向一定沿Y 轴正方向
B ．若不计重力，粒子可沿x 轴正方向做匀加速直线运动
C ．若重力不能忽略，粒子可能做匀速圆周运动
D ．若重力不能忽略，粒子可能做匀速直线运动
15．如图所示，光滑的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为B ，方向相反的水平匀强磁场；PQ 为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个半径为a ，质量为m ，电阻为R 的金属圆环垂直磁场方向，以速度v 从如图所示位置向右运动，当圆环运动到直径刚好与边界线PQ 重合时，圆环的速度为v/2，则下列说法正确的是( )
A ．此时圆环中的电功率为222
16B a v R
B ．此时圆环的加速度为228B a v mR
C ．此过程中通过圆环截面的电量为2
Ba R
D ．此过程中回路产生的电能为0.75mv 2
16．如图，足够长平行金属导轨内有垂直纸面向里的匀强磁场，金属杆ab 与导轨垂直且接触良好，导轨右端通过电阻与平行金属板AB 连接。已知导轨相距为L ：磁场磁感应强度为B ；R 1、R 2和ab 杆的电阻值均为r ，其余电阻不计；平行金属板AB 间距为d 、板长为4d 、重力加速度为g ，不计空气阻力。质量为m 、带电量为+q 的微粒以v 0沿两板中心线水平射入，如果ab 杆以某一速度向左匀速运动时，微粒恰能沿两板中心线射出；如果ab 杆以同样大小的
速度向右匀速运动时，该微粒将射到B 板距
左端为d 的C 处，如果以v 0沿中心线射入的
上述微粒能够从两板间射出，则ab
杆向左匀速运动的速度可能为( )
A ．
2mgd qBL B ．218mgd qBL C ．3mgd qBL D ．278mgd qBL
三．(18分)实验题：本大题共两道小题，其中17题6分，18题12分，
17．（6分）如图为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小。电源甲与继电器、热敏电
阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相
连接。试根据该电路结构分析：工作时，应该把恒温箱内的
加热器接在__________(AB或CD)端；若要将恒温箱温度控
制在更高的温度，应将滑动变阻器R'调__________ (大或
小)；在其他条件不变情况下，由于电池甲的长期使用，会
使恒温箱的温度比设定的温度偏__________ (高或低)。
18．有一根细而均匀的管状导电原件(如图所示)，此原件长三约为3cm，电阻约为100Ω，已知这种材料的电阻率为ρ，因该样品的内圆直径太小，无法直接测量，为了测量其内圆直径可先测其电阻R x，现提供以下实验器材：
A．20分度的游标卡尺
B．螺旋测微器
C．电流表A1(量程50mA,，内阻r1为100Ω)
D．电流表A2(量程100mA，内阻r2约为40Ω)
E．电流表A3(量程1A，内阻r3约为0.1Ω)
F．滑动变阻器R1(0.20Ω，额定电流1A)
G．滑动变阻器R2(0～2kΩ，额定电流0.1A)
H．直流电源E(12V，内阻不计)
I．导电材料样品R x(长L约为3cm，电阻R x约为100Ω)
J．开关一只，导线若干
(1)用游标卡尺测得该样品的长度如图甲所示，其示数L=__________mm；用螺旋测微器测得该样品的外径如图乙所示，其示数D=__________mm．
(2)为了尽可能精确地测量原件电阻R x，请设计合适电路，选择合适电学仪器，在方框中画出实验电路图，所选器材注意角标区分。
(3)除了需要测量样品长度L、外径D外，还需要测量________________________，
用已知物理量的符号和测量量的符号来表示样品的内径d=________________________。
四．(68分)计算题：本大题共五小题，其中19题12分，20题12分，21题14分，22题14分，23题16分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。
19．在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=1500匝，横截面积S=20cm2。螺线管导线电阻r=1.0Ω，R1=4.0Ω，R2=5.0Ω。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。求：
(1)螺线管中产生的感应电动势：
(2)闭合S，电路中的电流稳定后，求电阻R1的电功率；
20．人们利用发电机把天然存在的各种形式的能量(水流能、煤等燃料的化学能)转化为电能，为了合理地利用这些能源，发电站要修建在靠近这些资源的地方，但用电的地方却分布很广，因此，需要把电能输送到远方。若某电站的输送电压为U=5000V，输送功率P=500kW，这时安装在输电线路的起点和终点的电度表一昼夜里读数相差4800kW·h，试求：
(1)输电效率和输电线的电阻；
(2)若要使输电损失的功率降到输送功率的2％，且用户得到电压为220V，求升压变压器和降压变压器原副线圈匝数比各为多少?
21．在如图所示的xoy 坐标系中，y>0的区域内存在着沿Y 轴正方向的匀强电场，y<0的区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m ，带电量为﹣q 的带电粒子从Y 轴上的P(0，h)点以初速度v 0沿x 轴正方向射出，第一次过x 轴即通过x 轴上的D(2h ，0)点。(h 、q 均大于0，不计重力的影响)
(1)若粒子恰能回到P 点，求电场强度E 和磁感应强度B 的大小；
(2)若将磁场方向反向，其余条件不变，求粒子第n 次过x 轴时与O 点的距离。
22．如图所示间距为L 、光滑足够长的金属导轨(导轨电阻不计)所在斜面倾角为α；两根质量均为m 、电阻均为R 的金属棒CD 、PQ 水平且与导轨垂直地放在导轨上；CD 棒两端与劲度系数为k 的两相同轻质绝缘弹簧相连，两弹簧平行于斜面且另一端与固定墙面相连；整个装置处在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感强度为B 。开始时金属棒CD 静止，PQ 在外力作用下也静止；现用一恒力沿斜面向上拉金属棒PQ 沿斜面向上加速，当金属棒PQ 达到稳定时弹簧的形变量与开始时相同。已知金属棒PQ 开始运动到稳定的过程中CD 可视为缓慢移动，
且通过CD 棒的电量为sin BLmg q kR
α=
求此过程中：
(I)CD 棒移动的距离：
(2)PQ 棒移动的距离；
(3)回路产生的总电热。
都汇聚于(a，0)，不计粒子重力，
则：
(1)Y轴正半轴区域和负半轴区域磁感强度的大小和方向如何?
(2)试设计该磁场区域左右边界方程：
(3)这些粒子从(﹣a，0)点到(a，0)点所用的最长和最短时间分别为多少?
