2018-2019学年辽宁省大连市庄河高中高三(下)第五次模拟物理试卷
2018-2019学年辽宁省大连市庄河高中高三（下）第五次模拟物
理试卷
二、选择题
1．（6分）关于近代物理，下列说法正确的是（）
A．α射线是高速运动的氦原子
B．核子结合成原子核时会出现质量亏损，亏损的质量转化为释放的能量
C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比
D．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征
2．（6分）消防车的高压水龙头竖直向上喷水，喷出的水可上升到距离管口40m的最大高度：当高压水龙头固定在高为3m的消防车上，仍以同样大小的速度将水斜向上喷出，可以使水流以10m/s的水平速度射入某楼层的窗户，不计空气阻力，g＝10m/s2，则该楼层的窗户距离地面的高度约为（）
A．35m B．38m C．40m D．44m
3．（6分）经长期观测发现，A行星运行的轨道半径为R0，周期为T0但其实际运行的轨道与圆轨道总存在一些偏离，且周期性地每隔t0时间发生一次最大的偏离．如图所示，天文学家认为形成这种现象的原因可能是A行星外侧还存在着一颗未知行星B，则行星B 运动轨道半径为（）
A．R＝R0
B．R＝R0
C．R＝R0
D．R＝R0
4．（6分）如图所示，竖直平面内放一直角杆MON，杆的水平部分粗糙，动摩擦因数μ＝
0.2，杆的竖直部分光滑。两部分各套有质量均为1kg的小球A和B，A、B球间用细绳
相连。初始A、B均处于静止状态，已知：OA＝3m，OB＝4m，若A球在水平拉力的作用下向右缓慢地移动1m（取g＝10m/s2），那么该过程中拉力F做功为（）
A．4J B．6J C．10J D．14J
5．（6分）趣味运动会上运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速跑，设球拍和球的质量分别为M、m，球拍平面和水平面之间的夹角为，球拍与球保持相对静止，球拍与球间摩擦及空气阻力不计，则（）
A．运动员的加速度为gtanθ
B．球处于失重状态
C．球对拍的作用力为
D．球拍对人的作用力为
6．（6分）如图所示，MN、PQ是与水平面成θ角的两条平行光滑且足够长的金属导轨，其电阻忽略不计。空间存在着垂直于轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B．导体棒ab、cd垂直于导轨放置，且与轨道接触良好，每根导体棒的质量均为m，电阻均为r，轨道宽度为L．与导轨平行的绝缘细线一端固定，另一端与ab棒中点连接，细线承受的最大拉力T m＝2mgsinθ．今将cd棒由静止释放，则细线被拉断时，cd棒的（）
A．速度大小是
B．速度大小是
C．加速度大小是2gsinθ
D．加速度大小是0
7．（6分）如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为5：1，原线圈接入图乙所示的电路，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下列说法正确的是（）
A．图乙中电压的有效值为220V
B．电压表的示数为44V
C．R处出现火警时电流表示数增大
D．R处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大
8．（6分）离子陷阱是一种利用电场或磁场将离子俘获并囚禁在一定范围内的装置，如图所示为最常见的“四极离子陷阱”的俯视示意图，a、b、c、d，相当于四个电极，相对的电极带等量同种电荷，相邻的电极带等量异种电荷。四个点的连线构成一个正方形abcd，
A、C是a、c连线上的两点，
B、D是b、d连线上的两点，A、
C、B、D到正方形中心
0的距离相等，则下列判断正确的是（）
A．A、B、C、D四点电场强度大小相等
B．D点的电场强度为零，电势最低
C．A点电势比B点电势低
D．正点电荷沿直线从A点经D点运动到C点的过程中，电势能先减小后增大
二、非选择题
9．（6分）为了测定木块A和木板B之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验，图甲为其实验装置示意图，该同学在实验中的主要操作有：
A．用弹簧秤测出木块A的重力为G＝6.00N；
B．用弹簧秤测出木板B的重力为G′＝9.25N；
C．按图甲的装置安装器材，安装过程中用手按住木块和木板；
D．松开按住木块和木板的手，让其运动，并即刻读出弹簧秤的示数。
①该同学的上述操作中有一个步骤是多余的，有一个步骤存在错误。
多余的步骤是，存在错误的步骤是。（填步骤序号）
存在错误的步骤应该修改为。
②在听取意见后，该同学按正确方法操作，读数时弹簧秤的指针位置如图乙所示，其示
数为N＝。
根据该同学的测量数据，可得到木块A和木板B之间的动摩擦因数为
10．（9分）发光二极管是目前很多用电器指示灯的电子元件，在电路中的符号是“”
只有当电流从标有“+”号的一端流入，从标有“一”号的一端流出时，它才能发光．这时可将它视为一个纯电阻．如图1为某厂家提供的某种型号发光二极管的伏安特性曲线．
①已知该型号的发光二极管的正常工作屯压为2 0V．若用电动势为6.0V，内阻可以忽略
不计的直流电源供电，为使该二极管正常工作，需要在电源和二极管之间串联一只阻值为Ω的定值电阻．
②已知该型号的发光二极管允许通过的最大电流为56mA，请用实验验证这种元件的伏
安特性曲线与厂家提供的数据是否一致．可选用的器材有：
待测发光二极管；
直流电源E（电动势4.5V，内阻可以忽略不计）；
滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）；
电压表V1（量程10V，内阻约50kΩ）；
电压表V2（量程5V，内阻约20kΩ）；
电流表A1（量程100mA，内阻约50Ω）；
电流表A2（量程60mA，内阻约100Ω）；
电键S、导线若干；
为准确、方便地进行检测，电压表应选用，电流表应选用（填字母符号）
⑧画出利用②中器材设计的实验电路图．
④按照正确的电路囹连接图2中的实物图，要求使滑动变阻器的滑动触头向右移动时流
过二极管的电流增大．
11．（12分）如图所示，静止于A处的离子，经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。静电分析器通道内有均匀辐射分布的电场，已知圆弧虚线的半径为R，其所在处场强为E、方向如图所示，离子质量为m、电荷量为q，QN＝2d、PN＝3d，离子重力不计。
（1）求加速电场的电压U；
（2）要求离子能最终打在QN上，求磁场磁感应强度B的取值范围。
12．（20分）工厂里有一种运货的过程可以简化为如图所示。货物（可视为质点）m＝20kg，以初速度v0＝10m/s滑上静止的小车M，M＝30kg，货车高h＝0.8m。在光滑的轨道OB 上设置一固定的与车厢等高的障碍物，当货车撞到障碍物时会被粘住不动，而货物就被抛出，恰好会沿BC方向落在B点，已知货车上表面与货物之间的动摩擦因数μ＝0.5，斜面的倾角为53°（sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g＝10m/s2）。
（1）求AB之间的水平距离？
（2）若已知OA段距离足够长，导致货车在碰到A之前已经与货物达到共同速度，求货车对货物摩擦力的冲量和货车的长度。
三、选考题
13．（5分）以下说法正确的是（）
A．水的饱和汽压随温度的升高而增大
B．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子的平均动能减小
C．单晶体中原子（或分子、离子）的排列具有空间周期性
D．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体
E．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征
14．（10分）一定质量的理想气体，经过如图所示的状态变化，设状态A的温度为400K，求：
（1）状态C的温度T C为多少？
（2）如果由A经B到C的状态变化的整个过程中，气体对外做了400J的功，气体的内
能增加了20J，则这个过程气体是吸收热量还是放出热量？其数值为多少？
15．（5分）下列说法正确的是（）
A．雨后天空出现彩虹是光的折射现象
B．横波在传播过程中，波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期
C．相对论认为，真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的
D．电磁波和机械波一样依赖于介质传播
E．咪着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象
16．（10分）如图所示，甲为某一列简谐波t＝t0时刻的图象，乙是这列波上P点从这一时刻起的振动图象，试讨论：
（1）波的传播方向和传播速度；
（2）画出经过2.3s后波的图象，并求P质点的位移和P质点运动的路程．
2018-2019学年辽宁省大连市庄河高中高三（下）第五次
模拟物理试卷
参考答案与试题解析
二、选择题
1．（6分）关于近代物理，下列说法正确的是（）
A．α射线是高速运动的氦原子
B．核子结合成原子核时会出现质量亏损，亏损的质量转化为释放的能量
C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比
D．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征
【考点】J3：玻尔模型和氢原子的能级结构；JI：爱因斯坦质能方程．
【专题】31：定性思想；43：推理法；54P：爱因斯坦的质能方程应用专题．
【分析】α射线是氦原子核；亏损的质量不能理解为释放的能量；发生光电效应时，光电子的最大初动能随频率的增大而增大，不成正比；根据物理学史和常识解答。
【解答】解：A、α射线是高速运动的氦原子核，故A错误；
B、质量亏损只是表明了亏损的质量与释放的能量关系，而不是将亏损质量转化为释放的
能量，故B错误；
C、从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率有关，但不成正比，故C错
误；
D、玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征，故D正确；
故选：D。
【点评】考查质量亏损与释放能量的关系，掌握光电效应方程中最大初动能与入射光的频率关系，注意成正比与线性关系的不同。
2．（6分）消防车的高压水龙头竖直向上喷水，喷出的水可上升到距离管口40m的最大高度：当高压水龙头固定在高为3m的消防车上，仍以同样大小的速度将水斜向上喷出，可以使水流以10m/s的水平速度射入某楼层的窗户，不计空气阻力，g＝10m/s2，则该楼层的窗户距离地面的高度约为（）
A．35m B．38m C．40m D．44m
【考点】1N：竖直上抛运动．
【专题】32：定量思想；43：推理法；511：直线运动规律专题．
【分析】通过水上升的最大高度求出水的初速度，当水龙头在消防车上时，水做的是一个斜抛运动，水平速度为V水＝10m/s，由速度的合成和分解规律可求出竖直方向的速度，由运动学公式求出竖直方向的位移。
【解答】解：由公式V2＝2gx得：V＝＝＝20m/s
当水龙头在消防车上时，竖直方向的速度为v竖直，
由V2＝v解得：v竖直＝10m/s
水在竖直方向上升的高度为：h＝＝35m
楼层高度为：H＝h+h′＝35m+3m＝38m
故选：B。
【点评】竖直上抛运动是常见的运动类型，关键要掌握其处理方法和运动规律，并能熟练运用。
3．（6分）经长期观测发现，A行星运行的轨道半径为R0，周期为T0但其实际运行的轨道与圆轨道总存在一些偏离，且周期性地每隔t0时间发生一次最大的偏离．如图所示，天文学家认为形成这种现象的原因可能是A行星外侧还存在着一颗未知行星B，则行星B 运动轨道半径为（）
A．R＝R0
B．R＝R0
C．R＝R0
D．R＝R0
【考点】4D：开普勒定律．
【专题】529：万有引力定律在天体运动中的应用专题．
【分析】先根据多转动一圈时间为t0，求出卫星的周期；然后再根据开普勒第三定律解得轨道半径．
【解答】解：由题意可知：A、B相距最近时，B对A的影响最大，且每隔时间t0发生一次最大的偏离，说明A、B相距最近，设B行星的周期为T，
则有：
解得：T＝
据开普勒第三定律：
得：R＝R0
故A正确、BCD错误。
故选：A。
【点评】从本题可以看出，通过测量环绕天体的轨道半径和公转周期，可以求出中心天体的质量．
4．（6分）如图所示，竖直平面内放一直角杆MON，杆的水平部分粗糙，动摩擦因数μ＝
0.2，杆的竖直部分光滑。两部分各套有质量均为1kg的小球A和B，A、B球间用细绳
相连。初始A、B均处于静止状态，已知：OA＝3m，OB＝4m，若A球在水平拉力的作用下向右缓慢地移动1m（取g＝10m/s2），那么该过程中拉力F做功为（）
A．4J B．6J C．10J D．14J
【考点】45：运动的合成和分解；62：功的计算；65：动能定理．
【专题】517：运动的合成和分解专题．
【分析】对AB整体受力分析，受拉力F、重力G、支持力N、向左的摩擦力f和向右的弹力N1，根据共点力平衡条件列式，求出支持力N，从而得到滑动摩擦力为恒力；最后
对整体运用动能定理列式，得到拉力的功。
【解答】解：对AB整体受力分析，受拉力F、重力G、支持力N、向左的摩擦力f和向右的弹力N1，如图
根据共点力平衡条件，有
竖直方向：N＝G1+G2
水平方向：F＝f+N1
其中：f＝μN
解得：N＝（m1+m2）g＝20N
f＝μN＝0.2×20N＝4N
对整体在整个运动过程中运用动能定理列式，得到：
W F﹣fs﹣m2g?h＝0
根据几何关系，可知求B上升距离h＝1m，故有：
W F＝fs+m2g?h＝4×1+1×10×1＝14J
故选：D。
【点评】本题中拉力为变力，先对整体受力分析后根据共点力平衡条件得出摩擦力为恒力，然后根据动能定理求变力做功。
5．（6分）趣味运动会上运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速跑，设球拍和球的质量分别为M、m，球拍平面和水平面之间的夹角为，球拍与球保持相对静止，球拍与球间摩擦及空气阻力不计，则（）
A．运动员的加速度为gtanθ
B．球处于失重状态
C．球对拍的作用力为
D．球拍对人的作用力为
【考点】2G：力的合成与分解的运用；37：牛顿第二定律．
【专题】12：应用题；32：定量思想；4C：方程法；522：牛顿运动定律综合专题．【分析】分析网球的受力情况，作出力图，根据牛顿第二定律求解加速度和球拍对球的作用力；
分析网球和网的受力情况，作出力图，根据牛顿第二定律求解运动员对球拍的作用力，根据牛顿第三定律可得球拍对人的作用力。
【解答】解：AC、对网球：受到重力mg和球拍的支持力N，作出力图如图1，根据牛顿第二定律得：
Nsinθ＝ma
Ncosθ＝mg
解得：a＝gtanθ，N＝，运动员的加速度与球的加速度相同，为gtanθ，故A、C 正确；
B、球在竖直方向处于平衡状态，竖直方向的加速度为零，故既不失重也不超重，故B 错误；
D、以球拍和球整体为研究对象，如图2，根据牛顿第二定律得运动员对球拍的作用力为：F＝，根据牛顿第三定律可得球拍对人的作用力为，故D错误。
故选：AC。
【点评】本题主要是考查了牛顿第二定律的知识；利用牛顿第二定律答题时的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、进行正交分解、在坐标轴上利用牛顿第二定律建立
方程进行解答；注意整体法和隔离法的应用。
6．（6分）如图所示，MN、PQ是与水平面成θ角的两条平行光滑且足够长的金属导轨，其电阻忽略不计。空间存在着垂直于轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B．导体棒ab、cd垂直于导轨放置，且与轨道接触良好，每根导体棒的质量均为m，电阻均为r，轨道宽度为L．与导轨平行的绝缘细线一端固定，另一端与ab棒中点连接，细线承受的最大拉力T m＝2mgsinθ．今将cd棒由静止释放，则细线被拉断时，cd棒的（）
A．速度大小是
B．速度大小是
C．加速度大小是2gsinθ
D．加速度大小是0
【考点】BB：闭合电路的欧姆定律；CC：安培力；D9：导体切割磁感线时的感应电动势．
【专题】538：电磁感应——功能问题．
【分析】细线被拉断时，拉力达到最大值T m＝2mgsinθ．根据平衡条件和安培力的表达式，求出此时cd棒的速度大小。根据牛顿第二定律求解加速度的大小。
【解答】解：AB、据题知，细线被拉断时，拉力达到T m＝2mgsinθ。
根据平衡条件得：对ab棒：T m＝F安+mgsinθ．则得ab棒所受的安培力大小为F安＝mgsinθ；
由于两棒的电流相等，所受的安培力大小相等。
由E＝BLv、I＝，F安＝BIL，则得F安＝
联立解得，cd棒的速度为v＝．故A正确，B错误。
CD、对cd棒：根据牛顿第二定律得：mgsinθ﹣F安＝ma，代入得a＝0，故C错误，D 正确。
故选：AD。
【点评】本题实质上电磁感应中平衡问题，关键要会推导安培力与速度的关系式，运用力学的基本知识解答。
7．（6分）如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为5：1，原线圈接入图乙所示的电路，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下列说法正确的是（）
A．图乙中电压的有效值为220V
B．电压表的示数为44V
C．R处出现火警时电流表示数增大
D．R处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大
【考点】E5：交流的峰值、有效值以及它们的关系；E8：变压器的构造和原理．
【专题】12：应用题；32：定量思想；4C：方程法；53A：交流电专题．
【分析】求有效值方法是将交流电在一个周期内产生热量与将恒定电流在相同时间内产生的热量相等，则恒定电流的值就是交流电的有效值。
由变压器原理可得变压器原、副线圈中的电流之比，输入、输出功率之比，半导体热敏电阻是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的电阻，R处温度升高时，阻值减小，根据负载电阻的变化，可知电流、电压变化。
【解答】解：A、设将此电流加在阻值为R的电阻上，电压的最大值为U m，电压的有效值为U．则＝，代入数据得图乙中电压的有效值为110V，故A错误。
B、变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈中的电压之比是5：
l，所以电压表的示数为22V，故B错误。
C、R处温度升高时，阻值减小，副线圈电流增大，而输出功率和输入功率相等，所以原
线圈增大，即电流表示数增大，故C正确。
D、R处出现火警时通过R0的电流增大，所以电阻R0消耗的电功率增大，故D正确。
故选：CD。
【点评】根据电流的热效应，求解交变电流的有效值是常见题型，要熟练掌握。
根据图象准确找出已知量，是对学生认图的基本要求，准确掌握理想变压器的特点及电压、电流比与匝数比的关系，是解决本题的关键。
8．（6分）离子陷阱是一种利用电场或磁场将离子俘获并囚禁在一定范围内的装置，如图所示为最常见的“四极离子陷阱”的俯视示意图，a、b、c、d，相当于四个电极，相对的电极带等量同种电荷，相邻的电极带等量异种电荷。四个点的连线构成一个正方形abcd，
A、C是a、c连线上的两点，
B、D是b、d连线上的两点，A、
C、B、D到正方形中心
0的距离相等，则下列判断正确的是（）
A．A、B、C、D四点电场强度大小相等
B．D点的电场强度为零，电势最低
C．A点电势比B点电势低
D．正点电荷沿直线从A点经D点运动到C点的过程中，电势能先减小后增大
【考点】AE：电势能与电场力做功；AG：电势差和电场强度的关系．
【专题】32：定量思想；43：推理法；532：电场力与电势的性质专题．
【分析】依据点电荷的电场强度方向，结合矢量的合成法则；再由电场线的密集程度表达电场强度的强弱，最后由沿着电场线方向电势是降低的，与电场力做功正负来判定电势能的大小。
【解答】解：A、A、B、C、D对称分布，电场线密集程度一样，所以这四点电场强度大小相等，故A正确；
B、两负电极在D点形成的电场水平向右，两正电荷在D点形成的电场也水平向右，所
以电场强度不为0，电势与B点相同，故B错误；
C、A到B的电场线，是由A指向B，且电场线是曲线，沿着电场线的方向，电势是降
低，所以A点电势比B点电势高，故C错误；
D、从A到D，电场线从A指向D，从D到C，电场线从C指向D，正电荷沿AC运动
时，电场力先做正功，后做负功，相应的正点电荷的电势能先减小后增大，故D正确；
故选：AD。
【点评】考查矢量的合成法则，掌握点电荷的电场强度大小与方向的确定，理解电势的高低与电场线的方向，及会依据电场力做功的正负来判定电势能的大小。
二、非选择题
9．（6分）为了测定木块A和木板B之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验，图甲为其实验装置示意图，该同学在实验中的主要操作有：
A．用弹簧秤测出木块A的重力为G＝6.00N；
B．用弹簧秤测出木板B的重力为G′＝9.25N；
C．按图甲的装置安装器材，安装过程中用手按住木块和木板；
D．松开按住木块和木板的手，让其运动，并即刻读出弹簧秤的示数。
①该同学的上述操作中有一个步骤是多余的，有一个步骤存在错误。
多余的步骤是B，存在错误的步骤是D。（填步骤序号）
存在错误的步骤应该修改为松开按住木块和木板的手，让其运动，当运动稳定后读出弹簧秤的示数。
②在听取意见后，该同学按正确方法操作，读数时弹簧秤的指针位置如图乙所示，其示
数为N＝ 2.10。
根据该同学的测量数据，可得到木块A和木板B之间的动摩擦因数为0.35
【考点】M9：探究影响摩擦力的大小的因素．
【专题】11：计算题；13：实验题；32：定量思想；43：推理法；524：摩擦力专题．【分析】知道本实验的原理是做这道题的关键，要求摩擦因数，由μ＝可知，只需要知道摩擦力和压力的大小，压力的大小和A的重力相等，在测摩擦力大小的时候要注意
不能立即读数，要等到木块稳定后再读数。
【解答】解：（1）要测量木块A和木板B之间的动摩擦因数，
由摩擦力的公式F f＝μF N知μ＝，
所以要知道滑动摩擦力的大小和A对B的压力的大小，A对B的压力和A的重力相等，
所以需要知道A的质量，但B的重力没有用，所以不需要知道B的质量，多余的步骤是B。
通过弹簧秤的示数来测量滑动摩擦力的大小，当物体刚开始运动时，示数不稳定，此时读数带来的误差较大，所以步骤D错误，
正确的做法应该是：松开按住木块和木板的手，让其运动，待木块静止后读出弹簧测力计的示数。
（2）由弹簧秤可以直接读出为2.10N，
摩擦因数为μ＝＝＝0.35，
故答案为：①B D松开按住木块和木板的手，让其运动，当运动稳定后读出弹簧秤的示数
②2.10；0.35
【点评】本题考查的是学生对滑动摩擦力和滑动摩擦因数的理解，动摩擦因数与物体的接触面积无关，只与接触面的材料和粗糙程度有关。
10．（9分）发光二极管是目前很多用电器指示灯的电子元件，在电路中的符号是“”
只有当电流从标有“+”号的一端流入，从标有“一”号的一端流出时，它才能发光．这时可将它视为一个纯电阻．如图1为某厂家提供的某种型号发光二极管的伏安特性曲线．
①已知该型号的发光二极管的正常工作屯压为2 0V．若用电动势为6.0V，内阻可以忽略
不计的直流电源供电，为使该二极管正常工作，需要在电源和二极管之间串联一只阻值为200Ω的定值电阻．
②已知该型号的发光二极管允许通过的最大电流为56mA，请用实验验证这种元件的伏
安特性曲线与厂家提供的数据是否一致．可选用的器材有：
待测发光二极管；
直流电源E（电动势4.5V，内阻可以忽略不计）；
滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）；
电压表V1（量程10V，内阻约50kΩ）；
电压表V2（量程5V，内阻约20kΩ）；
电流表A1（量程100mA，内阻约50Ω）；
电流表A2（量程60mA，内阻约100Ω）；
电键S、导线若干；
为准确、方便地进行检测，电压表应选用V2，电流表应选用A2（填字母符号）⑧画出利用②中器材设计的实验电路图．
④按照正确的电路囹连接图2中的实物图，要求使滑动变阻器的滑动触头向右移动时流过二极管的电流增大．
【考点】N5：描绘小电珠的伏安特性曲线．
【专题】13：实验题；535：恒定电流专题．
【分析】①根据发光二极管正常发光时的电压得出电流的大小，结合闭合电路欧姆定律求出定值电阻的大小．
②根据器材选择的原则，精确、安全，来确定电压表和电流表的量程．
③因为电压和电流需从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法，根据二极管的电阻大小确定电流表的内外接．
④根据电路图连接实物图．
【解答】解：①发光二极管的正常工作电压为2 0V．则此时的电流为0.02A，则串联的
定值电阻R＝．
②因为发光二极管允许通过的最大电流为56mA，所以电流表选择A2误差较小，根据图
1知，二极管两端的电压在最大电流时，电压小于4V，所以电压表选择V2误差较小．
③因为电压和电流需从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法；二极管的电阻大约
为，远小于电压表的内阻，属于小电阻，所以电流表采用外接法．电路图如图所示．
④根据电路图连接实物图，滑动变阻器的滑动触头向右移动时二极管两端的电压增大．如
图所示．
故答案为：①200Ω；
②V2；A2
③如图所示
④
【点评】解决本题的关键掌握器材选取的原则，以及知道滑动变阻器分压式接法和限流式接法的区别，电流表内外接的区别．
11．（12分）如图所示，静止于A处的离子，经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。静电分
析器通道内有均匀辐射分布的电场，已知圆弧虚线的半径为R，其所在处场强为E、方向如图所示，离子质量为m、电荷量为q，QN＝2d、PN＝3d，离子重力不计。
（1）求加速电场的电压U；
（2）要求离子能最终打在QN上，求磁场磁感应强度B的取值范围。
【考点】AK：带电粒子在匀强电场中的运动；CI：带电粒子在匀强磁场中的运动．
【专题】11：计算题；31：定性思想；43：推理法；536：带电粒子在磁场中的运动专题．【分析】（1）离子在加速电场中加速后，进入静电分析器，靠电场力提供向心力，结合牛顿第二定律和动能定理求出加速的电压大小。
（2）离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律得到轨迹半径。画出粒子刚好打在QF上的临界轨迹，由几何关系求出临界的轨迹半径，即可求得B的范围。
【解答】解：（1）离子在加速电场中加速，根据的动能定理，有：，
离子在辐向电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，
根据牛顿第二定律，有：，
解得：；
（2）离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，
由牛顿第二定律得：，
离子在静电分析器中做圆周运动，电场力提供向心力，
由牛顿第二定律得：，
解得：，
离子能打在QN上，则即没有从DQ边出去也没有从PN边出去，
则离子运动径迹的边界如图中Ⅰ和Ⅱ，由几何关系可知，