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吉林省长春市十一中2014-2015学年高二上学期期中考试物理试题


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长春市十一高中 2014-2015 学年度高二上学期期中考试 物 理 试 题
注意事项: 1.本试卷分第 I 卷(选择题)和第 II 卷(非选择题)两部分,满分 110 分,测试时间为 90 分 钟。 2. 选择题用 2B 铅笔正确的涂在答题卡上,非选择题必须在规定答题区域内作答,否则无效。

第 I 卷(选择题,共 56 分)
一、选择题(本题共 14 小题,每小题 4 分.在每小题给出的四个选项中,第 1-9 题只有一 项符合题目要求,第 10-14 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分,选对但不全的 得 2 分,有选错的得 0 分。 ) 1.有关洛伦兹力和安培力的描述,下列说法正确的是( ) A.通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用 B.安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现 C.带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力可做正功 D.通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行 2.物理关系式不仅反映了物理量之间的关系,也确定了单位间的关系。如 关系式 U=IR,既反映了电压、电流和电阻之间的关系,也确定了 V(伏)与 A(安)和 Ω (欧)的乘积等效。现有物理量单位:m(米) 、s(秒) 、N(牛) 、J(焦) 、W(瓦) 、C(库) 、 F(法) 、A(安) 、Ω(欧)和 T(特) ,由它们组合成的单位都与电压单位 V(伏)等效的 是( ) A.J/C 和 N/C B.C/F 和 T · m2/s C.W/A 和 C· T· m/s D. W ? Ω 和 T· A· m 3.如图所示,粗糙水平桌面上有一质量为 m 的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从 线圈中线 AB 正上方等高且快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力 FN 及 在水平方向运动趋势的正确判断是( ) A.FN 先小于 mg 后大于 mg,运动趋势向左 B.FN 先大于 mg 后小于 mg,运动趋势向左 C.FN 先小于 mg 后大于 mg,运动趋势向右 D.FN 先大于 mg 后小于 mg,运动趋势向右 4.如图是比荷相同的两个粒子从 O 点垂直进入直线边界匀强磁场区域的运动轨迹,下列说 法正确的是( ) A.a 带负电,b 带正电 B.a 的带电量比 b 的带电量小 C.a 运动的速率比 b 的小 D.a 在磁场中的运动时间比 b 的短

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5. 把一个可以绕水平轴转动的铝盘放在水平方向的匀强 匀强磁场的方向与铝盘平面垂直,盘的下边浸在水银槽 轴和水银用导线直接连在电源的两极上,如图所示,则 正确的是( ) A.由于磁场对电流的作用,铝盘将顺时针转动 B.由于磁场对电流的作用,铝盘将逆时针转动 C.将电源两极对调,铝盘的转动方向不会改变 D.将电流及磁场方向同时改变,铝盘的转动方向改变 6.如图所示,质量 m=0.1kg 的 AB 杆放在倾角 θ=30° 道上,轨道间距 L=0.2m,电流 I=0.5A。当加上垂直于 某一方向的匀强磁场后,杆 AB 处于静止状态,则所加 感应强度不可能为( ) A.4T B.6T C.8T D.10T 7.电视机的显像管中,电子束的偏转是用磁偏转技术 电子束经过加速电场后,进入一圆形匀强磁场区,磁场 直于圆面。不加磁场时,电子束将通过磁场中心 O 点而 幕上的中心 M,加磁场后电子束偏转到 P 点外侧。现要 束偏转回到 P 点,可行的办法是( ) A.减小加速电压 B.增加偏转磁场的磁感应强度 C.将圆形磁场区域向屏幕靠近些 D.将圆形磁场的半径增大些 8.如图所示,空间存在相互垂直的匀强电场和 磁场,电场方向竖直向下,磁场方向水平(图中 纸面向里) ,一带电油滴 P 恰好处于静止状态, 列说法正确的是( ) A.若仅撤去电场,P 可能做匀加速直线运动 B.若仅撤去磁场,P 可能做匀加速直线运动 C.若给 P 一初速度,P 可能做匀速直线运动 D.若给 P 一初速度,P 可能做逆时针方向的匀速圆周 9.如图所示,虚线右侧存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面 形金属框电阻为 R,边长是 L,自框从左边界进入磁场时 在外力作用下由静止开始,以垂直于磁场边界的恒定加速 场区域,t1 时刻框全部进入磁场。规定顺时针方向为感应 方向。外力大小为 F,框中电功率的瞬时值为 P,通过导 电荷量为 q,其中 P-t 图象为抛物线。则这些量随时间变化的关系正确的是(

磁场中, 内,将转 下列说法

的光滑轨 杆 AB 的 磁场的磁

实现的。 方向垂 打到屏 使电子

匀强 垂直 则下

运动 向外,正方 开始计时, 度 a 进入磁 电流 t 的正 体横截面的 )

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10.如图所示,金属导线弯成一个半径为 R 的圆环,导线的两端接在电容为 C 的平行板 电容器上,P、Q 为电容器的两个极板,磁场 垂直于环面向里,磁感应强度以 B=B0+K t (K>0) 随时间变化,t=0 时,P、Q 两板电势相等.两板间的距 离远小于环的半径,经过一段时间 t,电容器 Q 板( A.带正电 C.所带电荷量与 t 成正比 量是 CK ? R2
11.在如图所示电路中,口字形铁芯上绕有两 这可能发生在( ) 组线圈

)

B.带负电 D. 电荷

L1、 L2, 线圈 L2 与光滑水平金属导轨相连, 放在导轨上的 ab 导体由于受到安培力向左移动, A.闭合 S 的瞬间 B.断开 S 的瞬间 C.闭合 S 后,减小电阻 R 时 D.闭合 S 后,增大电阻 R 时 12.如图所示,直角三角形 ABC 中存在一匀强磁场,比荷相同的两个粒子沿 AB 方向自 A 点射入磁场,分别从 AC 边上的 P、Q 两点射出,则( A.从 P 射出的粒子速度大 B.从 Q 射出的粒子速度大 C.从 P 射出的粒子,在磁场中运动的时间长 D.两粒子在磁场中运动的时间一样长 )

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13. 如图所示,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是竖直平面内三个相同的半圆形光滑轨道,k 为轨道最低点,Ⅰ 处于匀强磁场中,Ⅱ和Ⅲ处于匀强电场中,三个完全相同的带正电小球 a、b、c 从轨道最 高点自由下滑至第一次到达最低点 k 的过程中,下列说法正确的有( )

A.在 k 处球 b 速度最大 C.球 b 需时最长

B.在 k 处球 c 对轨道压力最大 D.球 c 机械能损失最多

14.如图所示,两根相距为 L 的光滑金属导轨,平行放置在倾角为 θ 的斜面上,导轨下端 接有电阻 R ,导轨电阻不计,斜面处在竖直向上的磁感应强度为 B 的匀强磁场中,电阻可 忽略不计的金属棒 ab 质量为 m, 金属棒受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒定拉力 F 的作 用,棒沿导轨匀速下滑,则在它下滑 h 高度的过程中,以下说法正确的是 ( A.作用在金属棒上各力的合力做功为零 B.重力做功等于系统产生的电能 C.金属棒克服安培力做功等于电阻 R 上产生的焦耳热 D.通过金属棒横截面的电量为 )

BhL R tan θ

第 II 卷(6 小题,共 54 分)
二、实验题(本题 2 小题共计 14 分.请将解答填写在答题卡相应的位置. ) 15.( 4 分)有一游标卡尺,主尺的最小分度是 1mm,游标上有 20 个小的等分刻度.用它测 量一小球的直径,如图甲所示的读数是 径,如图乙所示的读数是 mm mm.用螺旋测微器测量一根粗金属丝的直

16. (10 分)为了描绘小灯泡的伏安特性曲线,实验室可供选择的器材如下: A.待测小灯泡(6V 500mA) B.电流表 A(0﹣0.6A 内阻约 0.5Ω) C.电压表 V(0﹣3V 内阻 5kΩ)

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D.滑动变阻器 R1(0﹣lkΩ 100mA) E.滑动变阻器 R2(0﹣5Ω 1.5A) F.电阻箱 R3(0﹣9999.9Ω) G.直流电源 E(约 6V,内阻不计) H.开关 S,导线若干 (1)将电压表量程扩大为 6V,与它串联的电阻箱 为 kΩ. 路图;滑动 发现小灯泡 出现的故障 (选填“Rl“或“R2“) . (2)图甲中画出了实验的部分电路,请你补全电 变阻器应选用 (3)实验中,变阻器滑动触头 P 在 ab 间移动时, 两端的电压只能在 3.5V﹣6.0V 间变化,则电路中 可能是 . 的阻值应调

(4)排除故障后,测量出多组数据以灯泡两端的电压 U 为横轴,电流表的示数 I 为纵轴, 描点作出小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.由于电压表 V 内阻分流的影响,则小灯泡实 际的伏安特性曲线应在所画图线的 (选填“上方“或“下方“) .

三、计算题 (共四小题,共计 40 分。解答计算题部分应写出必要的文字说明、方程式和重 要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题答案中必须明确写出数值和 单位。) 17. (8 分)如图所示,分布在半径为 r 的圆形区域内的匀强磁场,磁感应强度为 B.方向 垂直纸面向里.电量为 q,质量为 m 的带正电的粒子从磁场边缘 A 点沿圆的半径 AO 方向 射入磁场,离开磁场时速度方向偏转了 60°角.试确定: (1)粒子做圆周运动的半径; (2)粒子的入射速度.

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18. (10 分)如图所示,足够长的水平 U 形光滑金属导轨,宽度为 L=1m,导轨电阻忽略不 计,定值电阻 R= 0.4Ω。所在空间均存在磁感应强度 B=0.5T,方向垂直导轨向上的匀强磁 场。质量 m=0.2kg,电阻 r=0.1Ω 的金属棒 ab 垂直置于导轨上,现用水平向右垂直于金属 棒、大小为 F=2N 的恒力拉动 ab 棒由静止开始向右运动。求金属棒: (1)匀速运动时的速度大小; (2)速度达到 v1=2m/s 时,其加速度大小.

19. (12 分)在平面直角坐标系 xoy 中,第 I 象限存在沿 y 轴负方向的匀强电场,第 IV 象 限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为 B.一质量为 m,电荷量为 q 的带正 电的粒子从 y 轴正半轴上的 M 点以速度 v0 垂直于 y 轴射入电场, 经 x 轴上的 N 点与 x 轴正 方向成 45?角射入磁场,最后从 y 轴负半轴上的 P 点垂直于 y 轴射出磁场,如图所示.不计 粒子重力,求: (1)M、N 两点间的电势差 UMN; (2)粒子在磁场中运动的轨道半径 r; (3)粒子从 M 点运动到 P 点的总时间 t.

y

v0

M N O
θ

x

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20 .(10 分) 如图所示,MN 和 PQ 是平行、光滑、 间距 L=1m、 足够长且不计电阻的两根竖直固定金属杆,其最上端通过电阻 R 相连接,R=5Ω.R 两端通 过导线与平行板电容器连接,电容器上下两板距离 d=1m.在 R 下方一定距离有方向相反、 无缝对接的两个沿水平方向的匀强磁场区域 I 和Ⅱ,磁感应强度均为 B=2T,其中区域 I 的 高度差 h1=3m,区域Ⅱ的高度差 h2=1m.现将一阻值 r=5Ω、长 L=1m 的金属棒 a 紧贴 MN 和 PQ,从距离区域 I 上边缘 h=5m 处由静止释放;a 进入区域 I 后即刻做匀速直线运动, 在 a 进入区域 I 的同时, 从紧贴电容器下板中心处由静止释放一带正电的微粒 A. 微粒 A 的 比荷

q =2 C/kg,重力加速度 g=10m/s2,空气阻力不计.求: m

(1)金属棒 a 的质量 M; (2)在 a 穿越磁场的整个过程中,微粒发生的位移大小 x. (不考虑电容器充、放电对电路的影响及充、放电时间)

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参考答案
1.B 2.B 3.D 4.C 5.B 6.A 7.C 8.C 9.C 10.AD 11.BD 12.BD 13.BC 14.ACD 15. (4 分) (1)10.50 (2 分) (2) 6.789~6.791(2 分) 16.(1)5

(2)如图 ,

R2

(3)ac 间断路 (4)下方 17.(8 分)解: (1)轨迹对应的圆心角等于 60° ,画出轨迹,如 几何关系

图, 根据

r r ? tan 30 o ∴R ? ? 3r (4 分) R tan30 o

(2)

Bqv ?

mv 2 R

(2 分) ∴ v= v ?

3Bqr (2 分) m

18.(10 分)解: (1) E ? BLv (1 分) I ? 分)

E (1 分) F ? BIL (1 分) F ? F安 (1 R?r

v?

F (R ? r) ? 4m / s (2 分) B 2 L2
F1 ? B 2 L2V1 ? 1N (R ? r) (1 分)

(2)

F-F安 ? ma (2 分)

a ? 5m / s 2 (1 分)

19 . (12分)解:⑴设粒子过N点的速度为v,有 v0 ? cos ? , v= 2 v0 (2分) v 粒子从 M 点到 N 点的过程,有
U MN ?
2 mv0 2q

qU MN ?

1 2 1 2 m v ? m v0 2 2

(1 分)

(1 分)
2

⑵以 O′ 圆心做匀速圆周运动,半径为 O′ N,有 qvB ? mv r

(1 分)

r?

2mv0 qB

(1 分)
m qB

⑶由几何关系得:ON = rsinθ 设在电场中时间为 t1,有 ON =v0t1 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期
T? 2 πm qB

t1 ?

(2 分)

(1 分)

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设粒子在磁场中运动的时间为 t2,有

t2 ?

π ?? T 2π 3πm t2 ? 4qB

(1 分) (1 分)

t=t1+t2

解得:

t?

( 4 ? 3π)m 4qB
2

(1 分) 解得:v=10m/s =2A (1 分)

20.(10 分)解: (1)a 下滑 h 的过程中,v =2gh a 进入磁场Ⅰ 后:BIL=Mg (1 分) 感应电动势为:E=BLv=20V 解得:M=0.4kg(1 分)

感应电流为:I=

(1 分)

(2)因磁场 I、Ⅱ 的磁感应强度大小相同,故 a 在磁场Ⅱ 中也做匀速运动,a 匀速穿过磁场 中的整个过程中,电容器两板间的电压为:U= 场强为:E′= =10V/m a 穿越磁场 I 的过程中经历时间为:t1= 此过程下板电势高,加速度为:a1= 末速度为:v1=a1t1=3m/s 向上位移为:x1= a1t1 =0.45m a 穿越磁场Ⅱ 的过程中经历时间为:t2= 此过程中上板电势高,加速度为:a2=
2

=10V

(1 分) =0.3s =10m/s ,方向竖直向上 (1 分)
2

(1 分) =0.1s (1 分) =30m/s ,方向竖直向下
2

末速度 v2=v1﹣a2t2=0,故微粒运动方向始终未变 向上位移为:x2=v1t2﹣ a2t2 =0.15m 得:x=x1+x2=0.45+0.15=0.60m
2

(1 分) (1 分)


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