高二物理上学期期中试题64

武汉二中20162017学年上学期高二年级期中考试物理试卷考试时间：2016年11月9日 下午14：0015：30 试卷满分：110分 一、选择题：本题共10小题，每小题4分。共40分；在每小题给出的四个选项中，第16题只有一项符合题目要求，第710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沈括在梦溪笔谈中记载了“以磁石磨针锋”制造指南针的方法，磁针“常微偏东，不全南也”。他是世界上第一个指出地磁场存在磁偏角的人，比西方早了400年。关于地磁场，下列说法中正确的是（ ） A、地磁场只分布在地球的外部B、地理南极点的地磁场方向竖直向上C、地磁场穿过地球表面的磁通量为零D、地球表面各处地磁场的磁感应强度大小相等2用阴极射线管可以观察电子在磁场中的运动径迹。图甲是阴极射线管的实物图，图乙中A、B两端的“+”“-”号表示阴极射线管工作时所接电源的极性，虚线表示电子的运动径迹，其中符合实际的是：（ ）Iab3如图所示，两根通电长直导线a、b平行且竖直放置，a、b中的电流强度分别为I和，此时a受到的磁场力大小为F。当在a、b所处的空间内加一垂直于的a、b导线的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为，方向垂直纸面向外，此时b受到的磁场力大小为（）AF BC D4如图所示，直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场，磁感应强度为B，已知AB边长为L，C=30，比荷均为的带正电粒子（不计重力）以不同的速率从A点沿AB方向射入磁场，则（ ）A粒子速度越大，在磁场中运动的时间越短B粒子在磁场中运动的最长时间为C粒子速度越大，在磁场中运动的路程越短D粒子在磁场中运动的最长路程为 A B C D5如图所示，足够长的竖直绝缘管内壁粗糙程度处处相同，处在方向彼此垂直的匀强电场和匀强磁场中，电场强度和磁感应强度的大小分别为E和B一个质量为m，电荷量为+q的小球从静止开始沿管下滑，下列关于小球所受弹力N、运动速度v、运动加速度a、运动位移x、运动时间t之间的关系图象中正确的是（ ） 6如图所示，宽度为h、厚度为d的霍尔元件放在与它垂直的磁感应强度大小为的匀强磁场中，当恒定电流I通过霍尔元件时，在它的前后两个侧面之间会产生电压，这样就实现了将电流输入转化为电压输出。为提高输出的电压，可采取的措施是（ ）A增大d B减小d C增大h D减小h7（多选）下列说法错误的是（） A将通电导线放入磁场中，若不受安培力，说明该处磁感应强度为零 B洛伦兹力的方向在特殊情况下可能与带电粒子的速度方向不垂直C由于安培力是洛伦兹力的宏观表现，所以洛伦兹力也可能做功 D安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部，存在着分子电流，分子电流使每个微粒成为微小的磁体8（多选）如图所示是某次创意物理实验设计作品小熊荡秋千的原理图两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上，漆包线绕成的两个线圈P、Q与其组成闭合回路两个磁性很强的条形磁铁如图放置，当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟着摆动，仿佛小熊在荡秋千以下说法正确的是 （ ）AP向右摆动的过程中，P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)BP向右摆动的过程中，Q会向右摆动CP向右摆动的过程中，Q会向左摆动D若使Q左右摆动，P会始终保持静止9（多选）如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，磁感强度为B，质量为m边长为a的正方形线框ABCD斜向穿进磁场，当AC刚进入磁场时速度为v，方向与磁场边界成450。若线框的总电阻为R，则：（ ）ACBDvA、线框穿进磁场过程中，框中电流的方向为DCBAB、AC刚进入磁场时线框中感应电流为C、AC刚进入磁场时线框所受安培力为D、在以后穿过的过程中线框的速度不可能减小到零.10（多选）设在我国某实验室的真空室内，存在匀强电场E和可看作匀强磁场的地磁场B，电场与地磁场的方向相同，其中地磁场磁感线的分布图如图所示，地磁场的竖直分量和水平分量分别竖直向下和水平指北，今有一带电的小球以v的速度在此区域内沿垂直场强方向沿水平面做直线运动，则下列说法正确的是（）A小球运动方向为自东向西B小球可能带正电C小球一定带负电D小球速度v的大小为二、实验题（本题共3小题，共20分）11（6分）在正确操作的情况下，多用电表的指针和螺旋测微器指在图示位置。（1）若选择开关置于位置a，则测量的物理量是 ，测量结果为 V 。（2）若选择开关置于位置b，则测量的物理量是 ，测量结果为 mA。（3）若选择开关置于位置c，则测量结果为 。（4）螺旋测微器的示数为 mm。 12（6分）小张和小明测绘标有“3.8 V 0.4 A”小灯泡的伏安特性曲线，提供的实验器材有：A电源E（4 V，内阻约0.4 ） B电压表V（2 V，内阻为2 k）C电流表A（0.6 A，内阻约0.3 ） D滑动变阻器R（010)E三个定值电阻（R1 =1k，R2=2k，R3=5k） F开关及导线若干第12题图23456781VAabP（1）小明研究后发现，电压表的量程不能满足实验要求，为了完成测量，他将电压表进行了改装在给定的定值电阻中选用 （选填“R1”、“R2”或“R3”）与电压表 （选填 “串联”或“并联”），完成改装（2）小张选好器材后，按照该实验要求连接电路，如图所示（图中电压表已经过改装）闭合开关前，小明发现电路中存在两处不恰当的地方，分别是： ； （3）正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，电压表和电流表的示数改变，但均不能变为零由此可以推断电路中发生的故障可能是导线 （选填图中表示导线的序号）出现了 （选填“短路”或“断路”）13（8分）在测定电源电动势和内阻的实验中，实验室仅提供下列实验器材：A干电池两节，每节电动势约为，内阻约几欧姆第13题图aB直流电压表、，量程均为，内阻约为3C电流表，量程0.6 A，内阻小于1D 定值电阻，阻值为5E 滑动变阻器R，最大阻值50 F 导线和开关若干第13题图甲第13题第13题图乙第13题图丙如图所示的电路是实验室测定电源的电动势和内阻的电路图，按该电路图组装实验器材进行实验,测得多组、数据,并画出图象，求出电动势和内电阻。电动势和内阻的测量值均偏小，产生该误差的原因是 ，这种误差属于 。（填“系统误差”或“偶然误差”）实验过程中，电流表发生了故障，某同学设计如图甲所示的电路，测定电源电动势和内阻，连接的部分实物图如图乙所示，其中还有一根导线没有连接，请补上这根导线。实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表和的多组数据、，描绘出图象如图丙所示，图线斜率为，与横轴的截距为，则电源的电动势 ，内阻 （用、表示）。三、分析计算题（本题共4小题，共50分。分析解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）14（10分）如图所示，两平行金属导轨间距l=0.5m，导轨与水平面成=37，导轨电阻不计导轨上端连接有E=6V、r=1的电源和滑动变阻器长度也为l的金属棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好，金属棒的质量m=0.2kg、电阻R0=1，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，金属棒一直静止在导轨上g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8求：（1）当滑动变阻器的阻值R1=1时金属棒刚好与导轨间无摩擦力，电路中的电流；（2）当滑动变阻器接入电路的电阻为R2=4时金属棒受到的摩擦力15（10分）如图甲所示，半径为a=0.4m的圆形区域内有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，平行金属导轨PQPQ与磁场边界相切于OO，磁场与导轨平面垂直，导轨两侧分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R=2，金属导轨的电阻忽略不计，则：（1）若磁场随时间均匀增大，其变化率为B/t=（4 /）T/s，求流过L1电流的大小和方向；（2）如图乙所示，若磁感强度恒为B=1.5T，一长为2a、电阻r=2的均匀金属棒MN与导轨垂直放置且接触良好，现将棒以v0=5m/s的速率在导轨上向右匀速滑动，求棒通过磁场过程中的最大电流以及平均电动势L1L2OOQPPQca乙MNv0L1L2OOQPPQca甲 16（14分）地磁场可以减少宇宙射线中带电粒子对地球上生物体的危害。为研究地磁场，某研究小组模拟了一个地磁场。如图所示，模拟地球半径为R,地球赤道平面附近的地磁场简化为赤道上方厚度为2R、磁感应强度大小为B、方向垂直于赤道平面的匀强磁场。磁场边缘A处有一粒子源，可在赤道平面内以不同速度向各个方向射入某种带正电粒子。研究发现，当粒子速度为2v时，沿半径方向射入磁场的粒子恰不能到达模拟地球。不计粒子重力及大气对粒子运动的影响，且不考虑相对论效应。（1）求粒子的比荷；（2）若该种粒子的速度为v，则这种粒子到达模拟地球的最短时间是多少？（3）试求速度为2v的粒子到达地球粒子数与进入地磁场粒子总数比值。（结果用反三角函数表示。例：，则，为弧度）17（16分）如图所示，在xoy平面坐标系中，x轴上方存在电场强度E=1000v/m、方向沿y轴负方向的匀强电场；在x轴及与x轴平行的虚线PQ之间存在着磁感应强度为B=2T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁场宽度为d一个质量m=210-8kg、带电量q=+1.010-5C的粒子从y轴上（0，0.04）的位置以某一初速度v0沿x轴正方向射入匀强电场，不计粒子的重力 （1）若v0=200m/s，求粒子第一次进入磁场时速度v的大小和方向；（2）要使以大小不同初速度射入电场的粒子都能经磁场返回，求磁场的最小宽度d； （3）要使粒子能够经过x轴上100m处，求粒子入射的初速度v0武汉二中20162017学年上学期高二年级期中考试物理参考答案及评分标准一、选择题：本题共10小题，每小题4分。共40分，在每小题给出的四个选项中，第16题只有一项符合题目要求，第710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。12345678910CBABABABCABCDAC二、实验题（本题共3小题，共20分）11（共6分，每空1分）（1）直流电压 ， 1.30V 。（2）直流电流 ， 52.0mA（52 mA） 。（3）。（4）0.410mm。12（共6分）（1）R2 、串联 （每空1分） （2）电流表内接、滑片P置于b处（每空2分）（3）8 、断路（每空1分）13（共8分）电压表的分流作用（1分），系统误差（1分）；连接定值电阻右端的接线柱（或电压表的中间接线柱）和滑动变阻器下端任意一个接线柱（2分）； （2分）；（2分）。三、分析计算题（本题共4小题，共50分。分析解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）14(10分)解：（1）当滑动变阻器的电阻为时，电流 （3分） （2）当金属棒中电流为I1时， 又 解得： （3分）当滑动变阻器的电阻为时 解得： （4分）15（10分）解：（1）根据楞次定律可知，电流逆时针方向，产生的感应电动势为： （2分）电流大小为： （2分）（2）产生的感应电动势最大为： E=B2av0 E=6V 通过导体棒的电流为： （3分）通过磁场的过程中： 其中 （3分）16(14分)解：（1）其轨迹如图1所示（和地球相切）设该粒子轨迹半径为r，则根据几何关系：（r+R）2=r2+（3R）2 解得 r=4R 又 由得， (4分)（2）速度为v的粒子进入磁场有： 由得，r=2R 若要时间最短，则粒子在磁场中运动的弧长最短，故从A斜向上射入，在A交点E到达地球的弦长最短时间最短AE=AD=DE=2R，故ADE=60，得： (4分)（3）沿径向方向射入的粒子会和地球相切而出，和AO方向成角向上方射入磁场的粒子也恰从地球上沿相切射出，在此角范围内的粒子能到达地球，其余进入磁场粒子不能到达地球作A点该速度垂直和过切点与O点连线延长线交于F点，则F点为圆心，如图3AF=4R，AO=OF=3R，得故 (6分) 17（16分）（1）Eq=ma （1分）y=at2 t=410-4s （1分）vy=at=200 m/s （1分） v2=v02+vy2 tan=，代入数据解得：v=200m/s，与x轴成45角 （2分）（2）当初速度为0时粒子最容易穿过磁场 （1分）Bqv= r=0.2m （2分）要使所有带电粒子都返回电场 d =0.2 m （2分）另解：Bqv=； （2分），（2分）当v0=0时，d=0.2m （1分）（3）对于不同初速度的粒子通过磁场的轨迹在x轴上的弦长不变x1=2rsin=2 （2分）设粒子第n次经过x=100m处x1+nv0t=x n=2k+1（k=0,1,2,3，）v0=m/s n=2k+1（k=0,1,2,3，） (2分)x1+(n-1)v0t=x n=2k（k=1,2,3，）v0=m/s n=2k（k=1,2,3，） (2分)