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黄冈中学五师分校2013-2014第一学期期末考试高二物理试卷


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第五师高级中学黄冈中学五师分校 2013-2014 学年第一学期 期末考试高二年级

物理试卷
考试时间:90 分钟; 试卷总分:100 分 命题人:教研组长陈记才 一、不定项选择题(共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分;全对 4 分,不全 2 分,错选 0 分) 1.关于电场、电场线的性质,下列说法正确的是 ( ) A.在电场中的任一点,电荷的受力方向,就是该点的电场方向 B.电场线就是带电粒子在电场中的运动轨迹 C.电场线在特殊情况下可能相交 D.电场线的疏密表示电场的强弱 2.下列说法正确的是 ( ) A.电荷放在电势高的地方,电势能就大 B.无论正电荷还是负电荷,克服电场力做功它的电势能都增大 C.正电荷在电场中某点的电势能,一定大于负电荷在该点具有的电势能 D.电场强度为零的点,电势一定为零 3.关于电场的下列说法中正确的是 A. 在电场中的 a、b 两点间移动电荷时,若电场力做功为零,则 a、b 两点场强必相同 B. 在电场中的 a、b 两点间移动电荷时,若电场力做功为零,则 a、b 两点电势必相同 C. 电场线平行且间距相等的电场一定是匀强电场 D. 沿电场线方向电势逐渐降低,故电势降低的方向一定是场强的方向 4.如图为包含某逻辑电路的一个简单电路图,L 为小灯泡. 光照射电阻 R′时, 其阻值将变得远小于 R.当电阻 R′受到光照射时小灯泡 L 将 ( ) A.发光 B.不发光 C.a 点电势为高电势 D.a 点电势为低电势 5.在如图所示的电路中,已知 C1=C2,电阻 R1>R2,电源电动势为 E, 内阻不计,当开关 S 由断开到接通时,下列说法正确的是( ) A.C1 所带的电量变多,C2 所带的电量变少 B.电路稳定后 C1 所带的电量小于 C2 所带的电量 C.C1 和 C2 的电量都变多 D.C1 和 C2 的电量都变少 6.如图所示,回旋加速器是加速带电粒子的装置,设匀强磁场的磁感应强度为 B, D 形金属盒的半径为 R,狭缝间的距离为 d,匀强电场间的加速电压为 U,要增大 带电粒子(电荷量为 q、质量为 m,不计重力)射出时的动能,则下列方法中正 确的是( ) A.增大匀强电场间的加速电压 B.减小狭缝间的距离 C.增大磁场的磁感应强度 D.增大 D 形金属盒的半径 7.如右图所示,匀强电场和匀强磁场相互正交,宽度为 d,竖直方向足够长。今有 一束 α 粒子以不同的速率沿图示方向射入场区。设 α 粒子的带电量为 q,不计重 力,那么飞出复合场区的 α 粒子的动能变化量可能为( ) A.

q( B ? E ) d

B.

qEd B

C.0

D.qEd

8.医生做某些特殊手术时,利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极 a 和 b 以及一对磁极 N 和 S 构成,磁极间的磁场是均匀的。使用时,两电极 a、b 均与血管壁接
第1页 共4页 ◎

触,两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直,如图所示,由于血液中的正负离子随血 液一起在磁场中运动,电极 a、b 之间会有微小电势差。在达到平衡时, 血管内部的电场可看作是匀强电场, 血液中的离子所受的电场力和磁场 力的合力为零。在某次监测中,两触点间的距离为 3.0mm,血管壁的厚 度可忽略,两触点间的电势差为 160μV,磁感应强度的大小为 0.040T。 则 血 流 速 度 的 近 似 值 和 电 极 a 、 b 的 正 负 为 : ( ) A.1.3m/s,a 正、b 负 B.2.7m/s,a 正、b 负 C.1.3m/s,a 负、b 正 D.2.7m/s,a 负、b 正 9.在匀强磁场中,把一个重力不计的带电粒子由静止释放,这个带电粒子将可能( ) A.做匀速圆周运动 B.做匀加速直线运动 C.做匀速直线运动 D.保持静止状态 10.下图是云室中某粒子穿过铅板前后的轨迹,室内匀强磁场的方向与轨 迹所在平面垂直(图中垂直纸面向里) ,铅板上有标度,由此可知此粒子 A、此粒子一定带正电 B、此粒子一定带负电 C、穿过铅板的过程中,粒子损失了 1/9 的初动能 D、穿过铅板的过程中,粒子损失了 8/9 的初动能 二、填空题(共 2 小题,每题 4 分,共 8 分) 11.在电场中的某点放入电荷量为 5.0 ? 10?9 C 的点电荷,受到的电场力是 3.0 ? 10?4 N 。则这一点 ?9 的电场强度 E= N/C。如果改用电荷量为 6.0 ? 10 C 的点电荷,来确定该点的电场强度, 场强大小 (填“变大”、“变小”或“不变”) 。 12.两条金属导轨上水平放置一根导电棒 ab,处于竖直向上的匀强磁场中,如图所 示。导电棒质量为 1.2kg,长为 1m,当棒中通入 3A 电流时,它可在导轨上匀速滑 动,若电流增大为 5A 时,棒可获得 2m/s2 的加速度。则该装置所在处的磁感应强 度的大小为 。 三、实验题(本题共 3 小问,每问 4 分,共 12 分) 13.实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联。测 量实际电流表 G1 内阻 r1 的电路如图所示。供选择的仪器如下: ①待测电流表 G1(0~5mA,内阻约 300Ω); ②电流表 G2(0~10mA,内阻约 100Ω); ③定值电阻 R1(300Ω); ④定值电阻 R2(10Ω); ⑤滑动变阻器 R3(0~1000Ω);⑥滑动变阻器 R4(0~20Ω); ⑦干电池(1.5V); ⑧电键 S 及导线若干。 ⑴定值电阻应选______,滑动变阻器应选______。(只填写序号) ⑵用连线连接实物图。 ⑶补全实验步骤: ①按电路图连接电路,将滑动触头移至最______端(填“左”或“右”); I2 ②闭合电键 S,移动滑动触头至某一位置,记录 G1、G2 的读数 I1、I2; ③多次移动滑动触头,记录相应的 G1、G2 读数 I1、I2; ④以 I2 为纵坐标,I1 为横坐标,作出相应图线,如图所示。 ⑷根据 I2?I1 图线的斜率 k 及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式 _____________。
O I1

姓名:____________ 班级:__________ 考号:___________ 座位:_____

第2页 共4页

四、计算题(本题共 4 小题,共 40 分。要求写出必要的文字说明和关键方程及结果) 14.(10 分)如图所示,两带电平行板 A、B 间的电场为匀强电场,场强 E=4.0×102 V/m,两板相距 - - d=16 cm,板长 L=30 cm.一带电荷量 q=1.0×10 16C、质量 m=1.0×10 22 kg 的粒子沿平行于板 方向从两板的正中间射入电场后向着 B 板偏转,不计带电粒子所受重力,求:(1)粒子带何种电荷? (2)要使粒子恰能飞出电场,粒子飞入电场时的速度 v0 为多大?

16.(10 分) 一束电子(电量为 e)以速度 V 垂直射入磁感强度为 B,宽度为 d 的匀强磁场中,穿过磁 场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是 30°,试求电子的质量和电子穿过磁场的时间。 A V B d 30 V0

O

B

15.(8 分)如图所示,是用直流电动机提升重物的装置,重物质量 m=50kg,电源电动势 E=110V, 内电阻 r1=1Ω,电动机的内电阻 r2=4Ω。阻力不计。当匀速提升重物时,电路中电流强度 I=5A。 取 g=10m/s2,试求: (1)电源的总功率和电动机的输出功率; (2)重物上升的速度。

17.(12 分)如图所示,直角坐标系 xOy 位于竖直平面内,在水平的 x 轴下方存在匀强磁场和匀强电 场,磁场的磁感应为 B 方向垂直 xOy 平面向里,电场线平行于 y 轴。一质量为 m、电荷量为 q 的带 正电的小球,从 y 轴上的 A 点水平向右抛出,经 x 轴上的 M 点进入电场和磁场,恰能做匀速圆周运 动,从 x 轴上的 N 点第一次离开电场和磁场,MN 之间的距离为 L,小球过 M 点时的速度方向与 x 轴 的方向夹角为 ? 。不计空气阻力,重力加速度为 g,求: (1) 电场强度 E 的大小和方向; (2) 小球从 A 点抛出时初速度 v0 的大小; (3) A 点到 x 轴的高度 h. y A O v0 M θ N x

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… ○ … … … … 内 … … … … ○ … … … … 装 … … … … ○ … … … … 订 … … … … ○ … … … … 线 … … … … ○ … … …

参考答案 1.D 2.B 3.BC 4.AC 5.BD 6.CD 7.CD 8.A 9. D 11. 6.0 ? 104 ; 不变 12.1.2T 13.(12 分)⑴(4 分)③,⑥ ⑵(3 分)见图 ⑶(2 分)将滑动触头移至最左端 ⑷(3 分) r 1 ? (k ? 1) R 1 14. (1) 正电荷 (2)V0=1.5×10 m/s 试题分析:粒子进入平行板电容器后类偏转,由于电容器中电场方 向竖直向下,粒子向 B 偏转,所以该粒子为正电荷。根据类平抛知
4

10.BD

2 Bed v 2? 2 由 F 洛 = F 向 ,得:Be? = mr( ) T
将①式带入②式,解得:m= 设电子在磁场中运动时间是 t,则有:



③、④联立解得:t= 17 . (1) E ?

?d 3v

t 30 ? = T 360 ?



? x ? L ? v0t ? 4 识, ? d 1 2 ,化简即可得到答案 v0=1.5×10 m/s。 y ? ? at ? ? 2 2
考点:类平抛运动的处理方法 点评:此类题型考察的是类平抛运动的处理方法。 15. (1)550W 425W (2)0.85m/s 试题分析:(1)电源的总功率 P总=E ? I= 110? 5W=550 W 电动机的输出功率 P =P总-I(r1 ? r2)= (550 ? 125)W ? 425 W 出
2

mg qBL cot ? (3) 电 场 强 度 方 向 竖 直 向 上 (2) v0 ? 2m q

h?

q 2 B 2 L2 8m2 g
O/ M θ P N θ

y 【解析】本题考查平抛运动和带电小球在复合场中的运动。 (1) 小球在电场、 磁场中恰能做匀速圆周运动, 说明电场力和重力平衡 (恒 A v0 力不能充当圆周运动的向心力) ,有 qE ? mg ① O mg E? ②

x

q

(2) P 出=mg ? v 得v ?

P出 mg



425 m / s ? 0.85m / s 500

重力的方向竖直向下,电场力方向只能向上,由于小球带正电,所以电场 强度方向竖直向上。 (2)小球做匀速圆周运动,O′为圆心,MN 为弦长, ?MO ' P ? ? ,如图所示。设半径为 r, 由几何关系知

L ? sin ? 2r



考点:本题考查功率的计算,电动机输出功率的计算 点评:本题比较简单,学生要明确电源的输出功率即为电动机的总功率,电动机的总功率等于 电动机的输出功率加热功率。

小球做匀速圆周运动的向心力由洛仑兹力提供,有 qvB ? 由速度的合成与分解知

?d (2)t= 3v (1)1.作圆心:过入射点 A 作初速度? 的垂线 AC,过出射点 B 作出射速度?
2 Bed 16. (1)m= v
的垂线交 AC 于 O, 点 O 即为电子作圆周运动的圆心, 如图 2 所示, 顺便将 A、 B 两点间的圆弧也画出。 2.求半径:在图 2 中过 B 点做 BD⊥AO,在直角三角形△ODB 中,∠O=30°, 故 r=OB=2d ①

v0 ? cos ? v

mv 2 ④ r qBL cot ? ⑤ 由③④⑤式得 v0 ? 2m



(3)设小球到 M 点时的竖直分速度为 vy,它与水平分速度的关系为

vy ? v0 tan ?
由⑥⑦⑧式得 h ?


2

由匀变速直线运动规律
2 2

v 2 ? 2 gh



qBL 8m2 g

本题考查带电粒子在复合场中的运动,先根据粒子在电场中做类平抛运动,根据题目所给条件 求出进入第四象限速度大小以及方向,由重力和电场力平衡,洛伦兹力提供向心力列式求解

v2 由 F 洛 = F 向 ,得:Be? = m r



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