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湖北省荆州中学2012-2013学年高二上学期期中考试物理试题


2012—2013 学年高二上学期期中考试
科目:物理
小题 5 分,共计 50 分)
1.关于静电场,下列结论普遍成立的是( ) A.电场强度大的地方电势高,电场强度小的地方电势低 B.电场中任意两点 之间的电势差只与这两点的场强有关 C.在正电荷或负电荷产生的静电场中,场强方向都指向电势降低最快的方向 D.负电荷只在电场力作用下,一定逆着电场线方

向运动

考试时间:90 分钟

一、选择题(下列各题中的四个选项中,至少有一个选项是符合题目要求的,每

2.如图是一个火警报警装置的逻辑电路图。Rt 是热敏电阻,低温 时电阻值很大,高温时电阻值很小,R 是阻值较小的分压电阻。 要做到低温时电铃不响,火警时产生高温,电铃响起,在图中虚 线处应接入( A. “与”门 C. “非”门 ) B. “或”门 D.无法确定

3. 如图所示,在倾角为 α 的 光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为 L,质 量为 m 的直导体棒.在导体棒中的电流 I 垂直纸面向里时,欲使导体棒静 止在斜面上,下列外加匀强磁场的磁感应强度 B 的大小和方向正确的是( )

sin a IL ,方向垂直斜面向上 tan a C.B=mg IL ,方向竖直向上
A.B=mg

sin a IL ,方向垂直斜面向下 tan a D.B=mg IL ,方向竖直向下
B.B=mg

4.如图甲所示,一条电场线与 Ox 轴重合,取 O 点电势为零,Ox 方向上各点的电势 φ 随 x 变化的情况如图乙所示,若在 O 点由静止释放一电子,电子仅受电场力的作用,则 ( ) A.电子将沿 Ox 方向运动 B.电子的电势能将增大 C.电子运动的加速度恒定 D.电子运动的加速度先减小后增大

5.有两个分别标有“110 V 60 W”和“110 V 25 W”字样的灯泡,要把它们接在 220 V 的电源上,灯泡既正常发光,又最省电的连接方式应是下图中的 ( )

6.如图所示,电动势为 E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接.只合上开关 S1, 三个灯泡都能正常工作.如果再合上 S2,则下列表述正确的是 ( A.电源输出功率减小 B.L1 上消耗的功率增大 C.通过 R1 上的电流增大 D.通过 R3 上的电流增大 7.如图所示,M、N 是平行板电容器的两个极板,R0 为定值电阻,R1、R2 为可调电阻,用 绝缘细线将质量为 m、带正电的小球悬于电容器内部.闭合开关 S,小球静止时受到悬线的 拉力为 F.调节 R1、R2,关于 F 的大小判断正确的是 ( A.保持 R1 不变,缓慢增大 R2 时,F 将变大 B.保持 R1 不变,缓慢增大 R2 时,F 将变小 C.保持 R2 不变,缓慢增大 R1 时,F 将变大 D.保持 R2 不变,缓慢增大 R1 时,F 将变小 8.目前世界上正研究的一种新型发电机叫磁流体发电机,如图所示表示它的发电原理:将 一束等离子体(即高温下电离的气体, 含有大量带正电和负电的粒子, 而从整体来说呈中性) 沿图中所示 方向喷射入磁场,磁场中有两块金属板 A、B,这时金属板上就聚集了电荷.在 磁极配置如图所示的情况下,下述说法正确的是 A.A 板带正电 B.有电流从 b 经用电器流向 a ) )

C.金属板 A、B 间的电场方向向下 D.等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受电场力 9.图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距的平行直线,两粒子 M、N 质量相等, 所带电荷量的绝对值也相等.现将 M、N 从虚线上的 O 点以相同速率射出,两粒子在电场 中运动的轨迹分别如图中两条实线所示.点 a、b、c 为实线与虚线的交点,已知 O 点电势 高于 c 点.若不计重力,则 ( ) A.M 带负电荷,N 带正电荷 B.N 在 a 点的速度与 M 在 c 点的速度大小相同 C.N 在从 O 点运动至 a 点的过程中克服电场力做功

D.M 在从 O 点运动至 b 点的过程中,电场力对它做的功等于零 10.如图所示,在平面直角坐标系中有一个垂直于纸面向里的圆形匀强磁场,其边界过原点 O 和 y 轴上的点 a(0,L).一质量为 m、电荷量为 e 的电子从 a 点以初速度 v0 平行于 x 轴正 方向射入磁场, 并从 x 轴上的 b 点射出磁场, 此时速度方向与 x 轴正方向的夹角为 60° .下列 说法中正确的是 ( ) πL A.电子在磁场中运动的时间为 v0 2πL B.电子在磁场 中运动的时间为 3v0 3L L , ) 2 2 D.电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0,-2L) C.磁场区域的圆心坐标(

二、实验题(按要求作答,共 18 分)
11.(8 分)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中,可供选择的实验仪器如下: (1)在下列器材中,滑动变阻器应选________;电流表应选________. (2)在图中用笔画线代替导线,把实验仪器连接成完整的实验电路.

(3)利用实验中得到的实验数据在 I-U 坐标系中,描绘出了如图所示的小电珠的伏安特性 曲线.根据此图给出的信息,可以判断出图中正确的是(图中 P 为 小电珠功率)

12.(10 分)在如图甲所示的电路中,四节干电池串联,小灯泡 A、B 的规格为“3.8 V,0.3 A”, 合上开关 S 后,无论怎样移动滑动片,A、B 灯都不亮.

(1)用多用电表的直流电压挡检查故障. ①选择开关置于下列量程的________挡较为合适(用字母序号表示); A.2.5 V B.10 V C.50 V D.250 V

②测得 c、d 间电压约为 5.8 V,e、f 间电压为 0,则故障是________; A.A 灯丝断开 B.B 灯丝断开 C.d、e 间连线断开 D.B 灯被短路

(2)接着换用欧姆表的“×1”挡测电阻,欧姆表经过欧姆调零. ①测试前,一定要将电路中的开关 S________; ②测 c、d 间和 e、f 间电阻时,某次测试结果如图乙所示,读数为________Ω,此时测量的 是________间电阻.根据小灯泡的规格计算出的电阻为________Ω,它不等于测量值,原因 是:____________________________

三、计算题(本题共 4 小题,共 42 分.解答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。 )

13.(10 分)如图所示,在 xOy 平面的第一象限有一匀强电场,电场的方向平行于 y 轴向下; 在 x 轴和第四象限的射线 OC 之间有一匀强磁场,磁感应强度的大小 为 B,方向垂直于纸面向外。有一质量为 m,带有电荷量+q 的质点由 电场左侧平行于 x 轴射入电场。质点到达 x 轴上 A 点时,速度方向与 x 轴的夹角为 ? ,A 点与原点 O 的距离为 d。接着,质点进入磁场, 并垂直于 OC 飞离磁场。不计重力影响。若 OC 与 x 轴的夹角为 ? , 求 (1)粒子在磁场中运动速度的大小: (2)匀强电场的场强大小。

14.(10 分)真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场,在电场中,若将一个质 量为 m、带正电荷的小球由静止释放,运动中小球的速度与竖直方向夹角为 37° sin 37° (取 =0.6,cos 37° =0.8).现将该小球从电场中某点以初速度 v0 竖直向上抛出,求运动过程中: (1)小球受到的电场力的大小及方向; (2)小球从抛出点至最高点的电势能变化量.

[来源:学。科。网 Z。X。X。K]

15. (10 分)在如图所示宽度范围内,用场强为 E 的匀强电场可使初速度是 v0 的某种正粒 子偏转 θ 角.在同样宽度范围内,若改用方向垂直于纸面向外的匀强磁场,使该粒子穿过该 区域,并使偏转角也为 θ(不计粒子的重力),问: (1)匀强磁场的磁感应强度是多大? (2)粒子穿过电场和磁场的时间之比是多大?

[来源:学+科+网]

16.(12 分)如图甲所示,在坐标系 xoy 内,沿 x 轴分成宽度均为 L=0.30m 的区域,其间存在 电场和磁场。电场方向沿 x 轴负方向,电场强度大小是 E0=1.5× 4V/m;磁场方向垂直坐标 10 平面且规定方向向里为正,磁感应强度大小 B0=7.5× -4T,E-x、B-x 图线如图乙所示。某时 10 刻 初 速 度 为 零 的 电 子 从 坐 标 原 点 开 始 运 动 , 电 子 电 荷 量 e=1.6× -19C , 电 子 质 量 为 10 m=9.0× -31kg, 10 不计电子的重力, 不考虑电子因高速运动而产生的影响, 计算中 ? 取 3。 求: (1)电子经过 x=L 处时速度的大小; (2)电子从 x=0 运动至 x=3L 处经历的时间; (3)电子到达 x=6L 处时纵坐标。
[来源:学科网]

高二物理答案
一、选择题。每题 5 分,共 50 分。全部选对得 5 分,选不全得 3 分,有错选或不 选的得 0 分。

二、本题共两小题,共 18 分.

三、计算题。(本题共四小题,共 42 分。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。)

13.(10 分)
(1)质点在磁场中的轨迹为一圆弧 O'是圆弧的圆心。设圆弧的半径为 R,则有 R=dsin?? ? ? ? ? ? ? ? ②

由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得

v2 qvB m ? R

将?式代入②式,得

v?

qBd sin ? m



(4 分) 为 v0,

(2)质点在电场中的运动为类平抛运动。 设质点射入电场的速度 在电场中的加速度为 a,运动时间为 t,则有 v0=vcos?? vsin?=at d=v0t ? ? ? ? ? ? ? ④ ⑤ ⑥

联立④⑤⑥得

a?

v 2 sin ? cos? d
qE=ma

⑦ ⑧ ⑨ (6 分)

设电场强度的大小为 E,由牛顿第二定律得 联立③⑦⑧得

E?

qB2 d sin3 ? cos? m

14.(10 分)

15.(10 分)
(1)设宽度为 L,当只有电场存在时,带电粒子做类平抛运动 水平方向上:L=v0t EqL 竖直方向上:vy=at= mv0 vy EqL tan θ= = 2 v0 mv0 当只有磁场存在时,带电粒子做匀速圆周运动,如图所示, L 由几何关系可知 sin θ= R Ecos θ 联立解得 B= . v0 (2)粒子在电场中运动时间 L Rsin θ t1= = v0 v0
[来源:学#科#网]

mv0 R= qB (5 分)

在磁场中运动时间 t2= θ θ 2πm θm · T= · = 2π 2π qB qB

t1 RqB sin θ sin θ 所以, = · = . t2 mv0 θ θ

(5 分)

16.(12 分)

电子在 x=4L 至 x=6L 间的磁场中运动的半径为 r2 v2 2 ev2B0=m r2 mv2 r2= = 2r1 eB0

由几何关系知,电子在 x=4L 至 x=6L 间磁场中运动的轨迹均为八分之一圆周 所以,x=6L 时电子的纵坐标 y=2r1+(r2- 2 r )×2 2 2

整理得 y=2 2r1

代入数值得 y=0.6 2 m≈0.85 m

(5 分)


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