河北省正定中学2013-2014学年上学期高二期末考试（物理）

一、本题14小题，每小题4分，共56分，在每小题的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得全分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。）

1．在物理学发展的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是 (　　)

A．安培首先提出了磁场对运动电荷的作用力公式

B．法拉第根据小磁针在通电导线周围的偏转发现了电流的磁效应

C．楞次发现了电磁感应现象，并研究得出了判断感应电流方向的方法——楞次定律

D．法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律

2． 将一电荷量为＋Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等．a、b为电场中的两点，则(　　)

A．a点的电场强度比b点的大

B．a点的电势比b点的高

C．检验电荷－q在a点的电势能比在b点的大

D．将检验电荷－q从a点移到b点的过程中，电场力做正功

3．在高速公路隧道内两侧的电灯泡不易更换，为了延长电灯泡的使用寿命，一个接口处通常安装两个完全相同的灯泡，下列说法正确的是(　　)

A．两个灯泡串联

B．两个灯泡并联

C．每个灯泡实际消耗的功率是其额定功率的四分之一

D．每个灯泡实际消耗的功率小于其额定功率的四分之一

4．在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线a和b，a、b导线的方向均与磁场方向垂直，但两导线中的电流不同，因此所受的力也不一样．下列几幅图象表现的是导线所受的安培力F与通过导线的电流I的关系．a、b各自有一组F、I的数据，在图象中各描出一个点．在下图中，请判断描绘正确的是(　　)

5．如图所示，实线圆环A、B是光滑绝缘水平面内两个固定的同心超导环，两环分别通上大小相等的电流后，在环间环形区域内产生了相同方向的磁场，在这两个磁场的共同“束缚”下，带电离子沿图中虚线做顺时针方向的圆周运动．已知A环中电流沿顺时针方向．则(　　)

A．B环中电流沿顺时针方向

B．B环中电流沿逆时针方向

C．带电离子带正电

D．带电离子带负电

6.某空间存在水平方向的匀强电场(图中未画出)，带电小球沿如图所示的直线斜向下由A点沿直线向B点运动，此空间同时存在由A指向B的匀强磁场，则下列说法正确的是(　　)

A．小球一定带正电

B．小球可能做匀速直线运动

C．带电小球一定做匀加速直线运动

D．运动过程中，小球的机械能减少

7．如下图甲所示，水平面上的光滑平行导轨MN、PQ上放着两根导体棒ab、cd，两棒中间用绝缘丝线系住．开始，匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度B随时间t的变化如下图乙所示．I和FT分别表示流过导体棒中的电流和丝线的拉力．则在t0时刻(　 )

A．I＝0，FT＝0　　　　　　

B．I＝0，FT≠0

C．I≠0，FT＝0

D．I≠0，FT≠0

8.均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场．如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM＝ON＝2R.已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为(　　)

A.
－E B.

C.
－E D.
＋E

9．在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且AB＝2BC，如右图所示．由此可见(　　)

A．电场力为2mg

B．小球带正电

C．小球从A到B与从B到C的运动时间相等

D．小球从A到B与从B到C的速度变化量的大小相等

10．如图所示，电流表、电压表均为理想电表，电源内阻不能忽略，当变阻器R2的滑片向右滑动时，电压表V1的变化量和电流表A的变化量的比值为K1，电压表V2的变化量和电流表A的变化量的比值为K2，则( )

A．K1变小

B．K2变大

C．K2的绝对值大于K1的绝对值

D．K2的绝对值小于K1的绝对值

11.图中为一“滤速器”装置示意图。a、b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间。为了选取具有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选 电子仍能够沿水平直线OO'运动，由O'射出。不计重力。可能达到上述目的的办法是(　 )

A.使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里

B.使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里

C.使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外

D.使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外

12．如图所示为圆柱形区域的横截面．在没有磁场的情况下，带电粒子(不计重力)以某一初速度沿截面直径方向入射时，穿过此区域的时间为t；若该区域加垂直该区域的匀强磁场，磁感应强度为B，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射，带电粒子飞出此区域时，速度方向偏转了，根据上述条件可求得的物理量为(　　)

A．带电粒子的初速度 B．带电粒子在磁场中运动的半径

C．带电粒子在磁场中运动的周期 D．带电粒子的比荷

13．目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机．如右图所示表示了它的发电原理：将一束等离子体喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．如果射入的等离子体的初速度为v，两金属板的板长(沿初速度方向)为L，板间距离为d，金属板的正对面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于离子初速度方向，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间．当发电机稳定发电时，电流表的示数为I.那么板间电离气体的电阻率为(　　)

A．
?????????????? B．
C．
???????????????D．

14．如下图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系．若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1 min的时间，两电阻消耗的电功之比W甲∶W乙为(　　)

A．1∶　　　　　　　　　

B．1∶2

C．1∶3

D．1∶6

二、填空题（共2题，共16分)

15．在使用10分度游标卡尺和螺旋测微器测量某一工件的长度和厚度时，两仪器上的示数如图 (a)、(b)所示．则测量仪器的读数分别为(a) cm、(b) mm.

16.某同学用量程为1 mA、内阻为120Ω 的表头按图(a)所示电路改装成量程分别为1v和1A的多用电表。图中R1和R2为定值电阻，S为开关。回答下列问题:

（1）根据图(a)所示的电路，在图(b)所示的实物图上连线。

（2）开关S闭合时，多用电表用于测量 (填“电流”、“电压，或“电阻”)；

开关S断开时，多用电表用于测量 (填“电流”、“电压”或“电阻”)。

（3）表笔A应为 色(填“红”或“黑”)。

（4）定值电阻的阻值R１＝　　 　Ω，Ｒ２＝　 　Ω。（结果取３位有效数字）

三．计算题（共38分，其中17，18题每题12分，19题14分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写最后答案的不能得分）

17．如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40 cm。电源电动势E=24V,内电阻r=1 Ω，电阻R=15 Ω。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4 m/s竖直向上射入板间。若小球带电量为q=1×10-2 C,质量为m=2×10-2 kg,不考虑空气阻力。那么，

(1)滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板.

(2)此时，电源的输出功率是多大.(取g=10 m/s2)

18．如图甲所示，一正方形金属线框位于有界匀强磁场区域内，线框的右边紧贴着边界．t＝0时刻对线框施加一水平向右的外力F，让线框从静止开始做匀加速直线运动，经过时间t0穿出磁场．图乙所示为外力F随时间t变化的图象．若线框质量为m、电阻R及图象中的F0、t0均为已知量，则根据上述条件，请你推出：

(1)磁感应强度B的表达式；

(2)线框左边刚离开磁场前瞬间的感应电动势E的表达式．

19．如图所示空间分为Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ三个足够长的区域，各边界面相互平行，其中Ⅰ，Ⅱ区域存在匀强电场EI＝1.0×104 V/m，方向垂直边界面竖直向上；EⅡ＝×105 V/m，方向水平向右，Ⅲ区域磁感应强度B＝5.0 T，方向垂直纸面向里，三个区域宽度分别为d1＝5.0 m，d2＝4.0 m，d3＝
m．一质量m＝1.0×10－8 kg、电荷量q＝1.6×10－6C的粒子从O点由静止释放，粒子重力忽略不计．求：

(1)粒子离开区域Ⅰ时的速度大小；

(2)粒子从区域Ⅱ进入区域Ⅲ时的速度方向与边界面的夹角；

(3)粒子从O点开始到离开Ⅲ区域时所用的时间．

高二期末物理试题答案

1D 2AB 3A 4BC 5BD 6C 7C 8A 9D 10C 11AD 12CD 13A 14C

15答案：（a） 11.09cm （2分） (b) 6.867~6.869mm （2分）

16.（1）连线实物图。（2分）

（2） 电流（2分）、电压（2分）

(3) 黑（2分）

（4）
Ω（2分），
Ω（2分）

17.（分值：8+4）

解：(1)小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到A板时速度为零。

设两板间电压为UAB

由动能定理得?????????? -mgd-qUAB=0-
???????????（4分）

∴滑动变阻器两端电压????????? U滑=UAB=8 V????????????

设通过滑动变阻器电流为I,由欧姆定律得

I=
???（或
???）??（2分）?????????????????????

滑动变阻器接入电路的电阻???
?????????（1+1=2分）??

?(2)电源的输出功率??????????? P出=I2(R+R滑)=23 W????? ?（2+2=4分）

18. （分值9+3）

(1)线框运动的加速度：a＝①?（2分）

线框边长：l＝at②?（2分）

线框离开磁场前瞬间速度：

v＝at0③?（2分）

由牛顿第二定律知：

3F0－＝ma④?（2分）

（若安培力分开写成：F=BIL，E=BLV，I=E/R,则累加成④式总共得2分）

解①②③④式得，

B＝⑤?（1分）

(2)线框离开磁场前瞬间感应电动势：

E＝Blv⑥?（2分）

解①②③⑤⑥式得：E＝.?（1分）

19．（分值：3+5+6）

解析　(1)由动能定理得
＝qEId1① （2分）

得：v1＝4×103 m/s② （1分）

(2)粒子在区域Ⅱ做类平抛运动．水平向右为y轴，竖直向上为x轴．设粒子进入区域Ⅲ时速度与边界的夹角为θ

tan θ＝
③（1分）

vx＝v1　vy＝at④（1分）

⑤（1分）

t＝
⑥（1分）

把数值代入得θ＝30°⑦（1分）

(3)粒子进入磁场时的速度v2＝2v1⑧（1分）

粒子在磁场中运动的半径R＝
＝10m ⑨（1分）

粒子在磁场中运动所对的圆心角为120° 因此
（1分）

（两式共1分）

由（2）得

（1+1=2分）