湖北省孝感高级中学2013—2014学年度高中二年级上学期期末考试

物 理

命题人：胡 涛 满分：120分 考试用时：120分钟

一、单项选择题：每小题5分，8小题共40分．

1．如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转．首先观察到这个实验现象的物理学家是

A．奥斯特

B．爱因斯坦

C．伽利略

D．牛顿

2．关于下列说法，正确的是

A．根据E=F/q可知，电场中某点的电场强度与处于该点的点电荷电荷量成反比

B．虽然C=Q/U，但电容器的电容与极板所带电荷量、极板间电势差无关

C．电源电动势E=W/q可知，非静电力做功越多，电源电动势也就越大

D．磁感应强度
，B与、、有关，其单位关系是

3．交变电流u=50sin100πt（V）的

A．周期为100s B．频率为50Hz

C．周期为0.01s D．频率为100Hz

4．三条在同一平面（纸面）内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流均为I，方向如图所示。a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等。将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3，

下列说法正确的是

A．B1=B2=B3

B．a和b处磁感应强度大小为零，c处磁场方向垂直于纸面向里

C．a和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里

D．a处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里

5．如图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘．当MN中电流突然增大时，线圈所受安培力的合力方向

A．向左 B．向右

C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向里

6．通过一阻值R=100Ω的电阻的交变电流如图所示，其周期为1s。

电阻两端电压的有效值为

A．12V

B．
V

C．15V

D．
V

7．如图所示，在坐标系xOy中，有边长为a的正方形金属线框abcd，其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处。在y轴的右侧的Ⅰ、Ⅳ象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行。t＝0时刻，线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域。取沿a→b→c→d→a的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i随时间t变化的图线是

8．如图所示，带异种电荷的粒子a、b以相同的动能同时从O点射入宽度为d的有界匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，且同时到达P点。a、b两粒子的质量之比为

A．1∶2

B．2∶1

C．3∶4

D．4∶3

二、多项选择题：每小题5分，4小题共20分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。

9．如图所示，L是自感系数很大电阻可以忽略的线圈，若合上或断开开关时，

可能发生的情况是

A．S2断开、S1闭合的瞬间，Q灯逐渐亮起来

B．S1 、S2闭合，稳定后P灯是熄灭的

C．S1 、S2闭合，再断开S1的瞬间，Q灯立即熄灭，P灯亮一下再熄灭

D．S1 、S2闭合，再断开S1的瞬间，P灯和Q灯过一会儿才熄灭

10．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．小球带负电

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

11．如图所示，空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下，磁场方向水平（图中垂直于纸面向里），一带电液滴P恰好处于静止状态，则下列说法正确的是

A．若撤去电场，P可能做匀加速直线运动

B．若撤去磁场，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可能做顺时针方向的匀速圆周运动

12．如图所示，在磁感应强度为B的水平匀强磁场中，有两根竖直放置的平行金属导轨，顶端用一电阻R相连，两导轨所在的竖直平面与磁场方向垂直．一根金属棒ab以初速度v0沿导轨竖直向上运动，到某一高度后又向下运动返回到原出发点．整个过程中金属棒与导轨保持垂直且接触良好，导轨与棒间的摩擦及它们的电阻均可忽略不计．则在金属棒整个上行与整个下行的两个过程中，下列说法正确的是

A．回到出发点的速度v等于初速度v0

B．上行过程中通过R的电量等于下行过程中通过R的电量

C．上行过程中R上产生的热量等于下行过程中R上产生的热量

D．上行的运动时间小于下行的运动时间

三、实验题：共16分，请将答案填写在答题卷相应的横线上

13．（8分）某同学要用多用电表测一只电阻，已知多用电表电阻档有4个倍率，分别为×1k、×100、×10、×1，该同学选择×100倍率，用正确的操作步骤测量发现指针偏转角度太大（指针位置如图中虚线所示）. 为了较准确地进行测量，请你补充完整接下去应该进行的主要操作步骤：

（1）调节选择开关旋钮，选择× 倍率；

（2）两表笔 (填“短接”或“断开”)，调节欧姆调零旋钮，使指针指在0Ω处；

（3）重新测量并读数．若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，则该阻值为 Ω；

（4）测量完毕，把选择开关旋钮打至 .

14．（8分）测量一只量程已知的电压表的内阻，器材如下：①待测电压表（量程3V，内阻约3kΩ待测）一只；②电流表（量程3A，内阻0.01Ω）一只；③电池组（电动势约为3V，内阻不计）；④滑动变阻器一个；⑤变阻箱（可以读出电阻值，0-9999Ω）一个；⑥开关和导线若干。某同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：

（1）该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。为了更准确地测出该电压表内阻的大小，你认为其中相对比较合理的是 （填“甲”或“乙”）电路。

（2）用你选择的电路进行实验时，闭合电键S，改变阻值，记录需要直接测量的物理量：电压表的读数U和 （填上文字和符号）；

（3）选择下面坐标轴，作出相应的直线图线。

A．U-I B．U-1/I C．1/U-R D．U-R

（4）设直线图像的斜率为k、截距为b，请写出待测电压表内阻表达式Rv= 。

四、计算题：共44分。请写出必要的文字说明，重要的方程式、重要的演算过程，明确的数值和单位

15．（10分）如图所示，在倾角为
的光滑斜面上，放置一根长为、质量为、通有电流的导体棒，重力加速度为g，求：

（1）若外加磁场方向竖直向上,欲使棒静止在斜面上，磁感应强度的值；

（2）欲使棒静止在斜面上，外加磁场的磁感应强度的最小值及其方向。

16．（10分）如图所示，在同一条竖直线上，有电荷量均为Q的A、B两个正点电荷，GH是它们连线的垂直平分线。另有一个带电小球C，质量为m、电荷量为＋q（可视为点电荷），被长为L的绝缘轻细线悬挂于O点，现在把小球C拉起到M点，使细线水平且与 A、B处于同一竖直面内，由静止开始释放，小球C向下运动到GH线上的N点时刚好速度为零，此时细线与竖直方向的夹角θ= 30o。重力加速度为g，试求：

（1）在A、B所形成的电场中，M、N两点间的电势差，并指出M、N哪一点的电势高。

（2）若N点与A、B两个点电荷所在位置正好形成一个边长为a的正三角形，则小球运动到N点瞬间，轻细线对小球的拉力FT（静电力常量为k）。

17．（12分）如图所示，两根倾斜放置与水平面成
角的平行导电轨道，间距为
，导轨间接两个电阻
，整个空间分布着大小为、垂直于轨道平面向上的磁场，一根质量为、电阻为的金属杆ab，以某一初速度沿轨道上滑，直至速度减为零。己知电阻
上产生的热量为
，电阻
上的最大瞬时电功率为，设轨道摩擦及电阻都不计，ab杆向上滑的过程中始终与轨道保持垂直且接触良好，重力加速度为g，求：

（1）金属杆ab上滑的初速度

（2）金属杆ab上滑的最大距离

18. （12分）如图所示，在坐标系
中，有一个圆形区域与轴相交于A、B两点，圆心
的坐标为（
，
），其半径为．仅在轴、圆形区域和直线
之间存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为．一质量为、电荷量为的带正电的粒子从轴上某点射入磁场，经过磁场偏转进入圆形无场区域后，沿直线运动到达B点．已知粒子的初速度与轴正向夹角
，且粒子在磁场中运动的时间为粒子在磁场中做匀速圆周运动周期的
，不计粒子重力．

（1）若粒子从D点（图中未标出）进入圆形区域，求BD与AB夹角

（2）求粒子的初速度大小

高二物理期末考试参考答案

1A 2B 3B 4C 5A 6B 7A 8C 9ABC 10BD 11CD 12BD

13 (1) ×10 （2分）(2)短接 （2分）(3)120 （2分）(4)off档或交流电压最大档（2分）

14（1）乙（2分）（2）电阻箱的阻值R（2分）（3）C（2分）（4）
（2分）

15（1）mgtanθ/IL （3分）；（2）mgsinθ/IL，垂直导轨向左上（5分）

16（1）带电小球C在A、B形成的电场中从M点运动到N点的过程中，重力和电场力做功，但合力功为零，则 qUMN＋mglcosθ=0

所以 UMN =

即M、N两点间的电势差大小
（3分）

且N点的电势高于M点的电势 （2分） （2）在N点，小球C受到重力mg、细线的拉力FT以及A和B分别对它的斥力FA和FB四个力的作用如图所示，且沿细线方向的合力为零（向心力为零）。则

（2分）

又
（1分）

得
（2分）

17（1）设ab杆上滑的初速度为
，则产生的感应电动势
（1分）

并联的电阻
（1分）

通过ab杆的电流为
（1分）

通过
上的电流为
（1分）

上的最大功率为
（1分）

解得
（1分）

（2）在ab杆上滑的全过程中，已知电阻
上产生的热量为
，由串并联关系，
上产生的热量为
,ab杆上产生的热量为
，故全过程电路产生的总热量
（2分）

当ab杆速度为零时，ab杆向上滑动有最大距离，根据能量转化和守恒定律

（2分）

所以
（2分）

18．解：（1）设粒子在磁场中的运动轨迹的圆心角为，则
（2分）

（2分）

（2）设粒子做圆周运动的半径为，轨迹圆圆心到A点距离为，由几何关系得：

（1分）

（2分）

解得：
（1分）

又
（2分）

解得：
（2分）