1、1常州市教育学会学生学业水平监测高二物理试题 2014 年 1 月四题号 一 二 三14 15 16 17合计得分说明：本试卷满分为 120分，第 115 小题为公共部分，第 16、17 小题分为 A、B 两组，由学校根据实际情况自行选做一、单项选择题（本题共 5小题，每小题 4分，共 20分每小题只有一个选项正确）1.用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程.下列属于这类传感器的是 （ ）A.红外报警装置B.走廊照明灯的声控开关C.自动洗衣机中的压力传感装置 D.电饭煲中控制加热和保温的温控器2.关于磁感应强度的说法正确的是 ( )A.一小段通电导线放在磁场
2、A 处，受到的磁场力比 B 处的大，说明 A 处的磁感应强 度比 B 处的磁感应强度大B.由 B 可知，某处的磁感应强度的大小与放入该处的通电导线所受磁场力 F 成正FIL比，与导线的电流强度和长度的乘积 IL 成反比C.一小段通电导线在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零D.小磁针 N 极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向3.在电子技术中，从某一装置输出的电流既有高频成分又有低频成分，如果只需把低频成分输送到下一级装置，如图所示，则下列做法合理的是 ( )A.在 ab 间接入一个电容器B.在 ab 间接入一个电阻器C.在 ab 间接入一个高频扼流圈D.在 ab 间接入一个
3、低频扼流圈4.某同学为探究断电自感现象，利用带铁芯的线圈 L、小灯泡 A、开关 S、电池组 E 以及导线连接成如图所示的电路检查电路后，闭合开关 S，小灯泡发光；再断开开关得分 评卷人2S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是 ( )A.电源的内阻较大 B.小灯泡电阻偏大C.线圈电阻偏大 D.线圈的自感系数较大5.一长直铁芯上绕有一固定线圈 M，铁芯右端与一木质圆柱密接， 木质圆柱上套有一闭合金属环 N，N 可在木质圆柱上无摩擦移动。M 连接在如图所示的电路中，其中 R 为滑线变阻器，E 1
4、和 E2为直流电源，S为单刀双掷开关。下列情况中，可观测到 N 向左运动的是 （ ）A.在 S 断开的情况下， S 向 a 闭合的瞬间B.在 S 断开的情况下，S 向 b 闭合的瞬间C.在 S 已向 a 闭合的情况下，将 R 的滑动头向 d 端移动时D.在 S 已向 a 闭合的情况下，将 R 的滑动头向 c 端移动时二、多项选择题（本题共 5小题，每小题 5分，共 25分每小题有多个选项符合题意全部选对得 5分，选对但不全的得 3分，选错或不答的 得 0分）6.如图，在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板间若不计重
5、力，下列四个物理量中哪一个改变时，粒子运动轨迹不会改变 ( )A.电场强度 B.磁感应强度C.粒子所带的电量 D.粒子所带的电性 7.来自宇宙空间的高能带电粒子流进入地磁场后，由于地磁场的作用，这些高能带电粒子流向两极做螺旋运动，在两极大气中形成极光。研究发现，这些带电粒子向两极运动的过程中，旋转半径不断减小如图所示，此运动形成的原因是有（ ）A可能是洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小B可能是介质阻力对粒子做负功，使其动能减小C可能是粒子的带电量减小D南北两极的磁感应强度较强8.两根光滑金属导轨平行放置在倾角为 的斜面上，导轨下端得分 评卷人3接有电阻 R，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强
6、磁场中，电阻可忽略不计的金属棒 ab 质量为 m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力 F 的作用金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑高度 h 的过程中，以下说法正确的是 （ ）A.重力做的功等于系统产生的电能 B.作用在金属棒上各力的合力做功为零C.金属棒克服恒力 F 做的功等于电阻 R 上产生的焦耳热D.金属棒克服安培力做的功等于电阻 R 上产生的焦耳热9.如图所示，回旋加速器 D 形盒的半径为 R，磁感应强度为 B，用来加速质量为 m，电量为 q 的质子，质子每次经过电场区时，都恰好在电压为 U 时并被加速，且电场可视为间距为 d 的匀强电场，使质子由静止加速到能量为 E 后，由 A 孔射出
7、,为了增大能量 E，下列说法正确的是（ ） A.增大加速电场间的加速电压 U B.减小狭缝间的距离 dC.增大磁场的磁感应强度 B D.增大 D 形金属盒的半径 R10.在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为 T，转轴 O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻 为 2 。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过 60时的感应电流为 1 A，那么 （ ） A.线圈消耗的电功率为 4 WB.线圈中感应电流的有效值为 2 AC.任意时刻线圈中的感应电动势为 e4cos t2TD.任意时刻穿过线圈的磁通量为 sin tT 2T三、简答题（本题共 2 小题，共 22 分把答案填在题中的横线上，或按题目要求作
8、答）11.（8 分）(1)用多用电表粗测某未知电阻 Rx 的阻值：先选择“100”档，红黑表笔分别插入电表的“+” 、 “”插孔并短接，调整 旋钮，使指针指到 （填“左端”或“右端” ）的“0”刻度；接入被测电阻，如果此时刻度盘上指针的位置如图甲所示，那么，该电阻的阻值为_ .得分 评卷人4（2）如图乙所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，调零后将电表的两支表笔分别与光敏电阻 Rg 的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央若用不透光的黑纸将 Rg 包裹起来，表针将向_( 填“左”或“右”) 转动；若用手电筒光照射 Rg，表针将向_(填“左”或“右” )转动.(3)学生手头有一只满偏电流为 10
9、0A，内阻为 10 的灵敏电流计，由于实验的需求，要改装成 3V 的电压表，则应 联一只 的电阻，此时，电压表的内阻为 .12、(14 分) 在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻 ”的实验中备有如下器材：A旧干电池 l 节； B滑动变阻器（0 20） ；C滑动变阻器（0lk） ；D 电压表（03V）E电流表（00.6A） ；F电流表（03A） ；G开关、导线若干.（1）其中滑动变阻器应选_，电流表选_（只填器材前的序号） ；（2）请在虚线框中画出该实验合理的电路图；（3）某同学记录的实验数据如下表所示，试根据这些数据在图中画出 UI 图线（要求图线尽可能充满坐标纸） 根据图线得到被测电
10、池的电动势 E= V，内电阻 r=_ .四、论述、计算题（本题共 5 小题，共 53 分解答应写出必要的文字说明、方程式和必要的演算步骤只写出最后的答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.如图 a 为一理想变压器，负 载电路中 R55 ， 、为理想电流表和理想电压表，若原线圈接入如图 b 所示的正弦交变电压，电压表的示数为 110 V，求1 2 3 4 5 6I/A 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35U/V 1.32 1.26 1.18 1.13 1.06 1.00得分 评卷人图 a 图 b1.300.20.3 0.4图甲 图乙01.501.0
11、01.101.401.201.305(1)理想变压器的匝数比；(2)电阻 R 中电流的表达式；(3)为使保险丝不熔断，则保险丝的熔断电流至少为多大？14.某矩形线圈，长 L1=20 cm，宽 L2=10 cm，匝数 n1000，线圈回路总电阻 R5 。整个线圈平面内均有垂直于该平面的匀强磁场 B若匀强磁场的磁感应强度 B 随时间 t 的变化图像如图所示。求：（1）04s 内感应电流的大小；（2）46s 内线圈中的电量；（3）06s 内线圈中产生的焦耳热.15.如图为质谱仪原理示意图，电荷量为 q、质量为 m 的带正电的粒子从静止开始经过电势差为 U 的加速电场后进入粒子速度选择器。选择器中存在
12、相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的场强为 E、方向水平向右。已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从 G 点垂直 MN 进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线 MN 为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场。带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的 H 点。可测量出 G、H 间的距离为 l。带电粒子的重力可忽略不计。求：（1）粒子从加速电场射出时速度 v 的大小；（2）粒子速度选择器中匀强磁场的磁感应强度 B1的大小和方向；（3）偏转磁场的磁感应强度 B2的大小.注意：以下第 16、17 两小题分为 A、B 两组，由学校根据实际情况自行选做 A 组题或 B组题16.A 组：在范围足够大，方向竖直
13、向下的匀强磁场中，B0.2 T，有一水平放置的光滑框架，宽度为 L0.4 m，如图所示，框架上放置一质量为 0.05 kg、电阻为 1 的金属杆cd，框架电阻不计若杆 cd 以恒定加速度 a2 m/s 2，由静止开始做匀变速运动，则：加速电场速度选择器偏转磁场UGHM N+-+d6(1)在 5 s 内平均感应电动势是多少？ (2)第5 s 末，回路中的电流多大？(3)第 5 s 末，作用在 cd 杆上的水平外力的功率？16.B 组：如图所示，足够长的光滑平行金属导轨 MN、PQ 与水平面成 =30角放置，一个磁感应强度 B=1.00T 的匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨上端 M 与 P 间连接阻
14、值为R=0.30 的电阻，长 L=0.40m、电阻 r=0.10 的金属棒 ab 与 MP 等宽紧贴在导轨上，现使金属棒 ab 由静止开始下滑，其下滑距离与时间的关系如下表所示，导轨电阻不计，g=10m/s2时间 t(s) 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70下滑距离 x(m) 0 0.02 0.08 0.17 0.27 0.37 0.47 0.57求：（1）在 0.4s 时间内，通过金属棒 ab 截面的电荷量；（2）金属棒的质量；（3） （3）在 0.7s 时间内，整个回路产生的热量.A 组：带电粒子带电荷量为 q，质量为 m，从边界 NC 上的 Q 孔垂
15、直进入右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为 B，方向垂直于纸面向外。CD 为磁场边界上的一绝缘板，它与 N 板的夹角为 45，孔 Q 到板的下端 C 的距离为 L。进入磁场的带电粒子的速度从0 到某一最大值，当粒子以最大速度进入磁场时，粒子恰垂直打在 CD 板上，不计重力.求：(1)求带电粒子的最大速度 vm；(2)CD 板上可能被粒子打中的区域的长度 s；(3)粒子在磁场中运动的最长时间 tm.17.B 组：如图 15 所示，在第二象限和第四象限的正方形区域内分别存在着匀强磁场，磁感应强度均为 B，方向相反，且都垂直于 xOy 平面一电子由 P(d，d)点，沿 x 轴正方向射入磁场区域.(电
16、子质量为 m，电荷量为 e，sin 53 )457(1)求电子能从第三象限射出的入射速度的范围；(2)若电子从(0， )位置射出，求电子在磁场中运动的时间 t；d2(3)求第(2)问中电子离开磁场时的位置坐标.常州市教育学会学业水平监测高二物理试题答案一、单项选择题（本题共 5小题，每小题 4分，共 20分每小题只有一个选项正确）1.A 2.D 3.C 4.C 5.D二、多项选择题（本题共 5 小题，每小题 5 分，共 25 分每小题有多个选项符合题意全部选对得 5 分，选对但不全的得 3 分，选错或不答的得 0 分）6.CD 7.BD 8.BD 9.CD 10.AC三、简答题（本题共 2 小
17、题，共 22 分把答案填在题中的横线上，或按题目要求作答 ）11.（18） （1）欧姆调零 右端 3200（2）左 右（3）串、29990、3000012.（14 分 ） （1）B E （22=4 分）（2）如图所示 （3 分）（3）1.41.5,1.21.4 （22=4 分）图像（3 分）四、论述、计算题（本题共 5 小题，共 53 分解答应写出必要的文字说明、方程式和必要的演算步骤只写出最后的答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）1 2 3 4 5 6I/A 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35U/V 1.32 1.26 1.18 1.13 1.
18、06 1.001.300 0.11.501.001.101.401.201.300.2 0.3 0.4813.(9 分) （1）因为 U1=220v，U 2=110v,根据 ，所以 （3 分）12n12（2）电阻 R 中的表达式为 (A) （3 分）si0it(3)因为 ，所以 ，解得 （3 分）12nI21nI1IA14.(9 分)(1)E=n/t E=1VI=E/R I=0.2A （3 分）(2)q=n/R=1.6C （2 分）(3)0-4s,I1=0.2A, Q1=I12Rt=0.8J4-6s,I2=0.8A, Q2= I22Rt=6.4J Q=7.2J （4 分） 15.（10 分）(
19、1)在加速电场中，由 qU mv2 （1 分）可解得 v . （2 分）12 2qUm(2)粒子在速度选择器中受到向右的电场力 qE，应与洛伦兹力 qvB1平衡，故磁场 B1 的方向应该垂直于纸面向外，由 qEqvB 1 (1 分)得 B1 E . （2 分）Ev m2qU(3)粒子在磁场 B2中的轨道半径 r L， （1 分）12由 r （1 分） ，得 B2 . （2 分）mvqB2 2L2mUq16.（12 分）A 组 (1)5 s 内的位移 x at225 m125 s 内的平均速度 5 m/s (也可用 （0+v 5）/2 求解)vxt v故平均感应电动势 BL 0.4 V （4 分
20、）E v(2)第 5 s 末：vat10 m/s 此时感应电动势：EBLv则回路中的电流为I A0.8 A （4 分）ER BLvR 0.20.4101(3)杆 cd 匀加速运动，由牛顿第二定律得 F F 安 ma9即 FBILma0.164 N （2 分）P=Fv=1.64W （2 分）B 组：（1） E t txBL（1 分）RrEI （1 分）tIq (1 分）或者直接公式 （3 分）lxRr由表中数据可知 x=0.27m q=0.27C （1 分）（2）由表中数据可知,0.3s 时棒做匀速直线运动v= tx=1m/s （1 分）BILmg30sin（2 分）I= rREm=0.08kg
21、 （1 分） 来源:学科网 ZXXK（3）根据能的转化与守恒210sinvQgx （3 分）Q=0.188J （1 分）17.（13 分）A 组：(1)当速度取最大值时，粒子恰垂直打在 CD 板上，所以圆心在 C 点，如图所示，CHQCL 故半径 r1L又因为 qvmBmv m2/r1所以 vm=qBL/m （4 分）(2)设粒子在磁场中运动的轨迹与 CD 板相切于 K 点，此轨迹的半径为 r2，设圆心为A，在AKC 中：10解得 r2( 1)L2即 r 2( 1) LKC 2所以 CD 板上可能被粒子打中的区域的长度 s ，即HKsr 1r 2(2 )L. （5 分）2(3)打在 QE 间的
22、粒子在磁场中运动的时间最长，均为半个周期，所以 tm （4 分）T2 mBqB 组:(1)电子能从第三象限射出的临界轨迹如图甲所示电子偏转半径范围为 rdd2由 evB m 得 vv2r eBrm故电子入射速度的范围为v . （4 分）eBd2m eBdm(2)电子从(0， )位置射出的运动轨迹如图乙所示设电子d2在磁场中运动的轨道半径为 R，则 R2(R )2 d2d2解得 R5d4由几何关系得PHM 53由 evB mR( )2解得 T2T 2meB则 t （4 分）2meB 53360 53m180eB(3)如图乙所示，根据几何知识，带电粒子在射出磁场区域时与水平方向的夹角为53，则在磁场区域 位置 N 点的横坐标为3d8由NBH可解得 NB 的长度等于 d，则 QAd 5d8由勾股定理得 HA d，HBRcos 53918 3d411所以电子离开磁场的位置坐标为(d， d d) （5 分）34 918
