1、武汉二中 20132014 学年上学期高二年级期中考试物 理 试 卷考试时间 ：120 分钟 满分：110 分 命题人：陈新国 审题人：朱璐 考试日期：2013.11.7一、选择题。本题共 12 小题；1 8 题为单选，每小题 3 分；912 题为多选，每小题4 分；共 40 分；多选题选不全的得 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而发现了电流的磁效应C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、D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2如图所示，MN、PQ 是间距为 L 的平行光滑金属导轨，置于磁感强度为 B，方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M、P 间接有一阻值为 R 的电阻 。一根与导轨接触良好、有效阻值为 的金属导线 ab 垂直导轨放置，并在水平外力 F2R的作用下以速度 v 向右匀速运动，不计导轨电阻，则（ ）A通过电阻 R 的电流方向为 PR M Bab 两点间的电压为 BLvCb 端电势比 a 端高 D外 力 F 做 的 功 等 于 电 路 中 产 生 的 焦 耳 热3如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁铁对
3、水平面的压力为 N1，现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为 N2 ，则以下说法正确的是 （ ）AN 1 N2 BN 1N 2 C弹簧长度将变长 D弹簧长度将不变 4如图所示，螺线管内有一平行于轴线的匀强磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度 B的正方向，螺线管与 U 型导线框 cdef 相连，导线框 cdef 内有一半径很小的金属圆环 L，圆环与导线框 cdef 在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度随时间按图示规律变化时（ ）A在 t1 时刻，金属圆环 L 内的磁通量最大B在 t2 时刻，金属圆环 L 内的磁通量最小N SR vM NP Q
4、R a R b R C在 t1- t2 时间内，金属圆环 L 内有逆时针方向的感应电流D在 t1- t2 时间内，金属圆环 L 有收缩趋势5如图所示,在 a、b、c 三处垂直纸面放置三根长直通电导线,a、b 、c 是等边三角形的三个顶点,电流大小相等 ,a 处电流在三角形中心 O 点的磁感应强度大小为 B,则 O 处磁感应强度（ ）A B 2C D3236在某次发射科学实验卫星“双星”中，放置了一种磁强计，用于测定地磁场的磁感应强度磁强计的原理如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面是宽为 a、高为 b 的长方形，放在沿 y 轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿 x 轴正方向、大小为 I 的电
5、流已知金属导体单位体积中的自由电子数为 n，电子电荷量为 e.金属导电过程中，自由电子做定向移动可视为匀速运动测出金属导体前后两个侧面间的电势差为 U.则下列说法正确的是（ ） A电流方向沿 x 轴正方向，正电荷受力方向指向前侧面，因此前侧面电势较高B电流方向沿 x 轴正方向，电子受力方向指向前侧面，因此前侧面电势较高C磁感应强度的大小为 BnebUID磁感应强度的大小为 B2nebUI7如图所示，实线表示在竖直平面内的电场线，电场线与水平方向成 角，水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿斜向上的虚线 l 做直线运动，l 与水平方向成 角，且 ，则下列说法中错误的是（ ）A液滴一定做匀速
6、直线运动 B液滴一定带正电C电场线方向一定斜向上 D液滴有可能做匀变速直线运动8如图甲所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域，其直角边长为 L，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为 B. 一边长为 L、总电阻为 R 的正方形导线框 abcd，从图示位置开始沿 x 轴正方向以速度 v 匀速穿过磁场区域.取沿 abcd 的感应电流为正，则图乙中表示线框中电流 随 x 边的位置坐标 x 变化的图象正确的是（ ）i lC r2rB9如图所示，线圈匝数为 n，横截面积为 S，线圈电阻为 r，处于一个均匀增强的磁场中，磁感应强度随时间的变化率为 k，磁场方向水平向右且与线圈平面垂直，电容器的电容为C，
7、两个电阻的阻值分别为 r 和 2r。由此可知，下列说法正确的是（ ）A电容器上极板带正电B电容器下极板带正电 C电容器所带电荷量为 52nSkCD电容器所带电荷量为10如图所示，在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系 （z 轴正方向竖直向上）oxy，一质量为 m、电荷量为 q 的带正电小球从原点 O 以速度 v 沿 x 轴正方向出发下列说法正确的是（ ）A若电场、磁场分别沿 z 轴正方向和 x 轴正方向，小球只能做曲线运动B若电场、磁场均沿 z 轴正方向，小球有可能做匀速圆周运动C若电场、磁场分别沿 z 轴正方向和 y 轴负方向，小球有可能做匀速直线运动D若电场、磁场分别沿 y 轴负
8、方向和 z 轴正方向，小球有可能做匀变速曲线运动11如图所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为 0.5T的匀强磁场，一质量为 0.2kg 且足 够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速放置一质量为0.1kg、电荷量 q=+0.2C 的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为 0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加方向水平向左，大小为 0.6N 的恒力，g 取 10m/s2。则（ ） A木板和滑块一直做加速度为 2m/s2 的匀加速运动B滑块开始做匀加速直线运动，然后做加速度减小的变加速运动，最后做匀速运动C最终木板做加速度为 2m/s2 的匀加速运动，滑块做速
9、度为 10m/s 的匀速运动D最终木板做加速度为 3m/s2 的匀加速运动，滑块做速度为 10m/s 的匀速运动12如图所示，在 xOy 平面内存在着磁感应强度大小为 B 的匀强 磁场，第一、二、四象限内的磁场方向垂直纸面向里，第三象限内的磁场方向垂直纸面向外。P（ ） 、Q （0,2L）为坐标轴上的两个点。现有一电子从 P 点沿L2,0PQ 方向射出，不计电子的重力：（ ）A若电子从 P 点出发恰好经原点 O 第一次射出磁场分界线，则电子运动的路程一定为 2LB若电子从 P 点出发经原点 O 到达 Q 点，则电子运动的路程一定为 LC若电子从 P 点出发经原点 O 到达 Q 点，则电子运动的
10、路程一定为 2LD若电子从 P 点出发经原点 O 到达 Q 点，则电子运动的路程可能为 ，也可能为L2L二、实验题。本题包括两小题，共 14 分。13 (4 分）某实验小组利用如图所示的装置探究热敏电阻的温度特性。(1) 电键闭合前,滑动变阻器的滑动触头 P 应置于 端(选填 a 或 b)。(2) 实验小组将测量出的不同温度下热敏 电阻的阻值与标准值比较后,发现二者有一定的差异。除偶然误差外,你认为造成误差的原因可能是 。14 （10 分）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：待测电流表 G1（05mA，内阻约 300
11、）；电流表 G2（010mA，内阻约 100）；定值电阻 R1（300）；定值电阻 R2（10）；滑动变阻器 R3（01000）；滑动变阻器 R4（020）；干电池（ 1.5V）；开关 S 及导线若干。（1）定值电阻应选 ，滑动变阻器应选 。（在空格内填写序号）（2）补全实物图连线。（3）补全实验步骤：按电路图连接电路，将滑动触头移至最 端（填 “左”或“右 ”） ；闭合开关 S，移动滑动触头至某一位置，记录 G1、G 2 的读数I1、I 2；多次移动滑动触头，记录相应的 G1、G 2 读数 I1、I 2；以 I2 为纵坐标， I1 为横坐标，作出相应图线，如图所示。根据 I2I1 图线的斜率
12、 k 及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式 。三、计算题。本题共 5 小题，满分 60 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能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。15 （10 分）质量为 m0.02 kg 的通电细杆 ab 置于倾角为 37的平行放置的导轨上，导轨的宽度 d0.2 m，杆 ab 与导轨间的动摩擦因数 0.4，磁感应强度 B2 T 的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图所示现调节滑动变阻器的触头，试求出为使杆 ab 静止不动，通过 ab 杆的电流范围为多少？16 （10 分）两根光滑的长直金属导轨 MN、MN平行置于同一水平面内，
13、导轨间距为 l，电阻不计，M、M处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为 R，电容器的电容为 C.长度也为 l、阻值同为 R 的金属棒 ab 垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为 B、方向竖直向下的匀强磁场中ab 在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在 ab 运动距离为 x 的过程中，整个回路中产生的焦耳热为 Q.求：(1)ab 运动速度 v 的大小；(2)电容器所带的电荷量 q.17 （12 分）如图甲所示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距 d0.5 m，电阻不计，左端通过导线与阻值 R 2 的电阻连接，右端通过导线与阻值 RL4 的小灯泡 L连接在 CDFE 矩形区
14、域内有竖直向上的匀强磁场，CE 长 l2 m，有一阻值 r2 的金属棒 PQ 放置在靠近磁场边界 CD 处CDFE 区域内磁场的磁感应强度 B 随时间变化如图乙所示在 t0 至 t4 s 内，金属棒 PQ 保持静止，在 t4 s 时使金属棒 PQ 以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动已知从 t0 开始到金属棒运动到磁场边界 EF 处的整个过程中，小灯泡的亮度没有发生变化求：(1)通过小灯泡的电流(2)金属棒 PQ 在磁场区域中运动的速度大小18 （14 分）如图所示，在直角坐标系 内，有一质量为 ,电荷量为 的粒子 A 从原点yx0mqO 沿 y 轴正方向以初速度 射出，粒子重力忽略不计，现要
15、求该粒子能通过点 P(a, -b),v可通 过在粒子运动的空间范围内加适当的“场”来实现。(1) 若只在整个 I、II 象限内加垂直纸面向外的匀强磁场，使粒子 A 在磁场中作匀速 圆周运动，并能到达 P 点，求磁感应强度 B 的大小；(2) 若只在 x 轴上某点固定一带负电的点电荷 Q, 使粒子 A 在 Q 产生的电场中作匀速圆周运动，并能到达 P 点，求点电荷 Q 的电量大小；(3)若在整个 I、II 象限内加垂直纸面向外的 匀强磁场，并在第 IV 象限内加平行于 x 轴，沿 x 轴 正方向的匀强电场，也能使粒子 A 运动到达 P 点。如果此过程中粒子 A 在电、磁场中运动的时间相等，求磁感
16、应强度 B 的大小和电场强度 E 的大小19 （14 分）如图所示，在正方形区域 abcd 内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为 B 的匀强磁场。在 t=0 时刻，一位于正方形区域中心 O 的粒子源在 abcd 平面内向各个方向发射出大量带正电的粒子，所有粒子的初速度大小均相同，粒子在磁场中做圆周运动的半径恰好等于正方形边长，不计重力和粒子之间的相互作用力。已知平行于 ad 方向发射的粒子在 t=t0 时刻刚好从磁场边界 cd 上的某点离开磁场，求：（已知 ）4203sin（1）粒子的比荷 ；mq（2）从粒子发射到粒子全部离开磁场所用的时间；（3）假设粒子源发射的粒子在各个方向均匀分布，在
17、t=t0 时刻仍在磁场中的粒子数与粒子源发射的总粒子数之比。武汉二中 20132014 学年上学期高二年级期中考试物 理 试 卷 答 案一、选择题。本题共 12 小题；18 题为单选，每小题 3 分；912 题为多选，每小题4 分；共 40 分；多选题选不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分。题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12答案 C D A D B C D C AD BCD BD AD二填空题(共 14 分)13 (4 分） (1)a(2 分) （2 ）电流表的分压（2 分）14 （10 分） （1）（2 分） （2 分）（2）实物图连接见右图（2分，出现任何一处
18、错误不给分）（3）左（2 分）（4） （2 分）11()rkR三、计算题（10+10+12+14+14=60 分）15 （10 分）解：当电流较大时，导体有向上的运动趋势，所受静摩擦力向下，当静摩擦力达到最大时，磁场力为最大值 ，此时通过 ab 的电流最大为 Imax；同理，当电流最小1F时，应该是导体受向上的最大静摩擦力，此时的安培力为 ，电流为 Imin.2F正确地画出两种情况下的受力图如图所示，由平衡条件列方程求解根据第一幅受力图列式如下：（1 分）0sin11fmgF（1 分）coN（1 分）1f（1 分）dBIFmax解上述方程得： （1 分）A46.0ax根据第二幅受力图（1 分）
19、sin22fgF（1 分）0comN（1 分）2f（1 分）dBIin解上述方程得： A4.min则通过 ab 杆的电流范围为： （1 分）AI46.016 （10 分）解：（1）设 ab 上产生的感应电动势为 E，回路中的电流为 I，ab 运动距离 x 所用时间为 t，三个电阻 R 与电源串联，总电阻为 4R，则EBlv （1 分）由闭合电路欧姆定律 I （1 分）E4Rt （1 分）xv由焦耳定律有 QI 2(4R)t （1 分）联立上述各式解得 v . （2 分）4QRB2l2x(2)设电容器两极板间的电势差为 U，则有 UIR （1 分）电容器所带电荷量 qCU （1 分）解得 q （
20、2 分）CQRBlx17 （12 分）解： (1)04 s 内，电路中的感应电动势E S 0.52 V 0.5 V （3 分）t Bt 24此时灯泡中的电流IL A0.1 A （3 分）ER总 ERrR r RL 0.5222 2 4(2)由于灯泡亮度没有变化，故 IL 没变化根据 EBdv （1 分）I （ 1 分）ER总 Er RRLR RLUL I （1 分）RRLR RLIL （1 分）ULRL解得 v1 m/s （2 分）18 （14 分）解：（1）粒子由 O 到 P 的轨迹如图所示，粒子在磁场中做圆周运动，半径为R1,由几何关系知 2a（1 分）由牛顿第二定律可知： BqvRm01
21、（1 分）由此得 a2（1 分）（2）粒子由 O 到 P 的轨迹如图所示粒子在电场中做圆周运动，半径为 R2：由几何关系知： 22)(RbaR（2 分）由牛顿第二定律可知yO xP（a，b ）yO xP（a，b）QR20RmvkQq（1 分）由此得： akqb)(22（1 分）（3）粒子由 O 经 P到 P 的轨迹如图所示，在磁场中做圆周运动，在电场中做类平抛运动在电场中运动时间 t：0vbt（1 分）在磁场中运动时间 t：qBmTt2（1 分）由此得： bv0（1 分）设在磁场中做圆周运动，半径为 R3则有 30Rtv（1 分）3电场中 baP23（1 分）21tmqE（1 分）由此得20)
22、(bv（1 分）19（14 分）解：解：（1）初速度平行于 方向发射的粒子ad在磁场中运动的轨迹如图甲所示，其圆心为 ，由几何1O关系有 61kO则 ，即 （2 分）Tt200t粒子做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供。设粒子做圆周运动的半径为 ，根据牛顿第R二定律有,又 （1 分）RvmqB2T由以上几式可得 （1 分）06Btq（2）如图乙所示，在磁场中运动时间最长的粒子的轨迹应过正方形的顶点。（1 分）yO xP（a，b）PPv0设粒子运动轨迹对应的圆心角为 ，则 （2 分）4sin在磁场中运动的最长时间 Tt2所以从粒子发射到粒子全部离开磁场所用的时间为(2 分）0569t（3）依题意，同一时刻仍在磁场中的粒子到 点距离相等，在O0t时刻仍在磁场中的粒子应位于以 为圆心、 为半径的弧上，k如图丙所示。 （1 分）由几何关系知 （2 分）nOk此时刻仍在磁场中的粒子数与粒子源发射的总粒子数之比为 （2 分）3218-
