1、2018-2019 学年度上学期期末考试高二物理试题本试卷满分 100 分，考试时间 90 分钟。请在答题卷上作答。第 I 卷 选择题 （共 48 分）一、选择题（本大题共 12 题，每题 4 分，满分 48 分。）1.如图所示， M、 N 和 P 是以 MN 为直径的半圆弧上的三点， O 为半圆弧的圆心， MOP60，在 M、 N 处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时 O 点的磁感应强度大小为 ；若将 M 处长直导线移至 P 处，则 O 点的磁感应强度大0B小为A. B. C. D. 03B0320B0122.某同学将一直流电源的总功率 P 总 、
2、输出功率 P 出 和电源内部的发热功率 P 内 随电流 I 变化的图线画在同一坐标系内，如图所示，根据图线可知 ( )A反映 P 内 变化的图线是 bB电源内阻为 2 C电源电动势为 8 VD当电流为 0.5 A 时，外电路的电阻为 43.如图所示的天平可用来测定磁感应强度天平的右臂下面挂有一个矩形线圈宽度为 L，共 N 匝，线圈下端悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面当线圈中通有电流 I 时(方向如图)，在天平左右两边加上质量各为 m1、 m2的砝码，天平平衡，当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为 m 的砝码后，天平重新平衡，由此可知( )A. 磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为（m 2
3、-m1）g/NILB. 磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为(m 1 - m2)g/NILC. 磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为gNILD. 磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为 2I4.质谱仪是测量带电粒子的比荷和分析同位素的重要工具，如图所示，带电粒子从容器 A 下方的小孔 S1飘入电势差为 U 的加速电场，其切速度几于为零。然后经过 S3，沿着与磁场垂直的方向进入磁感强度为 B 的匀强磁场中，最后打到照相底片 D 上。现有某种元素的三种同位素的原子核由容器 A 进入质谱仪，最后分别打在底片 P1、P 2、P 3.三个位置，不计粒子重力。则打在 P3，处的粒子（ ）A. 动能最大 B.
4、 动量最大 C. 比荷最大 D. 质量最大5.用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中 Rx是待测电阻，R 0是定值，G 是灵敏度很高的电流表，MN 是一段均匀的电阻丝。闭合开关，改变滑动头 P 的位置，当通过电流表 G 的电流为零时，测得 MP=l1，PN=l 2，则 Rx的阻值为（ ）A. B. C. D. 102lR102lR201l201lR6.在如图（ a）所示的电路中， R1为定值电阻， R2为滑动变阻器（最大阻值 20 ）。闭合电键 S，将滑动变阻器的滑动触头 P 从最右端滑到最左端，两个电压表（内阻极大）的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图（ b）所示。则下列说法正确的是（ ）
5、A. 图线甲是电压表 V1示数随电流变化的图线B. 电源内电阻的阻值为 10C. 电源的最大输出功率为 1.5WD. 滑动变阻器 R2的最大功率为 0.9W7.如图所示,电源电动势 3 V,内阻不计,导体棒质量 60 g,长 1 m,电阻 1.5 放在两个固定光滑绝缘环上，若已知绝缘环半径 0.5 m.空间存在竖直向上匀强磁场,B=0.4 T.当开关闭合后,则(sin37 。 =0.6) （ ）A. 棒能在某一位置静止，在此位置上棒对每一只环的压力为 1NB. 棒从环的底端静止释放能上滑至最高点的高度差是 0.2mC. 棒从环的底端静止释放上滑过程中最大动能是 0.2JD. 棒从环的底端静止释
6、放上滑过程中速度最大时对两环的压力为 1N8.如图所示，MN 是一正点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带负电的粒子(不计重力)从 a 到 b 穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示。下列结论正确的是()A. 带电粒子从 a 到 b 过程中动能逐渐减小B. 正点电荷一定位于 M 点左侧C. 带电粒子在 a 点时具有的电势能大于在 b 点时具有的电势能D. 带电粒子在 a 点的加速度小于在 b 点的加速度9.空间有一沿 x 轴对称分布的电场，其电场强度 E 随 x 变化的图象如图所示，x 轴正方向为场强的正方向。下列说法中正确的是A. 该电场可能是由一对分别位于 x2和x 2两点的等量异种电荷形成的
7、电场B. x2和x 2两点的电势相等C. 正电荷从 x1运动到 x3的过程中电势能先增大后减小D. 原点 O 与 x2两点之间的电势差大于-x 2与 x1两点之间的电势差10.如图所示，在正方形区域 abcd 内有方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场。在 t0 时刻，位于正方形中心 O 的离子源向平面 abcd 内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的边长，不计粒子的重力以及粒子间的相互作用力。已知平行于 ad 方向向下发射的粒子在 tt 0时刻刚好从磁场边界 cd 上某点离开磁场，下列说法正确的是（ ）A. 粒
8、子在该磁场中匀速圆周运动的周期为 6t0B. 粒子的比荷为C. 粒子在磁场中运动的轨迹越长，对应圆弧的圆心角越大D. 初速度方向正对四个顶点的粒子在磁场中运动时间最长11.如图所示为一个质量为 m、带电荷量为+q 的圆环，可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动，细杆处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，圆环以初速度 v0向右运动直至处于平衡状态，则圆环克服摩擦力做的功可能为（ ）A0 B201mvC D32gq20gqB（ ）12.1931 年英国物理学家狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周期磁感线呈均匀辐射状分布，如图所示，现一半径为 R 的现状圆环其环面的竖直对称轴 CD上某
9、处由一固定的磁单 S 极子，与圆环相交的磁感应根对称轴成 角，圆环上各点的磁感应强度 B 大小相等，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）A. 若 R 为一闭合载流 I，方向如图的导体圆环，该圆环所受安培力的方向竖直向上，大小为BIRB. 若 R 为一闭合载流 I，方向如图的导体圆环，该圆环所受安培力的方向竖直向下，大小为2BIRsinC. 若 R 为一如图方向运动的带电小球所形成的轨迹图，则小球带负电D. 若将闭合导体圆环从静止开始释放，环中产生如图反方向感应电流，加速度等于重力加速度第 II 卷 非选择题 （共 52 分）二、非选择题（本大题共 6 小题，满分 52 分。）13.用如图甲所示
10、的电路，测定一节蓄电池的电动势和内电阻。蓄电池的电动势约为 2V，内电阻很小。除蓄电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：A电压表（量程 3V） B电流表（量程 0.6A） C电流表（量程 3A） D定值电阻 R0（阻值 4 、额定功率 4W）E滑动变阻器（阻值范围 020 、额定电流 2A）F滑动变阻器（阻值范围 01000 、额定电流 0.5A）（1）电流表应选_，滑动变阻器应选_（填器材前的字母代号）（2）根据实验数据作出 UI 图象如图乙所示，则蓄电池的电动势 E=_ V，内电阻r=_ (r 保留两位有效数字)（3）引起该实验系统误差的主要原因是_。14.某同学想通过实验测定一个定
11、值电阻 Rx的阻值。(1)该同学先用多用电表“10”欧姆挡估测其电阻示数如图，则其阻值为_；(2)为了较准确测量该电阻的阻值，现有电源(12V，内阻可不计)、滑动变阻器(0200 ，额定电流 1 A)、开关和导线若干，以及下列电表：A电流表(0100mA，内阻约 15.0)B电流表(0500mA，内阻约 25.0)C电压表(03 V，内阻约 3 k)D电压表(015 V，内阻约 15 k)为减小测量误差，在实验中，电流表应选用_，电压表应选用_(选填器材前的字母)；实验电路应采用图中的_(选填“甲”或“乙”)。这样测量的阻值比真实值_(选填“偏大”或“偏小”)。(3)图是测量 Rx的实验器材实
12、物图，图中已连接了部分导线。请根据在(2)问中所选的电路图，补充完成图中实物间的连线_。15.如图所示，质量 m=0.5kg 的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为 37、宽度为 L=1m的光滑绝缘框架上，磁感应强度 B 的方向垂直于框架平面向下（磁场仅存在于绝缘框架内），右侧回路电源的电动势 E=8V、内电阻 r=1，额定功率为 8W、额定电压为 4V 的电动机正常工作， 取 sin37=0.6，cos37=0.8，重力加速度大小 g=10m/s2。 求：（1）干路中的电流为多少安培？（2）求磁感应强度为多少 T？16.如图(a),长度 L=0.8 m 的光滑杆左端固定一带正电的点电荷 A,
13、其电荷量 Q=1.810-7 C,一质量 m=0.02 kg、带电量为 q 的小球 B 套在杆上.将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中,以杆左端为原点,沿杆向右为 x 轴正方向建立坐标系.点电荷 A 对小球 B 的作用力随 B 位置 x 的变化关系如图(b)中曲线所示,小球 B 所受水平方向的合力随 B 位置 x 的变化关系如图(b)中曲线所示,其中曲线在 0.16x0.20 和 x0.40 范围可近似看做直线.求:(静电力常量 k=9109 Nm2/C2)(1)小球 B 所带电荷量 q;(2)非均匀外电场在 x=0.3 m 处沿细杆方向的电场强度大小 E;(3)在合电场中,x=0.4 m 与
14、 x=0.6 m 之间的电势差 U。17.正电子发射计算机断层（PET）是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术，它为临床诊断和治疗提供全新的手段。PET 所用回旋加速器示意如图所示，其中 D1和 D2是置于高真空中的两个中空半圆金属盒，两半圆盒间的缝隙距离为 d，在左侧金属盒 D1圆心处放有粒子源A，匀强磁场的磁感应强度为 B。正电子质量为 m，电荷量为 q。若正电子从粒子源 A 进入加速电场时的初速度忽略不计，加速正电子时电压 U 的大小保持不变，不考虑正电子在电场内运动的过程中受磁场的影响，不计重力。求：（1）正电子第一次被加速后的速度大小 v1；（2）正电子第 n 次加速后，在磁场中做
15、圆周运动的半径 r；（3）若希望增加正电子离开加速器时的最大速度，请提出一种你认为可行的改进办法！18.中国著名物理学家、中国科学院院士何泽慧教授曾在 1945 年首次通过实验观察到正、负电子的弹性碰撞过程。有人设想利用电场、磁场控制正、负电子在云室中运动来再现这一过程。实验设计原理如下：在如图所示的 xOy 平面内， A、 C 二小孔距原点的距离均为 L，每隔一定的时间源源不断地分别从 A 孔射入正电子， C 孔射入负电子，初速度均为 v0，方向垂直x 轴，正、负电子的质量均为 m，电荷量分别为 e 和- e（忽略电子之间的相互作用及电子重力）。在 y 轴的左侧区域加一水平向右的匀强电场，在
16、 y 轴的右侧区域加一垂直纸面的匀强磁场（图中未画出），要使正、负电子在 y 轴上的 P（0， L）处相碰。求：（1）磁感应强度 B 的大小和方向；（2）在 P 点相碰的正、负电子射入小孔的时间差 ；tA（3）由 A 孔射入电场的正电子，有部分在运动过程中没有与负电子相碰，最终打在 x 正半轴上 D 点，求 OD 间距离。参考答案1.B2.B3.D4.C5.C6.D7.C8.CD9.BD10.BC11.ABD12.BC13. (1) B E (2) 2.10 0.20 (3) 电压表的分流作用14. 1401 A D 甲 偏小 15.（1）4A（2） B=1.5T【解析】1）电动机上的电流为：
17、 8A24PIU内电压为： 8V4U内则电流为： A1Ir内（2）磁场中导线的电流为 42I根据平衡条件： ， ，得sin37FmgNFBIL31.52T16.（1）110 -6 C；（2）310 4 N/C,方向水平向左.（3）-800 V.【解析】（1）由图可知，当 x=0.3m 时，F 1=k =0.018N2qQx因此：q= =110-6 C21FxkQ（2）设在 x=0.3m 处点电荷与小球间作用力为 F2，则：F 合 =F2+qE因此： 2 460.1.8/310/ENCq合电场在 x=0.3m 处沿细杆方向的电场强度大小为 3104N/C，方向水平向左（3）根据图象可知在 x=0
18、.4m 与 x=0.6m 之间合力做功W 合 =-0.0040.2=-810-4J由 qU=W 合 可得：U= =-800Vq合17.（1） （2） （3）见解析Um1nUB【解析】（1）正电子第一次被加速后，由动能定理可得 ，解得21qUmv12qU（2）设质子第 n 次加速后的速度为 nv由动能定理有21nqUm由牛顿第二定律有 ，解得2nnvBr12mnqUB（3）方案一：增加磁感应强度 B，同时相应调整加速电压变化周期；方案二：增加金属盒的半径。18.（1） ，方向垂直纸面向外（2） （3）3L0mvBeL02Lv【解析】（1）负电子在磁场中做圆周运动，由图可知，圆周运动的半径为 r=L，由得到： 200mveBL0vBeL方向垂直纸面向外（2）负电子在磁场中圆周运动的时间为：10sLtv正电子在电场中运动的时间为： . 20Ltv时间差为： .120tA（3）正电子在电场中偏转角为 ，则：，则 sin ， cos . 02yvtan2515正电子此时速度大小为： . 0v在 P 点没有与负电子相碰的正电子，在第一象限的匀强磁场中顺时针由 P 点运动到 D 点。轨迹如图所示：正电子在磁场中的轨道半径为： ，即 OP=OD= . 05mvLeB5L. 12ONPcotL5Dsin解得： 3ODNL
