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2015-2016学年湖北省荆州市公安一中高二12月月考物理试题


公安一中 2015~2016 学年度上学期 12 月月考

物理试卷
本卷满分 110 分 考试时间 90 分钟。 一、选择题(本题共 10 小题,每小题 5 分,共 50 分。其中 2、4、5、10 题的四个选项中, 有多个选项符合题目要求,全选对的得 5 分,选对但不全得 3 分,有错选的或不选得 0 分) 1.一个电子只在电场力作用下从 a 点

运动到 b 点的轨迹如图中虚线所示,图中一组平行实 线可能是电场线也可能是等势面,下列说法中正确的是( ) b A.如果实线是电场线,则 a 点的电势比 b 点的电势高 υ B.如果实线是等势面,则 a 点的电势比 b 点的电势低 C.如果实线是电场线,则电子在 a 点的电势能比在 b 点的电势能大 a D.如果实线是等势面,则电子在 a 点的电势能比在 b 点的电势能大 2. 在光滑的桌面上放有一条形磁铁,条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质小圆 环,如图所示,则以下关于铜质小圆环和条形磁铁的描述正确的是( ) A.释放圆环,环下落时的机械能守恒 N S B.释放圆环,环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁的重力大 C.给环一个向右的初速度,磁铁也向右运动 D.给环一个向右的初速度,圆环中有顺时针方向的电流(俯视方向去看) 3.如图所示,A、B 是两根互相平行的、固定的长直通电导线,二者电流大小和方向都相同。 一个矩形闭 合金属线圈与 A、B 在同一平面内,并且 ab 边保 持与通电导线平行。线圈从图中的位置 1 匀速向左移动,经过 位置 2,最后到位置 3,其中位置 2 恰在 A、 B 的正中间。下 面的说法中正确的是( ) ① 在位置 2 这一时刻,穿过线圈的磁通量为零 ② 在位置 2 这一时刻,穿过线圈的磁通量的变化率为零 ③ 从位置 1 到位置 3 的整个过程中,线圈内感应电流的方向发生了变化 ④从位置 1 到位置 3 的整个过程中,线圈受到的磁场力的方向保持不变 A.②③ B.③④ C.①② D.①④ 4.如图所示,带电荷量分别为+4Q 与+Q 的点电荷固定在 A、B 两点,C、D 两点将 AB 连线三等分,现使一个带负电的粒子从 C 点开始以某一初速度向右运动,不计粒子的重 力,则该粒子在 C、D 之间运动的速度大小 v 与时间 t 的关系图象可能是图中的( )

5.如图所示,三角形金属导轨 EOF 上放一金属杆 AB,在外力作用下使 AB 保持与 OF 垂直, 以恒定速度 v 从 O 点开始右移,设导轨和金属棒均为粗细相同的同种金属制成,则下列 说法正确的是( ) A.电路中的感应电动势大小不变 B.电路中的感应电动势逐渐增大 C.电路中的感应电流大小不变 D.电路中的感应电流逐渐减小 6.在如图所示的电路中,电源电压恒定,定值电阻 R3的阻值小 于 滑动变阻器 R2的最大阻值, 现使滑动变阻器的滑片从 a 端滑 向 b 端,则在移动过程中( ) A.电压表 V1和 V2的示数始终变大 a B.电压表 V1和 V2的示数始终变小
V1 第 1 页 共 10 页 R1 R2 P b V2 R3

C.电压表 V1的示数先变大后变小,电压表 V2的 示数先变小后变大 D.电压表 V1 的示数先变大后变小,电压表 V2 的示 数始终变小 7.如图所示,一段导线 abcd 弯成半径为 R、圆心角为 90° 的部分扇形形状,置于磁感应强 度大小为 B 的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直.线段 ab 和 cd 的长度 R 均为 .流经导线的电流为 I, 方向如图中箭头所示. 则导线 abcd 所受到的安培力为( ) 2 2BIR A.方向沿纸面向上,大小为 2 ?π- 2?BIR B.方向沿纸面向上,大小为 2 2BIR C.方向沿纸面向下,大小为 2 ?π- 2?BIR D.方向沿纸面向下,大小为 2 8.如图所示,在竖直平面内的两根平行金属导轨,顶端用一电阻 R 相连,磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直导轨平面。一质量为 m 的金属棒 ab 以初速度 v0 沿导轨 竖直向上运动,到某一高度后又返回下行到原处,整个过程金属棒与导 轨接触良好,导轨与棒的电阻不计。则在上行与下行两个过程中,下列 R 说法不正确 的是: ( ) v0 ... A.回到出发点的速度 v 大于初速度 v0; B.通过 R 的最大电流上行大于下行; C.电阻 R 上产生的热量上行大于下行; D.所用时间上行小于下行。 9.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,它的构造原理如图所示,离 子源 S 产生的各种不同正离子束(速度可看成零), 经加速电场加速后 垂直进入有界匀强磁场,到达记录它的照相底片 P 上,设离子射出 磁场的位置到入口处 S1 的距离为 x,下列判断正确的是( ) A.若离子束是同位素,则 x 越大,离子进入磁场时速度越小 B.若离子束是同位素,则 x 越大,离子质量越小 C.只要 x 相同,则离子质量一定不相同 D.只要 x 相同,则离子的比荷一定相同 10.在光滑的绝缘水平面上方,有磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,PQ 为磁场边界。一个半径为 a、质量为 m、电阻为 R 的金属圆环垂直磁场方向放置于磁场中 A 处,现给金属圆环一水平向右的初速度 ? 。当圆环运动到直径刚好与边界线 PQ 重合时 的速度为

? ,则下列说法正确的是( 2



4 B 2 a 2? 2 R 2 2 2B a ? B.此时圆环的加速度为 mR
A.此时圆环中的电功率为 C.此过程中通过圆环截面的电荷量为

? Ba 2
2R
2

D.此过程回路中产生的电能为 0.75m ? 二、实验题(共 4+10=14 分)

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11.某同学用游标为 20 分度的卡尺测量一均匀圆柱体长度为 测量其直径为 mm;

mm,用螺旋测微器

25 20 0 5 15

12.实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联。现在要测量实际电流表 G1 的 内阻 r1 。供选择的仪器如下: A.待测电流表 G1 ( 0 ~ 5mA ,内阻约 300Ω) B.电流表 G2 ( 0 ~ 10mA ,内阻约 100Ω) C.电压表 V1(量程 6V) D.电压表 V2(量程 15V) E.滑动变阻器 R3 ( 0 ~ 1000 Ω) F.滑动变阻器 R4 ( 0 ~ 500 Ω) G. 定值电阻 R1 (300Ω) H. 定值电阻 R2 (10Ω) I. 直流电源(E=3V) J. 电键 S 及导线若干。 (1)请选择合适的器材 (2)根据测量所得物理量有 r1 =

并把设计电路图画在方框中。 。

三、计算题(共 10+12+12+12=46 分) (要求写出必要的文字说明和重要的演算步骤) 2 13.如图所示,面积为 0.2m 的 100 匝线圈处在匀强磁场中,磁 场方向垂直于线圈平面,已知磁感应强度随时间变化的规律为

B ? (2 ? 0.2t )T ,定值电阻 R1=6Ω ,线圈电阻 R2=4Ω 。求:
(1)磁通量的变化率及回路中的感应电动势; (2)a、b 两点间的电压 U ab 14.如图所示,一质量为 m、电荷量为 e 的电子经电压 U 加速后,由静止开始从 O 点沿水 平方向 OA 射出,要使电子恰好能够击中位于 C 处的靶面,已知 OA 与 OC 方向间的夹 角为 θ,OC=d. (1) 如果在电子出射后的右侧空间施加竖直方向的匀强电场, 求该 匀强电场的电场强度 E 的大小和方向. (2)如果在电子出射后的右侧空间施加垂直纸面方向的匀强磁场, 求该匀强磁场的磁感应强度 B 的大小和方向.

15.如图所示,abcd 为静止于水平面上宽度为 L 而长度足够长的 U 形金属滑轨,bc 连接电 阻 R,其他部分电阻不计,ef 为一可在滑轨平面上滑动、质量为 m 的均匀金属棒,一 匀强磁场 B 垂直滑轨面。金属棒以一水平细绳跨过定滑轮,连接一质量为 M 的重物,若
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重物从静止开始下落,假定滑轮无质量,且金属棒在运动中均保持与 bc 边平行,忽略 所有摩擦力,重力加速度为 g 。则: (1)当金属棒做匀速运动时,其速度是多少(忽略 bc 边对金 属棒的作用力)? (2)若重物从静止开始至匀速运动之后的某一时刻下落的总 高度为 h,求这一过程中电阻 R 上产生的热量。

16.如右图所示,在某空间实验室中,有两个靠在一起的等大的圆柱形区域,分别存在着等 2 大反向的匀强磁场,磁感应强度 B=0.10 T,磁场区域半径 r= 3 m,左侧区圆心为 3 O1,磁场向里,右侧区圆心为 O2,磁场向外.两区域切点为 C.今有质量 - - m=3.2× 10 26 kg.带电荷量 q=1.6× 10 19 C 的某种离子,从左侧区边缘的 A 点以速 度 v=106 m/s 正对 O1 的方向垂直磁场射入,它将穿越 C 点后再从右侧区穿出.求: (1)该离子通过两磁场区域所用的时间. (2)离子离开右侧区域的出射点偏离最初入射方向的侧移距离为多大?(侧移距离指垂直 初速度方向上移动的距离)

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公安一中 2015~2016 学年度上学期 12 月月考

物理试卷答题卡
姓名_____________ 班级____________ 分数____________ 一、选择题(每小题 5 分,共 50 分) 题号 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

二、实验题(共 14 分) 11.___________mm ______________mm 12. (1) _________________________

(2)________________________ 三、计算题(共 46 分) 13.

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14.

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15.

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16.

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公安一中 2015~2016 学年度上学期 12 月月考

物理试卷参考答案
一、选择题(每小题 5 分,共 50 分) 题号 答案 1 C 2 AC 3 D 4 BC 5 BC 6 D 7 A 8 A 9 D 10 BC

二、填空题(共 14 分) 11.50.15;4.700 12.(1) (G2、R1、R,电路图)

G1 R1 G2

(2)

( I 2 ? I1 ) R1 I1
?? ?B ? S ? 0.04Wb / s ?t ?t ?? E?N ? 4V ?t

R4

三、共(46 分) 13.(1)

(2) I ?

E ? 0.4 A R1 ? R2

Uab ? IR1 ? 2.4V
14. (1)电子由静止开始经电压 U 加速后获得的动能为: 1 Ek=eU= mv02 2 当施加竖直向上的匀强电场时,电子做类平抛运动有: d· cos θ=v0t 1 eE d· sin θ= · t2 2 m 4Usin θ 联立解得:匀强电场的电场强度 E= ,方向竖直向上. dcos2 θ (2)当施加垂直纸面向里的匀强磁场时,电子做匀速圆周运动,此时由几何关系可知: d=2R· sin θ v2 又 evB=m R 2sin θ 2mU 故 B= ,方向垂直纸面向里. d e 15.(1)解析视重物 M 与金属棒 m 为一系统,使系统运动状态改变的力只有重物受到的重力 与金属棒受到的安培力, 由于系统在开始一段时间里处于加速运动状态, 由此产生的安培力 是变化的,安培力做功属于变力做功,系统的运动情况分析可以用如下关系表示:

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当 a=0 时,有 Mg-F 安=0,得 v= (2)题设情况涉及的能量转化过程可用如下关系表示:

显然应有

得 16.(1)离子在磁场中做匀速圆周运动,在左右两区域的运动轨迹是对称的,如右图,设轨 迹半径为 R,圆周运动的周期为 T. v2 由牛顿第二定律 qvB=m R 2πR 又:T= v mv 联立①②得:R= qB 2πm T= qB 将已知代入③得 R=2 m ① ② ③ ④ ⑤

r 3 由轨迹图知:tan θ= = ,则 θ=30° R 3 则全段轨迹运动时间: T T t=2× × 2θ= 360° 3 联立④⑥并代入已知得: t= 2× 3.14× 3.2× 10 26 - s=4.19× 10 6 s -19 3× 1.6× 10 × 0.1




(2)在图中过 O2 向 AO1 作垂线,联立轨迹对称关系侧移总距离 d=2rsin 2θ=2 m.

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