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福建省厦门市2015—2016学年度高二第一学期期末质量检测物理试题(Word版)_图文

厦门市 2015—2016 学年度第一学期高二年级质量检测

物理试题
满分:100 分考试时间:90 分钟 一、单项选择题:共 8 小题,每小题 4 分,共 32 分。在每题给出的四个选项中,只有 一项符合题目要求,选对的得 4 分,有选错的得 0 分,把答案填在答题卡中。 1.物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律,为人类的科学做出了巨大贡献。 下列描述中符合物理学史实的是 A.安培发现了电流的磁效应 B.奥斯特通过实验测定了磁场对电流的作用力 C.库仑总结出了真空中的两静止点电荷间相互作用的规律 D.法拉第发现了电磁感应现象并总结出了判断感应电流方向的规律 2. 真空中两个完全相同、 带异种电荷的导体小球 A 和 B(视为点电荷), A 带电荷量为+3Q, B 带电荷量为一 Q,彼此间的引力为 F.把两导体小球互相接触后再移回原来各自的位置, 这时 A 和 B 之间的作用力为 F’,则 F 与 F’之比为 A.3:1 B.9:1 C.1:3 D.1:9 3.如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长为 ab=20cm,ad=10cm,ae=5cm,若将 A 与 B 接入电路时,电 阻为 R1;若将 C 与 D 接入电路时,电阻为 R2,则 R1:R2 为 A.2:1 B.4:1 C.8:1 D.16:1 4.如图所示是一个火警报警器的电路。R4 是半导体材料制成的热敏电阻,电阻率随温 度的升高而减小,电流表是安放在值班室的显示器,电源两极之 间接一个报警器,当 R4 所在处出现火情时,显示器的电流 I 和报 警器两端的电压 U 的变化情况是 A.I 变大,U 变小 B. ,变大,U 变大 C.I 变小,U 变大 D.I 变小,U 变小 5.如图是质谱仪工作原理的示意图。初速度为零的带电粒子 a、b(不计重力)在 A 点经电压 U 加速后,进人磁感应强度为 B 的匀强磁场作匀速圆周运动, 最后分别打在感光板 S 上的 x1、x2 处。图中半圆形的虚线分别 表示带电粒子 a、b 所通过的路径,则 A.a 的质量一定大于 b 的质量 B.a 的电荷量一定大于 b 的电荷量
C.a 的比荷(

q )大于 b 的比荷 m

D.a 在磁场中运动的时间大于 b 在磁场中运动的时间 6. 如图所示是一个由电池、电阻 R 与平行板电容器组成的串联电路, 平行板电容器中央有一个液滴处于平衡状态,保持 B 板不动,A 板逐渐上 移,则 A.电容器的电容变大 B.电阻 R 中有从 a 流向 b 的电流 C.液滴带电性质无法确定 D.液滴将向上运动 7. 如图所示, 一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落, 穿过一根竖直悬挂的条形磁铁(质
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量为 m),铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合。则悬挂磁铁的绳子所受拉力 F 随时间 t 变化的图像可能是

8.有一种电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图所示。其中墨盒可以喷出极 小的墨汁微粒, 此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射人偏转电场, 再经偏转电场后打 到纸上,显示出字符。不必考虑墨汁微粒的重力,为了使打在纸上的字迹缩小,下列措施可 行的是 A.减小墨汁微粒的质量 B.增大墨汁微粒所带的电荷量 C.增大偏转电场的电压 D.增大墨汁微粒的喷出速度 二、多项选择题:共 4 小题,每小题 4 分。共 16 分。在每小题给出的四个选项中,有 多项符合题目要求,全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错的得 0 分,把答案填 在答题卡中。 9.如图所示,平行直线表示电场线,但未标方向,一带正电微粒只受电场力作用,以 某初速度从 A 点运动到 B 点,动能逐渐增大,则 A.电场线方向从右向左 B.电场线方向从左向右 C.微粒的运动轨迹可能是轨迹 a D.微粒的运动轨迹可能是轨迹 b 10.如图所示,a,b 灯分别标有“3.6V,2.5W”和“3.6V,4.0W”,闭合开关,调节 R, 能使 a、b 都正常发光.断开开关后重做实验,则 A.闭合开关,a 将慢慢亮起来,b 立即发光 B.闭合开关,a、b 同时发光 C.断开开关,a、b 都逐渐熄灭 D.断开开关,a 逐渐熄灭,b 灯闪亮一下再熄灭 11 .如图甲所示,一个圆形线圈的匝数 n=100 ,线圈面积 S=100cm2,线圈的电阻 r=1Ω,线圈外接一个阻值 R=4Ω 的电阻,把线圈放入一方向垂直线 圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。下列说法中正确的 A.线圈中的感应电流方向为逆时针方向 B.电阻 R 两端的电压随时问均匀增大 -2 C.前 4s 内通过电阻 R 的电荷量为 4×10 C D.线圈电阻 r 消耗的功率为 4×10-2W

甲 乙 12.如图所示,空间中存在一水平方向匀强电场和一水平方向匀强磁场,且电场方向和 磁场方向相互垂直。 在电磁场正交的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆, 与电场正方向成
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60。 夹角且处于竖直平面内。一质量为 m,带电量为+q 的小球套在绝缘杆上。初始时给小 球一沿杆向下的初速度 v0,小球恰好做匀速直线运动,小球运动过程中电量保持不变。已知 磁感应强度大小为 B,电场强度大小 E=

3mg ,则以下说法正确的是 q

A.小球的初速度为

2 mg qB 3mg ,小球将做加速度不断增大的 qB

B.若小球的初速度为 减速运动,最后停止 C.若小球的初速度为

mg ,小球将做加速度不断增大的减速运动,最后停止 qB

mg m3 g 2 D.若小球的初速度为 ,小球运动中克服摩擦力做功为 2 2 qB 2q B
三、实验题:本题共 2 小题,共 12 分。请把答案填在答题卡的相应位置上 13.(4 分)某同学用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值,他先把选择开关旋到 “×1k” 挡,测量时指针偏转如甲图所示,为了比较精确的测量,他进行了下列合理的操作: A.将换挡旋钮调至“×_______Ω”倍率; B.重新将红、黑两表笔短接,调节_______调零旋钮(填图甲中“A”或“B”)使指针指到图 中欧姆表刻度盘中的_______刻度线位置;(填“0”或“∞”) C. 将待测电阻两端金属线与红、黑两表笔接触, 这时刻度盘上的指针位置如乙图所示, 则 该定值电阻阻值为_______Ω。

14.(8 分)某同学通过实验测量一种合金丝的电阻率 (1)用螺旋测微器测量合金丝的直径.为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋 紧 如图甲所示的部件_______(填“A”、“B”、“C”或“D”).从图中的示数可读出合金丝的直 径为_______mm。
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图甲 图乙 (2)待测合金丝 Rx 的电阻约为 5Ω.提供的仪器有: A.电压表(内阻约为 10 kΩ,量程为 3 V) B.电流表(内阻约为 3 Ω,量程为 0.6 A) C.电流表(内阻约为 0.1Ω,量程为 3 A) D.滑动变阻器(阻值为 0~5Ω,额定电流为 2 A) E.电源(电动势为 5 V,内电阻为 1Ω) F.一个开关、若干导线 ①测量时,电流表应选_______.(填序号) ②该同学根据以上仪器连接实验线路, 为了较精确地测量, 同时要求实验中电流表示数 变化范围尽量宽,请你用笔画线代替导线,在图乙中将电路补充完整. ③实验中,测出合金丝的两端电压为 U,电流强度为 I,直径为 d,长度为 L,则该合 金丝的电阻率的表达式 ρ=_______(用所给符号表示)。 四、计算题:本题共 4 小题。共 40 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的 演算步骤,只写出最后答案的不得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。 15.(9 分)电场中某区域的电场线分布如图所示,A、B 是电场中的两点.一个电荷量 q1=4.0× 10-8 的负点电荷,放在电场中的 A 点时所受电场力为 F1=2.0× 10-4N. (1)求 A 点电场强度的大小 EA; (2)将 q2=2.0× 10-8C 的正点电荷放入电场中的 A 点,求 q2 受到的电场力 F2 的大小和方 向; (3)如果将点电荷 q1 从电场中的 A 点移到 B 点,电场力做功 WAB=8.0× 10-7J, ,求 A、B 两点间的电势差 UAB

16.(9 分)如图所示,电源电动势 E=12V,内阻 r=2Ω,闭合电键 S 后,标有“8V,12W” 的灯泡恰能正常发光,电动机 M 绕组的电阻 R0 =4Ω,求: (1)电源的内电压 U 内; (2)通过电动机 M 的电流 IM; (3)电动机的输出功率 P 出.

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17.(10 分)某同学自制一电流表,其原理如图所示.质量为 m 的均匀细金属杆 MN 与 两条竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连,弹簧的劲度系数为 k,在矩形区域 abcd 内有匀强磁场, 磁感应强度大小为 B,方向垂直纸面向外,磁场边界 ab 的长度为 L1,bc 的长度为 L2,MN 的长度为 L3,且 L3>L1.当 MN 中没有电流通过且处于静止时,MN 与矩形区域的 ad、bc 中 点连线重合,且指针指在标尺的零刻度;当 MN 中有电流通过时,指针示数可表示电流强度 大小. MN 始终在纸面内且保持水平,重力加速度为 g. (1)当电流表的示数为零时,求每条弹簧的伸长量; (2)若两轻质弹簧的弹力为零, 求金属杆 MN 中电流的大 小和方向; (3)当金属杆中电流方向从 M 到 N 时,此电流表测量的 最大值是多少?

18.(12 分)如图甲所示,两间距为 d 的水平放置的平行金属板 M、N,M 板某处 C 放有 粒子源, C 的正上方的 N 板 D 处开有一个可穿过粒子的小孔. 间距 L=2d 的平行金属导轨 P、 Q 与金属板 M、N 相连,导轨上存在一垂直纸面向里、大小为 B 的匀强磁场,一导体棒 ab 贴紧 PQ 以一定的初速度向右匀速进入磁场.在 ab 进入磁场的瞬间,粒子源飘出一个初速 度视为零、 质量为 m、 带电量为 q 的粒子, 在 M、 N 间加速后从 D 处射出. 在 N 板的上方(并 与 D 点相切)有一个内圆半径 R1=d、外圆半径 R2=3d 的圆环形匀强磁场,其大小也为 B、方 向垂直纸面向外,两圆的圆心 O 与 C、D 在一竖直线上.不计粒子重力,忽略平行板外的 电场以及磁场间的相互影响. (1)C 处飘出的粒子带何种电荷?已知 ab 棒的速度为 v0,求粒子到达 N 板时速度 v; (2)为了不让粒子进入内圆半径为 R1 的无磁场区域,试求出 ab 棒的速度 v0 最大值 v0m;

?? (3)若 ab 棒的速度只能是 v0

5qBd ,为了实现粒子不进入半径为 R1 的内圆无磁场区 m

域, 可以控制金属导轨 P、Q 的磁场宽度(如图乙所示),求该磁场宽度 S 的范围.

图乙

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厦门市 2015-2016 学年第一学期高二年质量检测 物理试题参考答案及评分标准
一、单项选择题:共 8 小题,每小题 4 分,共 32 分。在每题给出的四个选项中, 只有一项符合题目要求,选对的得 4 分,选错的得 0 分,把答案填在答题卡中。 题 号 答 案 1 C 2 A 3 B 4 A 5 C 6 B 7 B 8 D

二、多项选择题:共 4 小题,每小题 4 分,共 16 分。在每题给出的四个选项中, 有多项符合题目要求,全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错的得 0 分, 把答案填在答题卡中。 题 号 答 案 D 9 B C 1 0 A C 1 1 2 A C D A 1

三、实验题:本题共 2 小题,共 12 分。请把答案填在答题卷的相应位置上 13.100; B;0;2100 (各 1 分) 14.(1) B(1分) ; 0.410(2分) (2) ① B(1分) ②如图所示(2分) ③

?Ud 2
4IL

(2分)

四、计算题:本题共 4 小题,共 40 分。解答应写出必要的文 字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分。有 数值计算的题.答案中必须明确写出数值和单位。 15. (9 分)解: (1) E A ?

F1 2.0 ?10?4 ? N / C ? 5.0 ?103 N / C q1 4.0 ?10?8
?8 3 ?4

(3 分)

(2) F2 ? q2 EA ? 2.0 ?10 ? 5.0 ?10 N ? 1.0 ?10 N 分) 方向沿场强向左 分)
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(2

(1

(3) U AB ? 分) 16. (9 分)解:

WAB 8.0 ?10?7 ? V ? ?20.0V q1 ? 4.0 ?10?8

(3

(1)由 E ? U外 ? U内 得:

(1 分) (2 分)

U内 ? E - U外 ? (12 ? 8)V ? 4V
(2)由 PL ? U L I L 得:

IL ?

PL 12 ? A ? 1.5 A UL 8

(1 分)

I?

U内 4 ? A ? 2A r 2

(1 分)

I M ? I ? I L ? (2 ?1.5) A ? 0.5 A
(3) P W ? 4W 入 ? UIM ? 8 ? 0.5

(1 分) (1 分) (1 分)

P W ? 1W 热 ? I R0 ? 0.5 ? 4
2 M 2

由P 入 ?P 出?P 热 得:

P (4 - 1 )W ? 3W 出 ? P入 - P 内 ?

(1 分)

17. (10 分)解: (1)设当电流表示数为零时,每条弹簧的伸长量为 Δx, 由二力平衡条件得: m g ? 2k ? ?x 所以: ?x ? (2 分) (1 分)

mg 2k

(2)弹簧的弹力为零时,金属杆所受安培力应该竖直向上 由左手定则可知,金属杆中的电流方向为: N ? M (1 分) 由于弹簧的弹力为零,根据 mg ? BI1 L1 得: I 1 ? (2 分) (1 分)

mg BL1

(3)设电流表满偏时通过 M 到 N 的电流为 Im,此时金属杆到达 ab 磁场边界 对杆受力分析得: BI m L1 ? m g ? 2k (?x ?

L2 ) 2

( 2 分)

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所以: I m ?

kL2 kL2 ,即电流表测量的最大值为 I m ? BL1 BL1

(1 分)

18. (12 分)解: (1)根据右手定则可知,a 端为正极,故带电粒子必须带负电. 分) ab 棒切割磁感线,产生的电动势 E势 ? BLv0 ? 2Bdv0 (1 分) 对于粒子,根据动能定理: qU DC ? qE 势 ? 联立①②两式,可得: v ? 2

(1 ①

1 mv 2 2



(1 分)

Bdv0 q m



(1 分)

(2)为了不让粒子进入内圆半径为 d 的无磁场区域,则粒子最大半径 r 时的轨迹 与内圆相切, 如图所示.设此时粒子速度为 v

?

根据几何关系: r ? R2 ? (r ? R1 )
2 2

2

④ ⑤ ⑥

(1 分)

计算得到 r ? 4d 根据 qv ?B ? m

v? 2 r
4qBd m

(1 分)

由⑤⑥得: v ? ?



(1 分)

根据粒子速度 v 与 ab 棒速度 v0 的关系式③得: v ? ? 2

Bdv0 m q m



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所以 ab 棒的速度 v0 的最大值 v 0 m ? (3)因为 v 0 ?

4qBd m

(1 分)

?

5qBd 4qBd ? v0 m ? 故如果让粒子一直在 MN 间加速,则必然 m m ,

进入内圆无磁场区。而如果能够让粒子在 MN 间只加速一部分距离,用时间 t,再匀速 走完剩下的距离,就可以让粒子的速度不超过 v′。这时只需 ab 棒在磁场中运动一段距 离。 设导轨磁场最大宽度为 S 时粒子恰好不会进入内圆无磁场区,此情况下 由⑦式可知,粒子从 D 点射出的速度 v ? ? at ? (1 分)

4qBd m



? 2Bdv0 q 10B 2 q 2 d 粒子在 MN 间加速的加速度 a ? ? ? ? m dm dm m2 E场 q E势q
(1 分) 由⑨⑩解得: t ?



2m 5Bq

(1 分)

对于 ab 棒: S ? v0 t ? 2d 磁场宽度范围: 0 ? S ? 2d

?

(1 分)

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