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山西省太原市第五中学2015-2016学年高二上学期期末考试物理(理)试题 Word版含答案


太原五中 2015-2016 学年度第一学期期末 高 二 物 理(理)

出题、校对:易红波、杜彩云、严逸璊 (2016.1) 一、选择题(本大题共 10 个小题,每小题 5 分,共 50 分。其中 1-6 题只有一个选项符合题 意,7-10 题有多个选项符合题意,全选对的给 5 分,选对不选全的给 3 分,有选错的不给分。 请将正确选项填写到答卷纸的相应位置) 1.在匀强磁场中,一个带电粒子做匀速圆周运动,如果又顺利垂直进入另一磁感应强度是原 来磁感应强度一半的匀强磁场,则 A.粒子的速率加倍,周期减半 B.粒子的速率不变,轨道半径减半 C.粒子的速率不变,周期变为原来的 2 倍 D.粒子的速率减半,轨道半径变为原来的 2 倍 2.关于回旋加速器中电场和磁场的说法中正确的是 A.电场的变化周期随带电粒子做圆周运动速度增大而减小 B.电场和磁场是交替地对带电粒子做功的 C.只有磁场能对带电粒子起加速作用 D.磁场的作用是使带电粒子在 D 形盒中做匀速圆周运动 3.如右图,水平桌面上固定放置一根条形磁铁,磁铁正上方用绝缘弹簧 悬挂一水平直导线,并与磁铁垂直。当直导线中通入图中所示方向的电 流时,可以判断出 A.弹簧的长度变长,条形磁铁对桌面的压力减小 B.弹簧的长度变短,条形磁铁对桌面的压力减小 C.弹簧的长度变长,条形磁铁对桌面的压力增大 D.弹簧的长度变短,条形磁铁对桌面的压力增大 4.平行板电容器两极板与静电计的连接如图所示,对电容器 电,使静电计张开某一角度,并撤去电源。以下说法正确的 A.增大两板间距离,静电计指针张角变小 B.减小两板间距离,静电计指针张角变小 C.将两板错开一些,静电计指针张角变小 D.将某电介质插入极板间,静电计指针张开角度变大
-1-

充 是

5.在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时,若 A.测量时发现指针偏转角度过大,则必须增大倍率,重新调零后再进行测量 B.欧姆表内的电池使用时间太长,电源的电动势会减小,内阻会增大。虽然仍能进行调零, 但测量值将偏小 C.选择“×10”倍率测量时发现指针位于 20 与 30 正中间,则测量值小于 250Ω D.从“×10”倍率更换为“×100”倍率后,没有进行重新调零,再测电阻时,测量阻值将大 于实际阻值 6.对下列物理公式理解正确的是 A.电阻的定义式 R ? U ,反映导体的电阻 R 与电压 U 成正比,与电流 I 成反比 I B.电阻定律 R ? ? L ,反映导体的电阻 R 与导体长度 L 成正比,与导体横截面积 S 成反比,与 S 导体的电阻率 ρ 成正比 C.闭合电路的欧姆定律 I ?

E ,对纯电阻电路和非纯电阻电路都适用 R?r

D.闭合电路中 E=U 外+U 内,表明闭合电路中电动势等于内外电路电势降落之和 7.如图所示是等量正点电荷的电场线分布图,图中虚线分别是两点电荷的连线和连线的中垂 线,O 点是点电荷连线的中点。由此可以判断下列说法正确的是 A.在点电荷之间的连线上,中点 O 的场强最小,电势最低 B.在点电荷连线的中垂线上,中点 O 的场强最大,电势最高 C.在点电荷连线的中垂线上,从 O 点向外,场强一直增大,电 直降低 D.在点电荷之间的连线上,从一个点电荷到另一个点电荷,场强先减小后增大,电势先降低 后升高 8.如图所示是测绘小灯泡伏安特性曲线的实验电路图,关于该实验的操作和实验现象,下列 说法正确的是 A.在开关 S 闭合之前,滑动变阻器的滑动触头应滑到最左端 B.本实验要求电流、电压均从零开始到额定电流、额定电压之间 量多组数据 C.当滑动变阻器的滑动触头从左端向右逐渐滑动过程中,电压表 数逐渐变大,电流表示数逐渐减小 D.当滑动变阻器的滑动触头从左端向右逐渐滑动过程中,电压表示数逐渐变大,电流表示数
-2-

势 一





逐渐变大 9.关于电场力与洛伦兹力,以下说法正确的是 A.电荷只要处在电场中,就会受到电场力,而电荷静止在磁场中,一定不会受到洛伦兹力 B.电场力可以对在电场中的电荷做功,而洛伦兹力对在磁场中的电荷一定不做功 C.电场力与洛伦兹力一样,受力方向都与电场线或磁感线相切 D.运动的电荷在磁场中一定会受到洛伦兹力的作用 10.如图所示是粒子速度选择器的原理图,如果粒子所具有的速率

v=E/B 那么
A.带正电粒子必须沿 ab 方向从左侧进入场区, 才能沿直线通过 B.带负电粒子必须沿 ba 方向从右侧进入场区,才能沿直线通过 C.不论粒子电性如何,沿 ab 方向从左侧进入场区,都能沿直线通过 D.不论粒子电性如何,沿 ba 方向从右侧进入场区,都能沿直线通过

二.实验题(本题共 2 个小题,共 16 分) 11.(8 分)在测定金属的电阻率的实验中,所用测量仪器均已校准 : (1)用螺旋测微器测金属丝的直径如图甲所示,则该金属丝的直径为:d= mm;

(2)用欧姆表“×1”挡测量该金属丝的电阻,指针所指位置如图乙所示,则该金属丝的阻值 约为 Ω;

图甲 U

图乙
1 ○ 2 ○

U

3 ○ 4 ○

(3) 用伏安法测金属丝的电阻 Rx,现备有下列器材供测 量该电阻丝的电阻时选用,为减小实验误差,应选用的 器材有 。 (只填器材对应的序号) )
-3-

O
图3

I
图1

O
图4 图2

I

A.电流表 A1(量程 0.6A、内阻约为 0.5Ω

B.电流表 A2 (量程:3A、内阻约为 0.1Ω ) C.电压表 V1(量程:3V、内阻约为 6kΩ ) D.电压表 V2(量程 15V、内阻约为 30kΩ )

E.滑动变阻器 R1(阻值为 0~1kΩ ,额定电流为 0.5A) F.滑动变阻器 R2(阻值为 0~20Ω ,额定电流为 2A ) G.电池组 E(电动势 3V,内阻约为 1Ω ) H.开关 S 一个,导线若干 某小组同学用伏安法利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下: 次数 1 0.10 0.020 2 0.30 0.060 3 0.70 0.140 4 1.00 0.210 5 1.50 0.320 6 2.00 0.400 7 2.48 0.520

U/V I/A

根据表中的数据,为了尽量减小实验误差,请你在图丙的虚线框内画出该小组同学设计 的实验电路图。 (4)请根据改组同学测得的数据,在图丁中作出该电阻的 U-I 图线,并根据你作出的 U-I 图 像得到该金属丝的阻值 Rx=___________Ω (保留两位有效数 字)。

图丙

12.(8 分)如图所示,是 U-I 法测电源电动势和内阻的两种常用方法,由于电流表和电压表 都不是理想电表,所以测量结果有系统误差。请分析以下问题: (1)采用图 1 的方法,引入系统误差的原因是 误差的原因是 ; ;采用图 2 的方法,引入系统

(2)图 3 和图 4 是用图像法处理的结果,请判断: 图 3 是用 (填“图 1 或图 2” )电路处理的结果,其中图线
-4-

1 或○ 2” (填“○ )

表示测量图线,图线 图 4 是用

1 或○ 2” (填“○ )表示真实图线; 3 或○ 4” (填“○ )

(填“图 1 或图 2” )电路处理的结果,其中图线 3 或○ 4” (填“○ )表示真实图线;

表示测量图线,图线

三.计算题(本题共 4 个小题,共 34 分。要求有必要的文字说明和重要方程,只有结果的不 给分) 13.(6 分)如图所示,在足够大的空间内存在着水平向左的匀强电场,电场强度的大小为 E =3.0×10 N/C。有一个质量 m=4.0×10 kg 的带电小球,用绝缘轻细线悬挂起来,静止时细 线偏离竖直方向的夹角 θ =37°。 (sin37°=0.60,cos37°=0.80,取 g=10m/s ,不计空气阻 力的作用。 )求: (1)判断带电小球电性并求小球所带的电荷量; (2)如果将细线轻轻剪断,求细线剪断后,小球运动的加速度大小。
2 4 -3

14.(8 分)如图所示为电流天平,可以用来测量匀强磁场的磁感应强度,它的右臂挂着矩形 线圈,匝数为 n,线圈的水平边长为 L,处于匀强磁场内,磁感应强度 B 的方向与线圈平面垂 直,当线圈中通过电流 I 时,调节砝码使两臂达到平衡。然后使磁场反向,大小不变,这时 需要在左盘中增加质量为 m 的砝码,才能使两臂再次达到新的平衡。 (重力加速度为 g) (1)导出用 n、m、L、I、g 计算 B 的表达式;

-5-

(2)当 n=10,L=10.0cm,I=0.10A,m=5.00g 时,磁感应强度是多少?(取 g=10 m/s )

2

15.(10 分)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 过电压为 U 的加速电场后进入粒子速度选择器。选择器中存在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。

-6-

16.(10 分)一质量为 m、带电量为 q 的带电粒子以某一初速度与左边界夹角为 θ 垂直射入 如图所示的匀强磁场中(磁感应强度为 B,磁场宽度为 L,上下无界) ,要使此带电粒子穿 过这个磁场,则带电粒子的初速度 v0 应满足什么条件?

-7-

太原五中 2015-2016 学年度第一学期阶段性练习 高 二 一.选择题(每小题 5 分,共 50 分) 题号 答案 1 C 2 D 3 A 4 B 5 C 6 D 7 AD 8 ABD 9 AB 10 AC 物 理(理)参考答案

二.实验题(每小题 8 分,共 16 分) 11.(8 分) (电路图及 U-I 图各 2 分,其余每空 1 分) (1)d=0.397~0.399 mm; (2) 5.9~6.1 Ω ; 。请在虚线框内画出实验电路图

(3)应选用的器材有 A C F G H

图丙

(4) 请在图丁中画出 U-I 图线, 并由图线可得该金属丝的阻值: Rx=5.0Ω (保留两位有效数字)。 12.(8 分) (1)电压表分流;电流表分压 (2) 图 1 2 ; ○ 1 ;图 2 ; ○ 4 ; ○ 3 ; ○ ;

三.计算题(共 4 个小题,共 34 分) 13.(6 分)解: (1)根据平衡条件可知,小球带正电,且有:qE=mgtanθ 所以: q ?

mg tan ? -6 ,代入数值得:q=1.0×10 C E

(2)细线剪断后,小球的合外力为:F 合=mg/cosθ 根据牛顿第二定律得:a=g/cosθ 代入数值得:a=12.5m/s
2

14.(8 分)解: (1)设左右砝码质量分别为 m1、m2,线圈质量为 m0,当磁场方向垂直向里时, 根据平衡条件有:

m1 g ? (m0 ? m2 ) g ? nILB
-8-

当磁场方向垂直向外时,根据平衡条件有:

(m1 ? m) g ? (m0 ? m2 ) g ? nILB
联列解得: B ?

mg 2nIL

(2)代入数值解得:B=0.25T 15.(10 分)解: (1)粒子在电场中加速运动,根据动能定理有:

qU ?

1 2 2qU mv 解得: v ? 2 m

(2)粒子在速度选择器中做匀速直线运动,根据平衡条件有:qE=qvB1 故: B1 ?

E m ?E v 2qU
v2 v ,解得 B2 ? m r qr
L 2

(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律有:

qvB2 ? m

根据题中几何关系可知,其轨道半径为: r ?

联列解得: B2 ?

8mU qL2

16.(10 分)解:若粒子带正电,则根据几何关系有: r 1 ?r 1 cos ? ? L 所以 r1 ?

L 1 ? cos ?

根据牛顿第二定律有: qv1 B ? m 故 v1 ?

mv1 v12 ,解得 r1 ? qB r1

qBL , m(1 ? cos ? ) qBL m(1 ? cos ? )

由题可知,若粒子带正电, : v0 ?

若粒子带负电,则根据几何关系有: r2 ? r2 cos? ? L 所以 r2 ?

L 1 ? cos ?

根据牛顿第二定律有: qv2 B ? m

mv2 v22 ,解得 r2 ? qB r2

-9-

故 v2 ?

qBL m(1 ? cos ? ) qBL m(1 ? cos ? )

由题可知,若粒子带负电: v0 ?

- 10 -


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