安徽狮远重点中学学年高二物理上学期期末考试试题含答案.docx

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安徽狮远重点中学学年高二物理上学期期末考试试题含答案

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，∠MOP＝60°，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点的磁感应强度大小为

A.

B.

C.

D.

2.某同学将一直流电源的总功率P总、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b

B．电源内阻为2Ω

C．电源电动势为8V

D．当电流为0.5A时，外电路的电阻为4Ω

3.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（m2-m1）g/NIL

B.磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为（m1-m2）g/NIL

C.磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为

D.磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为

4.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、P2、P3.三个位置，不计粒子重力。

则打在P3，处的粒子（）

A.动能最大B.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，R0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=l2，，则Rx的阻值为（）

A.

B.

C.

D.

6.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20Ω）。

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（ ）

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10Ω

C.电源的最大输出功率为1.5W

D.滑动变阻器R2的最大功率为0.9W

7.如图所示,电源电动势3V,内阻不计,导体棒质量60g,长1m,电阻1.5Ω放在两个固定光滑绝缘环上，若已知绝缘环半径0.5m.空间存在竖直向上匀强磁场,B=0.4T.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1N

B.棒从环的底端静止释放能上滑至最高点的高度差是0.2m

C.棒从环的底端静止释放上滑过程中最大动能是0.2J

D.棒从环的底端静止释放上滑过程中速度最大时对两环的压力为1N

8.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－x2两点的等量异种电荷形成的电场

B.x2和－x2两点的电势相等

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-x2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t＝0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t＝t0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.粒子在该磁场中匀速圆周运动的周期为6t0

B.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（）

A．0B．

C．

D．

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θ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BIR

B.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2πBIRsinθ

C.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0—20

、额定电流2A）

F．滑动变阻器（阻值范围0—1000

、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U—I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______Ω；

（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（0～200Ω，额定电流1A）、开关和导线若干，以及下列电表：

A．电流表（0～100mA，内阻约15.0Ω）

B．电流表（0～500mA，内阻约25.0Ω）

C．电压表（0～3V，内阻约3kΩ）

D．电压表（0～15V，内阻约15kΩ）

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=1Ω，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=0.8m的光滑杆左端固定一带正电的点电荷A,其电荷量Q=1.8×10-7C,一质量m=0.02kg、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Ⅰ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Ⅱ所示,其中曲线Ⅱ在0.16≤x≤0.20和x≥0.40范围可近似看做直线.求:

（静电力常量k=9×109N·m2/C2）

（1）小球B所带电荷量q;

（2）非均匀外电场在x=0.3m处沿细杆方向的电场强度大小E;

（3）在合电场中,x=0.4m与x=0.6m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

；

（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.B

2.B

3.D

4.C

5.C

6.D

7.C

8.CD

9.BD

10.BC

11.ABD

12.BC

13.

（1）BE

（2）2.100.20（3）电压表的分流作用

14.140±1AD甲偏小

15.

（1）4A

（2）B=1.5T

【解析】1）电动机上的电流为：

内电压为：

则电流为：

（2）磁场中导线的电流为

根据平衡条件：

，

，得

16.

（1）1×10-6C；

（2）3×104N/C,方向水平向左.（3）-800V.

【解析】

（1）由图可知，当x=0.3m时，F1=k

=0.018N

因此：

q=

=1×10-6C

（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：

电场在x=0.3m处沿细杆方向的电场强度大小为3×104N/C，方向水平向左．

（3）根据图象可知在x=0.4m与x=0.6m之间合力做功

W合=-0.004×0.2=-8×10-4J

由qU=W合可得：

U=

=-800V

17.

（1）

（2）

（3）见解析

【解析】

（1）正电子第一次被加速后，由动能定理可得

，解得

（2）设质子第n次加速后的速度为

由动能定理有

由牛顿第二定律有

，解得

（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）3L

【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：

方向垂直纸面向外

（2）负电子在磁场中圆周运动的时间为：

正电子在电场中运动的时间为：

 .

时间差为：

.

（3）正电子在电场中偏转角为

，则：

，则sin

，cos

.

正电子此时速度大小为：

.

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O`P=O`D=

.

.

解得：