安徽省六安市第一中学学年高二上学期期末考试物理试题Word版含答案.docx
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安徽省六安市第一中学学年高二上学期期末考试物理试题Word版含答案
安徽省六安市第一中学2017-2018学年上学期期末考试
高二物理试题
满分：
100分时间：
90分钟
一．选择题（本题共12个小题，每小题4分，共48分。
在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一个选项正确，第9～12题有多个选项正确。
全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错的或不答的得0分）
1.电场中有A、B两点，一个点电荷在A点的电势能为1.2×10-8J,在B点的电势能为0.8×10-8J.已知A、B两点在同一条电场线上，如图所示，该点电荷的电荷量的绝对值为
A.该电荷为负电荷
B.该电荷为正电荷
C.A、B两点的电势差UAB=4.0V
D.把电荷从A移到B，静电力做功为W=2.5×10-10J
2.如图所示，虚线a、b、c、d表示匀强电场中的4个等势面。
两个带电粒子M、N（重力忽略不计）以平行于等势面的初速度射入电场，运动轨迹分别如图中MPN和NQM所示。
已知M是带正电的带电粒子。
则下列说法中正确的是
A.N一定也带正电
B.a点的电势高于b点的电势，a点的场强大于b点的场强
C.带电粒子N的动能增大，电势能减小
D.带电粒子M的动能减小，电势能增大
3.如图所示，在匀强电场中有一个半径为R=1m的圆，电场方向与圆的平面平行，O、P两点电势差为10V，一个电子在该匀强电场中在仅受电场力作用下运动，且在P、Q两点上速度方向与圆的切线一致，速度大小均为1m/s，则
A.电子从P到Q的运动过程中，动能先增大后减小
B.电子可能做圆周运动
C.该匀强电场的电场强度E=10V/m
D.O点与圆周上电势最低的点电势差为
V
4.如图所示，虚线为某静电场的等势面，且相邻两等势面间的电势差相等。
一带负电的粒子由M点移动到N点的过程中，电场力做正功，M、N两点的电势用
、
表示，M、N两点的电场强度用
、
表示。
则下列说法正确的是
A.
B.
C.
D.
5.如图所示，图甲中M为一电动机，当滑动变阻器R的触头从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。
已知电流表读数在0.2A以下时，电动机没有发生转动。
不考虑电表对电路的影响，以下判断正确的是
A.电路中电源电动势为3.4V
B.变阻器的触头向右滑动时，V2读数逐渐减小
C.此电路中，电动机的最大输出功率为0.9W
D.变阻器的最大阻值为30Ω
6.如图所示，平行放置在绝缘水平面上的长为l的直导线a和无限长的直导线b，分别通以方向相反，大小为Ia、Ib（Ia>Ib）的恒定电流时，b对a的作用力为F。
当在空间加一竖直向下（y轴的负方向）、磁感应强度大小为B的匀强磁场时，导线a所受安培力恰好为零。
则下列说法正确的是
A.电流Ib在导线a处产生的磁场的磁感应强度大小为B，方向沿y轴的负方向
B.所加匀强磁场的磁感应强度大小为
C.导线a对b的作用力大于F，方向沿z轴的正方向
D.电流Ia在导线b处产生的磁场的磁感应强度大小为
，方向沿y轴的正方向
7.匀强磁场方向垂直纸面，规定垂直纸面向里的方向为正，磁感应强度B随时间t变化规律如图甲所示。
在磁场中有一细金属圆环，圆环平面位于纸面内，如图乙所示。
令I1、I2、I3分别表示Oa、ab、bc段的感应电流，F1、F2、F3分别表示I1、I2、I3时，金属环上很小一段受到的安培力。
则
A.I1沿顺时针方向，I2沿逆时针方向
B.I2沿逆时针方向，I3沿顺时针方向
C.F2方向背离圆心向外，F3方向指向圆心
D.F1方向指向圆心，F2方向指向圆心
8.图甲所示有界匀强磁场Ⅰ的宽度与图乙所示圆形匀强磁场Ⅱ的半径相等，一不计重力的粒子从左边界的M点以一定初速度水平向右垂直射入磁场Ⅰ，从右边界射出时速度方向偏转了θ角，该粒子以同样的初速度沿半径方向垂直射入磁场Ⅱ，射出磁场时速度方向偏转了2θ角。
已知磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度大小分别为B1、B2，则B1与B2的比值为
A.
B.
C.
D.
9.一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C运动到D点，其速度—时间图象如图所示。
分析图象后，下列说法正确的是
A.B、D两点的电场强度和电势一定都为零
B.A处的电场强度大于C处的电场强度
C.粒子在A处的电势能小于在C处的电势能
D.A、C两点的电势差大于B、D两点间的电势差
10.如图所示电路中，电源内阻忽略不计。
闭合开关，电压表示数为U，电流表示数为I；在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中
A.U先变大后变小
B.I先变小后变大
C.U与I比值先变大后变小
D.U变化量的绝对值与I变化量的绝对值比值等于R3
11.如图所示，分界线MN上下两侧有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度分别为B1和B2，一质量为m，电荷为q的带电粒子（不计重力）从O点出发以一定的初速度v0沿纸面垂直MN向上射出，经时间t又回到出发点O，形成了图示心形图案，则
A.粒子一定带正电荷
B.MN上下两侧的磁场方向相同
C.MN上下两侧的磁感应强度的大小B1:
B2=1:
2
D.时间t=
12.如图所示，在一等腰直角三角形ACD区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B。
一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力）从AC边的中点O垂直于AC边射入该匀强磁场区域，若该三角形的两直角边长均为2L，则下列关于粒子运动的说法中正确的是
A.若该粒子的入射速度为
，则粒子一定从CD边射出磁场，且距点C的距离为L
B.若要使粒子从CD边射出，则该粒子从O点入射的最大速度应为
C.若要使粒子从AC边射出，则该粒子从O点入射的最大速度应为
D.该粒子以不同的速度入射时，在磁场中运动的最长时间为
第II卷（共分）
二、填空题。
（本题共2小题，每空2分，共12分）。
13.某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。
两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。
（1）在图中画出连线，完成实验电路。
要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向一定。
（2）为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：
A.适当增加两导轨间的距离B.换一根更长的金属棒C.适当增大金属棒中的电流
其中正确的是（填入正确选项前的标号）。
14.某同学用电阻箱、多用电表、开关和导线测一节旧电池的电动势和内阻.
（1）他先用多用表电压挡直接接在电源两级，读数如图，则电源电动势约为V.
（2）为了更准确的测量电源的电动势和内电阻，他用多用表的“直流100mA”挡设计了如图甲的测量电路，为了电表安全，请估算开关闭合前电阻箱的最小取值为Ω.
（3）将多用电表的选择开关从“OFF”旋转至“直流100mA”挡，调节电阻箱到合适的值并记录其读数R，合上开关从多用表上读出相应的示数I.
（4）重复（3）获得多组数据，根据数据作出了如图乙所示的
图线.
（5）由图线得干电池的电动势E=V（保留三位有效数字），内阻r=Ω（取整数）.
三、论述计算题（共4小题，共40分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。
只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15.（8分）在研究性学习活动中，某同学设计了一个测定带电粒子比荷的实验，其实验装置如图所示，abcd是一个边长为L的正方形盒子，在a处和cd边的中点e处各有一个小孔，e外有一能显示粒子从e孔射出的荧光屏M。
盒子内有一方向垂直于abcd平面的匀强磁场，磁感应强度为B。
粒子源不断地发射相同的带电粒子，粒子的初速度可忽略，先让粒子经过电压为U的电场加速，然后粒子的重力和粒子之间的相互作用力。
问：
你认为该同学的设计方案可行吗？
若可行，求出带电粒子的比荷；若不可行，说明你的理由。
16.（10分）如图所示为圆形区域的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，边界跟y轴相切于坐标原点O。
O点处有一放射源，沿纸面向各方向射出速率均为v的某种带电粒子，带电粒子在磁场中做圆周运动的半径是圆形磁场区域半径的两倍。
已知该带电粒子的质量为m、电荷量为q，不考虑带电粒子的重力。
（1）推导带电粒子在磁场空间做圆周运动的轨道半径。
（2）求带电粒子通过磁场空间的最大偏转角。
（3）沿磁场边界放置绝缘弹性挡板，使带电粒子与挡板碰撞后以原速率弹回，且其电荷量保持不变。
若从O点沿x轴正方向射入磁场的粒子速度减小为0.5v，求该粒子第一次回到点经历的时间。
17.（10分）如图所示，在x≤l、y≥0范围内有一匀强磁场，方向垂直纸面向里；在在x≤l、y≤0范围内有一电场强度为E的匀强电场，方向沿y轴负方向，质量为m、电荷量为-q的粒子从y轴上的M点由静止释放，粒子运动到O点时的速度为v。
不计粒子重力。
（1）求O、M两点间的距离d；
（2）a.如果经过一段时间，粒子能通过x轴上的N点，O、N两点间的距离为b（bb.如果粒子运动到O点的同时，撤去电场。
要使粒子能再次通过x轴，磁感应强度B应满足什么条件？
18.（12分）如图所示，在平面直角坐标系xoy内，第Ⅰ象限的等腰直角三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，y<0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场。
一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从电场中Q（-2h，-h）点以速度v0水平向右射出，经过坐标原点O处射入第Ⅰ象限，最后以垂直于PN的方向射出磁场。
已知MN平行于x轴，N点的坐标为（2h,2h），不计粒子的重力，求：
（1）电场强度E的大小以及带电粒子从O点射出匀强电场时与水平方向的夹角α；
（2）磁感应强度B的大小；
（3）带电粒子从Q点运动到射出磁场的时间t。
安徽省六安市第一中学2017-2018学年高二上学期期末考试
物理试题参考答案
一．选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
A
C
D
B
D
B
C
C
BC
BC
BD
ACD
二、填空实验题（每空2分）
13.[
（1）实物连线如图所示
（2）AC
14.
（1）1.30
（2）13（5）1.40（1.35~1.45均可）8
三、论述计算题
15.答案：
可行
解析：
可行（2分）
设粒子经电场加速后离开电场时速度为v，根据动能定理：
粒子进入磁场后做匀速圆周运动，轨迹如图所示，设圆周半径为R，由几何关系可得
，
联立解得
（6分）
16.答案：
（1）
（2）60°（3）
解析：
（1）带电粒子进入磁场后，受洛伦兹力作用，设其做圆周运动的轨道半径为r，
由牛顿第二定律得：
解得：
（2分）
（2）设粒子飞出和进入磁场的速度方向的夹角为
，
如图所示，则
，x是粒子在磁场中轨迹的两端点的直线距离。
x最大值为2R，对应的就是
的最大值，且2R=r
所以
，即
=60°（4分）
（3）当粒子的速度减小为
时，在磁场中做匀速圆周运动的半径
故粒子转过四分之一圆周，对应圆心角为
时与边界相撞并弹回，由对称性知粒子经过四个这样的过程后第一次回到O点，即经历时间为一个周期，粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期
所以从O点沿x轴正方向射出的粒子第一次回到O点经历的时间是
（4分）
17.答案：
（1）
（2）a.
b.
解析：
（1）粒子在电场中只受电场力，根据动能定理有
，所以
（3分）
（2）a.粒子进入磁场，做匀速圆周运动，设其轨道半径为r，根据牛顿第二定律有
，
由于粒子从O点到N点经历半圆的轨迹可以有n个（n=1,2,3,...），所以b=2nr（n=1,2,3,...），
所以
（4分）
b.要使粒子能再次通过x轴，需满足
，即
（3分）
18.答案：
（1）
45°
（2）
（3）
解析：
（1）粒子在匀强电场中做类平抛运动，由平抛运动规律及牛顿运动定律得2h=v0t
又
联立以上各式解得
设粒子到达O点时的速度为v，沿y轴正方向的分速度为vy
则有
，
速度v与x轴正方向的夹角
满足
即α=45°，因此粒子从MP的中点垂直于MP进入磁场。
（4分）
（3）带电粒子在电场中运动的时间
，从O点运动到磁场边界的时间
，在磁场中运动的时间
带电粒子从Q点运动到射出磁场的时间
（4分）
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