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【全国百强校】河北省唐山市第一中学2014-2015学年高二上学期期中考试物理试题


命题人:安璐

审核人:吴海波

说明: 1.考试时间 90 分钟,满分 100 分。2.将卷Ⅰ答案用 2B 铅笔涂在答题卡上,将卷Ⅱ答案答在 答题纸上。3.Ⅱ 卷答题纸卷头和答题卡均填涂本次考试的考号,不要误填学号,答题卡占后5位。

卷Ⅰ(选择题

共 48 分)

一、单项选

择题(本题共 8 小题,每小题 4 分,共 32 分。在下列各题的四个选项中,只有一个选项是符 合题目要求的) 1.如图,一半径为 R 电荷量为 Q 的带电金属球,球心位置 O 固定,P 为球外一点.几位同学在讨论 P 点 的场强时,有下列一些说法,其中哪个说法是正确的( ) A.若 P 点无限靠近球表面,因为球表面带电,根据库仑定律可推知,P 点的场强趋于 无穷大 B.因为在球内场强处处为 0,若 P 点无限靠近球表面,则 P 点的场强趋于 0 C.若 Q 不变,P 点的位置也不变,而令 R 变小,则 P 点的场强不变 D.若保持 Q 不变,而令 R 变大,同时始终保持 P 点极靠近球表面处,则 P 点的场强 不变 2..如图所示,半径为 R 的圆环均匀带电,电荷线密度为 λ,圆心在 O 点,过圆心与环面垂直的轴线上有 P 点,PO=r。以无穷远处为电势零点,则 P 点的电势 φ 为(点电荷电场中各点的电势

??k
A.

Q ,Q为点电荷电量,r为各点到点电荷的距离)( r
B.

)

2? k ? R R2 ? r 2

2? k ? R R ?r
2 2

C.

2? k ? R r

D.

2? k ? R

3.如图所示的闭合电路中,当滑动变阻器的滑片 P 从 b 滑向 a 的过程中,V1、V2 两只伏特表指示数的变化值分变为△U1 和△U2,则他们的大小相比应是( ) A.│ △U1│ >│ △U2│ B.│ △ U1│ <│ △U2│ C.│ △U1│ =│ △U2│ D.无法判断 4.如图所示,虚线为一匀强磁场的边界,磁场方向垂直于纸面向里。在磁场中 某点沿虚线方向发射两个带正电的粒子 A 和 B,其速度分别为 vA、vB,两者的质 量和电荷量均相同,两个粒子分别经过 tA、tB 从 PA、PB 射出,则 ( )
[来源:学§科§网]

A.vA>vB , tA>tB C.vA<vB , tA>tB

B.vA>vB , tA<tB D.vA<vB , tA<tB

5.如图所示,真空中一根绝缘杆连接的两个带等量异种电荷的点电荷以相同的角速度绕 O 点在水平面内

匀速转动,已知+q 距离 O 点较近,则 O 点的磁感应强度方向为( ) A.方向竖直向上 B.方向竖直向下 C.O 点磁感应强度为零 D.无法确定 6.2007 年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理 学家.某探究小组查到某磁敏电阻在室温下的电阻随磁感应强度变 化曲线如图甲所示,其中 R、R0 分别表示有、无磁场时磁敏电阻的 阻值.为研究其磁敏特性设计了图乙所示电路.关于这个探究实验,下列说法中正确的是( )

A. 闭合开关 S,图乙中只增加磁感应强度的大小时,伏特表的示数增大 B.闭合开关 S,图乙中只增加磁感应强度的大小时,安培表的示数增大 C.闭合开关 S,图乙中只改变磁场方向原来方向相反时,伏特表的示数减小 D.闭合开关 S,图乙中只改变磁场方向原来方向相反时,安培表的示数减小

p
7.如图,圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场,P 为磁场边界上的一点。有无数带有同样电荷、具有同样 质量的粒子在纸面内沿各个方向以同样的速率通过 P 点进入磁场。这些粒子射出边界的位置均处于边界的 某一段弧上,这段圆弧的弧长是圆周长的 1/3。将磁感应强度的大小从原来的 B1 变为 B2,结果相应的弧长 变为原来的一半,则 B2/B1 等于( ) A.2 B.3 C. 2 D. 3
[来源:Z*xx*k.Com]

8.把电阻非线性变化的滑动变阻器接入图 1 的电路中,移动滑动变阻器触头改变接入电路中的长度 x(x 为图中 a 与触头之间的距离) ,定值电阻 R1 两端的电压与 x 间的关系如图 2,a、b、c 为滑动变阻器上等间 距的三个点,当触头从 a 移到 b 和从 b 移到 c 的这两过程中,下列说法正确的是( )

A.电流表示数变化相等 C.电阻 R1 的功率变化相等
[来源:Zxxk.Com]

B.电压表 V2 的示数变化不相等 D.电源的输出功率均不断增大

二、多项选择题(本题共 4 小题,每小题 4 分,共 16 分。在下列各题的四个选项中,有多个选项是符合 题目要求的,选对但不全者得 2 分,错选或不选得 0 分) 9.如图 1 所示电路,电源电动势为 3.0V,内 阻不计,L1、L2、L3 为三个相同规格的小灯泡,小灯泡的伏 安特性曲线如图 2 所示.当开关闭合后,下列说法中正确的是 ( ) A.L3 的电流为 L1 电流的 2 倍 B.L1 的电阻为 3.75Ω C.L1 的电功率约为 0.60W D.L2 的电功率约为 1.5W

10.一粒子从 A 点射入电场,从 B 点射出,电场的等势面和粒子的运动轨迹如 图所示,图中左侧前三个等 势面彼此平行,不计粒子的重力.下列说法正确的有( ) A.粒子带负电荷 B.粒子的加速度先不变,后变小 C.粒子的速度不断增大 D.粒子的电势能先减小,后增大

11.如图所示的电路中,电源电动势为 E、内阻为 r,两平行金属板间有匀强磁,开关 S 闭合后,当滑动变 阻器滑片位于图示位置时, 一带电粒子恰好以速度 v 匀速穿过两板. 若不 计重力,以下说法正确是( ) A.如果将开关断开,粒子将继续沿直线运动 B.保持开关闭合,将 a 极板向下移动一点,粒子一定向 上偏转 C.保持开关闭合,将滑片 P 向上滑动一点,粒子将可能从下极板边缘射 出 D.保持开关闭合,将滑片 P 向下滑动一点,粒子将可能从下极板边缘射出 12.如图为一电流表的原理示意图,质量为 m 的均质细金属棒 MN 的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂 的弹簧相连,弹簧劲度系数为 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,与 MN 的右端 N 连接的一绝缘轻指针可指标尺上的读数,MN 的长度 大于 ab,当 MN 中没有电流通过且处于平衡状态时,MN 与矩形区域 cd 边重合;当 MN 中有电流通过时,指针示数可表示电流强度.下列说法正 确的是( ) A.若要电流表正常工作,M 端与电源正极相接 B.若要电流表正常工作,M 端与电源负极相接 C.若将量程扩大 2 倍,磁感应强度应变为原来的 2 倍 D.若将量程扩大 2 倍,磁感应强度应变为原来的 倍

卷Ⅱ(非选择题,共 52 分)
注意事项: 1.第Ⅱ卷用钢笔或圆珠笔直接答在试题卷中(除题目有特殊规定外) 。 2.答卷前将密封线内项目填写清楚。 三、填空及实验题(本题共 2 小题,其中 13 题 8 分,14 题 10 分,共 18 分) 13. (8 分)某研究性学习小组设计了如图所示可以测量物体带电量的方法.图中 M、N 是两块相同的、正 对着平行放置的水平金属板 (加上电压后其内部电场可视为匀强电场) 。 图中小球是一个外表面镀有金属膜 的空心塑料球,用绝缘丝线与轻质托盘相连。现通过测量小球所受的电场力来测量其电荷量,实验电路图 如图所示。简要的实验步骤如下,请按要求完成相应的解答。已知重力加速度为 g.

(1)①保持开关 S 断开,在托盘内加入适量细沙,使小球处于平衡状态;然后用天平称出细沙质量 m1。 ②用刻度尺测出 M、N 板之间的距离 d,使小球带上一定的电量。 ③闭合开关 S,调节滑线变阻器的阻值使电压大小适当,在托盘内重新加入适量细沙,使小球重新平 衡;然后读出_____________,并用天平称出_____________________ 。 (2)用测量的物理量和重力加速度 g 表示小球的带电量 q =____________ 。 (3)判定小球带电性质的方法:若______________,则小球带正电;反之,小球带负电。 14. 右图是测量阻值约几十欧的未知电阻 Rx 的原理图, 图中 R0 是保护电阻 (10Ω) , R1 是电阻箱 (0~ 99.9Ω) ,R 是滑动变阻器,A1 和 A2 是电流表,E 是电源(电动势 100V,内阻很小) 。 在保证安全和满足要求的情况下,使测量范围尽可能大。实验具体步骤如下: (i)连 接好电路,将滑动变阻器 R 调到最大; (ii)闭合 S,从最大值开始调节电阻箱 R1,先调 R1 为适当值,再调 滑动变阻器 R,使 A1 示数 I1 = 0.15A,记下此时电阻箱的阻值 R1 和 A2 示数 I2。 (iii)重复步骤(ii),再测量 6 组 R1 和 I2; (iv) 将实验获得的 7 组数据 在坐标纸上描点, 并作出 R1- I2 的图象, 如图所示。 根据实验回答以下问题: ① 现有四只供选用的电流表: A.电流表(0~3mA,内阻为 2.0Ω) R1/V B.电流表(0~3mA,内阻未知) 60 C.电流表(0~0.3A,内阻为 5.0Ω) 0 50 D.电流表(0~0.3A,内阻未知) 40 A1 应选用 ,A2 应选用 。 0 ② 测得一组 R1 和 I2 值后,调整电阻箱 R1,使其阻值变小,要使 A1 30 示数 I1 = 0.15A,应让滑动变阻器 R 接入电路的阻值 (选 20 0 10 填“不变”、“变大”或“变小”)。 ③ 根据以上实验得出 Rx = Ω。 O 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 I /A
2

四、计算题 (本题共 34 分,其中 15 题 8 分,16 题 12 分,17 题 14 分。解题过程中要求写出必要的文字 说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分) 15. (8 分)如图所示,边长为 L 的正方形区域 abcd 内存在着匀强电场电量为 q、动能为 Ek 的带电粒子从 a 点沿 ab 方向进入电场,不计重力. (1)若粒子从 c 点离开电场,求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能;

? ,则电场强度为多大? (2)若粒子从 bc 离开电场时动能为 E k

d

c

a

b

16. (12 分) 如图所示,有一轴线水平且垂直纸面的固定绝缘弹性圆筒,圆筒壁光滑,筒内有沿轴线向里的匀强磁场 B, O 是筒的圆心,圆筒的内半径 r=0.40m。在圆筒底部有一小孔 a(只能容一个粒子通过) 。圆筒下方一个带 4 正电的粒子经电场加速后(加速电场未画出) ,以 v=2×10 m/s 的速度从 a 孔垂直磁场 B 并正对着圆心 O 进 入筒中,该带电粒子与圆筒壁碰撞四次后恰好又从小孔 a 射出圆筒。.已知该带电粒子每次与筒壁发生碰撞 时电量和能量都不损失,不计粒子的重力和空气阻力,粒子的荷质比 q/m=5×107(C/kg),求磁感应强度 B 多 大(结果允许含有三角函数式)?

r
O B

a
v0

17.(14 分)如图所示,坐标系 xOy 在竖直平面内,x 轴正方向水平向 右,y 轴正方向竖直向上。y<0 的区域有垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为 B;在第一象限的空间内有与 x 轴平行 的匀强电场(图中未画出) ;第四象限有与 x 轴同方向的匀强电场;第三象限也存在着匀强电场(图 中未画出) 。一个质量为 m、电荷量为 q 的带电微粒从第一象限的 P 点由静止释放,恰好能在坐标平 面内沿与 x 轴成 θ=30°角的直线斜向下运动,经过 x 轴上的 a 点进入 y<0 的区域后沿直线运动到 y 轴 上的 b 点,经过 b 点进入 x<0 的区域后做匀速圆周运动,最后通过 x 轴上的 c 点,且 Oa=Oc。已知重 力加速度为 g,空气阻力可忽略不计。求: (1)微粒的电性及第一象限电场的电场强度 E1; (2)带电微粒从 a 点运动到 c 点所经历的时间。

[来源:Zxxk.Com]

参考答案
13.答案: (1)电压表的示数 U ,细沙质量 m2 (2) q ? (各 2 分)
[来源:学科网]

m2 ? m1 dg U

(2 分) (3) m2 ? m1

(2 分)

14.答案:① D、C (每空 2 分) ② 变大

④ 31 (每空 3 分)

qEt2 15.解析:(1)水平方向做匀速运 动有 L=v0t,沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动,L= 2m = qEL2 4 Ek (4 分) 2mv02 ,所以 E= qL ,qEL=Ekt-Ek,所以 Ekt=qEL+Ek=5Ek。 qEt qEL 1 q2E2L2 q2E2L2 (2)若粒子由 bc 边离开电场,L=v0t,vy= m =mv ,Ek’-Ek=2 mvy2=2mv 2 = 4E ,所以 E 0 0 k = 2 Ek(Ek’-Ek) 。 (4 分) qL (2 分)

v2 mv 得: B ? 16. 解:带电粒子在磁场中作匀速圆周运动, qvB ? m R qR

由于带电粒子与圆筒壁碰撞时无电量和能量损失,那么每次碰撞前后粒子速度大小不变、速度方向总 是沿着圆筒半径 方向,4 个碰撞点与小孔 a 恰好将圆筒壁五等分,粒子在圆筒内的轨迹具有对称性,由 5 段相同的圆 弧组成,设每段轨迹圆弧对应的圆心角为 θ,则由几何关系可得:

r ? ? tan R 2

解得, R ?

r tan

?
2

(3) (2 分) 有两种情形符合题意(如图所示) :

(1)情形 1:每段轨迹圆弧对应的圆心角为 ? ? ? ? 联立(2) (3)并代入 θ 值得: B ?

2? 3? ? 5 5

(2 分) (2 分)

mv 3? 3? tan ? tan ? 10?3 T qr 10 10

(2)情形 2:每段轨迹圆弧对应的圆心角为 ? ? ? ? 联 立(2) (3)并代入 θ 值及数据得: B ?

4? 5

(2 分) (2 分)

mv ? ? tan ? tan ? 10?3 T qr 10 10

(2)在第三象限内,带电微粒由 b 点到 c 点受重力 mg、电场力 qE3 和洛仑兹力 qvB 做匀速圆周运动,一 定是重力与电场力平衡. 设带电微粒做匀速圆周运动的半径为 R,

R?

mv qB

(1 分)

带电微粒做匀速圆周运动的周期为 T, T ?

2?m qB

(1 分)

连接 bc 弦,因 Oa=Oc,所以 Δabc 为等腰三角形,即∠Ocb=∠Oab=30°。过 b 点做 ab 的垂线,与 x 轴交于 d 点,因∠Oba=60°,所以∠Obd="30°," 因此 Δ bcd 为等腰三角形,bc 弦的垂直平分线必交于轴上的 d 点, 即 d 点为圆轨迹的圆心 设 oa=l,则带电粒子在第四象限运动的位移 xab=l/cosθ, (1 分) 又因为 3R/2=l (1 分) 其在第四象限运动的时间 t1=

3m qB

(2 分)

由上述几何关系可知,带电微粒在第三象限做匀速圆周运动转过的圆心角为 120°,即转过 1/3 圆周,所以 从 b 到 c 的运动时间 t 2 ?

T 2?m ? (2 分) 3 3qB

因此从 a 点运动到 c 点的时间 t1 ? t 2 ? ? 3 ?

? ?

2? ? m ? 3 ? qB

(2 分)

附件 1:律师事务所反盗版维权声明

附件 2:独家资源交换签约学校名录(放大查看) 学校 名录参 见:h ttp://w ww.zxxk.com/wxt/list. aspx ? ClassID=3060


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