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2012年秋季高二惠安荷山中学(选修3-1)试卷


2012 年秋季惠安荷山中学高二年物理期末考试卷
(满分 100 分,考试时间 90 分钟) 命题人:骆明忠

第Ⅰ卷(选择题)
一.单项选择题:本题共 8 小题,每小题 4 分,共 32 分.每小题只有一个选项符合题意.将 .... 正确选项填在答题卡上相应位置. F 1.由磁感应强度的定义式 B= 可知( IL



A.通电导线放在磁场中某处不受安培力的作用时,则该处的磁感应强度一定为零 B.若某处的磁感应强度为零,则通电导线放在该处所受安培力一定为零 C.同一条通电导线放在磁场中某处所受的磁场力是一定的 D.磁场中某点的磁感应强度与该点是否放通电导线有关 2.如图所示,电源的电动势为 E,内电阻为 r.开关 S 闭合后,灯泡 L1、L2错误!未找到引 用源。均能发光.现将滑动变阻器 R 的滑片 P 稍向下移动,则下列说法中正确的是( A.灯泡 L1 变暗,L2 变亮 B.灯泡 L1、错误!未找到引用源。均变暗 C.电流表的示数变大 D.电源的总功率变大
E r S L1 R L1 A P L1 L2



3.英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究,于 1922 年荣获了诺贝尔化 学奖.若一束粒子(不计重力)由左端射入质谱仪后的运动轨 迹如图所示,则下列说法中不正确的是( ) ... A.在 B2 磁场中运动半径越大的粒子,比荷 q/m 越小 B.速度选择器的上极板带正电 C.该束粒子带正电 D.在 B2 磁场中运动半径越大的粒子,质量越大 4.如图所示,电源的电动势 E=28V,内阻 r=2Ω,电阻 R1=12Ω,R2=R4=4Ω,R3=8Ω,C 为 平行板电容器,其电容 C=3.0pF.在开关 S 由断开到闭合,直至电路稳定的过程中,电容器 上电量的变化情况是( A.增加了 6×10-12C C.减少了 6×10-12C ) B.增加了 6×10-6C D.减少了 6×10-6C
R1 E r S R2 R3 R4 C

高二物理(选修 3-1) 试卷第1页(共 6 页)

5.如图所示,空间存在着沿水平方向且互相垂直的匀强磁场和匀强电场,其中竖直放置一 足够长的粗糙绝缘直棒,一带正电小球套在直棒上.现给小球一向上的初速度,则其沿棒上 滑的过程中一定有( )

A.杆对小球的弹力一直减少 B.小球所受洛伦兹力一直减小 C.小球加速度一直减小 D.小球速度先减小,直到最后匀速

6.下图中分别标明了通电直导线中电流 I、匀强磁场的磁感应强度 B 和电流所受安培力 F
的方向,其中正确的是 ( )

7.回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个 D 形 金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝 时都能得到加速,两 D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所 示,要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法中正确的是:( A.增大匀强电场间的加速电压 B.减小磁场的磁感应强度 C.减小狭缝间的距离 D.增大 D 形金属盒的半径 )

8.如图所示,真空中存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场,一带电液滴 从静止开始自 a 沿曲线 acb 运动到 b 点时,速度为零,c 是轨迹的最低点。以下说法中不正 确的是 ( ) A.液滴带负电 B.液滴在 C 点动能最大 C.液滴运动过程中机械能守恒 D.液滴在 C 点机械能最大

高二物理(选修 3-1) 试卷第2页(共 6 页)

第Ⅱ卷(非选择题 共 68 分)
二、实验题:本题共 2 小题,共 18 分.把答案填在答卷卡相应的位置. 9.用多用电表测电阻和电压时,下列操作中正确的是________ A.测量前检查表针是否停在左端的“0”位置,如不在则要进行欧姆调零 B.用 R×100Ω 档测电阻时如果指针偏转太小,应改用 R× 10Ω 档,调零后再测 C.测量未知的直流电源两端电压时,应先用大量程再逐渐减小到合适的量程 D.多用电表用完后,应将选择开关拨到“OFF”档或交流电压的最高档 10.某同学用图甲所示的电路测量一节干电池的电动势和内电阻,其中 R0 是阻值为 2Ω 的定 值电阻. R V
E r 甲

A

S R
0

(1)R0 的作用是 A.电压表(0~3V,内阻约 2kΩ);



(2)除干电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有: B.电流表 A1(0~0.6A,内阻约 2Ω); C.电流表 A2 (0~3A,内阻约 0.1Ω); D.滑动变阻器 R1(0~20Ω); 其中滑动变阻器应选 ,电流表选 E.滑动变阻器 R2 (0~1kΩ); (请填写器材符号) .

(3)用实线代表导线把图乙所示的实物连接成测量电路(图中有部分线路已连好) . (4)该同学顺利完成实验,测出的数据如下表所示.请你根据这些数据帮他在下面坐标 图中画出 U-I 图象,并由图得出电池的电动势 E = (选填“电流表的分压”或“电压表的分流” )
2.0 1.6 1.2 0.8 0.4 0

V,内阻 r =

Ω;

(5)考虑电表本身电阻对测量结果的影响,造成本实验的系统误差的原因是__________
U/V

U (V) I(A)

1.2 0.10

1.0 0.17

0.8 0.23

0.6 0.30

· 0.1

· 0.2
2

0.3

·

I/A

三、计算题:本题共 3 小题,共 50 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.
高二物理(选修 3-1) 试卷第3页(共 6 页)

11.(15 分)微型吸尘器的直流电动机内阻一定,把它接入电压为 U1=0.2V 的电路时,电动 机不转, 测得此时流过电动机的电流是 I1=0.4A; 若把电动机接入电压为 U2=2.0V 的电路中, 电动机正常工作,工作电流是 I2=1.0A,求: (1)电动机线圈的电阻 R (2)电动机正常工作时的输出功率及吸尘器的效率。 (3)如果电动机正常工作时,转子突然被卡住,电动机此时的发热功率(设此时线圈未被 烧坏) 。

12. (17 分)如图所示,两平行金属导轨间的距离 L=0.2m,金属导轨所在的平面与水平面夹 角 θ=37° 金属导轨的一端接有电动势 E=6V、 , 内阻 r=1Ω 的直流电源. 现把一个质量 m

?

1 kg 3

的导体棒 ab 放在金属导轨上,导体棒与金属导轨垂直、且接触良好,它们之间的动摩擦因 数为 μ=0.5. 为使导体棒能静止在导轨上, 在导轨所在平面内, 加一个竖直向上的匀强磁场. 导 轨电阻不计,导体棒接入电路的电阻 R0=2Ω.已知 sin37° =0.6, cos37° =0.8,取 g =10m/s2.求: (1)当磁感应强度 B1 多大时,导体棒与导轨间的摩擦力为零; (2)当磁感应强度 B2=12.5T 时,导体棒与导轨间摩擦力的大小 和方向; (3)使导体棒能静止在导轨上所加磁场的磁感应强度 B 的最小值. 13.18 分) ( 如下图所示, 两块水平放置、 相距为 d=0.5m 的长金属板接在电压可调的电源上. 两 板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 B=2T.将喷墨打印机 的喷口靠近上板下表面, 从喷口连续不断喷出质量均为 m=3.2×10-3kg、 速度水平且大小均为 v0=5m/s、电荷量相等的墨滴.调节电压 U 至 1V 时,墨滴在电场区域恰能向右做匀速直线运 动,并垂直磁场左边界进入电场、磁场共存区域后,最终打在下板的 M 点. (1) 判断墨滴所带电荷的种类,并求其电荷量 q; (2) 求 M 点距磁场左边界的水平距离 L 和粒子从进入磁场到运动 M 点的时间 t. (3) 现保持喷口方向不变,使其竖直下移到两板中间的位置.为了使墨滴仍能到达下板 M 点,应将磁感应强度调至 B′,则 B′的大小为多少?
+ U

-

高二物理(选修 3-1) 试卷第4页(共 6 页)

县(市、区)__________学校_____________________班级__________座号__________姓名_____________

2012 年秋季惠安荷山中学高二年物理期末考试卷 答 题 卡
一、单项选择题(每小题 4 分,共 32 分)

1


2

3

4

5

6

7

8

二、实验题(本题共 18 分,第 9 题 4 分,第 10 题 14 分) 9. ; ; ____, ;

答 10 (1) 要 (2)

(3)连图,如乙图所示: 不 (4)作图,如右下图所示:E = 内 内阻 r = (5) Ω; 。 V,
2.0 1.6 1.2 0.8 0.4 U/V

线



0

· 0.1

· 0.2
2

0.3

·

I/A



三、计算题(本题共 3 小题,共 50 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算 步骤,只写最后答案的不给分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。 ) 11.(15 分)

高二物理(选修 3-1) 试卷第5页(共 6 页)

12(17 分)

13(18 分)

U +

-

高二物理(选修 3-1) 试卷第6页(共 6 页)

2012 年秋季惠安荷山中学高二年物理期末考试卷 参考答案及评分标准
一、单项选择题: 1.B 2.A 二、实验题: 9.CD (4 分) 10. (1)防止短路以保护电源和电表; 分) (2 (2)R1(2 分) , A1(2 分)
U/V 2.0 1.6 1.2 0.8 0.4

3.D

4.C

5.B

6. A 7.D 8.C

(3)连图(2 分) (凡连图有一处错误不给分) (4)作图(2 分) ;1.5(1.48—1.52) 分) (1 , 1.0(0.9—1.1) 分) (1 (5)电压表的分流(2 分) 三.计算题: 11.(15 分) (1)电动机不转时,设线圈电阻为 R,则 R =

0

· 0.1

· 0.2

0.3

· I/A

0.2 U1 = Ω = 0.5 Ω I1 0.4

(3 分) (2 分) (2 分) (2 分) (2 分)

电动机正常工作时消耗的功率为 P = U2 I2 =2.0 × 1.0W= 2.0 W 电动机正常工作时线圈电阻损耗的功率为 P 损=I22R=1.02× 0.5W= 0.5W 电动机正常工作时输出功率为 P 出 = P -P 损 =(2.0-0.5)= 1.5W 电动机正常工作时效率为 η= P出 1.5 × 100%= × 100%=75% P 2.0

(2)电动机转子被卡住时,电功全部转化为电热 P 热= 12. (17 分) (1) I ?

2.02 U22 = W = 0.8 W (4 分) R 0.5 (2 分)

E 6 ? =2A R0 ? r 3
(2 分) (2 分)

由平衡条件得: mg sin ? ? BIL cos ? 得 B?

mg tan ? =6.25T IL

(2)导体棒受力情况如下图所示(图中摩擦力 f 未画出) 当磁感应强度 B=12.5T 时, mg sin ? ? BIL cos ?

高二物理(选修 3-1) 试卷第7页(共 6 页)

y

x N

摩擦力 f 沿斜面向下 代入数据得: f ? 2 N

(2 分) (2 分) ,

由平衡条件得: f ? mg sin ? ? BIL cos ? (2 分)

θ θ

BIL

mg

(3)当磁感应强度 B 最小时,导体棒恰好不下滑,这时摩擦力 f 沿斜面向上,则有:

B1 IL cos ? ? f m ? mg sin ? fm ? ? N
N ? mg cos ? ? BIL sin ?
得: B1 ?

(1 分) (1 分) (1 分) (2 分)

mg (sin ? ? ? cos ? ) 50 = T IL(cos ? ? ? sin ? ) 33

U 12. (18 分) (1)墨滴在电场区域做匀速直线运动,有 q =mg(2 分) d mgd ?2 解得:q= = 1.6 ? 10 C (2 分) U 由于电场方向向下,电荷所受电场力向上,可知:墨滴带负电荷. 分) (2 (2)墨滴垂直进入电、磁场共存区域,重力仍与电场力平衡,合力等于洛伦兹力,墨 v2 0 滴做匀速圆周运动,有 qv0B=m (2 分) R

R?

mv 3.2 ?10?3 ? 50 ? =0.5m qB 1.6 ? 0.2

(1 分)

因为 R=d,所以墨滴在该区域恰完成四分之一圆周运动,则 M 点距磁场界的水平距离 为 L=d=0.5m. 分) (1

T?

2?m ? ? s Bq 5

(1 分)

则粒子从进入磁场到运动 M 点的时间 t ?

T ? ? s (2 分) 4 20

(3)根据题设,墨滴运动轨迹如图,设圆周运动半径为 R′,有 v2 0 qv0B′=m (2 分) R′ d 由图示可得:R′2=d2+?R′-2?2 (2 分) ? ? 5 得:R′= d 4

(1 分) 联立解得: B? ?

4mv0 ? 1.6T 5dq

(1 分)

高二物理(选修 3-1) 试卷第8页(共 6 页)


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