湖北省黄冈中学2014-2015学年高二上学期期中考试物理试题 Word版含答案

这是一份湖北省黄冈中学2014-2015学年高二上学期期中考试物理试题 Word版含答案，共11页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
湖北省黄冈中学2014年秋季高二期中考试物理试卷一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．1~6题只有一个选项正确；7~10题至少有两个选项是正确的，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）1．下列各图中，用带箭头的细实线标出了通电直导线周围磁感线的分布情况，其中正确的是 (　　)2．用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2，若把A1、A2分别采用并联或串联的方式接入电路，如图①②所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是(　　)A．图①中的A1、A2的示数相同B．图①中的A1、A2的指针偏角相同C．图②中的A1、A2的示数和偏角都不同D．图②中的A1、A2的指针偏角相同3．如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是(　　)A．线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流B．穿过线圈a的磁通量变小C．线圈a有扩张的趋势D．线圈a对水平桌面的压力FN将减小4．如下图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接时，则下列说法不正确的是(　　)A．电源1和电源2的内阻之比是11：7B．电源1和电源2的电动势之比是1：1C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1：2D．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1：25．如图所示，ABC为与匀强磁场垂直的边长为a的等边三角形，磁场垂直纸面向外，比荷为的电子以速度v0从A点沿AB方向射入，欲使电子能经过BC边，则磁感应强度B的取值应为(　　)A．  B． C．  D． 6．通有电流的导线L1、L2处在同一平面(纸面)内，L1是固定的，L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动(O为L2的中心)，各自的电流方向如图所示．下列哪种情况将会发生(　　)A．因L2不受磁场力的作用，故L2不动B．因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L2不动C．L2绕轴O按顺时针方向转动D．L2绕轴O按逆时针方向转动7．R1和R2是材料相同、厚度相同、上下表面都为正方形的导体，但R1的尺寸比R2大得多，把它们分别连接在如图所示的电路的A、B两端，接R1时电压表的读数为U1，接R2时电压表的读数为U2，则下列判断正确的是(　　)A．R1＝R2　 B．R1>R2C．U1<U2　 D．U1＝U28．如图所示，两平行金属板间带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则(　　)A．电压表读数增大　　　　 B．电流表读数增大C．质点P将向下运动   D．R3上消耗的功率逐渐增大9．为监测某化工厂的含有离子的污水排放情况，技术人员在排污管中安装了监测装置，该装置的核心部分是一个用绝缘材料制成的空腔，其宽和高分别为b和c，左、右两端开口与排污管相连，如图所示．在垂直于上、下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在空腔前、后两个侧面上各有长为a的相互平行且正对的电极M和N，M、N与内阻为R的电流表相连．污水从左向右流经该装置时，电流表将显示出污水排放情况．不考虑污水的电阻，则下列说法中正确的是(　　)A．M板比N板电势低B．污水中离子浓度越高，则电流表的示数越小C．污水流量越大，则电流表的示数越大D．若只增大所加磁场的磁感应强度，则电流表的示数也增大10．如图所示，两个匀强磁场的方向相同，磁感应强度分别为B1、B2，虚线MN为理想边界．现有一个质量为m、电荷量为e的电子以垂直于边界MN的速度v由P点沿垂直于磁场的方向射入磁感应强度为B1的匀强磁场中，其运动轨迹为图中虚线所示的心形图线．则以下说法正确的是(　　)A．电子的运动轨迹为P→D→M→C→N→E→P B．电子运动一周回到P点所用的时间T＝ C．B1＝4B2D．B1＝2B2二、实验题（本题共2小题，共18分．把答案填在相应的横线上或按题目要求作答）11．（12分）某同学要测量由某种新材料制成的粗细均匀的圆柱形导体的电阻率ρ．步骤如下：(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度为__________cm；(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径为________mm；(3)用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱形导体的电阻，表盘的示数如图丙所示，则该电阻的阻值约为________Ω．(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：A．待测圆柱形导体(电阻为R)B．电流表A1(量程4mA，内阻约为50Ω)C．电流表A2(量程10mA，内阻约为30Ω)D．电压表V1(量程3V，内阻约为10kΩ)E．电压表V2(量程15V，内阻约为25kΩ)F．直流电源E(电动势4V，内阻不计)G．滑动变阻器R1(阻值范围0～15Ω，额定电流2.0 A)H．滑动变阻器R2(阻值范围0～2kΩ，额定电流0.5 A)I．开关S，导线若干．为减小实验误差，要求电表读数从零开始变化并能测得多组数据进行分析，电流表、电压表、滑动变阻器应该分别选（填序号）      、     、     ，并在虚线框中画出合理的测量电路图． 12．（6分）利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减小实验误差．(1)应该选择的实验电路是下图中的________(选填“甲”或“乙”)．　　　　　    　甲　　　　　　　　 　　乙(2) 某位同学选好合适器材，连好电路图后，通过改变滑动变阻器的位置，记录了6组数据，然后以横轴表示电流I，纵轴表示电压U做出U－I图线，并判断出U－I线的斜率的绝对值为k，纵轴截距为b，则干电池的电动势E＝________，内电阻r＝________．(3)实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化．下图中的各示意图能正确反映P－U关系的是________．  　 A　　 　　　B　　　　 　　C　　　　　D三、计算题（本题共4小题，共52分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．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）13．（12分）如图所示，两平行金属板间距为d，电势差为U，板间电场可视为匀强电场；金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场．带电量为＋q、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动．忽略重力的影响，求：(1)匀强电场场强E的大小；(2)粒子从电场射出时速度v的大小；(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R． 14．（13分）如图所示，一质量为m的导体棒MN两端分别放在两个固定的光滑圆形导轨上，两导轨平行且间距为L，导体棒处在竖直向上的匀强磁场中，当导体棒中通有自左向右的电流I时，导体棒静止在与竖直方向成37°角的导轨上，取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：(1)磁场的磁感应强度B的大小；(2)每个圆导轨对导体棒的支持力大小FN．15．（13分）如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机内电阻r＝0.8 Ω，电路中另一电阻R＝10 Ω，直流电压U＝160 V，电压表示数UV＝110 V．试求：(1)通过电动机的电流；(2)输入到电动机的电功率；(3)若电动机以v＝1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量？(g取10 m/s2)     16．(14分) 如图所示，在xOy平面直角坐标系中，直角三角形MNL内存在垂直于xOy平面向里磁感应强度为B的匀强磁场，三角形的一直角边ML长为6a，落在y轴上，∠NML = 30°，其中位线OP在x轴上．电子束以相同的速度v0从y轴上-3a≤y≤0的区间垂直于y轴和磁场方向射入磁场，已知从y轴上y=-2a的点射入磁场的电子在磁场中的轨迹恰好经过点．若在直角坐标系xOy的第一象限区域内，加上方向沿y轴正方向、大小为E=Bv0的匀强电场，在x=3a处垂直于x轴放置一平面荧光屏，与x轴交点为Q．忽略电子间的相互作用，不计电子的重力．试求：（1）电子在磁场中运动的最长时间；（2）电子束从+y轴上射入电场的纵坐标范围；（3）从磁场中垂直于y轴射入电场的电子打到荧光屏上距Q点的最远距离．     湖北省黄冈中学2014年秋季高二期中考试物理试卷答案1．答案　D解析　通电直导线周围的磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆，并且这些同心圆都在跟导线垂直的平面内，电流方向与磁感线方向间的关系可由安培定则判定：让伸直的大拇指指向导线中电流方向，弯曲四指的方向即为磁感线的环绕方向，所以只有D正确．2．答案　B解析　图①中流过表头的电流相同，故指针偏角相同，但由于A1、A2的量程不同，所以示数不同，故A项错，B项对．图②中A1、A2中的电流相同，故示数相同，但两者表头中的电流不等，指针偏角不同，故C、D项错．3．答案：A解析：根据右手螺旋定则，螺线管中有向下的磁场．当P向下滑动时，电路中电阻减小电流增大，螺线管周围的磁场增强，穿过线圈a的磁通量增大，由楞次定律知，a中产生逆时针方向的感应电流，感应电流在安培力作用下，使线圈a有收缩的趋势，同时还有“远逃”的趋势，以阻碍磁通量的增加．综上所述，选项D、B、C错误，选项A正确．4．答案　D解析　电源的特性图线与小灯泡的伏安特性曲线的交点，即为电源与小灯泡连接时的工作状态，交点的坐标为工作时的电压和电流．电源内阻之比＝＝，A项正确；两电源电动势均为10 V，比值为1：1，B项对；两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是＝＝＝，C项正确；两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是＝＝＝，D项错，选D项．    5．答案 C    解析 画出电子运动轨迹，如图所示，电子正好经过C点，此时圆周运动的半径，要想电子从BC边经过，圆周运动的半径要大于，由带电粒子在磁场中运动的公式，即，本题只有选项C正确．6．答案　D解析　由右手螺旋定则可知导线L1的上方的磁场的方向为垂直纸面向外，且离导线L1的距离越远的地方，磁场越弱，导线L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O点的下方磁场较强，则安培力较大，因此L2绕轴O按逆时针方向转动，D项正确．7．答案　AD解析　电流从导体的横截面流过，由电阻定律R＝ρ＝ρ＝，可见电阻与边长a无关，A对；因外电阻相同，故路端电压相等，D正确．8．答案 BC 解析 当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，R4接入电路部分的电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流增大，电源内阻分担的电压增大，则路端电压减小，R1分担电压增大，则平行金属板两极板间电压减小，带电质点P所受电场力减小，质点P将向下运动，选项C正确；R3两端电压减小，R3中电流减小，电流表读数增大，选项B正确；R3上消耗的功率逐渐减小，选项D错误；由于R2中电流增大，R2两端电压增大，故电压表读数减小，选项A错误．答案：ACD     解析：　污水从左向右流动时，正、负离子在洛伦兹力作用下分别向N板和M板偏转，故N板带正电，M板带负电，A正确．稳定时带电粒子在两板间受力平衡，qvB＝q，此时U＝Bbv＝＝，式中Q是流量，可见当污水流量越大、磁感应强度越强时，M、N间的电压越大，电流表的示数越大，而与污水中离子浓度无关，B错误，C、D正确．10．答案 AD解析 由左手定则可判定电子在P点受到的洛伦兹力的方向向上，轨迹为P→D→M→C→N→E→P，选项A正确；由图得两个磁场中轨迹圆的半径之比为1∶2，由r＝可得磁感应强度之比＝2∶1，电子运动一周所用的时间t＝T1＋＝＋＝，选项B、C错误，选项D正确．答案及解析  (1)由游标卡尺主尺读得30 mm，游标尺上第3条刻度线与主尺刻度线对齐，由游标尺读得3×0.05 mm＝0.15 mm，则该样品的长度L＝30 mm＋0.15 mm＝30.15 mm＝3.015 cm．（2）螺旋测微器固定刻度上最小刻度为0.5 mm，可动刻度每旋转一圈，测微螺杆前进或后退0.5 mm．由固定刻度读得3 mm，由可动刻度读得0.205 mm．该样品的外径为3 mm＋0.205 mm＝3.205 mm．
（3）2.2×102Ω    
（4）C、D、G     12．答案 (1) 甲　(2)b   k　(3)C解析  (1)根据U＝E－Ir测量电源电动势和内阻时，需要测出多组对应的路端电压U和干路电流I ，电压表和电流表内阻影响会造成实验误差．电源内阻较小，所以电流表分压影响较大，因此应选择甲电路．(2)根据U－I图像，电源的电动势等于纵轴的截距，内阻为斜率的绝对值．(3)电源输出功率P＝UI＝U＝－U2＋U，P－U 图像为开口向下的二次函数，应选 C．13．答案　(1)　(2)　(3)解析　(1)电场强度E＝．(2)根据动能定理，有qU＝mv2－0得v＝．(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，有qvB＝m，得R＝．    14．答案 (1)　(2)mg解析 (1)从左向右看，受力分析如图所示．由平衡条件得：tan 37°＝F安/mg，F安＝BIL，解得：B＝．(2)设两导轨对导体棒支持力为2FN，则有2FNcos 37°＝mg，解得FN＝mg．即每个圆导轨对导体棒的支持力大小为mg．  15．答案　(1)5 A　(2)550 W　(3)53 kg解析　(1)由电路中的电压关系可得电阻R的分压UR＝U－UV＝(160－110)V＝50 V，流过电阻R的电流IR＝＝ A＝5 A，即通过电动机的电流IM＝IR＝5 A．(2)电动机的分压UM＝UV＝110 V，输入电动机的功率P电＝IMUM＝550 W．(3)电动机的发热功率P热＝Ir＝20 W，电动机输出的机械功率P出＝P电－P热＝530 W，又因P出＝mgv，所以m＝＝53 kg．16．答案 （1） （2）0≤y≤2a （3）解析：（1）由题意可知电子在磁场中的轨迹半径为r = a            电子在磁场中的周期为  电子在磁场中运动的最长时间的  （2）电子能进入电场中，且离O点上方最远，电子在磁场中运动圆轨迹恰好与边MN相切，电子运动轨迹的圆心为O′点，如图所示．则：               有：  =a    即粒子从D点离开磁场进入电场时，离O点上 方最远距离为 所以电子束从y轴射入电场的范围为0≤y≤2a （3）由题意可知电子在磁场中的轨迹半径为r = a            由牛顿第二定律得： 电子的比荷：           假设电子没有射出电场就打到荧光屏上，有 ，，所以，电子应射出电场后打到荧光屏上．电子在电场中做类平抛运动，设电子在电场的运动时间为，竖直方向位移为y，水平位移为x，水平： 竖直：  代入得：       设电子最终打在光屏的最远点距Q点为H，电子射出电场时的夹角为θ有：                  有：， 当时，即时，有最大值； 由于 ，所以