天一中学2017-2018年高二上学期期中物理试题

江苏省天一中学 20 17-2018 学年第一学期期中考试

高二物理（选修）

一、单项选择题：本题共 5 小题，每小题 3 分，共 15 分，每小题只有一个选项符合题意。 1．关于电动势，下列说法错误的是 A．电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能．．的本领越大

B．电源两极间的电压即是电源电动势 C．电源电动势在数值上等于内、外电压之和 D．电源电动势与外电 路的组成无关

2．如图所示，电子沿 Y 轴方向向正 Y 方向流动，在图中 Z 轴上一点 P 产生的磁场方向

是

A．+X 方向 B．-X 方向 C．+Z 方向 D．-Z 方向

3．如图所示，通电直导线 ab 位于两平行导线横截面 MN 的连线的中垂线上。当平行导线 M、N 通以同向等值 电流时，下列说法中正确的是

A．ab 顺时针旋转 B．ab 逆时针旋转

C．a 端向外，b 端向里旋转 D．a 端向里，b 端向外旋转

4． 有一个直 流电动机，把它接入 0.2V 电压的电路中电机不转，测得流过电动机的电流是 0.4A。若把电动机 接入 2.0V 电压的电路中，正常工作时的电流是 1.0A，此时，电动机的输出功率是 P 出；如果在电动机正常工作时， 转子突然被卡住，电动机的发热功率是 P 热，则

A．P 出=2W，P 热=0.5W C．P 出=2W，P 热=8W

B．P 出=1.5W，P 热=8W D．P 出=1.5W，P 热=0.5W

5.如图所示，一束质量、速度和电荷量不全相等的离子，经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器， 进入另一个匀强磁场 中并分裂为 A、B 束，下列说法中正确的是

A．组成 A、B 束的粒子都带负电 B．组成 A、B 束的离子质量一定不同 C．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 B 束离子的比荷 D．A 束离子的比荷（ ）大于

q

m

二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分，每小题有不少于两个选项符合题意。全部选对得 4 分，漏选得 2 分，错选和不答的得 0 分。

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6．在如图所示的电路中，电源电动势为 E，内阻为 r，电流表 A、二极管和电压表 V1、V2 均为理想元件，R1 为定值电阻，R2 为滑动变阻器。闭合开关 S，当 R2 的滑动触头 P 向下滑动的过程中

A．电压表 V1 的示数增大，电压表 V2 的示数增大 B．R2 消耗的电功率增大 C．电容器上的电压与电流表 A 示数的比值不变

D．电压表 V1 示数的变化量与电流表 A 示数的变化量的比值保持不变

7．空间存在竖直向下的匀强电场和水平方向（垂直纸面向里）的匀强磁场，如图所示，已知一离子在电场力 和洛仑兹力共同作用下，从静止开始自 A 点沿曲线 ACB 运动，到达 B 点时速度为零，C 为运动的最低点.不计重力， 则

A．该离子带负电

B．A、B 两点位于同一高度 C．C 点时离子速度最大

D．离子到达 B 点后，将沿原曲线返回 A 点

8．1930 年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，核心部分为两个铜质 D 形盒 D1、D2 构 成，其间留有空隙，将其置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连，下列说法正确的是

A．粒子被加速后的最大动能随加速电场电压的增大而增大 B．离子由加速器的边缘进入加速器 C．电场变化周期由粒子的质量、电荷量和磁感应强度决定 D．为使被加速的粒子获得的动能增加为原来的 4 倍，可只调节 D 形盒的半径增大为原 来的 2 倍

9．如图所示，有一范围足够大的水平匀强磁场，磁感应强度为 B.一个质量为 m，电荷量为+q 的带电小圆环套 在一根固定的绝缘竖直长杆上，环与杆间的动摩擦因数为μ.现使圆环以初速度 v0 向上运动，经时间 t0 圆环回到出发 点，不计空气阻力，取竖直向上为正方向。下列描述该过程中圆环的速度 v 随时间 t、摩擦力 f 随时间 t、动能 Ek 随位移 x、机械能 E 随位移 x 变化规律的图象中，可能正确的是

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三、简答题：本题共 3 小题，共 32 分。把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答。 10．（1）小明同学用螺旋测微器对一段金属丝进行了直径的测量，如图所示，可知其直径为

▲ mm。

（2）小明用多用电表测一金属丝的电阻，进行了如下操作，请你将相应的操作步骤补充完整。 ①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”“-”插孔，选择开关旋至电阻“×10”档位；

②将红、黑表笔短接，调节 ▲ 旋钮（填图乙中的“A”或“B”或“C”），使欧姆表指针对准电阻的

▲ 处（填

“0 刻度线”或“∞刻度线”）；

③将红、黑表笔分别与金属丝的两端相接，此时多用电表的示数如图乙所示；

④为了使金属丝的阻值测量能够再准确些，小明应将选择开关旋至电阻档 ▲ （填“×1 ”或“×1k”）档位，重新 进行电阻调零；

⑤重新测量，得到如图丙所示结果，则金属丝的电阻为

▲ Ω。

11．在“描绘小灯 泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“3V 1.5W”的小灯泡，导线和开关，还有： A.直流电源（电动势 6V，内阻可不计）

B.直流电流表（量程 0～3A，内阻约为 0.1Ω） C.直流电流表（量程 0～600mA，内阻约为 5Ω） D.直流电压表（量程 0～15V，内阻约为 15kΩ） E.直流电压表（量程 0～3V，内阻约为 6kΩ） F.滑动变阻器（10Ω,2A） G.滑动变阻器（1k Ω，0.5A）

实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化直至额定电压，且电表读数相对误差较小。

（1）以上器材中电流表选用

▲ （填代号），电压表选用 ▲ （填代号），滑动变阻器选用 ▲

（填代号）。

（2）在方框中画出实验电路图。

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（3）某同学通过实验得到了一组数据点，请描绘出该灯泡的 U—I 图线。

（4）现把这种小灯泡接到电源电动势 E=3V，内阻 r=3Ω的电源两端，则此时灯泡的实际功率为 （结果保留两位有效数字）。

▲ W

12．测量电源的电动势和内阻，提供的器材如下： A．待测电源（电动势约为 8V、内阻约为 2Ω） C．电流表 A（0～1A） F．滑动变阻器（0～100Ω）

D．电阻箱 R（0～99999.9Ω） G．开关、导线若干

B．电压表 V（0～3V） E．滑动变阻器（0～20Ω） （1）采用图甲所示电路测量电压表的内阻 RV．调节电阻箱 R，使电压表指针满 偏，此时电阻箱示数为 R1；再调节电阻箱 R，使电压表指针指在满刻度的一半处，此 时电阻箱示数为 R2.电压表内阻 RV= ▲ ．

（2）若测得电压表内阻 RV=3010Ω，与之串联 R= ▲ Ω的电阻，将电压表的量程变为 9V． （3）为测量电源的电动势和内阻，请用笔画线代替导线，将图乙电路连接完整．

（4）实验中，滑动变阻器应选择 ▲ （选填“E”或“F”）．请指出实验误差形成的原因（写出一点）： ▲ ．

四、计算论述题：本题共 4 小题，共 57 分。解答时请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，两平行金属导轨间的距离 L=0.40m，金属导轨所在平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所 在的平面内，分布着磁感应强度 B=0.50T、方向垂直导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势 E=4.5V、 内阻 r=0.50Ω的直流电源。现把一个质量 m=0.040kg 的导体棒 ab 放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属 导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻 R0=2.5Ω，金属导轨电阻不计，取 g=10m/s2。已知

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sin37°=0.60，cos37°=0.80.求：

（1）通过导体棒的电流； （2）导体棒受到的安培力大小； （3）导体棒受到的摩擦力。

14．（15 分）一个质量为 m 带电量为+q 的小球以水平初速 度 v0 自离地面 h 高度处做平抛运动。不计空气阻力。 重力加速度为 g。试回答下列问题：

（1）小球自 A 点抛出到第一次落地（落地点为 P）过程中水平方向的位移 s 大小是多少？

（2）若在空间加一个竖直方向的匀强电场，发现小球水平抛出后做匀速直线运动，则匀强电场强度 E 是多大？ （3）在空间加了第（2）问中的电场后，若在空间再加一个垂直纸面向外的匀强磁场，发现小球从 A 点抛出后 落地点仍然是 P。试问磁感应强度 B 是多大？

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15．（15 分）如图所示，有一位于竖直平面上的半径为 R 的圆形光滑绝缘轨道，其上半部分处于竖直向下、场 强为 E 

mg q

的匀强电场中，下半部分处于水平向里的匀强磁场中；质量为 m，带正电为 q 的小球，从轨道的水平

直径的 M 端由静止释放，若小球在某一次通过最低点时对轨道的压力为零，重力加速度为 g，求：

（1）磁感强度 B 的大小；

（2）小球第二次通过轨道最低点时对轨道的压力；

（3）若小球恰好能在圆形轨道内做完整的圆周运动，则小球在轨道最高点的速度大小为多少？小球从 M 端出 发时的竖直向下的速度大小是多少？

16． （15 分）如图所示，在 xOy 平面内，MN 与 y 轴平行，间距为 d，其间有沿 x 轴负方向的匀强电场。y 轴 左侧有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B1；MN 右侧空间有垂直纸面不随时间变化的匀强磁场。质量 为 m、电荷量为 q 的粒子以 v0 的速度从坐标原点 O 沿 x 轴负方向射入磁场，经过一段时间后再次回到坐标原点，粒 子在此过程中通过电 场的总时间 t 总=

4d 3v0 ，粒子重力不计，求：

（1）左侧磁场区域的最小宽度；

（2）电场区域电场强度的大小；

（3）右侧磁场区域宽度及磁感应强度满足的条件。

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高二物理（选修）参考答案

一、单选题（1～5 题，每题 3 分 ） 二、多选题（6～9 题，每题 4 分）

题号 答案 1 B 2 A 3 C 4 B 5 D 6 AD 7 BC 8 CD 9 ABD 三、简答题（本题共 3 小题，共 32 分）

10．（1） 3.470 （2）② B ， 0 刻线处 ；④×1 ；⑤ 6.0

11．（1） C 、 E 、 F

（ 2 ）

（3）

第 12 题 答

（4） 0.72 12．（1） R2-2R1

（2） 6020 （3）见图 （4） E

电压表的分流 （其它合理答案同样给分）

四、计算论述题（本题共 4 小题，共 57 分）

13．（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：

E

I  1.5A

R r

（2）导体棒受到的安培力；F 安=BIL=0.30N

（3）导体棒所受重力沿斜面向下的分力 F1=mgsin37°=0 .24N，由于 F1 小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦 力 f，根据共点力平衡条件 mgsin37°+f=F 安 解得：f=0.06N 方向沿斜面向下

14．（1） s v0t

（2）mg=qE

1h  gt 2

2

得 E 

得 s v0 2h g mg

q

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2 2hv

1 2 2 2

（3）由 R x (R h)得 R ( 0 h 2 )

2h g

2 0v B m qv0

R

mv0 mv0 2gh 2mgv0

B 2 22 qR q 2hv gh q(2v 0 0 gh)

15．（1）小球在轨道上来回运动时受重力、支持力、洛伦兹力，但只有重力做功，因此小球的机械能守恒。从 M 到最低点有

2 1 2 vmgR mv 在最低点有 F向 m r 2

v2

即 qvB mg m R

联解得 B 

3m g q 2R （2）小球从 M 到 N 以及在轨道上来回运动时受重力、支持力、洛伦兹力，但总只有重力做功，因此小球的机 械能始终守恒。从 N 到最低点时对轨道最低点的有最大压力。

2 v

在最低 点有 N2 qvB mg m R 联解得 N2=6mg

（3）要小球在圆形轨道内作完整的圆周运 动，此时对圆形轨道的最高点压力为零， 设小球从轨道的水平直径的 M 端下滑的最小速度为 v0，在最高点速度为 v1。 从 M→轨道的最高点，据动能定理：

mgR EqR  mv mv

2 2

1

2

1

1 2 0

v12 在圆形轨道的最高点： mg Eq m

R v1 2gR

联解得 v0 3gR 3EqR m = 6gR

16．解：（1）粒子在磁场做圆周运动（半圈）由

2

v mv0

qB1vm 轨道半径： R 0 qB1 R 0

由几何知识可知，左侧磁场的最小宽度就是粒子做圆周运动的半径

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即 Lmin R 

mv0

qB1

4d 2d ，显然，粒子首次通 （2）粒子在电场中来回的总时间为 t 总= ，所以电场对带电粒子单次通过的时间为 t=

3v0 3v0

过电场中是加速运动，粒子应该带负电．

3mv2 1 2 1 qE 2

由 d vt  at 即 d vt  0

t 得到： E 00

2qd 2 2 m

（3）粒子在左侧磁场中向下偏转，通过电 场加速后进入右侧磁场，要使其能够回到原点，在右侧磁场中应向下偏 转，且偏转半径为R 或 2R，粒子加速通过电场加速后进入右侧磁场速度为 v．根据速度公式，有：v=v0+at=2v0

v2 根据牛顿第二定律，有： qvB m r 解得： r 

mv 2mv0 qB qB R 2mv0 qR

mv0 qB1

①当半径 r=R 时，则 B=

=2B1 右侧磁场的最小宽度为 X min R mv0 qB1

②当半径 r=2R 时，B= 2mv0 qR =B1 右侧磁场的最小宽度为 X min r 2mv0 qB1

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