沈阳二中2015——2016学年度上学期期中小班化学习成果
阶段验收高二(17届)物理试题
说明:1.测试时间:90分钟 总分:100分
2.客观题涂在答题纸上,主观题答在答题纸的相应位置上
第Ⅰ卷 (48分)
一.选择题(本题共48分,每小题4分,第5、6、9题为多选题)
1.如图所示,三条长直导线都通以垂直纸面向外的电流,且I1=I2=I3,则距三条导线等距离的A点处磁场方向为( )
A.向上 B.向右 C.向左 D.向下
2.如图所示,一弓形线圈通以逆时针方向的电流,在其圆弧的圆心处,垂直于纸面放置一直导线,当直导线通有指向纸内的电流时,线圈将( )
A.a端向纸内、b端向纸外转动,且靠近导线
B.a端向纸内、b端向纸外转动,且远离导线
C.a端向纸外、b端向纸内转动,且靠近导线
D.a端向纸外、b端向纸内转动,且远离导线
3.如图所示,质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于水平轴OO′上,并处于匀强磁场中.当导线中通以沿x正方向的电流I,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为θ.则磁感应强度的最小值及对应的方向为( )
A.,y轴正向 B.tanθ,z轴负向
C.sinθ,沿悬线向下 D.cosθ,沿悬线向上
4.如图所示,在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,ab是圆的直径.一带电粒子从a点射入磁场,速度大小为v、方向与ab成30°角时,恰好从b点飞出磁场,且粒子在磁场中运动的时间为t;若同一带电粒子从a点沿ab方向射入磁场,也经时间t飞出磁场,则其速度大小为( )
A. B. C. D.
5.(多选题)如图所示,带异种电荷的粒子a、b以相同的动能同时从O点射入宽度为d的有界匀强磁场,两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°,且同时到达与O点在同一水平面的P点.则a、b两粒子的质量之比和电量之比分别为( )
A. B. C. D.
6.(多选题)如图所示,以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域,磁感应强度为B,∠A=60°,AO=L,在O
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点放置一个粒子源,可以向各个方向发射某种带负电粒子(不计重力作用),粒子的比荷为,发射速度大小都为v0,且满足.粒子发射方向与OC边的夹角为θ,对于粒子进入磁场后的运动,下列说法正确的是( )
A.粒子有可能打到A点
B.以θ=60°飞入的粒子在磁场中运动时间最短
C.以θ<30°飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等
D.在AC边界上只有一半区域有粒子射出
7.如图所示,一粒子源位于一边长为a的正三角形ABC的中点O处,可以在三角形所在的平面内向各个方向发射出速度大小为v、质量为m、电荷量为q的带电粒子,整个三角形位于垂直于△ABC的匀强磁场中,若使任意方向射出的带电粒子均不能射出三角形区域,则磁感应强度的最小值为( )
A. B. C. D.
B
~
8.如图所示.它的核心部分是两个D形金属盒,两盒相距很近,分别和高频交流电源相连接,两盒间的窄缝中形成匀强电场,使带电粒子每次通过窄缝都得到加速.两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面,带电粒子在磁场中做圆周运动,通过两盒间的窄缝时反复被加速,直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出.如果用同一回旋加速器分别加速氚核()和α粒子()比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小,有( )
A.加速氚核的交流电源的周期较大,氚核获得的最大动能也较大
B.加速氚核的交流电源的周期较大,氚核获得的最大动能较小
C.加速氚核的交流电源的周期较小,氚核获得的最大动能也较小
D.加速氚核的交流电源的周期较小,氚核获得的最大动能较大
9.(多选题)在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电量为q、质量为m的带电球体,管道半径略大于球体半径.整个管道处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,磁感应强度方向与管道垂直.现给带电球体一个水平速度v0,则在整个运动过程中,带电球体克服摩擦力所做的功可能为( )
A.0 B. C. D.
10.如图所示,空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向下,磁场方向水平(垂直纸面向里),一带电油滴P恰好处于静止状态,则下列说法正确的是( )
A.若仅撤去电场,油滴P可能做匀加速直线运动
B.若仅撤去磁场,油滴P可能做匀加速直线运动
C.若给油滴P一初速度,油滴P不可能做匀速直线运动
D.若给油滴P一初速度,油滴P可能做匀速圆周运动
11.将等量的正、负电荷分别放在正方形的四个顶点上(如图所示).O点为该正方形对角线的交点,直线段AB通过O点且垂直于该正方形,OA>OB,以下对A、B
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两点的电势和场强的判断正确的是( )
A.A点场强小于B点场强
B.A点场强大于B点场强
C.A点电势等于B点电势
D.A点电势高于B点电势
12.如图所示,真空中同一平面内MN直线上固定电荷量分别为-9Q和+Q的两个点电荷,两者相距为L,以+Q电荷为圆心,半径为L/2画圆,a、b、c、d是圆周上四点,其中a、b在MN直线上,c、d两点连线垂直于MN,一电荷量为+q的试探电荷在圆周上运动,则下列判断错误的是( )
A.电荷+q在a处所受的电场力最大
B.电荷+q在a处的电势能最大
C.电荷+q在b处的电势能最大
D.电荷+q在c、d两处的电势能相等
第Ⅱ卷 (52分)
二.填空题(本题共2小题,每空2分,16分)
13.在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中,用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图甲所示方式连接好电路,电路中所有元器件都完好,且电压表和电流表已调零.闭合开关后,发现电压表的示数为2V,电流表的示数为零,小灯泡不亮,则判断断路的导线为 ;若电压表的示数为零,电流表的示数为0.3A,小灯泡亮,则断路的导线为 ;若反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化,但电压表、电流表的示数总不能为零,则断路的导线为 .
14.在电流表扩大量程的实验中,要将量程为200 μA的电流表G改装成量程为0.2A的电流表,需先用如图1所示的电路即“半偏法”测出此电流表的内电阻Rg.
(1)在测量Rg的实验中,滑动变阻器有如下的规格供选择:
A.滑动变阻器(阻值范围0~10Ω)
B.滑动变阻器(阻值范围0~1500Ω)
为了便于实验的调节操作,减小误差,滑动变阻器R滑应选用 .(填入选用器材的字母代号)
(2)当电阻箱的阻值为R1时,调节滑动变阻器滑动头P的位置,使电流表G满偏;保持滑动头P的位置不动,调整电阻箱接入电路的阻值,当电阻箱的阻值为R2时,电流表G恰好半偏.则电流表G的内电阻Rg= .
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(3)若测得Rg=500Ω,为完成上述改装,需要用一个约为 Ω的电阻与电流表并联.
(4)用改装成的电流表,按图2所示的电路测量未知电阻Rx.若量未知电阻Rx时,电压表的示数为1.2V,而改装后的电流表的表头(刻度盘仍为原电流表的刻度)示数如图3所示,那么Rx的测量值为 Ω.
(5)如果测量与操作均正确,那么Rx的测量值将 (选填“大于”或“小于”)Rx的真实值.
三.计算题(本题共36分,其中15题11分,16题10分,17题15分,要求有必要的文字说明、公式和解答过程)
15.(11分)如图所示,在x轴下方的区域内存在+y方向的匀强电场,电场强度为E.在x轴上方以原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内存在匀强磁场,磁场的方向垂直于xoy平面向外,磁感应强度为B.﹣y轴上的A点与O点的距离为d,一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A点由静止释放,经电场加速后从O点射入磁场,不计粒子的重力.
(1)求粒子在磁场中运动的轨道半径r;
(2)要使粒子进人磁场之后不再经过x轴,求电场强度的取值范围;
(3)改变电场强度,使得粒子经过x轴时与x轴成θ=30°的夹角,求此时粒子在磁场中的运动时间t及经过x轴的位置坐标值x0.
E,r
甲
E,r
M
乙
16.(10分)如图所示,甲、乙两电路中电源电动势均为E=12V,内阻均为r=3Ω,电阻R0=1Ω,直流电动机内阻R0’=1Ω,调节滑动变阻器R1、R2使甲、乙两电路的电源输出功率均为最大,且此时电动机刚好正常工作.已知电动机的额定功率为6W,求:(1)电动机的焦耳热功率P热;(2)此时滑动变阻器R1、R2连入电路部分的阻值.
17.(15分)如图(a)所示,平行金属板A和B间的距离为d,现在A、B板上加上如图(b)所示的方波形电压,t=0时A板比B板的电势高,电压的正向值为U0,反向值也为U0,现有由质量为m
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的带正电且电荷量为q的粒子组成的粒子束,从AB的中点O以平行于金属板方向OO'的速度v0=不断射入,所有粒子在AB间的飞行时间均为T,不计重力影响.试求:
(1)粒子打出电场时位置离O'点的距离范围;
(2)若要使打出电场的粒子经某一垂直纸面的圆形区域匀强磁场偏转后,都能通过圆形磁场边界的一个点处,而便于再收集,则磁场区域的最小半径和相应的磁感强度是多大?
沈阳二中2015——2016学年度上学期期中小班化学习成果
阶段验收高二(17届)物理试题 参考答案
说明:1.测试时间:90分钟 总分:100分
8
2.客观题涂在答题纸上,主观题答在答题纸的相应位置上
第Ⅰ卷 (48分)
一.选择题(本题共48分,每小题4分,第5、6、9题为多选题)
1.B 2.A 3.C 4.C 5.AD 6.AD 7.D 8.B 9.ACD 10.D 11.C 12.B
第Ⅱ卷 (52分)
13.d; h; g.
14.(1)A; (2)R2—2R1; (3)0.5 Ω; (4)10 Ω; (5)小于.
三.计算题(本题共36分,其中15题11分,16题10分,17题15分,要求有必要的文字说明、公式和解答过程)
15. (1)粒子在电场中加速,由动能定理得:qEd=mv2…① (1分)
粒子进入磁场后做圆周运动,有:qvB=m…② (1分)
解得粒子在磁场中运动的半径:r=…③ (1分)
(2)设场强为E0时,粒子离开磁场后恰好不再经过x轴,则离开场时的速度方向与x轴平行,运动情况如图(甲),易得:
R=r…④ (2分)
由③、④式解得:
E0=…⑤ (1分)
因此,场强的范围:
E≥E0=…⑥ (1分)
(3)粒子运动情况如图(乙),由几何关系可得:α=120°…⑦ (1分)
粒子在磁场中的运动周期为:T=…⑧
粒子在磁场中的运动时间为:t=T…⑨
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联立②⑥⑦⑧可得:t= ⑩ (1分)
由图可得粒子经过x轴时的位置横坐标值为:x0=2Rcos30°=R (2分)
答:(1)粒子在磁场中运动的轨道半径r=;
(2)要使粒子进人磁场之后不再经过x轴,电场强度的取值范围E≥E0=;
(3)改变电场强度,使得粒子经过x轴时与x轴成θ=30°的夹角,此时粒子在磁场中的运动时间t=,经过x轴的位置坐标值x0为R.
16.解析:
(1)乙电路中:
P出=U外I ① (1分)
U外=E-Ir ② (1分)
由①、②得P出=(E—Ir)I=12I—3I2 由数学知识得:
当时,P出取得最大值. (2分)
(2分)
(2)电动机的额定电压 (1分)
(1分)
甲电路中:对于纯电阻电路当R外= r时,P出取得最大值. (1分)
R1=r—R0=3—1=2Ω (1分)
17. 解:(1)当粒子由时刻进入电场,向下侧移最大,则
(3分)
当粒子由时刻进入电场,向上侧移最大,则
(3分)
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在距离O/中点下方至上方范围内有粒子打出。 (2分)
(2)要使平行粒子能够交于圆形磁场区域边界且有最小区域时,磁场直径最小值与粒子宽度相等,粒子宽度
(2分)
故磁场区域的最小半径为 (2分)
粒子在磁场中作圆周运动有 (1分)
解得 (2分)
A
B
O
O/
a
v0
D
θ
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