江苏省扬州中学2017-2018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 B．P出=1.5W，P热=8W
C．P出=2W，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
D．A束离子的比荷（）大于B束离子的比荷
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。
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
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。
（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 ▲ W（结果保留两位有效数字）。
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） B．电压表V（0～3V）
C．电流表A（0～1A） D．电阻箱R（0～99999.9Ω） E．滑动变阻器（0～20Ω）
F．滑动变阻器（0～100Ω） G．开关、导线若干
（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？
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=，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。
江苏省扬州中学2017-2018学年第一学期期中考试
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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
B
A
C
B
D
AD
BC
CD
ABD
三、简答题（本题共3小题，共32分）
10．（1） 3.470 （2）②B， 0刻线处；④×1；⑤6.0
11．（1）C、E、F
第12题答图
（2）（3）
（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：
（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） 得
（2）mg=qE得
（3）由得
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
在最低点有即
联解得
（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。
在最低点有
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：
在圆形轨道的最高点：
联解得=
16．解：（1）粒子在磁场做圆周运动（半圈）由轨道半径：
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
即
（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=，显然，粒子首次通过电场中是加速运动，粒子应该带负电．
由即得到：
（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
根据牛顿第二定律，有：
解得：
①当半径r=R时，则B==2B1 右侧磁场的最小宽度为
②当半径r=2R时，B==B1 右侧磁场的最小宽度为
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