唐山一中高二年级2016年12月份考试
物理试卷
命题人：于宝力 审核人：王晓爽
说明：
1.考试时间90分钟，满分100分（不算附加题）。2.将卷Ⅰ答案用2B铅笔涂在答题卡上,将卷Ⅱ答案答在答题纸上。3.Ⅱ卷答题纸卷头和答题卡均填涂本次考试的考号，不要误填学号，答题卡占后５位。
卷Ⅰ(选择题 共46分)
一．选择题（共10小题，1-7小题只有一个选项正确，每小题4分；8-10小题有多个选项正确，每小题6分，全部选对的得6分，选对不全的得3分，有选错或不答得0分）
1．关于磁感应强度B的概念，下面说法中正确的是 ( )
A．由磁感应强度的定义式可知，磁感应强度与磁场力成正比，与电流和导线长度的乘积成反比
B．一小段通电导线在空间某处不受磁场力的作用，那么该处的磁感应强度一定为零
C．一小段通电导线放在磁场中，它受到的磁场力可能为零
D．磁场中某处的磁感应强度的方向，跟电流在该处所受磁场力的方向可以不垂直
a
b
c
d
I1
I2
2．如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且 I1>I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直。磁感应强度可能为零的点是（ ）
A．a点 B．b点 C．c点 D．d点
O
a
b
c
A
3．如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是 ( )
A．a粒子动能最大
B．c粒子速率最大
C．c粒子在磁场中运动时间最长
D．它们做圆周运动的周期
4．截面直径为d、长为L的导线，两端电压为U，当这三个量中的一个改变时，对自由电子定向移动的平均速率的影响，下列说法正确的是（ ）
A．电压U加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变
B．导线长度L加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变
C．导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍
D．导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变
5．如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，所加磁场的磁感应强度为B，用来加速质量为m、电荷量为q的质子（），质子从下半盒的质子源由静止出发，加速到最大能量E后，由A孔射出．则下列说法正确的是( )
A．回旋加速器加速完质子在不改变所加交变电压和
磁场情况下，可以直接对（）粒子进行加速
B．只增大交变电压U，则质子在加速器中获得的最大能量将变大
C．回旋加速器所加交变电压的频率为
D．加速器可以对质子进行无限加速
6．如图所示为一个质量为m、电荷量为＋q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑
动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，不计空气阻力，现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图象不可能是下图中的( )
a
b
M
N
d
c
7．如图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘。当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向（ ）
A．向左 B．垂直纸面向外
C．向右 D．垂直纸面向里
8．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，电压表V1、V2、V3为理想电压表，R1、R3为定值电阻，R2为热敏电阻（其阻值随温度增高而减小），C为电容器，闭合开关S，电容器C中的微粒A恰好静止．当室温从25℃升高到35℃的过程中，流过电源的电流变化量是△I，三只电压表的示数变化量是△U1、△U2和△U3．则在此过程中（ ）
A．V2示数减小 B．微粒A向上加速运动
C．Q点电势降低 D．
× × × × × ×
× × × × × ×
× × × × × ×
× × × × × ×
× × × × × ×
α
β
L
9．如图所示，实线表示在竖直平面内的电场线，电场线与 水平方向成α角，水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿斜向上的虚线L做直线运动，L与水平方向成β角，且α＞β，则下列说法中正确的是 ( )
A．液滴可能带负电
B．液滴一定做匀速直线运动
C．液滴有可能做匀变速直线运动
D．电场线方向一定斜向上
10．如图所示，长方形abcd长ad=0.6 m，宽ab=0.3 m，e、f分别是ad、bc 的中点，以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.25 T。一群不计重力、质量 m=3×10-7 kg、电荷量q=＋2×10－3 C的带电粒子以速度υ0=5×l02 m/s从左右两侧沿垂直ad 和bc 方向射入磁场区域(不考虑边界粒子），则（ ）
A．从ae 边射入的粒子，出射点分布在ab边和bf边
B．从ed 边射入的粒子，出射点全部分布在bf边
C．从bf边射入的粒子，出射点全部分布在ae 边
D．从fc边射入的粒子，全部从d点射出
卷Ⅱ(非选择题 共54分)
二．填空题（共6小题，11-14小题每题4分，15小题6分，计22分）
11．如图所示，质量是m=10g的铜导线ab放在光滑的宽度为0.5m的 金属滑轨上，滑轨平面与水平面倾角为30°，ab静止时通过电流为10A，要使ab静止，磁感强度至少等于_____，方向为______。（取g=10m/s2）
mm
mm
12．如图所示，在以O点为圆心、r为半径的圆形区域内，在磁感强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，a、b、c为圆形磁场区域边界上的3点，其中∠aob=∠boc=600，一束质量为m，电量为e而速率不同的电子从a点沿ao方向射人磁场区域，其中从bc两点的弧形边界穿出磁场区的电子，其速率取值范围是 ．
13．完成下列游标卡尺或螺旋测微器读数：
14．图示为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流=300A,内阻Rg=100 ，可变电阻R的最大阻值为10 k，电池的电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 ，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是 色，按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx= k.若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能欧姆调零，按正确使用方法再测上述Rx，其测量结果与原结果相比较 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
15．某待测电阻Rx的阻值约为20Ω，现要测量其阻值，
实验室提供器材如下：
A．电流表A1（量程150mA，内阻r1约10Ω）
B．电流表A2（量程20mA，内阻r2=30Ω）
C．定值电阻R0=100Ω
D．滑动变阻器R，最大阻值为5Ω
E．电源E，电动势E=4V（内阻不计）
F．开关S及导线若干
①根据上述器材完成此实验，测量时要求电表读数不得小于其量程的1/3，请你在虚线框内画出测量Rx的实验原理图（图中元件用题干中相应英文字母符号标注）。
②实验时电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，用已知和测得的物理量表示Rx= 。
三．计算题（共4小题，第16题8分、第17题10分，第18题为14分,计32分，解答题应写出必要的文字说明，证明过程或演算步骤）
16．如图所示，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，电阻R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝7.5 Ω， 电容器的电容C＝4 μF。开关S原来断开，现在合上开关S到电路稳定，试问这一过程中通过电流表的电荷量是多少？
17．如图所示，水平导轨间距为L=0.5m，导轨电阻忽略不计；导体棒ab的质量m=l kg，电阻R0=0.9Ω，与导轨接触良好；电源电动势E=10V，内阻r=0.1Ω，电阻R=4Ω；外加匀强磁场的磁感应强度B=5T，方向垂直于ab，与导轨平面成α=53°角；ab与导轨间动摩擦因数为μ=0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），定滑轮摩擦不计，线对ab的拉力为水平方向，重力加速度g=10m/s2，ab处于静止状态．（已知sin53°=0.8，cos53°=0.6）．求：
（1）ab受到的安培力大小和方向．
（2）重物重力G的取值范围．
18．（普班和实验班专做）如图所示， 在xOy平面的第Ⅰ象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，在第Ⅳ象限内，有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。P点是x轴上的一点，横坐标为x0。现在原点O处放置一粒子放射源，能沿xOy平面，以与x轴成45°角的恒定 速度v0向第一象限发射某种带正电的粒子。已知粒子第1
次偏转后与x轴相交于A点，第n次偏转后恰好通过P点，不计粒子重力。求：
（1）粒子的比荷；
（2）粒子从O点运动到P点所经历的路程和时间。
（3）若全部撤去两个象限的磁场，代之以在xOy平面内加上与速度v0垂直的匀强电场(图中没有画出)，也能使粒子通过P点，求满足条件的电场的场强大小和方向。
18．（英才班专做）如图1所示，宽度为d的竖直狭长区域内（边界为L1、L2），存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场（如图2所示），电场强度的大小为E0，E>0表示电场方向竖直向上。t=0时，一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度v射入该区域，沿直线运动到Q点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的N2点。Q为线段N1N2的中点，重力加速度为g。上述d、E0、m、v、g为已知量。
(1)求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小；
(2)求电场变化的周期T；
(3)改变宽度d，使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域，求T的最小值。
1.C 2.C 3.B 4.D 5.C 6.B 7.C 8.AD 9.BD 10.ABD
11. 0.01T （2分） 垂直斜面向上（2分）
12. （4分）
13. 11.4 （2分） 0.700（2分）
14. 红（1分）5（1分） 变大（2分）
15.
（2分）
（4分）
16. S断开,C相当于断路,中无电流,C两端电压即两端电压
电容器的电压
电容器的带电量 且a板带正电，b板带负电。
S闭合,与串联后再与并联,C两端电压即两端电压，
外电路总电阻为
电容器的电压
电容器的带电量.且a板带负电，b板带正电。
通过电流表的电量△Q=Q+Q′=，
17. (1)由闭合电路的欧姆定律可得，
通过ab的电流 方向：由a到b；
ab受到的安培力：F=BIL=5×2×0.5=5N；方向：与水平成37°角斜向左上方
(2)ab受力如图所示，最大静摩擦力：
由平衡条件得：
当最大静摩擦力方向向右时：
当最大静摩擦力方向向左时：
由于重物平衡，故：T=G
则重物重力的取值范围为：0.5NG7.5N；
18. （1）粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：
解得粒子运动的半径：
由几何关系知，粒子从A点到O点的弦长为：
由题意OP是n个弦长：
解得粒子的比荷：
（2）由几何关系得，OA段粒子运动轨迹的弧长是1/4圆的周长，所以：=
粒子从O点到P点的路程：s=n=
粒子从O点到P点经历的时间：t＝
（3）撤去磁场，加上匀强电场后，粒子做类平抛运动，
由
得 方向：垂直v0指向第Ⅳ象限．
19.（附加题）
(1)根据题意，微粒做圆周运动，洛伦兹力完全提供向心力，重力与电场力平衡，
则mg=q −−−−−−−①
∵微粒水平向右做直线运动，∴竖直方向合力为0.
则 mg+q=qvB−−−−−②
联立①②得：q=−−−−−−③ B=−−−−−−−−④
(2)设微粒从运动到Q的时间为，作圆周运动的周期为，
则 −−−−−⑤ qvB=−−−−−−−−⑥ 2πR=v−−−−−−−−−−−−⑦
联立③④⑤⑥⑦得： −−−−−−−−⑧
电场变化的周期T=+=−−−−−−−⑨
(3)若微粒能完成题述的运动过程，要求 d2R−−−−−−⑩
联立③④⑥得：R=
设Q段直线运动的最短时间,由⑤⑩得，
因不变,T的最小值=+=(2π+1)
1.C 2.C 3.B 4.D 5.C 6.B 7.C 8.AD 9.BD 10.ABD
11. 0.01T （2分） 垂直斜面向上（2分）
12. （4分）
13. 11.4 （2分） 0.700（2分）
14. 红（1分）5（1分） 变大（2分）
15.
（2分）
（4分）
16. S断开,C相当于断路,中无电流,C两端电压即两端电压
电容器的电压
电容器的带电量 且a板带正电，b板带负电。
S闭合,与串联后再与并联,C两端电压即两端电压，
外电路总电阻为
电容器的电压
电容器的带电量.且a板带负电，b板带正电。
通过电流表的电量△Q=Q+Q′=，
17. (1)由闭合电路的欧姆定律可得，
通过ab的电流 方向：由a到b；
ab受到的安培力：F=BIL=5×2×0.5=5N；方向：与水平成37°角斜向左上方
(2)ab受力如图所示，最大静摩擦力：
由平衡条件得：
当最大静摩擦力方向向右时：
当最大静摩擦力方向向左时：
由于重物平衡，故：T=G
则重物重力的取值范围为：0.5NG7.5N；
18. （1）粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：
解得粒子运动的半径：
由几何关系知，粒子从A点到O点的弦长为：
由题意OP是n个弦长：
解得粒子的比荷：
（2）由几何关系得，OA段粒子运动轨迹的弧长是1/4圆的周长，所以：=
粒子从O点到P点的路程：s=n=
粒子从O点到P点经历的时间：t＝
（3）撤去磁场，加上匀强电场后，粒子做类平抛运动，
由
得 方向：垂直v0指向第Ⅳ象限．
19.（附加题）
(1)根据题意，微粒做圆周运动，洛伦兹力完全提供向心力，重力与电场力平衡，
则mg=q −−−−−−−①
∵微粒水平向右做直线运动，∴竖直方向合力为0.
则 mg+q=qvB−−−−−②
联立①②得：q=−−−−−−③ B=−−−−−−−−④
(2)设微粒从运动到Q的时间为，作圆周运动的周期为，
则 −−−−−⑤ qvB=−−−−−−−−⑥ 2πR=v−−−−−−−−−−−−⑦
联立③④⑤⑥⑦得： −−−−−−−−⑧
电场变化的周期T=+=−−−−−−−⑨
(3)若微粒能完成题述的运动过程，要求 d2R−−−−−−⑩
联立③④⑥得：R=
设Q段直线运动的最短时间,由⑤⑩得，
因不变,T的最小值=+=(2π+1)
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