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河北定州中学2017—2018学年度第一学期期末考试
高二年级 物理试卷
一、选择题
1．下列关于磁场对通电导线和运动电荷的说法中，正确的是（ ）
A. 磁场对通电导线的作用力的方向一定与磁场方向垂直
B. 带电粒子只受洛伦兹力作用时，其动能不变，速度一直改变
C. 有固定转动轴的通电线框在磁场中一定会转动
D. 电荷在磁场中不可能做匀速直线运动
2．如图所示,在空间有恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于Oxy平面向里,大小为B。现有一质量为m、电荷量为q的带电粒子(不计重力),在x轴上到原点的距离为x0的P点,以平行于y轴的初速度射入此磁场,在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场。由这些条件可知( )
A. 带电粒子一定带正电
B. 能确定粒子速度的大小
C. 可以确定粒子在磁场中运动所经历的时间
D. 不能确定粒子在磁场中运动所经历的时间
3．如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置．两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合电路．当一条形磁铁从高处下落接近回路时( )
A. P、Q将互相靠拢
B. P、Q将互相远离
C. 磁铁的加速度仍为g
D. 磁铁的加速度小于g
4．
如图为质谱仪的工作原理图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2．平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是（ ）．
A. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
B. 速度选抒器中的磁场方向垂直纸面向外
C. 能迪过狭缝P的带电粒子的速率等于
D. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小
5．一直流电动机正常工作时两端的电压为U，通过的电流为Ⅰ，电动机线圈的电阻为r．该电动机正常工作时，下列说法正确的是（ ）
A. 电动机消耗的电功率为 B. 电动机的输出功率为
C. 电动机的发热功率为U2/r D. Ⅰ、U、r三个量间满足Ⅰ= U/r
6．甲、乙两个完全相同的铜环均可绕竖直固定轴O1O2旋转，现让它们以相同角速度同时开始转动，由于阻力作用，经相同的时间后停止．若将圆环置于如图所示的匀强磁场中，甲环的转轴与磁场方向垂直，乙环的转轴与磁场方向平行．再让甲、乙两环同时以相同的初始角速度开始转动后，下列判断正确的是( )
A. 乙环先停下 B. 甲环先停下
C. 两环同时停下 D. 两环都不会停下
7．两条长直导线AB和CD相互垂直，彼此相隔一很小距离，通以如图所示方向的电流，其中AB固定，CD可以其中心为轴自由转动或平动，则CD的运动情况是（ ）
A. 顺时针方向转动，同时靠近导线AB
B. 顺时针方向转动，同时离开导线AB
C. 逆时针方向转动，同时离开导线AB
D. 逆时针方向转动，同时靠近导线AB
8．下列说法正确的是（ ）
A. 首先发现电流磁效应的科学家是洛伦兹
B. 只有磁铁周围才存在磁场，磁场是假想的，不是客观存在的
C. 磁极与磁极，磁极与电流、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用的
D. 磁感线上各点的切线方向就是小磁针北极的指向
9．下列说法中正确的是
A. 穿过线圈的磁通量变化越大，感应电动势就越大
B. 穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势就越大
C. 穿过线圈的磁通量越大，感应电动势就越大
D. 穿过线圈的磁通量为零，感应电动势也一定为零
10．一种可测量磁感应强度大小的实验装置，如图所示．磁铁放在水平放置的电子测力计上，两极之间的磁场可视为水平匀强磁场．其余区域磁场的影响可忽略不计．此时电子测力计的示数为G1．将一直铜条AB水平且垂直于磁场方向静置于磁场中．两端通过导线与电源、开关、滑动变阻器和电流表连成回路．闭合开关，调节滑动变阻器的滑片．当电流表示数为I时．电子测力计的示数为G2．测得铜条在匀强磁场中的长度为L．铜条始终未与磁铁接触，对上述实验下列说法正确的是（ ）
A. 铜条所受安培力方向竖直向下
B. 铜条所在处磁场的磁感应强度大小为
C. 铜条所在处磁场的磁感应强度大小为
D. 铜条所在处磁场的磁感应强度大小为
11．下面甲图是示波器的结构示意图．乙图是电视机显像管的结构示意图．二者相同的部分是电子枪（给电子加速形成电子束）和荧光屏（电子打在上面形成亮斑）；不同的是使电子束发生偏转的部分：分别是匀强电场（偏转电极）和匀强磁场（偏转线圈），即示波器是电场偏转，显像管是磁场偏转．设某次电子束从电子枪射出后分别打在甲、乙两图中的P点．则在此过程中，下列说法错误的是（ ）
A. 以上两种装置都体现了场对运动电荷的控制
B. 甲图中电子动能发生了变化，乙图中电子的动能没有变化
C. 甲图中电子动能发生了变化，乙图中电子的动能也发生了变化
D. 甲图中电子的动量发生了变化，乙图中电子的动量也发生了变化
12．平板电容器AB带有等量异种电荷，通过如图所示的方式与静电计相连．可由静电计指针的偏转定性显示电容器两极板间的电势差．θ表示静电计指针的偏角，C表示电容器的电容．实验中，可认为极板所带电荷量不变．则下列操作中符合实验事实的是（ ）
A. 把A板向右移，C变大，θ增大
B. 把A板向左移，C变大，θ增大
C. 把A板直向下移，C变大，θ减小
D. 把A、B板间插入一块电介质，C变大，θ减小
13．用绝缘支柱支撑着贴有小金属箔的导体A和B
，使它们彼此接触．起初它们不带电，贴在它们下部的并列平行双金属箔是闭合的．现将带正电荷的物体C移近导体A，发现金属箔都张开了一定的角度．如图所示，则（ ）
A. 导体B下部的金属箔感应出负电荷
B. 导体B下部的金属箔感应出正电荷
C. 导体A和B下部的金属箔都感应出负电荷
D. 导体A感应出正电荷，到底B感应出等量的负电荷
14．如图所示，在同一水平面的两导轨ab、cd相互平行，相距2m，并处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为0.6T．一根金属棒放在导轨上并与导轨垂直．当金属棒中的电流为5A时，金属棒恰好做匀速直线运动，则下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒所受的安培力方向为竖直向下 B. 金属棒所受安培力方向为竖直向上
C. 金属棒所受的安培力大小为3N D. 金属棒所受的摩擦力大小为6N
15．如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，L1、L2、L3是3只小电灯，R是滑动变阻器，开始时，它的滑片P位于中点位置．当S闭合时，3只小电灯都发光．现使滑动变阻器的滑片P向右移动时，则小电灯L1、L2、L3的亮度变化情况（ ）
A. L1变亮 B. L2变亮 C. L3变亮 D. L1、L2、L3均变暗
16．一带电粒子在磁感应强度是B的匀强磁场中做匀速圆周运动，如果它又顺利进入一磁感应强度为2B的匀强磁场，仍做匀速圆周运动，则
A. 粒子速率加倍，周期减半
B. 粒子的速率不变，周期减半
C. 粒子的速度减半，轨道半径变为原来的1/4
D. 粒子的速率不变，轨道半径不变
17．下列关于通电直导线在匀强磁场中所受安培力的说法，正确的有( )
A. 安培力的大小只跟磁场的强弱和电流大小有关
B. 若导线受到的安培力为零，导线所在处的磁感应强度必为零
C. 若安培力的方向与磁场方向垂直，磁场方向必与电流方向垂直
D. 若某段导线在磁场中取某一方向时受到的安培力最大，此时导线必与磁场方向垂直
18．根据法拉第电磁感应定律的数学表达式，电动势的单位V可以表示为( )
A. T/s B. Wb/s C. T·m/s D. Wb·m2/s
19．电源和一个水平放置的平行板电容器、三个电阻组成如图所示的电路。当开关S闭合后，电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态。现将开关S断开，则以下判断正确的是（ ）.
A. 液滴仍保持静止状态
B. 液滴将向下运动
C. 电容器上的带电量将减为零
D. 电容器上的带电量将增大
20．有A、B两个电阻，它们的伏安特性曲线如图所示，从图线可以判断（ ）
A. 电阻A的阻值大于电阻B
B. 电阻A的阻值小于电阻B
C. 电压相同时，流过电阻A的电流强度较小
D. 两电阻串联时，电阻A消耗的功率较大
二、实验题
21．两位同学在实验室中利用如图(a)所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻
r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录的是电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据.并根据数据描绘了如图(b)所示的两条U－I图线.回答下列问题：
(1)根据甲、乙两同学描绘的图线，可知 （____）
A.甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据
B.甲同学是根据电压表V2和电流表A的数据
C.乙同学是根据电压表V1和电流表A的数据
D.乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据
(2)图象中两直线的交点表示的物理意义是 （____）
A.滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端 B.电源的输出功率最大
C.定值电阻R0上消耗的功率为0.5 W D.电源的效率达到最大值
(3)根据图(b)，可以求出定值电阻R0＝___Ω，电源电动势E＝__V，内电阻r＝__Ω.（结果都保留两位有效数字）
(4) 该电路中电流表的读数__________（填：“可能”或“不可能”）达到0.6A，理由是 ___________。.
三、解答题
22．如图所示有一个圆环形区域，区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，已知其截面内半径为R1＝1.0 m，磁感应强度为B＝1.0 T，被约束粒子的比荷为＝4.0×107 C/kg，该带电粒子从中空区域与磁场交界面上的P点以速度v0＝4.0×107 m/s沿环的半径方向射入磁场(不计带电粒子在运动过程中的相互作用，不计带电粒子的重力)．求
（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径r
（2）如果被约束粒子不穿越磁场外边界，求磁场区域的最小外半径R2.
参考答案
1．AB
2．ABC
3．AD
5．AB
6．B
7．D
8．C
9．B
10．C
11．C
12．D
13．B
14．D
15．B
16．B
17．D
18．B
19．D
20．B
21． AD BC 2.0Ω 1.5V 1.0Ω 不可能 当R阻值最小时电流取得最大值0.5A
（1）从电路图可知，电流表A的读数增大时，电压表V1的读数减小，电压表V2的读数增大；甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据绘制图象的，故A正确，B错误；乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据绘制图象的，故C错误，D正确。所以选AD。
（2）图象中两直线的交点表示电压表V1的读数与电压表V2的读数相等，即滑动变阻器的阻值为零。滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端，故A错误；图象可以得出电阻R0的阻值大于电源的内阻，滑动变阻器的阻值减小，电源的输出功率增大，两直线的交点对应滑动变阻器的阻值为零，即电源的输出功率最大，故B正确；定值电阻R0消耗功率为：
P=U2I=1.0×0.5 W=0.5 W，故C正确；电源的效率为： ，即U越大，效率越大，故D错误。所以选BC。
（3）从图象可以得出定值电阻R0的阻值为： ，从甲同学的图象可以得出图象在U轴上的截距为1.50 V，即电源的电动势为1.50 V，内阻为图象斜率的绝对值即： 。
（4）由上面分析知，当滑动变阻器被短路时电流表的最大值为0.5A，故该电路中电流表的读数不能达到0.6A。
22．（1）1.0m （2）2.41 m
粒子在磁场中做圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，根据，即可粒子在磁场中做圆周运动的半径r；粒子垂直进入磁场中做匀速圆周运动，当该粒子的轨迹恰好与圆形区域外边界相切时，磁场区域的半径最小，根据牛顿第二定律求出粒子圆周运动的半径，由几何知识求出磁场区域的最小外半径R2。
（1）粒子在磁场中做圆周运动时，洛伦兹力提供向心力：
解得：
代入数据可得：r=1.0m
(2)粒子运动轨迹如图所示：
由几何关系得R2=R1+r
解得：
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