苏北六县第一学期高二物理期中试题及答案

苏北六县 2008－2009 学年度第一学期高二期中考试 物 理 试 题（选修 3-1） 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分 120 分，考试时间 100 分钟。 第Ⅰ卷（选择题 共 31 分） 注意事项： 1．使用答题卡的考生，答第Ⅰ卷前，务必将自己的姓名、考试证号、 考试科目用 2B 铅笔涂写在答题卡上． 2．第一卷答案必须填涂在答题卡上，在其他位置作答无效。每小题选 出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用 橡皮擦干净后，再选涂其它答案． 3．不使用答题卡的考生，请将第Ⅰ卷的答案填写在第Ⅱ卷的答题栏内． 4．考试结束，将答题卡和第二卷一并交回． 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．某学生设计出下列四种逻辑电路，当 A 端输入高电压时,电铃能发出声音 的是 （ ） 2．一负电荷从电场中 A 点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到 B 点，它运动的速度一时间图象如图甲所示，则 A、B 所在区域的电场线 分布情况可能是图乙中的 ( ) 3.一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射人一匀强磁场，粒子的一段径迹如 图所示，径迹上每一小段都可近似看成圆弧，由于带 电粒子使沿途空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电 量不变），则由图中情况知下列说法正确的是 （ ） A.粒子从 a 到 b，带正电 B.粒子从 b 到 a，带正电 C.粒子从 a 到 b，带负电 D.粒子从 b 到 a，带负电 4.世纪 20 年代，以塞贝克（数学家）为代表的科学家已认识到：温度差会 引起电流，安培考虑到地球自转造成了太阳照 射后正面与背面的温度差，从而提出如下 假设：地球磁场是由绕地球的环形电流引 起的．该假设中的电流方向是( ) A．由西向东垂直磁子午线 B．由东向西垂直磁子午线 C．由南向北沿磁子午线 D．由赤道向两极沿磁子午线方向 5.如图所示，甲、乙两电路中电源完全相同，电阻R1 ＞R2 ，在两电路中分别 通过相同的电量Q的过程，下列说法正确的是： （ ） A．R1 上生的热比R2 上生的热多 B．电源内部生热较多的是甲中的电源 C．电源做功较多的是乙电路中的电源 D．电源输出功率较大的是乙电路中的电源 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题有多个选项符 合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分． 6．下列说法正确的是 （ ） A．除永久磁铁以外，一切磁场都是由运动电荷产生的 B．一切磁现象都起源于运动电荷 C．一切磁作用都是运动电荷通过磁场而发生的 D．有磁必有电，有电必有磁 7．一只普通旧干电池,用电压表测量其电动势时,示数仍接近 1.5V．现对该 电池作下述两种处理：①让它给一个额定电压为 1.5 Ｖ的小灯泡供电时，发现小灯泡完全不亮：②把它装 在额定电压也为 1.5Ｖ的电子钟时，电子钟仍能正常 工作较长时间．对上述两种情形比较和分析，下述说 法正确的是（ ） A．情形①中的电路电流较情形②中少 B．情形①中的路端电压较情形②中少 C．小灯泡中的电阻远大于电子钟的内电阻 D．小灯泡的额定功率远大于电子钟的额定功率 8．如图所示，a、b为平行金属板，静电计的外壳接地，合上开关S后，静 电 计的指针张开一个较小的角度。能使角度增大的办法是 （ ） A．使a、b板的距离增大一些 B．使a、b板的正对面积减小一些 C．断开S，使a、b板的距离增大一些 D．断开S，使a、b板的正对面积减小一些 9．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极 相连接的两个 D 形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使 粒子在通过狭缝时都能得到加速，两 D 形金属盒处于 垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒 子射出时的动能，则下列说法中正确的是( ) A．增大匀强电场间的加速电压 B．增大磁场的磁感应强度 C．减小狭缝间的距离 D．增大 D 形金属盒的半径 第Ⅱ卷（非选择题 共 89 分） 三、填空题：本题共 4 小题，共 39 分。请把答案填在相应横线上或按题目 要求作答。 10．（4 分）螺旋测微器螺杆的精密螺距为 0.5mm，可动 刻度尺圆周分成 50 等分，则可动刻度尺每旋转一周，螺 杆前进或后退的长度是 mm。如图所示，用螺旋 测微器测一被测小球的直线是 mm。 11．（6 分）如图所示，阴极射线管(A 为其阴极)放在蹄 形磁铁的 N、S 两极间，射线管的 A、B 两极分别接 在直流高压电源的______极和_____极．此时，荧光 屏上的电子束运动轨迹________偏转(填“向上”、 “向下”或“不”)． 12．（8 分）⑴用多用电表测量直流电流时，红表笔 和黑表笔相比， 表笔电势高。用多用电表测量电阻时，红表笔和 黑表笔相比， 表笔电势高。 ⑵用多用电表正确测量了一个 6KΩ电阻后，需要继续测量一个阻值大 概是 50Ω左右的电阻。在用红表笔、黑表笔接触这个电阻之前， 以下哪些 操作步骤是必须的，请选择其中有用的，按操作步骤顺序写出： 。 A．调节调零旋钮使表针指着欧姆零点 B．把选择开关旋转到“×1KΩ”位置 C．把选择开关旋转到“×10Ω”位置 D．调节表盘下中间部位的调零螺丝，是表针指零 E. 将红表笔和黑表笔接触 13.（11 分）在把电流表改装为电压表的实验中，提供的器材有①电流表（量 程 0～100μA，内阻几百欧），②标准电压表（量程 0～3 V),③电阻箱（0～ 9 999Ω) ,④电阻箱（0～99 999Ω),⑤滑动变阻器（0～50Ω,额定电流 1. 5 A),⑥电源（电动势 6 V，有内阻），⑦电源（电动势 2 V，无内阻）， ⑧开关两只，导线若干． (1)该实验首先要用半偏法测定电流表的内阻．如果采用如图所示的电路 测定电流表的内电阻并且要想得到较高的精确度，那么从以上给出的器材 中， 可变电阻 R1 应选用 ， 可变电阻 R2 应选用 ， 电源应选用 （填器材前的序号）． (2)如果测得电流表 A 的内阻为 800Ω要把它改装为量程为 0～3 V 的电压 表，则改装的方法是给电流表串联一个阻值为 Ω的电阻． (3)如下左图甲所示器材中，一部分是将电流表改装为电压表所需的，其 余是为了把改装成的电压表跟标准电压表进行校对所需的．在下方右图的 方框中画出改装和校对都包括在内的电路图（要求对 0—3 V 的所有刻度 都能在实验中进行校对）；然后将器材实物按以上要求连接成实验电路． 14．（10 分）为了测定电池的电动势和内阻，可以采用如图所示的电路，通 过改变电阻箱阻值 R 的，记录下对应的电流表读数 I，就能算出电池的电动势 E 和内阻 r。 ⑴为了测出电池的电动势 E 和内阻 r，实验中至 少 要 测 出 几 组 R 、 I 的 值 ？ S A R E r 答： ； ⑵若实验中发现测出的电池内阻总是比实际内阻要大，可能的原因 是： ； ⑶为了减少误差，实验中测出了多 组 R、I 的值，并作出了 I 1 —R 图线如图 所示，由该图线可得被测电池的电动势 E 等 于 伏 ， 内 阻 r 欧。 四．计算题：本大题共 4 小题，共 50 分。要求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，而未写出主要演算过程的，不 能得分.有关物理量的数值计算问题，答案中必须明确写出数值和单位。 15．（10 分）如图所示，用 30cm 的细线将质量为 3104 m ㎏的带电小球 P 悬挂在Ｏ点正下方，当空中有方向为水平向右，大小为 4102 E N/C 的 匀强电场时，小球偏转 37°后处在静止状态。 （1）分析小球的带何种电荷； （2）求小球带电量 q； （3）求剪断细线后带电小球的加速度 a。 16．（12 分）一段粗细均匀的导体长为 L，横截面积为 S，如图所示，导体 单位体积内的自由电子数为 n，电子电量为 e，通电后，电子定向运动的 速度大小为 v． (1)请用 n、e、S、v 表示流过导体的电流大小 I． (2)若再在垂直导体的方向上加一个空间足够大的匀强磁场，磁感应强 度大小为 B，试根据导体所受安培力推导出导体中某一自由电子所受的洛伦 兹力大小的表达式． 0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 I 1 (A-1) R(Ω) 370 O P O P 17．（13 分）如图所示，两平行光滑的导轨相距 l=0.5m，两导轨的上端通过 一阻值为 R=0.4Ω的定值电阻连接，导轨平面与水平面夹角为θ=30º，导 轨处于磁感应强度为 B=1T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，一 长度恰等于导轨间距、质量为 m=0.5kg 的金属棒，由图示位置静止释放， 已知金属棒的电阻为 r=0.1Ω，导轨电阻不计，g=10m/s2。求： （1）求金属棒释放后，所能达到的最大速度 vm； （2）当金属棒速度达 v=2m/s 时，其加速度的大小； （3）若已知金属棒达最大速度时，下滑的距离为 s=10m，求金属棒下滑过程中，棒中产生的焦耳热。 18．（15 分）如图所示，真空室内存在宽度为 d=8cm 的匀强磁场区域，磁感 应强度 B=0.332T，磁场方向垂直于纸面向里；ab、cd 足够长，cd 为厚度 不计的金箔，金箔右侧有一匀强电场区域，电场强度 E=3.32×105 N/C， 方向与金箔成 37°角。紧挨边界 ab 放一点状 粒子放射源 S，可沿纸面 向各个方向均匀放射初速率相同的 粒子，已知：mα =6.64×10-27Kg, q α=3.2×10-19C,初速率 v=3.2×106 m/s . （sin37°=0.6,cos37°=0.8）求： ⑴ 粒子在磁场中作圆周运动的轨道半 径 R； ⑵金箔 cd 被  粒子射中区域的长度 L； ⑶ 设打在金箔上 d 端离 cd 中心最远的  粒子沿直线穿出金箔进入电场，在电 场中运动通过 N 点，SN⊥ab 且 SN=40cm, 则此 粒子从金箔上穿出时，损失的动 能 KE 为多少？ 物 理 试 题 答 案（选修） θ θ RB B E a c S d N b 37 第Ⅰ卷（选择题 共 31 分） 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． 题号 1 2 3 4 5 答案 B C B B A 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题有多个选项符 合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分． 题号 6 7 8 9 答案 BC BD CD BD 第Ⅱ卷（非选择题 共 89 分） 三、填空题：本题共 4 小题，共 39 分。请把答案填在相应横线上或按题目 要求作答。 10． 0.5，(2 分) 8.300(2 分) 11． 负 (2 分) 正 (2 分) 下(2 分) 12． ⑴ 红、黑（4 分）；⑵ CEA（4 分） 13. (1) ④ (1 分) ③ (分) ⑥ (1 分) (2)29200 (4 分) (3）如图所示(每图 2 分，共 4 分) 14． ⑴两组（2 分）。解析：由公式 E ＝I（R＋r），可知，用两组 R、I 的值代入就可以算出电动势和内阻的大小。 ⑵电流表的内阻引起。（4 分） ⑶2V 0.2Ω（4 分）。解析：由全电路欧姆定律 E＝I（R＋r）得： E r E R I 1 ，所以电动势的大小等于直线的斜率的倒数；内阻由直线与纵 轴的截距求出。 四．计算题：本大题共 4 小题，共 50 分。要求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，而未写出主要演算过程的，不 能得分.有关物理量的数值计算问题，答案中必须明确写出数值和单位。 15、（1）正，（2） C6105.1  ，（3）12.5m/s2 16．（12 分） 解：（1）导体中电流大小：I=q/t 取 t 时间，该时间内通过导体某一截面的自 由电子数为 nSVt 该时间内通过导体该截面的电 量为 nSVte 代入上式得： I=q/t= nSVe （2）该导体处于垂直于它的匀强磁 场中所受到的 安培力： F=ILB 又 I= nSVe 代入上式得：F=BneSVL 安培力是洛伦兹力的宏观表现，即某一自由电子所受的洛伦兹 力 f=F/N 式中 N 为该导体中所有的自由电子数 N=nSL 由以上几式得：f=eVB 17．（13 分） 解：（1）最大速度时，合力为零 mgsinθ=F 安=BIL I= 总总 R BLv R E max )/(5sin 22max sm LB mgRv  总 （2） ）（ 总 安 NR vLBF 1 22  maFmgF  安合 sin θ θ RB 2/3 sma  （3）动能定理 02 1 2 max  mvQmgh 75.18Q J 棒产生的热量为 Q1= r QR r =3.75J 18．（15 分）解：（1） 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提 供向心力，即 2vq vB m R  （2 分） 则 0.2 20m vR m cmBq      （2 分） （2）设 cd 中心为 O，向 c 端偏转的 粒子，当圆周轨迹与 cd 相切时偏离 O 最远， 设切点为 P，对应圆心 O1，如图所示，则由几何关系得： 2 2( ) 16OP SA R R d cm     （3 分） 向 d 端偏转的 粒子，当沿 Sb 方向射入时，偏离 O 最远，设此时圆周轨迹 与 cd 交于 Q 点，对应圆心 O2，如图所示，则由几何关系得： 2 2( ) 16OQ R R d cm    （3 分） 故 金 箔 cd 被  粒 子 射 中 区 域 的 长 度 L= 32PQ OP OQ cm   （1 分） （3）设从 Q 点穿出的 粒子的速度为V，因半径 O2Q∥场强 E，则V⊥E， 故穿出的 粒子在电场中做类平抛运动，轨迹如图所示。 （1 分） 沿速度 v 方向做匀速直线运动, 位移 ( )sin53 16xS SN R cm   ， （1 分） 沿场强 E 方向做匀加速直线运动， 位移 ( )cos53 32yS SN R R cm    ， 则由 xS V t （1 分） 21 2yS at （1 分） Q O P B E a c S d N b 37 ° M O q Ea m    （1 分）得： 58.0 10V m s   故 此  粒 子 从 金 箔 上 穿 出 时 ， 损 失 的 动 能 为 2 2 141 1 3.19 102 2kE m V m V J       （2 分） A