黑龙江省牡丹江一中高二物理上学期期中试卷 理（含解析）.doc

黑龙江省牡丹江一中20152016学年度高二上学期期中物理试卷（理）一、选择题（本题共13小题，每题4分，共计52分；在每个小题给出的四个选项中，1-7题只有一项符合题目要求；8-13有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1关于下列说法，正确的是（）a由欧姆定律i=导出r=，可知导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比b由c=得，电容器的电容与极板所带电荷量成正比，与极板间电势差成反比c电源电动势e=可知，非静电力做功越多，电源电动势也就越大d磁感应强度b=是一个定义式，故b与f、i、l无关，其单位关系是1t=12磁场中某区域的磁感线，如图所示，则（）aa、b两处的磁感应强度的大小不等，babbba、b两处的磁感应强度的大小不等，babbc同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大d同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小3光滑的平行导轨（图中粗线）与电源连接后，倾斜放置，导轨上放一个质量为m的金属导体棒通电后，导体棒电流垂直纸面向外，在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场，可以使导体棒静止平衡，下面四个图中分别加了不同方向的磁场，其中一定不能平衡的是（）abcd4如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速度沿与x轴成30角从原点垂直射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为（）a1：2b2：1cd1：15通电闭合直角三角形线框abc处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，电流方向如图所示，那么三角形线框受到的磁场力的合力为（）a方向垂直于ab边斜向上b方向垂直于ac边斜向上c方向垂直于bc边向下d为零6直流电动机m接在如图所示的电路中，理想电压表的示数是20v，理想电流表的示数是1.0a，限流电阻r=5.0，则可知（）a电动机的机械功率是20wb电阻r消耗的电功率是5wc电动机线圈的电阻是20d电动机产生的电热功率是20w7如图所示，在真空中，水平导线中有恒定电流i通过，导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同，则质子可能的运动情况是（）a沿路径a运动b沿路径b运动c沿路径c运动d沿路径d运动8自然界的力、电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献下列说法正确的是（）a法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图象b欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系c安培分子电流假说认为分子电流使每个物质微粒成为微小的磁铁，它的两侧相当于两个磁极d奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电和磁的联系9如图是根据某次实验记录数据画出的ui图象，下列关于这个图象的说法中正确的是（）a纵轴截距表示待测电源的电动势，即e=3.0 vb横轴截距表示短路电流，即i短=0.6 ac根据r=，计算出待测电源内电阻为5d根据r=|，计算出待测电源内电阻为1101922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是（）a该束带电粒子带正电b速度选择器的p1极板带负电c在b2磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小d在b2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大11环形对撞机是研究高能粒子的重要装置正、负离子由静止经过电压为u的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注人对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为b，两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞，为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确的是（）a对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度b越大b对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度b越小c对于给定的带电粒子，加速电压u越大，粒子运动的周期越大d对于给定的带电粒子，不管加速电压u多大，粒子运动的周期都不变12目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，如图表示它的原理：将一束等离子体喷射入磁场，在磁场中有两块金属板a、b，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压以下正确的是（）ab板带正电ba板带正电c其他条件不变，只增大射入速度，uab增大d其他条件不变，只增大磁感应强度，uab增大13电动势为e、内阻为r的电源与定值电阻r1、r2及滑动变阻器r连接成如图所示的电路当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法中正确的是（）a电压表的读数变小b电压表的读数变大c电流表的读数变小d电流表的读数变大二、实验题（共计18分）14某同学将量程为200a、内阻为500的表头a改装成量程为1ma和10ma的双量程电流表，设计电路如图所示定值电阻r1=500，r2和r3的值待定，s为单刀双掷开关，a、b为接线柱回答下列问题：（1）将开关s置于“1”挡时，量程为ma；定值电阻的阻值r2=，r3=（结果取3位有效数字）15现要测量电源的电动势e及内阻r（e约为6v，r约为1.5）给出以下器材：量程3v的理想电压表v，量程0.6a的电流表a（具有一定内阻），固定电阻r=8.5，滑线变阻器r（010），开关s，导线若干利用给出的器材画出实验电路原理图（图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出）用笔画线代替导线完成实物连接图实验中，当电流表读数为i1时，电压表读数为u1；当电流表读数为i2时，电压表读数为u2则可以求出e=，r=（用i1，i2，u1，u2及r表示）四、计算题（共2道题，16题12分；17题18分）16mn、pq为水平放置的金属导轨，直导线ab与导轨垂直放置，导轨间距l=10cm，ab棒的电阻为0.4，导轨所在区域处在匀强磁场中，磁场方向竖直向下，磁感应强度b=0.2t电池电动势e=1.5v，内电阻r=0.18，电阻r=1.6，开关s接通后直导线ab仍静止不动，求：（1）通过直导线ab的电流直导线ab所受的摩擦力的大小和方向17质量为m、电荷量为q的带负电粒子自静止开始释放，经m、n板间的电场加速后，从a点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，该粒子离开磁场时的位置p偏离入射方向的距离为l，如图所示已知m、n两板间的电压为u，粒子的重力不计求：匀强磁场的磁感应强度b黑龙江省牡丹江一中20152016学年度高二上学期期中物理试卷（理）参考答案与试题解析一、选择题（本题共13小题，每题4分，共计52分；在每个小题给出的四个选项中，1-7题只有一项符合题目要求；8-13有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1关于下列说法，正确的是（）a由欧姆定律i=导出r=，可知导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比b由c=得，电容器的电容与极板所带电荷量成正比，与极板间电势差成反比c电源电动势e=可知，非静电力做功越多，电源电动势也就越大d磁感应强度b=是一个定义式，故b与f、i、l无关，其单位关系是1t=1【考点】欧姆定律；电源的电动势和内阻【分析】所谓比值定义法就是用两个物理量的比值来定义一个新的物理量的方法，定义出的新的物理量反映物质的属性【解答】解：a、导体的电阻由导体本身决定，跟导体两端的电压无关，跟导体中的电流也无关故a错误；b、公式c=的电容的定义式，电容器的电容与极板所带电荷量无关，与极板间电势差也无关故b错误；c、电源的电动势由电源本身决定，与非静电力做功的多少无关故c错误；d、磁感应强度b=是一个定义式，故b与f、i、l无关，其单位关系是1t=1故d正确故选：d【点评】比值定义法，就是在定义一个物理量的时候采取比值的形式定义用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，比如速度、密度、压强、功率、比热容、热值等等2磁场中某区域的磁感线，如图所示，则（）aa、b两处的磁感应强度的大小不等，babbba、b两处的磁感应强度的大小不等，babbc同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大d同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动【专题】带电粒子在磁场中的运动专题【分析】磁场是一种特殊物质形态，既看不见又摸不着因此引入磁感线来帮助我们理解磁场，磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线上某点的切线方向表磁场的方向而小段通电导线放在磁场中有磁场力作用，但要注意放置的角度【解答】解：磁场中某区域的磁感线如图所示：a处的磁感线比b处疏，则a点磁感强度比b点小所以a不正确，b正确；当将一小段通电导线放入磁场时，若没有磁场力，不一定没有磁感应强度，原因是受到放置角度的限制，当通电导线垂直磁场时，受到的磁场力最大所以c、d选项均不正确故选b【点评】磁场方向的是根据小磁针的受力方向规定的，小磁针n极受力方向或静止时所指方向就是该点磁场方向，也是磁感应强度方向也可用磁感线的切线方向来判定磁场中的某点的磁场方向磁感线的疏密程度来表示磁感应强度的大小密的地方磁感应强度大，疏的地方磁感应强度小这些特点和电场中的电场强度的方向和大小非常类似3光滑的平行导轨（图中粗线）与电源连接后，倾斜放置，导轨上放一个质量为m的金属导体棒通电后，导体棒电流垂直纸面向外，在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场，可以使导体棒静止平衡，下面四个图中分别加了不同方向的磁场，其中一定不能平衡的是（）abcd【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用；安培力【分析】对物体正确进行受力分析，看能否满足平衡条件，同时在应用左手定则时注意：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线进入手心，并使四指指向电流方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向【解答】解：a、由左手定则可知a图中导线所受安培力竖直向上，当安培力等于重力时，导体棒可以处于平衡状态故a正确b、图中安培力水平向右，这样安培力有沿斜面向上的分力可能与重力沿斜面向下分力平衡，导体棒即可处于平衡状态，故b正确c、图中导体所受安培力垂线斜面斜向上，没有力和重力沿斜面向下的分力平衡，故导体棒一定不能平衡故c错误d、由左手定则可知安培力沿斜面向上，当安培力大小与重力沿斜面向下分力相等时，导体棒即可处于平衡状态，故d正确本题选一定不能平衡的，故选：c【点评】这类问题的解题思路和以前所学力学中物体平衡解题思路一样，只不过在受力分析时多了安培力，注意正确应用左手定则判断安培力的方向4如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速度沿与x轴成30角从原点垂直射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为（）a1：2b2：1cd1：1【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动【专题】带电粒子在磁场中的运动专题【分析】带电粒子以一定的速度垂直进入匀强磁场，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动粒子受到的洛伦兹力提供向心力；粒子在磁场中运动的周期仅与粒子的比荷及磁场有关，而运动的时间与偏转角有关【解答】解：正离子进入磁场后，在洛伦兹力作用下向上偏转，而负离子在洛伦兹力作用下向下偏转正离子以60入射，则圆弧对应的圆心角为120，而负离子以30入射，则圆弧对应的圆心角为60，所以正离子运动时间是负离子时间的2倍故选b【点评】带电粒子在磁场中运动的题目解题步骤为：定圆心、画轨迹、求半径则可画出正、负离子运动轨迹，由几何关系可知答案5通电闭合直角三角形线框abc处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，电流方向如图所示，那么三角形线框受到的磁场力的合力为（）a方向垂直于ab边斜向上b方向垂直于ac边斜向上c方向垂直于bc边向下d为零【考点】安培力【分析】通电直角三角形线圈处于匀强磁场中，受到安培力作用，根据左手定则确定安培力的方向，再由公式f=bil确定安培力的大小，最后由力的合成来算出安培力的合力【解答】解：若通以顺时针的电流方向，根据左手定则可知：各边所受的安培力背离中心处如图所示，由公式f=bil得出各边的安培力的大小，从而得出安培力大小与长度成正比，因而两直角边的安培力与斜边的安培力等值反向所以线圈所受磁场力的合力为零故d正确，a、b、c错误故选：d【点评】考查安培力的大小与通电导线的长度关系，及力的合成法则当然本题还可以采用等效法进行求解6直流电动机m接在如图所示的电路中，理想电压表的示数是20v，理想电流表的示数是1.0a，限流电阻r=5.0，则可知（）a电动机的机械功率是20wb电阻r消耗的电功率是5wc电动机线圈的电阻是20d电动机产生的电热功率是20w【考点】电功、电功率【专题】恒定电流专题【分析】电动机正常工作时的电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立；电动机输入功率 p入=ui，发热功率p热=i2rm，输出功率p出=pp热【解答】解：b、电阻r的功率为：；故b正确；a、c、d、电动机的输入公式：p入=ui=201=20w；由于不知道电动机的内电阻，无法求解发热功率，也就求不出输出功率，故a错误，c错误，d错误；故选：b【点评】对于电动机电路区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路，可从从能量转化的角度理解：电能全部转化内能时，是纯电阻电路电能转化为内能和其他能时，是非纯电阻电路7如图所示，在真空中，水平导线中有恒定电流i通过，导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同，则质子可能的运动情况是（）a沿路径a运动b沿路径b运动c沿路径c运动d沿路径d运动【考点】洛仑兹力；带电粒子在匀强磁场中的运动【专题】带电粒子在磁场中的运动专题【分析】先用右手定则判断出导线下方的磁场方向及分布情况，再由左手定则判断质子运动时的受力方向，结合半径公式判断半径的变化情况，从而得出正确选项【解答】解：由安培定则，电流在下方产生的磁场方向指向纸外，由左手定则，质子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向向上则质子的轨迹必定向上弯曲，因此c、d必错；由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，故其运动轨迹必定是曲线，则b正确，a错误故选：b【点评】该题考查的知识点较多，首先是右手定则，知道通电直导线周围的磁场的分布；其次是左手定则，会熟练的判断带电粒子受到的洛伦兹力的方向；再者是当磁场变化后，会判断半径的变化8自然界的力、电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献下列说法正确的是（）a法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图象b欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系c安培分子电流假说认为分子电流使每个物质微粒成为微小的磁铁，它的两侧相当于两个磁极d奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电和磁的联系【考点】物理学史【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可【解答】解：a、法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图象，故a正确；b、欧姆发现了欧姆定律，说明了导体两端的电压与电流之间存在联系，故b错误c、安培分子电流假说认为分子电流使每个物质微粒成为微小的磁铁，它的两侧相当于两个磁极，故c正确；d、奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电和磁的联系，故d正确；故选：acd【点评】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一9如图是根据某次实验记录数据画出的ui图象，下列关于这个图象的说法中正确的是（）a纵轴截距表示待测电源的电动势，即e=3.0 vb横轴截距表示短路电流，即i短=0.6 ac根据r=，计算出待测电源内电阻为5d根据r=|，计算出待测电源内电阻为1【考点】闭合电路的欧姆定律【专题】恒定电流专题【分析】由闭合电路欧姆定律可得出路端电压与电流的关系，由数学知识可得出电源的电动势和内电阻当外电路电阻为零，外电路短路【解答】解：a、c、d由闭合电路欧姆定律可知：u=eir；由数学知识可知，纵轴截距为电源的电动势，故电动势为e=3.0v；故a正确；图象的斜率表示电源的内阻，即r=|=1故d正确，c错误b、当外电路电阻r=0时，外电路短路，短路电流为i短=a=3a故b错误故选ad【点评】本题在测定电动势和内电阻实验中，作为数据处理的方法，是实验重点考查内容，应结合数学知识进行理解101922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是（）a该束带电粒子带正电b速度选择器的p1极板带负电c在b2磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小d在b2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大【考点】质谱仪和回旋加速器的工作原理【分析】根据带电粒子在磁场中的偏转方向确定带电粒子的正负根据在速度选择器中电场力和洛伦兹力平衡确定p1极板的带电情况在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力，求出粒子的轨道半径，即可知道轨迹半径与什么因素有关【解答】解：a、带电粒子在磁场中向下偏转，磁场的方向垂直纸面向外，根据左手定则知，该粒子带正电故a正确b、在平行金属板间，根据左手定则知，带电粒子所受的洛伦兹力方向竖直向上，则电场力的方向竖直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器的p1极板带正电故b错误c、d进入b2磁场中的粒子速度是一定的，根据qvb=m得，r=，知r越大，荷质比越小，而质量m不一定大故c正确，d错误故选：ac【点评】解决本题的关键会根据左手定则判断洛伦兹力的方向，以及知道在速度选择器中，电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡11环形对撞机是研究高能粒子的重要装置正、负离子由静止经过电压为u的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注人对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为b，两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞，为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确的是（）a对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度b越大b对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度b越小c对于给定的带电粒子，加速电压u越大，粒子运动的周期越大d对于给定的带电粒子，不管加速电压u多大，粒子运动的周期都不变【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动【专题】带电粒子在磁场中的运动专题【分析】由题意知道正负电子经加速后进入匀强磁场做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律推导出电子 圆周运动的半径和周期表达式，再进行分析【解答】解：电子在加速电场中，根据动能定理得 qu=电子在匀强磁场中由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 qvb=m得到，电子圆周运动的半径r=，周期t=ab、由上式知：对于给定的加速电压，在r不变时，带电粒子的比荷越大，则b越小故a错误，b正确cd、由上可知，加速电压u越大，粒子获得的速度v越大，要保持半径r不变，b应增大，则t会减小故cd错误故选b【点评】本题是带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动类型，除了常规思路外，抓住隐含条件进行分析是关键本题的隐含条件是电子的运动半径不变12目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，如图表示它的原理：将一束等离子体喷射入磁场，在磁场中有两块金属板a、b，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压以下正确的是（）ab板带正电ba板带正电c其他条件不变，只增大射入速度，uab增大d其他条件不变，只增大磁感应强度，uab增大【考点】霍尔效应及其应用【分析】根据左手定则判断出电荷的偏转方向，最终电荷在电场力和洛伦兹力作用下平衡，结合平衡求出两端间的电势差与什么因素有关【解答】解：a、根据左手定则，正电荷向下偏，负电荷向上偏，所以a板带负电，b板带正电故a正确，b错误c、最终电荷受电场力与洛伦兹力平衡，有：qvb=q，解得uab=vbd只增大入射速度，则电势差增大，只增大磁感应强度，电势差增大故c、d正确故选acd【点评】解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，以及知道电荷在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡13电动势为e、内阻为r的电源与定值电阻r1、r2及滑动变阻器r连接成如图所示的电路当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法中正确的是（）a电压表的读数变小b电压表的读数变大c电流表的读数变小d电流表的读数变大【考点】闭合电路的欧姆定律【专题】恒定电流专题【分析】首先认识电路的连接关系：r2与r并联后与r1串联，电压表测路端电压，电流表测量流过r2的电流；滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电阻增大，则由闭合电路的欧姆定律可知电路中干路电流的变化及路端电压的变化；再分析并联电路可得出电流表示数的变化【解答】解：当滑片向b滑动时，r接入电阻增大，总电阻增大；由闭合电路的欧姆定律可知电路中总电流减小，则内电压减小，由u=eir可知路端电压增大，即电压表示数增大；因路端电压增大，r1两端的电压减小，故并联部分电压增大，由欧姆定律可知电流表示数增大；故bd正确；故选bd【点评】本题中r1也可直接作为内电阻处理，可直接由闭合电路欧姆定律得出并联部分的电压增大，流过r2的电流增大二、实验题（共计18分）14某同学将量程为200a、内阻为500的表头a改装成量程为1ma和10ma的双量程电流表，设计电路如图所示定值电阻r1=500，r2和r3的值待定，s为单刀双掷开关，a、b为接线柱回答下列问题：（1）将开关s置于“1”挡时，量程为10ma；定值电阻的阻值r2=225，r3=25.0（结果取3位有效数字）【考点】用多用电表测电阻【专题】实验题；恒定电流专题【分析】（1）把小量程电流表改装成大量程电流表，并联电阻分流越大，改装后电流表量程越大；根据电路结构、应用串并联电路特点与欧姆定律可以求出电阻阻值【解答】解：（1）将开关s置于“1”挡时，定值电阻r1能分流较大的电流，所以量程应为10ma；当开关打到1时，ig（rg+r1+r2）=（i1ig）r3，i1=10ma当开关打到2时：ig（rg+r1）=（i2ig）（r2+r3），i2=1ma，解得：r2=225，r3=25.0；故答案为：（1）10；225；25.0【点评】把小量程电流表改装成大量程电流表时要并联一个小电阻，分析清楚电路结构、应用欧姆定律即可求出并联电阻阻值15现要测量电源的电动势e及内阻r（e约为6v，r约为1.5）给出以下器材：量程3v的理想电压表v，量程0.6a的电流表a（具有一定内阻），固定电阻r=8.5，滑线变阻器r（010），开关s，导线若干利用给出的器材画出实验电路原理图（图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出）用笔画线代替导线完成实物连接图实验中，当电流表读数为i1时，电压表读数为u1；当电流表读数为i2时，电压表读数为u2则可以求出e=，r=（用i1，i2，u1，u2及r表示）【考点】测定电源的电动势和内阻【专题】实验题【分析】（1）将固定电阻与电源串联，起到保护电源的作用；电压表与滑动变阻器并联，电流表与电源串联；对照电路图连接实物图即可；（3）根据闭合电路欧姆定律列方程求解即可【解答】解：（1）滑动变阻器采用限流式接法；固定电阻与电源串联，起到保护电源的作用；电压表与滑动变阻器并联，电流表与滑动变阻器串联；电源内阻较小，大内小外，采用安培表外接法；电路图如图所示：对照电路图连接实物图，如