甘肃省白银市会宁五中高二物理上学期期末试卷（含解析）.doc

甘肃省白银市会宁五中2014-2015学年高二上学 期期末物理试卷一、选择题（每小题4分，共48分；其中第4、5、9、12小题至少有两个选项，漏选得3分，错选不得分；将每个小题的答案写在答题卡上，否则不得分）1（4分）两个分别带有电荷量q和+3q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为f两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为（）abcd12f2（4分）如图所示，空间有一电场，电场中有两个点a和b下列表述正确的是（）a该电场是匀强电场ba点的电场强度比b点的大cb点的电场强度比a点的大d正电荷在a、b两点受力方向相同3（4分）某静电场的电场线分布如图所示，图中p、q两点的电场强度的大小分别为ep和eq，电势分别为up和uq，则（）aepeq，upuqbepeq，upuqcepeq，upuqdepeq，upuq4（4分）一粒子从a点射入电场，从b点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面平行，不计粒子的重力下列说法正确的有（）a粒子带负电荷b粒子的加速度先不变，后变小c粒子的速度不断增大d粒子的电势能先减小，后增大5（4分）（多选）如图所示，导体a、b在某正电荷的旁边而处于静电平衡（导体原来不带电），p是导体内部的一点以下说法中正确的是（）a在q、p、r三点中，q点电势最高，r点电势最低b在q、p、r三点中，q点电势最高，p点电势最低c在q、p、r三点中，q点场强最大，p点场强最小且为零dqp间的电势差一定大于pr间的电势差6（4分）在图的闭合电路中，当滑片p向右移动时，两电表读数的变化是（）aa变大，v变大ba变小，v变大ca变大，v变小da变小，v变小7（4分）当外电路的电阻分别为8和2时，单位时间内在外电路上产生的热量正好相等，则该电源的内电阻是（）a1b2c4d68（4分）如图所示，电流强度为i的一段通电直导线处于匀强磁场中，受到的安培力为f图中正确标示i和f方向的是（）abcd9（4分）如图所示，一束带电粒子沿着水平方向平行的飞过小磁针的正上方，磁针的n极向纸内偏转，这一带电粒子束可能是（）a向右飞行的正离子束b向左飞行的正离子束c向右飞行的负离子束d向左飞行的负离子束10（4分）四根相互平行的通电长直导线a、b、c电流均为i，如图所示放在正方形的四个顶点上，每根通电直导线单独存在时，四边形中心o点的磁感应强度都是b，则四根通电导线同时存在时o点的磁感应强度的大小和方向为（）a，方向向左b，方向向下c，方向向右d，方向向上11（4分）质量和电量都相等的带电粒子m和n，以不同的速率经小孔s垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示下列表述正确的是（）am带负电，n带正电bm的速率小于n的速率c洛伦兹力对mn做正功dm的运行时间大于n的运行时间12（4分）如图所示，在x轴上方存在磁感应强度为b的匀强磁场，一个电子（质量为m，电荷量为q）从x轴上的o点以速度v斜向上射入磁场中，速度方向与x轴的夹角为45并与磁场方向垂直电子在磁场中运动一段时间后，从x轴上的p点射出磁场则（）a电了在磁场中运动的时间为b电子在磁场中运动的时间为cop两点间的距离为dop两点间的距离为二、实验题（共12分）13（6分）用游标为20分度的卡尺测量某一物体的宽度情况如图甲所示，其读数为；用螺旋测微器测某一物体的长度情况如图乙所示，其读数为14（6分）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，小灯泡的规格为“6v，3w”，其他供选择的器材有：电流表a1（量程3a内阻0.2） 电流表a2（量程0.6a，内阻1）电压表v1（量程6v，内阻20k）变阻器r1（01 000，0.5a） 变阻器r2（020，2a）学生电源e（6v） 开关s及导线若干（1）实验中要求电压表在06v范围内读数并记录下12组左右不同的电压值u和对应的电流值i，以便作出伏安特性曲线，则在上述器材中，电流表应选，变阻器应选（2）在所给的虚线方框中画出此实验的电路图三、计算题（第15题8分、第16题12分、第17题8分、第18题12分；每个小题要答在指定的位置，要有计算过程和必要的文字说明，只写出答案不得分）15（8分）一个质量m=1.5105kg，电荷量q=1.73108c的小球，用细丝线悬挂在水平方向匀强电场中当小球静止时，测得悬线与竖直线间夹角为30，如图所示，求电场强度的大小？16（12分）如图所示，在与水平方向成60角的光滑金属导轨间连一电源，在相距1m的平行导轨上放一重为3n的金属棒ab，棒上通过3a的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止，求：（1）匀强磁场的磁感应强度；（2）ab棒对导轨的压力；（3）若要使b取值最小，其方向应如何调整？并求出最小值17（8分）如图所示，第一象限范围内有垂直于xoy平面的匀强磁场，磁感应强度为b质量为m，电量大小为q的带负电粒子在xoy平面里经原点o射入磁场中，初速度v0与x轴夹角60，试分析计算：（1）带电粒子在磁场中运动轨迹的半径？（2）带电粒子在磁场中运动时间多长？18（12分）如图为质谱仪的原理示意图，电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为u的加速电场后进入粒子速度选择器，选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的场强为e、方向水平向右已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从g点垂直mn进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线mn为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的h点可测量出g、h间的距离为l带电粒子的重力可忽略不计求（1）粒子从加速电场射出时速度的大小（2）粒子速度选择器中匀强磁场的磁感强度b1的大小和方向（3）偏转磁场的磁感强度b2的大小甘肃省白银市会宁五中2014-2015学年高二上学期期末物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（每小题4分，共48分；其中第4、5、9、12小题至少有两个选项，漏选得3分，错选不得分；将每个小题的答案写在答题卡上，否则不得分）1（4分）两个分别带有电荷量q和+3q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为f两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为（）abcd12f考点：库仑定律；电荷守恒定律 专题：计算题分析：清楚两小球相互接触后，其所带电量先中和后均分根据库仑定律的内容，根据变化量和不变量求出问题解答：解：接触前两个点电荷之间的库仑力大小为f=k，两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带电量先中和后均分，所以两球分开后各自带点为+q，距离又变为原来的，库仑力为f=k，所以两球间库仑力的大小为故选c点评：本题考查库仑定律及带电题电量的转移问题2（4分）如图所示，空间有一电场，电场中有两个点a和b下列表述正确的是（）a该电场是匀强电场ba点的电场强度比b点的大cb点的电场强度比a点的大d正电荷在a、b两点受力方向相同考点：电场线；电场强度 专题：电场力与电势的性质专题分析：电场线的疏密代表场强的大小；电场线切线的方向就是该点的电场的方向，也就是正电荷在该点所受电场力的方向解答：解：电场线的疏密代表场强的大小，电场线越密代表电场越强，由图可知b点的场强小于a点的场强故b正确，ac错误由于电场线切线的方向就是该点的电场的方向，由图可知ab两点的切线方向不同，故ab两点的场强不同，而场强的方向就是正电荷所受电场力的方向，所以正电荷在ab两点所受电场力方向不同，故d错误故选b点评：把握电场线的基本特点是解决此类题目的前提条件3（4分）某静电场的电场线分布如图所示，图中p、q两点的电场强度的大小分别为ep和eq，电势分别为up和uq，则（）aepeq，upuqbepeq，upuqcepeq，upuqdepeq，upuq考点：电场线；电场强度；电势 专题：电场力与电势的性质专题分析：根据电场线越密代表场强越强，可以判定p点的场强大于q点的场强；根据沿电场线方向电势逐渐降低可以判定p点的电势高于q点的电势解答：解：电场线越密代表场强越强，从图可以看出p点的电场线的密集程度大于q点的密集程度，故p点的场强大于q点的场强，所以epeq，又由于沿电场线方向电势逐渐降低，由图可知电场线的方向由p指向q，所以p点的电势高于q点的电势，即upuq，故a正确故选a点评：只要理解了电场线的特点即可顺利解决此题4（4分）一粒子从a点射入电场，从b点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面平行，不计粒子的重力下列说法正确的有（）a粒子带负电荷b粒子的加速度先不变，后变小c粒子的速度不断增大d粒子的电势能先减小，后增大考点：等势面；电场线 专题：压轴题；图析法分析：等势面的疏密可以表示场强的大小，电场线与等势面；电场力做正功，电势能减小解答：解：a、电场线（垂直于等势面）先向右后向上偏，而粒子后向下偏了，所以电场力与电场强度方向相反，所以粒子带负电，a正确；b、因为等势面先平行并且密，后变疏，说明电场强度先不变，后变小，则电场力先不变，后变小，所以加速度先不变，后变小，b正确；c、由于起初电场力与初速度方向相反，所以速度先减小，c错误；d、因为电场力先做负功，所以电势能先增大，d错误；故选ab点评：本题考查等势面、电场线、电场力、电场力做功、电势能等等可以先根据等势面确定电场线的分布情况再判断5（4分）（多选）如图所示，导体a、b在某正电荷的旁边而处于静电平衡（导体原来不带电），p是导体内部的一点以下说法中正确的是（）a在q、p、r三点中，q点电势最高，r点电势最低b在q、p、r三点中，q点电势最高，p点电势最低c在q、p、r三点中，q点场强最大，p点场强最小且为零dqp间的电势差一定大于pr间的电势差考点：电势；电势差 专题：电场力与电势的性质专题分析：枕形导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，只有叠加后电场为零时，电荷才不会移动当点电荷移走后，电荷恢复原状解答：解：ab、枕形导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，静电平衡时内部电场强度处处为零，电势处处相等，在其外部，沿电场线方向，电势降低，故在q、p、r三点中，q点电势最高，r点电势最低，故a正确，b错误；c、在q、p、r三点中，q点场强最大，p点场强最小且为零，故c正确；d、枕形导体为等势体，q到等势体和r到等势体距离不确定，故qp间的电势差不一定大于pr间的电势差，故d错误；故选：ac点评：本题关键要理解掌握：处于静电感应现象的导体，内部电场强度处处为零，理解场强处处为零的原因知道净电荷全部分布在导体表面且整个导体是等势体6（4分）在图的闭合电路中，当滑片p向右移动时，两电表读数的变化是（）aa变大，v变大ba变小，v变大ca变大，v变小da变小，v变小考点：闭合电路的欧姆定律 专题：应用题分析：由滑片的移动可知滑动变阻器接入电阻的变化，则可知总电阻的变化，由闭合电路欧姆定律可得出电路中电流的变化，即可得出电压表、电流表的变化解答：解：闭合电路中，当滑片p向右移动时，滑动变阻器的电阻变大，使电路中电阻变大，由闭合电路欧姆定律可得电流变小，则内压及r0的分压减小时，故滑动变阻器两端电压变大故选b点评：本题考查闭合电路的欧姆定律，在解答中可将r0当作内阻处理，则电压表测量值即为路端电压，电流表测量的为电路中的总电流7（4分）当外电路的电阻分别为8和2时，单位时间内在外电路上产生的热量正好相等，则该电源的内电阻是（）a1b2c4d6考点：焦耳定律；闭合电路的欧姆定律 专题：恒定电流专题分析：当外电路电阻分别为8和2时，根据闭合电路欧姆定律列式，根据单位时间在外电路放出的热量正好相等列式，联立方程即可求解解答：解：当外电路电阻分为8时，根据闭合电路欧姆定律得：i1=当外电路电阻分为2时，根据闭合电路欧姆定律得：i2=根据单位时间在外电路放出的热量正好相等得：i12r1=i22r2由解得：r=4故选：c点评：本题主要考查了闭合电路欧姆定律及电阻功率公式的直接应用，难度不大，属于基础题8（4分）如图所示，电流强度为i的一段通电直导线处于匀强磁场中，受到的安培力为f图中正确标示i和f方向的是（）abcd考点：左手定则 分析：根据左手定则判断，由磁感线方向确定手心方向，由电流方向确定四指指向，由大拇指指向来判断安培力的方向解答：解：a、根据左手定则，磁感线穿过手心向外，四指指向电流方向向左，大拇指指向安培力的方向向上故a正确 b、根据左手定则，磁感线穿过手心向里，四指指向电流方向向左，大拇指指向安培力的方向下故b错误 c、根据左手定则，磁感线穿过手心向外，四指指向电流方向向右，大拇指指向安培力的方向下故c错误 d、根据左手定则，磁感线穿过手心向里，四指指向电流方向向右，大拇指指向安培力的方向向上故d错误故选：a点评：本题考查基本定则的运用能力，解决本题的关键掌握运用左手定律判断安培力的方向的方法基础题目9（4分）如图所示，一束带电粒子沿着水平方向平行的飞过小磁针的正上方，磁针的n极向纸内偏转，这一带电粒子束可能是（）a向右飞行的正离子束b向左飞行的正离子束c向右飞行的负离子束d向左飞行的负离子束考点：左手定则；洛仑兹力 分析：带电粒子运动时将形成电流，在电流周围形成磁场，根据小磁针的偏转情况，判断出电流形成磁场方向，然后根据安培定则判断出电流方向，从而判断出粒子的正负解答：解：小磁针的n极向纸内偏转，s极向外偏转，因此在粒子下方磁场方向向里，根据安培定则可知电流方向向右，故这束粒子若带正电，则向右飞行，若带负电，则向左飞行，故bc错误，ad正确故选：ad点评：对于电流方向、磁场方向的规定要熟练掌握，尤其是要正确根据安培定则判断电流方向与磁场方向之间的关系10（4分）四根相互平行的通电长直导线a、b、c电流均为i，如图所示放在正方形的四个顶点上，每根通电直导线单独存在时，四边形中心o点的磁感应强度都是b，则四根通电导线同时存在时o点的磁感应强度的大小和方向为（）a，方向向左b，方向向下c，方向向右d，方向向上考点：通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 分析：正方形中心o点到四根导线的距离相等根据安培定则判断四根导线在o点产生的磁感应强度的方向，根据平行四边形定则进行合成，求出四根导线同时存在时的磁感应强度大小解答：解：根据安培定则判断得知：四根导线在o点产生的磁感应强度的方向分别为：a导线产生的b方向bd，大小为b；c导线产生的b方向bd，大小为b；同理，b导线产生的b方向ca，大小为b，d导线产生的b方向ca，大小为b，则根据平行四边形定则进行合成可知，所以四根导线同时存在时的磁感应强度大小为2b，方向水平向左故选a点评：本题首先运用安培定则判断b的方向，其次要利用平行四边形定则进行合成，同时要利用好几何关系11（4分）质量和电量都相等的带电粒子m和n，以不同的速率经小孔s垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示下列表述正确的是（）am带负电，n带正电bm的速率小于n的速率c洛伦兹力对mn做正功dm的运行时间大于n的运行时间考点：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：由左手定则判断出m带正电荷，带负电荷；结合半径的公式可以判断出粒子速度的大小；根据周期的公式可以判断出运动的时间关系解答：解：a：由左手定则判断出n带正电荷，m带负电荷，故a正确；b：粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力qvb=m，半径为：r=，在质量与电量相同的情况下，半径大说明速率大，即m的速度率大于n的速率，b错误；c：洛伦兹力不做功，c错误；d：粒子在磁场中运动半周，即时间为周期的一半，而周期为t=，m的运行时间等于n的运行时间，故d错误故选：a点评：该题考查到左手定则、半径的公式和根据周期的公式，属于基本应用简单题12（4分）如图所示，在x轴上方存在磁感应强度为b的匀强磁场，一个电子（质量为m，电荷量为q）从x轴上的o点以速度v斜向上射入磁场中，速度方向与x轴的夹角为45并与磁场方向垂直电子在磁场中运动一段时间后，从x轴上的p点射出磁场则（）a电了在磁场中运动的时间为b电子在磁场中运动的时间为cop两点间的距离为dop两点间的距离为考点：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：电子从x轴上与x轴的夹角为45射入磁场做匀速圆周运动，最后从x轴上的p点射出磁场，则转过的圆心角为90，根据周期公式及半径公式结合几何关系即可求解解答：解：由题意可知电子在磁场做匀速圆周运动，转过的圆心角为90，所以运动的时间t=，故a正确，b错误；根据半径公式得：r=，根据几何关系得：op两点间的距离l=，故c正确，d错误故选ac点评：本题主要考查了带点粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期公式及半径公式的直接应用，难度不大，属于基础题二、实验题（共12分）13（6分）用游标为20分度的卡尺测量某一物体的宽度情况如图甲所示，其读数为12.40mm；用螺旋测微器测某一物体的长度情况如图乙所示，其读数为6.577（6.5766.578mm）考点：刻度尺、游标卡尺的使用；螺旋测微器的使用 专题：实验题分析：解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读解答：解：1、游标卡尺的主尺读数为12mm，游标尺上第8个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为80.05mm=0.40mm，所以最终读数为：12mm+0.40mm=12.40mm2、螺旋测微器的固定刻度为6.5mm，可动刻度为7.70.01mm=0.077mm，所以最终读数为6.5mm+0.077mm=6.577mm，由于需要估读，最后的结果可以在6.5766.578mm之间故答案为：12.40mm；6.577（6.5766.578mm）点评：对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有关测量14（6分）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，小灯泡的规格为“6v，3w”，其他供选择的器材有：电流表a1（量程3a内阻0.2） 电流表a2（量程0.6a，内阻1）电压表v1（量程6v，内阻20k）变阻器r1（01 000，0.5a） 变阻器r2（020，2a）学生电源e（6v） 开关s及导线若干（1）实验中要求电压表在06v范围内读数并记录下12组左右不同的电压值u和对应的电流值i，以便作出伏安特性曲线，则在上述器材中，电流表应选a2，变阻器应选r2（2）在所给的虚线方框中画出此实验的电路图考点：描绘小电珠的伏安特性曲线 专题：实验题分析：根据灯泡额定电压与额定功率，由电功率的变形公式求出灯泡额定电流，根据该电流选择电流表；在保证安全的前提下，为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器；电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，根据灯泡电阻与电表内阻间的关系确定电流表接法，然后作出实验电路图解答：解：（1）灯泡额定电流i=0.5a，电流表应选a2（量程0.6a，内阻1），为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器r2（020，2a）；（2）电压表06v范围内读数，滑动变阻器应采用分压接法；灯泡正常发光时电阻r=12，灯泡电阻远小于电压表内阻，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示；故答案为：（1）a2；r2；（2）实验电路图如图所示点评：本题考查了实验器材的选取、作实验电路图，电压与电流从零开始变化，滑动变阻器只能采用分压接法三、计算题（第15题8分、第16题12分、第17题8分、第18题12分；每个小题要答在指定的位置，要有计算过程和必要的文字说明，只写出答案不得分）15（8分）一个质量m=1.5105kg，电荷量q=1.73108c的小球，用细丝线悬挂在水平方向匀强电场中当小球静止时，测得悬线与竖直线间夹角为30，如图所示，求电场强度的大小？考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系 专题：电场力与电势的性质专题分析：小球受到重力、电场力和细线的拉力，由平衡条件和电场力公式f=qe结合求解并确定场强的方向解答：解：由于带电小球所受电场力方向向左，小球带负电，则场强方向向右分析小球的受力情况，作出力图如下图，根据平衡条件得mgtan=qee=代入数据得：e=4.9103n/c答：该电场的场强大小为4.9103n/c，场强方向向右点评：本题是电场中的力平衡问题，要转换观念，当作力学问题去处理16（12分）如图所示，在与水平方向成60角的光滑金属导轨间连一电源，在相距1m的平行导轨上放一重为3n的金属棒ab，棒上通过3a的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止，求：（1）匀强磁场的磁感应强度；（2）ab棒对导轨的压力；（3）若要使b取值最小，其方向应如何调整？并求出最小值考点：安培力；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用 专题：共点力作用下物体平衡专题分析：（1）根据共点力平衡求出安培力的大小，从而根据f=bil求出磁感应强度的大小（2）根据共点力平衡，运用合成法求出支持力的大小，从而得出对导轨的压力（3）当安培力平行斜面向上时，f有最小值，即磁感应强度具有最小值解答：解：（1）棒静止时，受力如图则有：f=gtan60即bil=gtan60解得b=故匀强磁场的磁感应强度大小为（2）ab棒对导轨的压力与fn大小相等故ab棒对导轨的压力为6n（3）若要使b取值最小，即安培力f最小显然当f平行斜面向上时，f有最小值，此时b应垂直于斜面向上，且有：f=gsin60所以bminil=gsin60故当b垂直于斜面向上时，有最小值，为点评：解决本题的关键会运用合成法处理共点力平衡问题，掌握运用平行四边形定则求出力的最小值17（8分）如图所示，第一象限范围内有垂直于xoy平面的匀强磁场，磁感应强度为b质量为m，电量大小为q的带负电粒子在xoy平面里经原点o射入磁场中，初速度v0与x轴夹角60，试分析计算：（1）带电粒子在磁场中运动轨迹的半径？（2）带电粒子在磁场中运动时间多长？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：（1）作出粒子在磁场中的运动轨迹，根据洛伦兹力提供向心力求出粒子在磁场中的运动