北京四中2014-2015学年高二上学期期末考试物理试题Word版含答案

北京四中2014-2015学年上学期高二年级期末考试物理试卷（试卷满分为150分，考试时间为100分钟）Ⅰ卷（100分）一、单项选择题（本大题共10小题；每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一个正确选项。）1.在物理学的发展过程中，许多物理学家做出了杰出贡献。首先提出了“场”的概念，并用“场线”来描述场的性质的物理学家是A.安培B.奥斯特C.法拉第D.库仑2.真空中放置两个点电荷，电量各为q与q，它们相距r时静电力大小为F，若将它们的电量分别减为q／2和q／2，距离也减为r／2，则它们之间的静电力大小是A.F／2B.FC.2FD.4F3.如图所示，一个小磁针挂在大线圈内部，磁针静止时与线圈在同一平面内。当大线圈中通以图示方向电流时，则A.小磁针的N极向纸面外转B.小磁针的N极向纸面里转C.小磁针在纸面内静止不动D.小磁针在纸所在平面内左右摆动4.一根粗细均匀，阻值为8的电阻丝，在温度不变的情况下，先将它等分成四段，每段电阻为R；再将这四段电阻丝并联，并联后总电阻为R。则R与R的大小依次为A.1 0.5 B.4 1 C.2 1 D.2 0.55.下面各种情况中，a、b两点的电势相等，电场强度也相同的是A.如图甲，离点电荷等距的a、b两点B.如图乙，达到静电平衡时导体内部的a、b两点C.如图丙，带电平行板电容器中，与正极板不等距的a、b两点D.如图丁，两个等量同种电荷连线的中垂线上，与连线中点O等距的a、b两点6.如图所示的电路中，电源的内阻不为零，A为小灯泡，R为定值电阻，R为滑动变阻器。若将滑动触头P向b端滑动，则A.A灯变亮，R消耗的功率变小B.A灯变亮，R消耗的功率变大C.A灯变暗，R消耗的功率变小D.A灯变暗，R消耗的功率变大7.一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示。径迹上的每一小段都可近似看成圆弧。由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电量不变）。从图中情况可以确定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8.如图所示，两个带电量相同的粒子以相同的速度垂直于电场方向从同一点射入平行板M、N间的匀强电场。不计重力，最后粒子1打在N板中点，粒子2打在N板边缘。这两个粒子的质量之比m：m为A.1：4B.4：1C.2：1D.1：29.如图所示，电阻R＝20，电动机线圈的电阻R＝5。当电键S断开时，电流表的示数是0.5A，当电键S闭合后，电流表示数是1.3A。已知电路两端的电压不变，则当电键S闭合后，以下说法不正确的是A.电路两端电压为10VB.电动机消耗的电功率为8WC.电动机输出的机械功率为3.2WD.电动机的效率为60％10.物理老师在课上做了一个“旋转的液体”实验，实验装置如图：装有导电液的玻璃器皿放在上端为S极的蹄形磁铁的磁场中，器皿中心的圆柱形电极与电源负极相连，内壁边缘的圆环形电极与电源正极相连。接通电源后液体旋转起来，关于这个实验以下说法中正确的是A.液体中电流由边缘流向中心：从上往下俯视，液体逆时针旋转B.液体中电流由边缘流向中心；从上往下俯视，液体顺时针旋转C.液体中电流由中心流向边缘；从上往下俯视，液体逆时针旋转D.液体中电流由中心流向边缘；从上往下俯视，液体顺时针旋转二、多项选择题（每小题5分，共20分，每小题有多个正确选项，部分选对得3分，选错不给分）11.有一簇电场线，电场方向如图所示。一带电粒子仅在电场力作用下，沿图中虚线从A运动到B，则A.该粒子带正电B.该粒子在B点加速度比在A点加速度大C.该粒子从A运动到B电势能增加D.该粒子从A运动到B动能增加12.在如图所示的电路中，当电键S闭合后，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态。现将电键S断开，则A.液滴将向上运动B.液滴将做自由落体运动C.电容器上的带电量减小D.电容器上的带电量增大13.如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个质量和电量均相同的正、负离子（不计重力），从O点以相同的速度先后射入磁场中，入射方向与边界成θ角，则正、负离子在磁场中cA.运动时间相同B.运动轨迹的半径相同C.重新回到边界时速度的大小和方向相同D.重新回到边界的位置与O点的距离相等14.一个带电粒子以初速v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域。设电场和磁场区域有明确的分界线，且分界线与电场强度方向平行，如图中的虚线所示。在下图所示的几种轨迹中，可能出现的是三、实验题（本大题共2小题，共20分。）15.（1）用20分度的游标卡尺测量某工件长度时，示数如图所示，该工件长度为______mm。（2）用螺旋测微器（千分尺）测小球直径时，示数如图所示，该小球直径为______mm。16.利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。（1）应该选择的实验电路是图a中的______（填“甲”或“乙”）。（2）现有电流表（0~0.6A）、开关和导线若干，以及以下器材：A.电压表（0~15V） B.电压表（0~3V）C.滑动变阻器（0~50） D.滑动变阻器（0~2000）实验中电压表应选用______；滑动变阻器应选用_______；（选填相应器材前的字母）序号123456电压U（V）1.451.401.301.251.201.10电流I（A）0.0600.1200.2400.2600.3600.480（3）某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图b的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U－I图线。（4）根据（3）中所画图线可得：干电池的电动势E＝______V（保留三位有效数字），内电阻r=_______（保留两位有效数字）四、计算题（本大题共2小题，30分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）17.如图所示，两块相同的金属板正对着水平放置，板间距离为d。当两板间加电压U时，一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子，以水平速度v从A点射入电场，经过一段时间后从B点射出电场，A、B间的水平距离为L。不计重力影响。求（1）带电粒子从A点运动到B点经历的时间t；（2）A、B间竖直方向的距离y；（3）带电粒子经过B点时速度的大小v。18.如图为质谱仪原理示意图。电荷量为+q、质量为

m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v的大小。（2）粒子速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向。（3）偏转磁场的磁感应强度B的大小。Ⅱ卷（50分）五、不定项选择题（每小题3分，共15分，每小题至少有一个正确答案，部分选对得2分，选错不给分）19.如图（a）所示，AB是某电场中的一条电场线。若有一电子以某一初速度并且仅在电场力的作用下，沿AB由点A运动到点B，其速度图象如图（b）所示。下列关于A、B两点的电势和电场强度E大小的判断正确的是A.E>E B.E<E C.> D.<20.如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像，直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图像。将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么A.R接到a电源上，路端电压一定较大B.R接到a电源上，电源的输出功率一定较大C.R接到b电源上，电源的总功率可能较大D.R接到b电源上，内电阻的发热功率可能较大21.如图所示，a、b是一对水平放置的平行金属板，板间存在着竖直向下的匀强电场。一个不计重力的带电粒子从两板左侧正中位置以初速度v沿平行于金属板的方向进入场区，带电粒子进入场区后将向上偏转，并恰好从a板的右边缘处飞出；若撤去电场，在两金属板间加垂直纸面向里的匀强磁场，则相同的带电粒子从同一位置以相同的速度进入场区后将向下偏转，并恰好从b板的右边缘处飞出。现上述的电场和磁场同时存在于两金属板之间，仍让相同的带电粒子从同一位置以相同的速度进入场区，则下面的判断中正确的是A.带电粒子将做匀速直线运动B.带电粒子将偏向a板一方做曲线运动C.带电粒子将偏向b板一方做曲线运动D.无法确定带电粒子做哪种运动22.据报道，我国实施的“双星”计划发射的卫星中放置了一种“磁强计”，用于测定地磁场的磁感应强度等研究项目。磁强计的原理如图所示：电路中有一段金属导体，它的横截面积是宽为a、高为b的长方形，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿x正方向、大小为I的电流。已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电量为e。金属导电过程中，自由电子做定向移动可视为匀速运动。若测出金属导体前后两个侧面间（z=a为前侧面，z=o为后侧面）的电势差为U，那么A.前侧面电势高，B＝B.前侧面电势高，B＝C.后侧面电势高，B＝D.后侧面电势高，B＝23.磁流体发电机的发电原理如图所示：将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量的带正电和带负电的微粒，从整体上呈中性），喷射入磁场，在场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压。如果射入的等离子体的速度为v，金属平板的面积为S，板间距离为d，匀强磁场磁感应强度为B，方向与v垂直，电阻R接在两极之间。设电离气体充满两板间的空间，其电阻率为ρ，则以下说法中正确的是A.电流方向为a→R→bB.通过电阻R的电流大小为I＝C.两板间的电压为U＝BdvD.两板间电压为U＝二、实验题（本题10分。）24.将满偏电流I＝300μA、内阻未知的电流表G改装成电压表并进行核对。（1）利用如图所示的电路测量电流G的内阻（图中电源的电动势E＝4V）先闭合S，调节R，使电流表指针偏转到满刻度；再闭合S，保持R不变，调节R′，使电流表指针偏转到满刻度的，读出此时R′的阻值为200，则电流表内阻的测量值R＝______。（2）将该表改装成量程为3V的电压表，需______（填“串联”或“并联”）阻值为R＝______的电阻。（3）把改装好的电压表与标准电压表进行核对，试在答题卡上画出实验电路图和实物连接图。七、计算题（本大题共2小题，25分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）25.如图所示，在x轴上方有垂直于xy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B；在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场，场强为E。一质量为m，电量为－q的粒子从坐标原点O沿着y轴正方向射出。射出以后，它第三次到达x轴时，与点O的距离为L。不计粒子重力，求：（1）粒子射出时的速度v（2）粒子从射出以后第三次到达x轴所用的总时间（3）若粒子从射出以后到第n次向下穿过x轴所用的总时间为t，写出t的表达式。26.如图甲所示，平行金属板PQ、MN水平固定在地面上方的空间，金属板长l＝20cm，两板间距d=10cm，两板间偏转电压U＝100V。在距金属板M端左下方某位置有一粒子源A，从粒子源竖直向上连续发射速度相同的带电粒子，射出的带电粒子在空间通过一垂直于纸面向里的磁感应强度B＝0.20T的圆形匀强磁场区域（图中未画出）后，恰好从带电金属板PQ的左下边缘水平进入两金属板间，带电粒子在电场力作用下恰好从金属板MN的右边缘飞出。已知带电粒子的比荷＝2.0×10C/kg。（重力不计，计算结果保留两位有效数字）求：（1）带电粒子射入电场时的速度大小；（2）圆形匀强磁场区域的最小半径；（3）若两金属板间加上如图乙所示的偏转电压，在哪些时刻进入两金属板间的带电粒子不碰到极板而能够飞出两板间。

参考答案Ⅰ卷一、单项选择题题号12345678910答案CBADBDBACA二、多项选择题题号11121314答案BCADBCDAD三、实验题15.（1）101.30 （2）8.11816.（1）甲 （2）B，C （3）略 （4）1.50，0.83四、计算题17.（1）t= （2）y= （3）v=18.（1）v= （2）B=E方向垂直纸面向外（3）B=Ⅱ卷五、不定项选择题题号1920212223答案ACABDBCABD六、实验题24.（1）100 （2）串联；9900 （3）略七、计算题25.解答：（1）v=（2）t=+（3）t=+ n=1，2，3，426.解答：（1）设带电粒子从PQ左边缘进入电场的速度为v，由MN板右边缘飞出的时间为t，带电粒子在电场中运动的加速度为a，则 d＝at a= t= 则 v=解得：v=2.0×10m（2）粒子进入电场时，速度方向改变了90°，可见粒子在磁场中转了四分之一圆周。设圆形匀强磁场区域的最小半径为r，粒子运动的轨道半径为R，则qvB=mR==0.05m由图中几何关系可知r=R=0.035m圆形磁场区域