2018北京四中高二(上)期末物理

1/102018北京四中高二（上）期末物理试卷满分为150分，考试时间为100分钟Ⅰ卷（100分）一、单项选择题（本大题共8小题；每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意）1.关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是A.磁感线可以相交B.小磁针静止时S极指向即为该点的磁场方向C.磁感线的疏密程度反映了磁场的强弱D.地球磁场的N极与地理北极重合2.某电场的电场线如图所示，场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用AE、BE和A、B表示，则A.AEBEABB.AEBEABC.AEBEABD.AEBEAB3.在如下所示的四幅图中，正确标明了带正电的粒子在磁场中所受洛伦兹力f方向的是4.下列各图中，已标出电流I、磁感应强度B的方向，其中符合安培定则的是5.将一电量为+1.6×108C的电荷在电场中从A点移动到B点，电场力做功为6.4×106J，则A、B两点间电势差为2/10A.100VB.200VC.300VD.400V6.如图所示，一个带电粒子先后以速度v和2v垂直于电场方向从某点射入平行板M、N间的匀强电场，并射出电场。不计重力，则前后两次带电粒子在电场中运动的时间之比1t：2t为A.1：1B.1：2C.2：1D.1：37.若通过一段导体的电流是2A，则1分钟内通过该导体某截面的电量为A.2CB.0.5CC.120CD.200C8.有一个电流表G，内阻gR=10Ω，满偏电流gI=3mA。把它改装成量程为3V的电压表，则应A.串联一个990Ω的电阻B.并联一个990Ω的电阻C.串联一个0.01Ω的电阻D.并联一个0.01Ω的电阻二、不定项选择题（本大题共6小题；每小题3分，共18分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项或多个选项符合题意，选不全得2分，选错不得分）9.空间存在着一个正方形匀强磁场区域。一束电子从a点以垂直磁感应强度方向射入，初速度方向与ab平行，其中一部分自c射出，一部分从d射出，它们在磁场中运动的轨迹半径分别为cr和dr，运动时间分别为ct和dt，不计重力和电子间相互作用，则A.crdrB.crdrC.ctdtD.ctdt10.如图，一个枕形导体AB原来不带电。将它放在一个负点电荷的电场中，点电荷的电量为-Q，与AB中心O点的距离为R。由于静电感应，在导体A、B两端分别出现感应电荷。当达到静电平衡时，下列说法正确的是3/10A.导体B端带负电B.导体A端带负电C.导体中心O点的合场强为0D.感应电荷在O点产生的场强的大小为2QkR11.如图所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为θ。整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中。金属杆ab垂直导轨放置，当杆中通有从a到b的恒定电流时，金属杆ab刚好静止。则A.磁场方向竖直向上B.磁场方向竖直向下C.ab受安培力的方向平行导轨向上D.ab受安培力的方向垂直于金属杆ab12.在两个平行带电金属板之间存在着方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直纸面向里。一束带正电的粒子从板中间的左侧沿平行于金属板的方向穿过（不计重力），则下列说法正确的是A.上极板带正电B.上极板带负电C.带电粒子的速度大小为E／BD.带电粒子可能匀加速沿直线穿过电场13.如图所示，将平行板电容器两极板分别与电池正、负极相接，两板间a点处一带电液滴恰好处于静止状态，现保持开关闭合，将电容器的B板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则4/10A.电容器的电容增大B.电容器的带电量减小C.带电液滴仍将静止D.带电液滴将向下做加速运动14.如图所示，直线A为电源的U-I图线，电源电动势为E，内阻为r，曲线B为灯泡的U-I图线，现将该小灯泡接在该电源两端，此时灯泡电阻为R，则以下说法正确的是A.E=3V，r=2ΩB.R=1ΩC.电源的输出功率为4WD.若增大灯泡两端的电压，则灯泡的电阻增大三、填空题（本大题共1小题，共18分。）15.在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学进行了如下操作：①用多用表欧姆挡粗测电阻丝的电阻，把选择开关旋转到“1”位置，结果如图甲所示，由此可知电阻丝电阻的测量值约为______Ω；②用螺旋测微器测量金属丝的外径，示数如图乙所示，金属丝的外径为_____mm；5/10③现有如下器材A.电流表（量程0.6A，内阻约0.1Ω）B.电流表（量程3A，内阻约0.03Ω）C.电压表（量程3V，内阻约3kΩ）D.滑动变阻器（1750Ω，0.3A）E.滑动变阻器（15Ω，3A）F.蓄电池（6V，内阻很小）G.开关一个，带夹子的导线若干要进一步精确测量金属丝样品的阻值，电流表应选______，滑动变阻器应选（只填代号字母）；④请根据图丙所示电路图将图丁中的实际测量电路补充完整⑤若某次测量中，电压表和电流表读数分别为U和I，请用上述直接测量的物理量（D、l、U、I）写出电阻率ρ的计算式：ρ=______。四．解答题（本大题共2小题，共40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。）16.两块水平放置的平行金属板A、B，板长L=0.2m，板间距d=0.02m。一质量为m=2×106kg，带电量为q=+2×105C的粒子以0v=2×103m／s的速度，从两极板间中央处水平射入，如图。当A、B间的电势差ABU=2×103V时，粒子能从两极板间穿出，不计粒子重力，求：（1）两极板间的匀强电场的场强E；（2）粒子运动的加速度a；6/10（3）粒子从极板穿出时的侧移量y。17.如图所示，两平行金属板P、Q竖直放置，两极板间的电压为U。放在P板附近的离子源释放出质量为m，带电量为-q的离子，离子经加速电场加速后垂直磁场边界从A点进入一个匀强磁场，磁场左右边界平行，距离为l。该磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。不计离子的重力。（1）认为离子飘入加速电场时的速度很小，近似为零，求粒子从A点进入磁场的速度v；（2）若离子刚好从D点离开磁场，且离开磁场时，向下偏移的距离33yl。（3）若加速电压U和磁场的磁感应强度B均可调，欲使粒子不能从右边界射出，应如何调节U和B？Ⅱ卷五、选择题（本大题共4小题；每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有一个选项或多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。）18.在课堂上，汤老师用干电池点亮几个小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，以下说法正确的是A.各灯两端的电压降低B.各灯两端的电压升高C.通过电池的电流增大D.通过电池的电流减小19.一个电动机，其线圈电阻是0.4Ω，当它两端所加的电压为220V时，通气流是5A。则A.电动机的发热功率是10WB.电动机的发热功率是1100WC.电动机消耗的电功率是1100W7/10D.电动机的机械功率是1100W20.如图，在一水平放置的平板．MN的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于纸面向里。许多质量为m带电量为+q的粒子，以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向，由小孔O射入磁场区域。不计重力，不计粒子间的相互影响。下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，其中mvRBq。则下列各图正确的是21.回旋加速器用较低的高频电源，使粒子每隔一定的时间受到一次加速，经过多次加速达到很大的速度。在D型盒上半面中心S处有一正离子源，它发出的正离子，经狭缝电压加速后，进入D型盒中。在磁场力的作用下运动半周，再经狭缝电压加速。如此周而复始，最后到达D型盒的边缘，获得最大速度，由导出装置导出。已知正离子的电荷量为q，质量为m，加速时电极间电压大小为U，磁场的磁感应强度为B，D型盒的半径为R。每次加速的时间很短，可以忽略不计。若正离子从离子源出发时的初速度为零，则：A.粒子在磁场中运动的周期为2mqBB.加速电场的周期在不断改变C.粒子能够获得的最大动能为2()2qBRmD.整个过程中粒子被加速的次数为2()2qBRmqU六．实验题（本大题共1小题，共10分。）22.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需测量一个标有“3V，1.5W”灯泡两端的电压和通过灯泡的电流。现有如下器材：直流电源（电动势3.0V，内阻不计）电流表A1（量程3A，内阻约0.1Ω）8/10电流表A2（量程0.6A，内阻约5Ω）电压表V1（量程3V，内阻约3kΩ）电压表V2（量程15V，内阻约200kΩ）滑动变阻器R1（阻值0～10Ω，额定电流1A）滑动变阻器R2（阻值0～1kΩ，额定电流300mA）①在该实验中，电流表应选择______（填“A1”或“A2”），电压表应选择______（填“V1”或“V2”），滑动变阻器应选择________（填“R1”或“R2”）。②请按照实验要求在方框内设计实验电路③下表是学习小组在实验中测出的6组数据，某同学根据表格中的数据在方格纸上已画出了5个数据的对应点，请你画出第4组数据的对应点，并作出该小灯泡的伏安特性曲线。④若将该灯泡与一个6.0Ω的定值电阻串联，直接接在题中提供的电源两端，请估算该小灯泡的实际功率P=______W（保留两位有效数字）。（若需作图，可直接画在第③小题图中）七、解答题（本大题共2小题，共24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。）23.飞行时间质谱仪可以根据带电粒子的飞行时间对气体分子进行分析。如图所示，在真空状态下，自脉冲阀P喷出微量气体，经激光照射产生不同正离子，自a板小孔进入a、b间的加速电场，从b板小孔射出，沿中线方向进入M、N板间的方形区域，然后到达紧靠在其右侧的探测器。已知极板a、b间的电压为0U，间距为d，极板M、N的长度和间距均为L。不计离子重力及经过a板时的初速度。9/10（1）若M、N板间无电场和磁场，请推导出离子从a板到探测器的飞行时间t与比荷k（k=qm，q和m分别为离子的电荷量和质量）的关系式；（2）若在M、N间只加上偏转电压1U，请写出离子在场中运动的轨迹方程，并论证说明不同正离子的轨迹是否重合；（3）若在M、N间只加上垂直于纸面的匀强磁场。已知进入a、b间的正离子有一价和二价的两种，质量均为m，元电荷为e。要使所有正离子均能通过方形区域从右侧飞出，求所加磁场的磁感应强度的最大值mB。24.如图所示，水平桌面上放置一U形金属导轨，两导轨平行，间距为l，导轨距水平地面高h。导轨左端连接有一个电源、一个单刀双掷开关、一个电容器。电源电动势为E，内电阻为r，电容器电容为C。一根质量为m不计电阻的裸导线放在导轨上，方向与导轨垂直，导轨所在平面有一个方向向下的匀强磁场，磁感应强度为B。先将单刀双掷开关拨到a；待电路稳定后将单刀双掷开关拨到b。开关拨到b后，导线在安培力作用下向右运动离开导轨，然后做平抛运动直至落到水平地面上。（1）在开关拨到a到电路稳定的过程中，画出电容器电压u随电量q变化的图象。（2）结合（1）中所画图象，求稳定时电容器储存的能量cE。（3）导线落到水平地面，此时电容器两端的电压为E/2，求落地位置与导轨右端的水平距离x及开关拨到b后电阻R上产生的热RQ。10/10物理试题答案一、选择题（42分）题号1234567891011121314答案CDBCDCCAADBCDADACBDBCD二、填空题（18分）15.①9Ω；②0.780mm；③A，E；④请在右图中连线⑤ρ=24UDIl。三、计算题（40分）16.（1）510/NC；（2）6210/sm；（3）0.005m17.（1）2qUvm；（2）6mtBq；（3）B增大，U减小四、选择题（16分）18.AC19.AC20.A21.ACD五、实验题（10分）22.（1）2A；1V；1R（2）略；（3）略（4）0.33-0.39W六、计算题（24分）23.（1）00212qdtLmUU（2）重合（3）045UmLe24.（1）略（2）2LBECxm（3）223()88RBLECQCEm