湖北黄冈中学11-12学年高二上学期期中物理试题

湖北黄冈中学2011—2012学年高二上学期期中物理试题

一、选择题：本题共12小题. 每小题4分，共48分. 在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，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。

1．如图1所示，AB是一个点电荷电场中的一条电场线，图2则是放在电场线上a、b处的试探电荷的电荷量与所受电场力间的关系图象，由此可以判定下列说法可能的是（    ）

A．若场源是正电荷，则其位于A点   B．若场源是负电荷，则其位于B点

C．若场源是正电荷，则其位于B点   D．若场源是负电荷，则其位于A点

2．某静电场中的电场线如图3所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是（    ）

   A．粒子必定带正电荷

B．粒子在M点的电势能小于它在N点的电势能

C．粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度

D．粒子在M点的动能小于它在N点的动能

3．如图4所示，平行板电容器的两极板A、B接在电池的两极，一带正电的小球悬挂在电容器的内部，闭合开关S，给电容器充电，稳定后悬线偏离竖直方向的夹角为，则（    ）

   A．若保持开关S闭合，A板向B板靠近，则增大

B．若保持开关S闭合，A板向B板靠近，则不变

C．若开关S断开，A板向B板靠近，则增大

D．若开关S断开，A板向B板靠近，则不变

4．如图5甲所示，质量为m的通电细杆ab置于倾角为的粗糙平行导轨上，细杆上有电流通过时，恰好静止在导轨上. 乙图中给出了4种可能的磁场方向，其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是（    ）

A．图a    B．图b    C．图c    D．图d

5．如图6所示电路中，开关S1、S2、S3、S4均闭合，C是极板水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一油滴P，断开哪一个开关后，油滴P向下运动（    ）

   A．S1   \B．S2   C．S3   D．S4

6．如图7所示的图线中，I是电源的路端电压随电流变化的图线，Ⅱ是某电阻的伏安特性曲线，当用该电源向该电阻供电时，电阻上消耗的电功率和电源的效率分别为（    ）

    A．4W  33%      B．2W  67%   

C．2W  33%      D．4W  67%

7．如图8所示，一直流电动机与阻值的电阻串联接在电源上，电源电动势E=20V，内阻，用理想电压表测出电动机两端的电压，已知电动机线圈电阻，则（    ）

   A．通过电动机的电流为10A  B．电动机的输入功率为100W

C．电动机发热消耗的功率为1W  D．电动机输出的功率为9W

8．图9所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，当变阻器的滑动触头P向上移动时，电压表V的示数U和电流表的示数I的变化情况是（    ）

   A．U变大，I变大       

B．U变小，I变小

C．U变大，I变小       

D．U变小，I变大

9．圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率沿着AO方向对准圆心O射入磁场，其运动轨迹如图所示。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是（    ）

   A．a粒子速率最大     B．c粒子速率最大

C．a粒子在磁场中运动的时间最长 D．它们做圆周运动的周期Ta<Tb<Tc

10．如图11所示，正方形容器处在匀强磁场中，一束电子从a孔沿a→b方向垂直射入容器内的匀强磁场中，结果一部分电子从小孔c射出，一部分电子从小孔d射出，则从c、d两孔射出的电子（    ）

    A．速度之比vc∶vd=2∶1

B．在容器中运动的时间之比tc∶td=1∶2

C．在容器中运动的加速度大小之比ac∶ad=∶1

D．在容器中运动的加速度大小之比ac∶ad=2∶1

11．如图12所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成角，若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是（    ）

A．，正电荷  B．，正电荷  C．，负电荷  D．，负电荷

12．如图13所示，在垂直纸面向里的匀强磁场边界上，有两个质量、电荷量均相等的正、负离子（不计重力），从O点以相同的速度射入磁场中，射入方向均与边界成角，则正、负离子在磁场中运动的过程，下列判断正确的是（    ）

    A．运动的轨道半径相同

B．重新回到磁场边界时速度大小和方向都相同

C．运动的时间相同     

D．重新回到磁场边界的位置与O点距离相等

二、实验题：本题共2小题，共14分. 把答案填写在题中的横线上或按题目要求作答.

13．（6分）调整欧姆零点后，用“×10”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，那么正确的判断和做法是（    ）

    A．这个电阻的阻值很小     B．这个电阻的阻值很大

C．为了把电阻值测得更准确些，应换用“×1”挡，重新调整欧姆零点后测量

D．为了把电阻值测得更准确些，应换用“×100”挡，重新调整欧姆零点后测量

14．（8分）甲同学设计了如图14(a)所示的电路测电源电动势E及电阻R1和 R2的阻值。实验器材有：待测电源E（不计内阻），待测电阻R1，待测电阻R2，电压表V（量程为1.5V，内阻很大），电阻箱R（0一99.99Ω）；单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。

（1）先测电阻R1的阻值。请将甲同学的操作补充完整：闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r和对应的电压表示数Ul ，保持电阻箱示数不变，_____________，读出电压表的示数U2。则电阻R1的表达式为R1＝_____________________________。

（2）甲同学已经测得电阻Rl＝4.8Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值。该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图14(b)所示的－ 图线，则电源电动势E＝___________________V，电阻R2 = _________Ω。

（3） 利用甲同学设计的电路和测得的电阻Rl ，乙同学测电源电动势E和电阻R2的阻值的做法是：闭合S1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了相应的－图线，根据图线得到电源电动势E 和电阻R2。这种做法与甲同学的做法比较，由于电压表测得的数据范围__________（选填“较大”、“较小”或“相同”），所以__________同学的做法更恰当些。

三、计算题：本题共4小题，共48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.

15．（10分）一束电子流在经U=5000V的加速电场加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的电场，如图15所示，若两极间距d=1.0cm，板长l=5.0cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？

16．（10分）如图16所示的电路中，电源电动势E=3.0 V，内阻；电阻，，，；电容器的电容 电容器原来不带电，求接通开关S并达到稳定这一过程中流过R4的总电量.

17．（13分）如图17所示，一匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面，在xOy平面上，磁场分布在以O为中心的一个圆形区域内，一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，由原点O开始运动，初速为v，方向沿x正方向. 后来，粒子经过y轴上的P点，此时速度方向与y轴的夹角为，P到O的距离为L，如图所示. 不计重力的影响. 求磁场的磁感应强度B的大小和xOy平面上磁场区域的半径R.

18．（15分）如图18所示，在y>0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y<0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xOy平面（纸面）向外. 电荷量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y=h处的点P1时速率为v0，方向沿x轴正方向；然后，经过x轴上x=2h处的P2点进入磁场，并经过y轴上处的P3点. 不计重力. 求：

（1）电场强度的大小.

（2）粒子到达P2时速度的大小和方向.

（3）磁感应强度的大小.

参考答案

1．AD  2．ACD  3．AD  4．AC  5．C  6．D  7．CD

8．C  9．BC  10．ABD 11．C  12．ABD 13．BD

14．

（1）将S2切换到b，；

（2）1.43（或），1.2；

（3）较小，甲．

15．

解析：在加速电压一定时，偏转电压越大，电子在极板间的偏转距离就越大，当偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出，此时的偏转电压，即为题目要求的最大电压．

加速过程，由动能定理得：．①

进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速运动：．②

，③

偏转距离：，④

能飞出的条件为：．⑤

解①②③④⑤式得：．

16．

开关S闭合后，由电阻的串并联公式，得闭合电路的总电阻为

由欧姆定律得，通过电源的电流：，

电源的路端电压，

电阻两端的电压，

通过的总电量就是电容器的带电量：．

17．

粒子在磁场中受洛伦兹力作用，做匀速圆周运动，设其半径为，则，据此并由题意知，粒子在磁场中的轨迹的圆心C必在轴上，且P点在磁场区之外，过P点沿速度方向作延长线，它与轴相交于Q点．作圆弧过O点与轴相切，并且与PQ相切，切点A即粒子离开磁场区的地点，这样也求得圆弧轨迹的圆心C，如图所示．

由图中几何关系得

由以上两式求得

图中OA的长度即圆形磁场区的半径R，由图中几何关系可得．

18．解析：（1）粒子在电场、磁场中运动的轨迹如图所示，设粒子从到的时间为，电场的大小为E，粒子在电场中的加速度为，由牛顿第二定律及运动学公式有①

②

③

由①②③式解得④

（2）粒子到达时速度沿方向的分量仍为，以表示速度沿方向分量的大小，表示速度的大小，表示速度和轴的夹角，则有⑤

⑥

⑦

由②③⑤式得⑧

由⑥⑦⑧式得⑨

⑩

（3）设磁场的磁感应强度为B，在洛伦兹力作用下粒子做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得

其中是圆周的半径，此圆与轴和轴的交点分别为、，因为，，由几何关系可知，连线、为圆轨道的直径，由此可求得

由⑨可得