天水一中高二级 2016-2017 学年度第一学期期末考试 物理试题 10页

天水一中高二级 2016-2017 学年度第一学期期末考试 物理试题 （满分： 100 时间：90） 一、选择题（每题 4 分，共 48 分，其中 2、4、8 小题为多选题，其余为单选题） 1．下列关于点电荷的说法中,正确的是（ ） A．体积大的带电体一定不是点电荷 B．当两个带电体的大小、形状对它们间相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看做点电荷 C．点电荷就是体积足够小的电荷 D．点电荷是电荷量和体积都很小的带电体 2．以下说法正确的是（ ） A．由 q FE  可知，电场中某点的电场强度 E 与 F 成正比 B．由 R UI  可知，某段导体中的电流 I 与 U 成正比 C．由 IL FB  可知，磁场中的某点的磁感应强度 B 与放入磁场中的通电导线的电流 I 有关 D．由 U QC  可知，电容器的电容大小 C 与电容器两极板间电势差 U 无关 3．A、B 两个带同种电荷的绝缘金属球，半径为 r，球心相距 3r，A 带电荷量＋Q1，B 带电荷量＋Q2， 则 A、B 间相互作用力 （ ） A．无法确定 B．等于 1 2 2(3 ) kQ Q r C．大于 1 2 2(3 ) kQ Q r D．小于 1 2 2(3 ) kQ Q r 4．空间中存在沿 x 轴正方向的电场，x 轴上各点的电场强度随 x 的变化情况如图所示。下列叙述正 确的是 A．x1、x2 两处的电势相同 B．电子在 xl 处的电势能小于在 x2 处的电势能 C．x=0 处与 x1 处两点之间的电势差为 0 1 2 E xU  ． D．电子沿 x 轴从 xl 处运动到 x2 处，电场力一直做负功 5．如图是一火警报警电路的示意图。其中 R3 为用某种材料制成的传感器，这种材料的电阻率随温度 的升高而增大。值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器。当传感器 R3 所在处 出现火情时，显示器的电流 I、报警器两端的电压 U 的变化情况是（ ） A．I 变大，U 变小 B．I 变小，U 变大 C．I 变大，U 变大 D．I 变小，U 变小 6．两定值电阻 R1、R2 串联后接在电压恒等于 10V 的直流电源上。某学生把内阻不是远大于 R1、R2 的 电压表接在 R1 两端，如图所示，电压表示数为 6V。如果把此电压表改接在 R2 两端，则电压表示数将 （ ） A．大于 4V B．小于 4V C．等于 4V D．等于或大于 4V 7．如图所示电路中，三个相同的灯泡额定功率是 40 W，在不损坏灯泡的情况下，这三个灯泡消耗 的总功率最大不应超过 （ ） A．40 W B．60 W C．80 W D．120 W 8．如图所示，F 是磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是示意图是（ ） A． B． C． D． 9．在地球赤道上进行实验时，用磁传感器测得赤道上 P 点地磁场磁感应强度大小为 B0。将一条形磁 铁固定在 P 点附近的水平面上，让 N 极指向正北方向，如图所示，此时用磁传感器测得 P 点的磁感 应强度大小为 B1；现将条形磁铁以 P 点为轴旋转 90°，使其 N 极指向正东方向，此时用磁传感器测 得 P 点的磁感应强度的大小应为（可认为地磁南、北极与地理北、南极重合） A．B1-B0 B．B1+B0 C． 2 2 0 1B B D． 2 2 0 1 0 12 2B B B B  10．目前有一种磁强计，用于测定地磁场的磁感应强度．磁强计的原理如右图所示，电路有一段金 属导体，它的横截面是宽为 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 轴正方向、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，电子电荷量为 e，金属导 电过程中，自由电子所做的定向移动可视为匀速运动．两电极 M、N 均与金属导体的前后两侧接触， 用电压表测出金属导体前后两个侧面间的电势差为 U．则磁感应强度的大小和电极 M、N 的正负为（ ） A． ，M 正、N 负 B． ，M 正、N 负 C． ，M 负、N 正 D． ，M 负、N 正 11．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈 A、线圈 B、电流计及电键如图连接．下列说法中正确 的是（ ） A．电键闭合后，线圈 A 插入或拔出都会引起电流计指针偏转 B．线圈 A 插入线圈 B 中后，电键闭合和断开的瞬间，电流计指针均不会偏转 C．电键闭合后，滑动变阻器的滑片 P 匀速滑动，电流计指针静止在中央零刻度 D．电键闭合后，只有滑动变阻器的滑片 P 加速滑动，电流计指针才能偏转 12．电阻 R、电容 C 与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N 极朝下，如图所示．现 使磁铁开始自由下落，在 N 极接近线圈上端的过程中，流过 R 的电流方向和电容器极板的带电情况 是（ ） A．从 a 到 b，上极板带正电 B．从 a 到 b，下极板带正电 C．从 b 到 a，上极板带正电 D．从 b 到 a，下极板带正电 二、实验题（12 分） 13（6 分）．利用通电导线在磁场中受到的安培力与磁感应强度的关系就可以测定磁感应强度的大 小．实验装置如图所示，弹簧测力计下端挂一矩形导线框，导线框接在图示电路中，线框的短边置 于蹄型磁体的 N、S 极间磁场中的待测位置． ①在接通电路前，待线框静止后，先观察并记录下弹簧测力计的读数 F0； ②接通电路，调节滑动变阻器使电流表读数为 I，待线框静止后，观察并记录下弹簧测力计的读数 F （F＞F0）． 由以上测量数据可知：导线框所受重力大小等于 ；磁场对矩形线框位于磁场中的一条边的作 用力大小为 ．若已知导线框在磁场中的这条边的长度为 L、线圈匝数为 N，则利用上述数据计 算待测磁场的磁感应强度的表达示为 B= ． 14（6 分）．（1）如图螺旋测微器的读数为 mm． （2）某同学用多用表测量一个量程为 3V 的电压表的内阻，除了进行机械调零，选档和欧姆表调零 外，请在下面图中把多用电表和电压表连接起来． 测量时指针位置如上图所示，则电压表的内阻为 Ω；此时电压表的指针也偏转了；已知多用电 表欧姆档表盘中央刻度值为“15”，表内电池的电动势为 1．5V,则电压表的示数是 V（结果保 留两位有效数字） 三、计算题（40 分） 15（12）．如图所示，有一电子（质量 m，电量为 e）经电压 U0 加速后，进入两块间距为 d、电压为 U 的平行金属板间．若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能沿下板边缘射出电场，求： （1）电子从加速电场 U0 射出时的速度？ （2）电子在平行金属板间（即偏转电场中）运动时的加速度？ （3）金属板 AB 的长度？ 16（12）．如图所示，在倾角为θ=30°的斜面上，固定一宽 L=0.25m 的平行金属导轨，在导轨上端 接入电源和变阻器．电源电动势 E=12V，内阻 r=1.0Ω一质量 m=20g 的金属棒 ab 与两导轨垂直并接 触良好．整个装置处于磁感强度 B=0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不 计）．金属导轨是光滑的，取 g=10m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求： （1）金属棒所受到的安培力； （2）通过金属棒 的电流； （3）滑动变阻器 R 接入电路中的阻值． 17（16）．如图甲是质谱仪的工作原理示意图．图中的 A 容器中的正离子从狭缝 S1 以很小的速度进入 电压为 U 的加速电场区（初速度不计）加速后，再通过狭缝 S2 从小孔 G 垂直于 MN 射入偏转磁场，该 偏转磁场是以直线 MN 为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为 B，离子最终到达 MN 上的 H 点（图中未画出），测得 G、H 间的距离为 d，粒子的重力可忽略不计．试求： （1）该粒子的比荷 ； （2）若偏转磁场为半径为 的圆形区域，且与 MN 相切于 G 点，如图乙所示，其它条件不变，仍 保证上述粒子从 G 点垂直于 MN 进入偏转磁场，最终仍然到达 MN 上的 H 点，则圆形区域中磁场的磁 感应强度 B′与 B 之比为多少？ 天水一中高二级 2016-2017 学年度第一学期期末考试 物理试题参考答案 1．B 2．BD 3．D 4．BCD 5．C 6．B 7．B 8．AD 9．D 10．D 11．A 12．D 13．F0，F﹣F0， ． 【解析】解：在接通电路前，待线框静止后，先观察并记录下弹簧测力计的读数 F0； 由于导线框此时只受到重力和弹簧的拉力，所以重力等于弹簧的拉力，即 F0；接通电路，调节滑动 变阻器使电流表读数为 I，待线框静止后，观察并记录下弹簧测力计的读数 F，此时导线框受到重力、 安培力和拉力的作用，处于平衡状态，平衡方程为：F﹣G﹣F 安=0 所以：F 安=F﹣G=F﹣F0 又：F 安=NBIL 则：B= ． 14．（1）1．390mm．（2）电路连接如图；3×103Ω；1．0V 1 5．（1） 0 0 2eUv m  （2） eUa md  （3） 02UL d U  16．（1）金属棒所受到的安培力为 0.1N； （2）通过金属棒的电流为 0.5A； （3）滑动变阻器 R 接入电路中的阻值为 23Ω． 【解析】解：（1）作出金属棒的受力图，如图 ． 则有 F=mgsin30° F=0.1N （2）根据安培力公式 F=BIL 得 得 （3）设变阻器接入电路的阻值为 R，根据闭合电路欧姆 E=I（R+r） 解得 17．（1）该粒子的比荷 = ； （2）圆形区域中磁场的磁感应强度 B′与 B 之比为 3：2． 【解析】解：（1）设离子被加速后获得的速度为 v，由动能定理有： 离子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径 R= 又洛伦兹力提供向心力，有 qvB= 解得： = （2）离子在磁场中得轨迹如图所示，由几何关系有 L 即 m 离子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为 L 则 tanθ= 即：θ=60° 离子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为 r′ 则 r′= = 又 qvB′= 故： = 答：（1）该粒子的比荷 = ； （2）圆形区域中磁场的磁感应强度 B′与 B 之比为 3：2．