2018-2019学年浙江省宁波市北仑中学高一下学期期中考试物理试卷（1班用） 13页

‎2018-2019学年浙江省宁波市北仑中学高一下学期期中考试物理试卷（1班用）‎ 一．选择题（每小题至少有一个正确答案，1-8题每小题3分，多选错选不得分，漏选得1分，9-14题每小题4分，多选错选不得分，漏选得2分）‎ ‎1．关于电源电动势大小的说法，正确的是（ ）‎ A．同一种电池，体积越大，电动势也越大 B．电动势的大小表示电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小 C．电路断开时，电源的非静电力做功为0，电动势并不为0‎ D．电路中电流越大，电源的非静电力做功越多，电动势也越大 ‎2.如下左图所示，为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以O点(图中白点)为坐标原点，沿z轴正方向磁感应强度B大小的变化最有可能为（ ）‎ ‎3．横截面积为S的铜导线，流过的电流为I，设单位体积的导体中有n个自由电子，电子的电量为q，此时电子的定向移动的平均速度设为v，在时间Δt内，通过导线横截面的自由电子数为（ ）‎ A．nvSΔt　　　　 　B．nvΔt　　 C．　　　　 D．‎ ‎4.空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射。这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子。不计重力，下列说法正确的是（ ）‎ A．入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同 ‎ B．入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同 C．在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同 D．在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大 ‎5．如图所示，用半偏法测量一只电流表的内阻，下列各组主要操作步骤及排列次序正确的是（ ）‎ A．闭合S1，调节R1使电流表满偏，再闭合S2，调节R2使电流表半偏，读出R2的阻值 B．闭合S1，调节R1使电流表满偏，再闭合S2，调节R1使电流表半偏，读出R2的阻值 C．闭合S1、S2，调节R1使电流表满偏，再调节R2使电流表半偏，读出R2的阻值 D．闭合S1、S2，调节R2使电流表满偏，再调节R1使电流表半偏，读出R2的阻值 ‎6．每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来，幸好地球磁场可以有效地改变这些宇宙 射线中大多数射线粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球 上的生命有十分重要的意义。假设有一个带正电的宇宙射线粒子垂直 于地面向赤道射来（如图，地球由西向东转，虚线表示地球自转轴，‎ 上方为地理北极），在地球磁场的作用下，它将向什么方向偏转？（ ）‎ R1‎ A1‎ R3‎ R2‎ a b E、r S V A2‎ A．向东 B．向南 C．向西 D．向北 ‎7．在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器．当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U．现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是（ ）‎ A．I1增大，I2 不变，U增大 B．I1减小，I2 增大，U减小 C．I1增大，I2 减小，U增大 D．I1减小，I2 不变，U减小 ‎8．如图甲所示,某空间存在着足够大的匀强磁场,磁场沿水平方向.磁场中有A、B两个物块叠放在一起,置于光滑水平面上.物块A带正电,物块B不带电且表面绝缘.在t=0时刻,水平恒力F作用在物块B上,物块A、B由静止开始做加速度相同的运动.在物块A、B一起运动的过程中,图乙反映的可能是 （ ）‎ A.物块A所受洛伦兹力大小随时间t变化的关系 B.物块A对物块B的摩擦力大小随时间t变化的关系 C.物块A对物块B的压力大小随时间t变化的关系 D.物块B对地面的压力大小随时间t变化的关系 ‎9．如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场．在该区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球．O点为圆环的圆心，a、b、c、d为圆环上的四个点，a点为最高点，c点为最低点，b、O、d三点在同一水平线上．已知小球所受电场力与重力大小相等．现将小球从环的顶端a点由静止释放，下列判断正确的是 （ ） ‎ A．小球能越过d点并继续沿环向上运动 B．当小球运动到c点时，所受洛伦兹力最大 C．小球从a点运动到b点的过程中，重力势能减小，电势能增大 D．小球从b点运动到c点的过程中，电势能增大，动能先增大后减小 ‎10. 热敏电阻是一种广泛应用于自动控制电路中的重要电子元件，它的重要特性之一是，其电阻值随着环境温度的升高而减小。如图为一自动温控电路，C为电容器，A为零刻度在中央的电流计，R为定值电阻，Rt为热敏电阻．电键S闭合稳定后，观察电流表A的偏转情况，可判断环境温度的变化情况．以下关于该自动温控电路的分析，正确的是（ ）‎ A．当发现电流表A中的电流方向是由a到b时，表明环境温度是正在逐渐升高 B．当发现电流表A中的电流方向是由a到b时，表明环境温度是正在逐渐降低 C．为了提高该温控装置的灵敏度，应取定值电阻R的阻值远大于热敏电阻Rt的阻值 D．为了提高该温控装置的灵敏度，应取定值电阻R的阻值与热敏电阻Rt的阻值差不多 ‎11．光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，右端与半径为L＝20 cm的两段光滑圆弧导轨相接，一根质量m＝60 g、电阻R＝1 Ω、长为L的导体棒ab，用长也为L的绝缘细线悬挂，如图所示，系统空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T，当闭合开关S后，导体棒沿圆弧摆动，摆到最大高度时，细线与竖直方向成θ＝53°角，摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态，导轨电阻不计，sin 53°＝0.8，g＝10 m/s2则（ ）‎ A．磁场方向一定竖直向下 B．电源电动势E＝3.0 V C．导体棒在摆动过程中所受安培力F＝0.8N D．导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J ‎12.如图所示,闭合开关S,电压表的示数为U,电流表的示数为I,现向左调节滑动变阻器R的触头P,电压表的示数改变量的大小为ΔU,电流表的示数改变量的大小为ΔI,则下列说法正确的是（ ）　　　　　　 ‎ A.变大 B.变大 C.电阻R1的功率变大 D.电源的总功率变大 ‎13.如图所示,正方形abcd区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场,O点是cd边的中点。一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下,从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入磁场,经过时间t0刚好从c点射出磁场。现让该粒子从O点沿纸面以与Od成30°角的方向,分别以大小不同的速率射入磁场,则关于该粒子在磁场中运动的时间t和离开正方形区域的位置,分析正确的是（ ）‎ A.若t=t0,则它一定从dc边射出磁场 B.若t=t0,则它一定从cb边射出磁场 C.若t=t0,则它一定从ba边射出磁场 D.若t=t0,则它一定从da边射出磁场 ‎14.某同学对某种抽水泵的电磁泵模型进行了研究。如图泵体是一个长方体,ab边长为L1,左右两侧面是边长为L2的正方形,在泵头通入导电剂后液体的电阻率为ρ,泵体所在处有方向垂直纸面向外的匀强磁场B。工作时,泵体的上下两表面接在电压为U的电源(内阻不计)上。理想电流表示数为I,若电磁泵和水面高度差为h,不计水在流动中和管壁之间的阻力,重力加速度为g。则（ ） ‎ A.泵体上表面应接电源正极 ‎ B.电源提供的电功率为 C.电磁泵不加导电剂也能抽取不导电的纯水 ‎ D.若在t时间内抽取水的质量为m,这部分水离开电磁泵时的动能为UIt-mgh-I2t 二.实验题（共11分，每空1分）‎ ‎15.为了测量某电池的电动势 E（约为3V）和内阻 r（约为3Ω），可供选择的器材如下：‎ A．电流表G1（2mA 100Ω） B．电流表G2（1mA 内阻未知）‎ C．电阻箱R1（0~999.9Ω） D．电阻箱R2（0~9999Ω）‎ E．滑动变阻器R3（0~10Ω 1A） F．滑动变阻器R4（0~1000Ω 10mA）‎ G．定值电阻R0（800Ω 0.1A） H．待测电池 I．导线、电键若干 ‎①采用如图（甲）所示的电路，测定电流表G2的内阻，得到电流表G1的示数I1、电流表G2的示数I2如下表所示：‎ I1（mA）‎ ‎0.40‎ ‎0.81‎ ‎1.20‎ ‎1.59‎ ‎2.00‎ I2（mA）‎ ‎0.20‎ ‎0.40‎ ‎0.60‎ ‎0.80‎ ‎1.00‎ 根据测量数据，请在图（乙）坐标中描点作出I1—I2图线．由图得到电流表G2的内阻等于 ‎　　　 Ω．‎ ‎②在现有器材的条件下，测量该电池电动势和内阻，采用如图（丙）所示的电路．在给定的器材中，图中滑动变阻器①应该选用 　　，电阻箱②应该选用 　　 （均填写代号，如A,B等）．‎ 图（甲）‎ G1‎ G2‎ R0 ‎ S ‎ 图（丙）‎ ‎①②③‎ ‎②③‎ G1‎ G2‎ S E I2/mA I1/mA ‎ 2. 0‎ ‎ 0‎ ‎ 1. 0‎ ‎ 1. 0‎ ‎ 0. 5‎ 图（乙）‎ ‎ ‎ 图（a）‎ ‎16.某学生实验小组利用图(a)所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻,“×1k”挡内部电路的总电阻。使用的器材有:‎ 多用电表; 电压表:量程5 V,内阻十几千欧;‎ 滑动变阻器:最大阻值5 kΩ; 导线若干。‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡,再将红表笔和黑表笔　　　　,调零点。 ‎ 图（b）‎ 图（c）‎ ‎(2)将图(a)中多用电表的红表笔 和　　　　(填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端。 ‎ ‎(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图(b)所示,这时电压表的示数如图(c)所示。多用电表和电压表的读数分别为　　　　kΩ和　　　　V。 ‎ 图（d）‎ ‎(4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零,此时多用电表和电压表的读数分别为12 kΩ和4.00 V。从测量数据可知,电压表的内阻为　　　kΩ。 ‎ ‎(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图(d)所示。根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为　　V,电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为　　　kΩ。 ‎ 三．计算题 ‎17．（10分）图中电源电动势E＝12 V，内电阻r＝0.5 Ω。将一盏额定电压为8 V，额定功率为16 W的灯泡与一只线圈电阻为0.5 Ω的直流电动机并联后和电源相连，灯泡刚好正常发光，通电100 min。问：‎ ‎（1）电源提供的能量是多少？‎ ‎（2）电流对灯泡和电动机所做的功各是多少？‎ ‎（3）灯丝和电动机线圈产生的热量各是多少？‎ ‎ ‎ ‎18．（10分）如图所示，导体杆ab的质量为m，电阻为R，放置在与水平成角的倾斜金属导轨上，导轨间距为d，电阻不计，系统处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，电池内阻不计。‎ 求：（1）若导轨光滑，电源电动势E多大时能使导体杆静止在导轨上？‎ ‎（2）若杆与导轨之间的动摩擦因数为，且不通电时导体不能静止在导轨上，则要使杆静止在导轨上，求电源的电动势的范围？‎ ‎19.（10分） 1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q ，在加速器中被加速，加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。‎ ‎（1）求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比；‎ ‎（2）求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t；‎ ‎（3）实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制。若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为Bm、fm，试讨论粒子能获得的最大动能E㎞。‎ ‎ ‎ ‎20．（11分）如图甲所示，在xOy平面内有足够大的匀强电场，电场方向竖直向上，电场强度E＝40 N/C，在y轴左侧平面内有足够大的瞬时磁场，磁感应强度B1随时间t变化的规律如图乙所示，15πs后磁场消失，选定磁场垂直纸面向里为正方向．在y轴右侧平面内还有方向垂直纸面向外的恒定的匀强磁场，分布在一个半径为r＝0.3 m的圆形区域(图中未画出)，且圆的左侧与y轴相切，磁感应强度B2＝0.8 T．t＝0时刻，一质量m＝8×10－4 kg、电荷量q＝2×10－4 C的微粒从x轴上xP＝－0.8 m处的P点以速度v＝0.12 m/s向x轴正方向入射．(g取10 m/s2，计算结果保留两位有效数字)‎ ‎　‎ ‎ 甲　　　　　　 　 乙　　‎ ‎(1)求微粒在第二象限运动过程中离y轴、x轴的最大距离；‎ ‎(2)若微粒穿过y轴右侧圆形磁场时，速度方向的偏转角度最大，求此圆形磁场的圆心坐标(x，y)．‎ 北仑中学2018学年第二学期高一年级期中考试物理试卷（1班用）‎ ‎ 参考答案 ‎1.BC 2.C 3.AC 4.BD 5.A 6.A 7.B 8.CD 9.D 10.AD 11.AB 12.AC ‎13.AB 14.AD ‎ ‎15.①（1分）；200（1分）；②R3（1分）；R2（1分）；‎ ‎16.(1)短接　(2)1　(3)15　 3.60　 (4)12　 (5)9.00　 15‎ ‎17. 解：（1）灯泡两端电压等于电源两端电压，且U＝E－Ir， ‎ 则总电流I＝8 A，电源提供的能量：E总＝IEt＝8×12×100×60＝5.76×105（J）。 ‎ ‎（2）通过灯泡的电流I1＝＝2（A），电流对灯泡所做的功 W1＝Pt＝16×100×60＝0.96×105（J） ‎ 通过电动机的电流I2＝8－2＝6（A），‎ 电流对电动机所做的功W2＝I2Ut＝6×8×60×100＝2.88×105（J） ‎ ‎（3）灯丝产生的热量Q1＝W1＝0.96×105（J）， ‎ 电动机线圈产生的热量Q2＝Irt＝62×0.5×60×100＝1.08×105（J） ‎ ‎18.（1）将空间立体图改画为如图所示的侧视图，并对杆进行受力分析，由平衡条件得F－Nsin = 0，Ncos－mg＝0，而F＝BId＝‎ 由以上三式解得 ‎（2）有两种可能性：一种是E偏大，I偏大，F偏大，导体杆有上滑趋势，摩擦力f沿斜面向下，选沿斜面向上为正方向，根据平衡条件有 Fcos－mgsin－(mgcos＋ Fsin)＝0‎ 根据安培力公式有 以上两式联立解得。‎ 另一种可能是E偏小，摩擦力f沿斜面向上，同理可得 综上所述，电池电动势的取值范围是 ‎。‎ ‎19.解(1)设粒子第1次经过狭缝后的半径为r1,速度为v1‎ qu=mv12‎ qv1B=m 解得 ‎ 同理，粒子第2次经过狭缝后的半径 ‎ 则 ‎ ‎（2）设粒子到出口处被加速了n圈 解得 ‎ ‎（3）加速电场的频率应等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，即 当磁场感应强度为Bm时，加速电场的频率应为 粒子的动能 当≤时，粒子的最大动能由Bm决定 解得 当≥时，粒子的最大动能由fm决定 解得 ‎ ‎20.解：(1)因为微粒射入电磁场后受到的电场力 F电＝Eq＝8×10－3 N，G＝mg＝8×10－3 N F电＝G，所以微粒在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动 因为qvB1＝m，所以R1＝＝0.6 m T＝＝10π s 从图乙可知在0～5 π s内微粒向上做匀速圆周运动 在5πs～10πs内微粒向左匀速运动，运动位移 x1＝v＝0.6π m 在10π s～15π s内，微粒又做匀速圆周运动，15π s以后向右匀速运动，之后穿过y轴．所以，离y轴的最大距离 s＝0.8 m＋x1＋R1＝1.4 m＋0.6π m≈3.3 m 离x轴的最大距离s′＝2R1×2＝4R1＝2.4 m ‎(2)如图，微粒穿过圆形磁场要求偏转角最大，入射点A与出射点B的连线必须为磁场圆的直径 因为qvB2＝ 所以R2＝＝0.6 m＝2r 所以最大偏转角θ＝60°，所以圆心坐标x＝0.30 m y＝s′－rcos 60°＝2.4 m－0.3 m×≈2.3 m，‎ 即磁场的圆心坐标为(0.30,2.3)‎ 答案　(1)3.3 m,2.4 m　 (2)(0.30,2.3)‎