人教版高中物理选修3-1第一学期期中考试 (11).docx

高中物理学习材料
海门实验学校2015～2016学年度第一学期期中考试
高二物理(选修)2015.11.11.
（试卷满分120分，考试用时100分钟。

）
第Ⅰ卷
一、单选题（每小题只有一个选项正确，请把正确的答案填入答题栏中，共7小题，答对得3分，答错或不答得０分，共21分）
1.如图所示为洛伦兹力演示仪的结构图。

励磁线圈产生的匀强磁场方
向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直。

电子速度的大小和磁场强弱可分别由通过电子枪的加速电压和励磁
线圈的电流来调节。

下列说法正确的是( )
A．仅增大励磁线圈中电流，电子束径迹的半径变大
B．仅提高电子枪加速电压，电子束径迹的半径变大
C．仅增大励磁线圈中电流，电子做圆周运动的周期将变大
D．仅提高电子枪加速电压，电子做圆周运动的周期将变大
2.两根相互靠近的长直导线1、2中通有相同的电流，相互作用力为F．若在两根导线所在空间内加一匀强磁场后，导线2所受安培力的合力恰好为零．则所加磁场的方向是( )
A．垂直纸面向里 B．垂直纸面向外
C．垂直导线向右 D．垂直导线向左
3．在如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，若调整可变电阻R的阻值，可使电压表的示数减小ΔU （电压表为理想电表），在这个过程中（）
A．R2两端的电压增加，增加量一定等于ΔU
B．路端电压减小，减少量一定等于ΔU
C．通过R1的电流减小，减少量一定等于ΔU/R1
D．通过R2的电流增加，但增加量一定大于ΔU/R2
4.如图所示,电阻R R R R
12343211
：：：：：：
=，电源电动势为E，内阻不计，开关S原来断开，现将S闭合。

则S由闭合到电路稳定的过程中通过R3的电量是（）
A．EC/5
B．2EC/5
C．3EC/5 D．EC
5.有一半径R=0.15m的圆形边界的匀强磁场区域，磁感应强度B=0.25T.一
群重力不计、质量m=3×10-7Kg,电荷量q=+2×10-3C的带电粒子，以速度V=5
×102m/s由圆周上的同一点A以不同方向射入磁场，关于粒子在磁场中运
动的时间长短，下列说法中正确的是（）
A．沿半径V1方向射入的粒子运动时间最长
B．沿与半径成300的V2方向射入的粒子运动时间最长
C．沿与半径成300的V3方向射入的粒子运动时间最长
D．所有粒子运动时间一样长
6.如图所示,在矩形abcd区域内存在着匀强磁场，两带电粒子由静止经
同一电场加速后从顶角c处沿cd方向射入磁场，又分别从p、q两处射
出，已知cp连线和cq连线与ac边分别成30°和60°角，不计两粒
子的重力。

则两粒子在磁场中的运动速率之比(V p∶V q)为 ( )
A．1∶2 B．1∶3 C．2∶1 D．3∶1
7．电磁流量计的原理图如图所示，横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c．流量计的两端与输送液体的管道相连接（图中的虚线）．图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料．现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面．当导电液体稳定地流过流量计时，在管道外将流量计上、下表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得的电流值．已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量（流量等于单位时间内流过的体积）为（）
A．)
(
c
b
aR
B
I
ρ
+ B．)
(
a
c
bR
B
I
ρ
+
C．)
(
b
a
cR
B
I
ρ
+ D．)
(
a
bc
R
B
I
ρ
+
二、多选题(本题共 5 小题，每小题4分，共20分，每小题有两个或两个以上选项符合题意。

全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，错选或不答的得 0 分)
8．下列各装置中a点电势比b点电势高的有（）
9.如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，用来加速质量为m，电
量为q的质子，质子每次经过电场区时，都恰好在电压为U时被加速，且电场可视为匀强电场，使质子由静止加速到能量为E后，由A孔射出。

下列说法正确的是( )
A．若D形盒半径R、磁感应强度B均不变，只提高加速电压U，质子的最终能量E将不变
B．若磁感应强度B、加速电压U均不变，只增大D形盒半径R，质子的最终能量E将增大
C．若磁感应强度B、加速电压U均不变，随着速度的增大，质子在D形盒内每运动一圈的时间将越来越短D．若D形盒半径R、磁感应强度B均不变，只提高加速电压U，质子在加速器中运动的总时间将缩短10.如图所示，三个完全相同的小球a、b、c带有相同电荷量的正电荷，从同一高度由静止同时开始
下落，当落下h1高度后a球进入水平向左的匀强电场，b球进入垂直纸面向里的匀强磁场，最终它们
都落到同一水平地面上，若不计空气阻力，下列判断正确的是( )
A．a、b、c三球同时落地，且落地时三球动能相同
B．b球最后落地，落地时a球动能最大
C．a、c同时落地，落地时b、c动能相同
D．c最后落地，落地时b动能最大
11.如图所示为一个质量为m、电荷量为＋q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆
处于磁感应强度为B的匀强磁场中，不计空气阻力，现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，
圆环运动的速度图像可能是( )
12.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙均匀的导轨CD、EF，导轨前放有
一金属棒MN.现从t＝0时刻起，给棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比，即I＝kt，其中
k为常量，金属棒与导轨始终垂直且接触良好．下列关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系
图象，可能正确的是( )
第Ⅱ卷
三、实验题:（本题共2小题共19分，请将答案填写在答题纸规定区域）
13．（10分）某同学用如图1所示的多用电表测量测某电压表的内阻，
要用到选择开关K和两个部件S、T。

请根据下列步骤完成电阻测量:
（1）旋动部件________，使指针对准电流的"0"刻线。

（2）将K旋转到电阻挡"×l00"的位置。

（3）将插入"十"、"－"插孔的表笔短接，旋动部件_______，使指针
对准电阻的_________ (填"0刻线"或"∞刻线")。

（4）该同学应选用下图中 _______（填A或B）连接方式测量。

（5）该同学将两表笔分别与待测电压表相接，发现指针偏转角度过小。

为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_______的顺序避行操作，再完成读数测量。

A．将K旋转到电阻挡"×1k"的位置
B．将K旋转到电阻挡"×10"的位置
C．将两表笔的金属部分分别与被测电压表的两恨引线相接
D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准
14．（9分）在用“电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”的实验中。

现备有以下器材：
A．干电池l节 B．滑动变阻器(0～10Ω) C．滑动变阻器（0～1750Ω）
D．电压表(0～3V) E．电压表(0～15V) F．电流(0～0.6 A)
G．电流表(0～3 A) H．.电键及导线若干
(1)为了减小系统误差，滑动变阻器应选，电流表应选 ,电压表应选．（2）为了尽可能减小误差，设计合理的实验电路图（填
在方框内）。

(3)根据实验数据画出的U-I图象（如右图）.
由此可知这个干电池的电动势E= V，
内电阻r＝Ω。

测量值和真实值的关系
E测 E真，r测 r真。

(填“大于”、“小于”或“等于”)
四、计算题:（本题共4小题，每题15分，共60分。

解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算
步骤，只写出答案的不得分，有数值计算的题，答案
中必须明确写出数值的单位。

）
15.如图所示电路中，电源电动势E=12V，内阻r=2Ω。

电阻R1=4Ω，R2=6Ω，R3=3Ω.
(1)若在图中C、D间接一理想电流表，其示数为多少？
(2)若在图中C、D间接一理想电压表，其示数为多少？
(3)若在图中C、D间接一台额定电压为4V、线圈内阻为3Ω的电
动机时，电动机恰好能正常工作，则该电动机的输出功率为多少？
16.如图所示，在第一象限的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负
方向；在第四象限中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xy平面（纸
面）向外。

一电量为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y=-2h处的P3点，最后达到x轴上的P4点（图中
未画出）。

若不计重力，求：
（1）电场强度的大小；
（2）磁感应强度的大小；
（3）从P1运动到P4经历的时间。

17.如图所示，某一真空区域内充满匀强电场和匀强磁场，
此区域的宽度d = 8 cm，电场强度为E，
方向竖直向下，磁感应强度为B
，方向垂直纸面向里，一电
子以一定的速度沿水平方向射入此区域．若
电场与磁场共存，电子穿越此区域时恰好不发生偏转；若射入时撤去磁场，电子穿越电场区域时，沿电场力方向偏移量y = 3.2 cm；若射入时撤去电场，电子穿越磁场区域时也发生了偏转．不计重力作用，求：（1）电子射入时的初速度的表达式；（2）电子比荷的表达式；
（3）撤去电场时，电子穿越磁场区域的偏转角α．
18.如图所示，在XOY坐标系内有垂直于XOY所在平面的范围足够大的匀强磁场，
磁感应强度为B。

某时刻有两个粒子P、Q分别从坐标原点O及X轴上的Q点同
时开始运动。

两粒子带同种电荷，带电量均为q，质量均为m,P粒子的初速度方
向沿X轴负方向，速度大小为V，运动轨迹如图中虚线所示。

Q粒子初速度方向
是在XOY平面内所有可能的方向，Q点到O点的距离是P粒子轨道半径的1.5
倍，两粒子所受重力不计。

(1)两粒子带的是正电还是负电？P粒子运动的轨道半径R是多少?
(2)若两粒子在Y轴上的A点相遇，则Q粒子的速度多大？
(3)若Q粒子的初速度方向竖直向下，则要使两个粒子的轨迹没有交点，Q粒子的速度大小怎样？
2015-2016学年度第一学期期中考试
高二物理试卷答题纸
三、实验题（共19分）
13．（10分）(1) (3)
(4) （5）
14．（9分）(1)滑动变阻器应选，电流表应选 ,电压表应选．（2）设计合理的实验电路图（填在方框内）。

(3) E= V，r＝Ω。

E测 E真，r测r真。

(填
“大于”、“小于”或“等于”)
四、计算题（本题4小题，共60分．)
15．解：
16．解：
17．解：
18．解：
2015—2016学年第一学期海门实验学校高
二期中考试
物理（选修）答案
一、单项选择题：本题共7小题，每小题3分，共计21分．每小题只有一个选项符合题意．
1．B 2．B 3．C 4．D 5．C 6．D 7．B
二、多项选择题：本题共5小题．每小题4分．共计20分．每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分．选对但不全的得2分．错选或不答的得0分．
8．AC 9．ABD 10．BC 11．AD 12．BD
三、实验题：本题共计19分．请将解答填写在答题卡相应的位置．
13．(10分)（1）S （3）T，0刻线（4）A (5)ADC
14．(9分)（1）B、D、F(每空1分)
（2）如图（2分）
（3）1.46 、0.72、小于、小于(每空1分)
四、计算题：本题共4小题．共计60分．解答时请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．解：（1）A
R
I5.1
=
=
总
总
ε
………………(3分)
A
R
R
R
I
I1
3
2
2
3
=
+
⋅
=
总
………………(2分)
（2）A
r
R
R
I1
2
1
=
+
+
=
ε
………………(3分)
V
R
I
U6
2
=
⨯
=………………(2分)
（3）设流过电动机的电流为I＇，则I
R
R
I
U
I'
+
'
+
=
2
3
额
总
………………(1分)
∴
3
1
R
I
U
r
R
I'
+
+
+
⋅
=
额
总
）
（
ε………………(1分)
得A
I
3
1
='………………(1分)
所以电动机的输出功率W
r
I
I
U
P1
2='
'
-'
=
额
………………(2分)
16. 解：（1）粒子在第Ⅰ象限空间做类平抛运动
2h = v0t1 ………………（1分）
2
1
2
1
at
h=
………………
（1分）
又：Eq=
ma………
………（1分）
解得：
P2
3
qh
mv E 22
=
……………… （2分） （2）粒子到达P 2点时
v x =v 0 2
0222v h m
qE ah v y =⋅=
= v y =v x 02
2
2v v v v y x =+=
……………… （1分）
1tan ==
x
y v v θ
速度与x 轴夹角θ=45° ………………（1分） 粒子轨迹如图所示，OP 2=OP 3=2h ,θ=45°，
则23P P 为圆周直径，圆周半径 r =2hcos45°
……………… （1分）
由牛顿定律：r v m qvB 2
= ………………（1分）
故：0
mv mv B qr qh
== ………………（1分） （3）粒子出磁场后沿43P P 作匀速直线运动 由几何关系φ=θ=45°
4OP =2h
34P P = P 4点坐标为（-2h ，0）
粒子在电场运动时间 0
12v h
t =
………………（1分） 在磁场中运动周期为：qB
m
T π2=
……………… （1分） 在磁场中运动时间为： 0
22v h
T t π== ………………（1分）
做匀速直线运动时间 0
4332v h
v P P t =
=
……………… （1分） 由P 1到P 4经历的时间 )4(0
321π+=
++=v h
t t t t ……………… （1分） 17．解：（1） 电子在复合场中不发生偏转，所受电场力和洛仑兹力平衡：
v q B q E ⋅⋅=⋅…………………………………………………（3分）
得初速度的表达式： B
E
v =
……………………………………（1分） （2）电子垂直进入匀强电场，向上偏转作类平抛运动：
t v d ⋅= 221t a y ⋅=
m
q
E a ⋅=
………………（3分） 得电子比荷： 222d
B Ey
m q =………………………（2分）
（3）电子垂直进入匀强磁场作匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力：
r
v m v q B 2
=⋅⋅………………………（1分）
代入比荷的表达式得 )(1022
cm y
d Bq mv r ===………………（3分）
由图可知，10
8
sin ==
r d α 8.0sin are =α 或 053=α…………（2分） 18.解：（1）由左手定则，粒子带的是负电 ………………(2分) 根据R
m
Bq 2
νν= ………………（1分）
得Bq
m R ν
=
………………（1分） （2）若在A 点相遇，则由题Q P t t =
又从图中可见P 粒子到达A 点的时间满足P P P T kT 2
1
t +
= (P T 为P 粒子做圆周运动的周期，k=0、1、2…) ……………… (1分) 所以P P T kT 2
1t Q +
= 又由题两粒子在磁场中做圆周运动的周期相同，即Q P T T = 所以Q Q T kT 2
1
t Q +
= ……………… (2分) 所以题图中的AQ 为Q 粒子在磁场中做圆周运动的直径，即Bq
R AQ Q Q νm 2
2==
又Bq
m R R R AQ P P P ν
5
.25.2)5.1()2(22==+=
所以νν25.1=Q ……………… (2分)
（3）由题意，要让两个粒子的轨迹不相交，粒子Q 的速度可以取小一点，也可取大一点，先讨论取小一点的情况，如题甲图当粒子Q 的轨迹与P 粒子的轨迹相切时，Q ν取极值，由图
R r R 5.1sin )r =++α（ R r R =+αcos )(
即R 45.0r = ………………（2分） 所以νν45.0=Q ………………（1分）
再讨论取大一点的情况，如乙图，当粒子Q 的轨迹与P 粒子的轨迹相切时，Q ν也取极值，由图
222)()5.1r R r R R -=-+（
解得R 25.2r =
所以νν25.2=Q ………………(2分)
综上，要使两粒子轨迹不相交，Q 粒子的速度取
νννν25.245.0〉〈Q Q 或 ………………（1分）。