江苏省泰州市姜堰区2015_2016学年高二物理上学期期中试题(选修)
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姜堰区2015~2016学年度第一学期期中调研测试
高二物理(选修)试题
(考试时间:100分钟总分120分)
命题、校对:高中物理中心组
注意事项:
1、本试卷共分两部分,第Ⅰ卷为选择题,第Ⅱ卷为非选择题.
2、所有试题的答案均填写在答题纸上,答案写在试卷上的无效.
第I卷(选择题共41分)
一、单项选择题:本大题共7小题,每小题3分,共计21分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确。
1.关于磁场和磁感应强度,下列说法正确的是
A.磁场中某点的磁感应强度可以这样测定:把一段通电导线放在该点时,受到的磁场力
F与该导线的长度L、通过的电流I的乘积比值B=F
IL
即为磁场中该点的磁感应强度B.通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零
C.磁感应强度B=F
IL
只是定义式,B的大小取决于场源及磁场中的位置,与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向均无关
D.磁感线和磁场一样都是客观存在的
2.如图所示,A为一水平旋转的橡胶盘,带有大量均匀分布的负电荷,在
圆盘正上方水平放置一通电直导线,电流方向如右图.当圆盘高速绕中心轴
OO′转动时,通电直导线所受磁场力的方向是
A.竖直向上B.竖直向下
C.水平向外D.水平向里
3.质量和电荷量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹分别如图中的两支虚线所示,下列表述正确的是
A.M带正电,N带负电
B.M的速率大于N的速率
C.洛伦磁力对M、N做正功
D.M的运行时间大于N的运行时间
4.下图所示是一个欧姆表的外部构造示意图,其正、负插孔内分别插有红、黑表笔,则虚线内的电路图应是图中的
5.两只灯泡A 和B 额定电压都是110V ,A 的额定功率为60W ,B 的额定功率为100W ,为了把它们接在220V 电路上都能正常发光,并要电路中消耗的电功率最小,应采用下面的哪种接法?
6.电动势为E 、内阻为r 的电源与定值电阻R 1、R 2及滑动变阻器R 连接成如图所示的电路,当滑动变阻器的滑片由中点滑向a 端时,下列说法正确的是
A.电压表和电流表读数都增大
B.电压表和电流表读数都减小
C.电压表读数增大,电流表读数减小
D.电压表读数减小,电流表读数增大
7.如图所示的等臂天平可用来测定磁感应强度.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,宽为l ,共
N 匝,线圈的下部悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面.当线圈中通有电流I (方向如图)时,天平平衡;当电流反向(大小不变)时,右边再加上质量为m 的砝码后,天平重新平衡.由此可知
A .磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为
mg NIl B .磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为mg
2NIl
C .磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为
mg NIl D .磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为mg
2NIl
二、多项选择题:本大题共5小题,每小题4分,共计20分.在每小题给出的四个选项中,至少有两个选项正确,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。
8.下列有关电动势的说法中正确的是
A .电源的电动势等于内、外电路的电压之和
B .电源提供的电能越多,电源的电动势越大
C .当外电路断开时,电源的路端电压与电源电动势相等
D .当电路中通过1库仑电量时,电源消耗的其他形式能的数值等于电源电动势的值 9.下列各图中,已标出电流及电流磁场的方向,其中正确的是
10.如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像,由图像可知 A .电源的电动势为6.0V , B .电源的内阻为12 Ω,
C .电流为0.3 A 时的外电阻是18Ω.
D .电源的短路电流为0.5A
11.如图所示,正方形容器处于匀强磁场中,一束电子从孔a 垂直于磁场沿ab 方向射入容器中,一部分从c 孔射出,一部分从d 孔射出,容器处于真空中,则下列结论中正确的是
A .从两孔射出的电子速率之比v c ∶v d =1∶2
B .从两孔射出的电子在容器中运动的时间之比t c ∶t d =1∶2
C .从两孔射出的电子在容器中运动的加速度大小之比a c ∶a d =2∶1
D .从两孔射出的电子在容器中运动的半径之比R c ∶R d =2∶1 12.速度相同的一束粒子(不计重力)由左端射入质谱仪后的运动轨 迹如右图所示,则下列相关说法中正确的是
A .该束带电粒子带正电
B .速度选择器的P 1极板带负电
C .能通过狭缝S 0的带电粒子的速率等于EB 1
D .粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S 0,粒子的比荷越大
第II 卷 (共79分)
三、简答题:本大题共3小题,每空2分,共26分.请将答案填在答题卡上相应的位置。
13.某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中,串联了一只 2.5Ω的保护电阻R 0,实验电路如图所示,
(1)连好电路后,当该同学闭合电键,发现电流表示数为0,
电压表示数不为0。
检查各接线柱均未接错,接触良好且未发生短
路;他用多用电表的电压档检查电路,把两表笔分别接a、b,b、c,
d、e时,示数均为0,把两表笔接c、d时,示数与电压表示数相同,
由此可推断故障是▲ 。
(2)排除故障后,该同学顺利完成实验,测定下列数据,根据数据在下面坐标图中画出U—I 图,由图知:电池的电动势为▲ V,内阻为▲ Ω。
(3)考虑电表本身电阻对测量结果的影响,造成本实验的系统误差的原因是:▲ 。
(4)实验所得的电池的电动势和内阻的测量值与真实值比较,E测▲ E真,r测▲ r
真(填“<”、“=”或“>”)。
14.小亮同学为研究某电学元件(最大电压不超过 2.5 V,最大电流不超过0.55 A)的伏安特性曲线,在实验室找到了下列实验器材:
A.电压表(量程是3 V,内阻是6 kΩ)
B.电压表(量程是15 V,内阻是30 kΩ)
C.电流表(量程是0.6 A,内阻是0.5 Ω)
D.电流表(量程是3 A,内阻是0.1 Ω)
F.滑动变阻器(阻值范围0~5 Ω),额定电流为0.6 A
G.滑动变阻器(阻值范围0~100 Ω),额定电流为0.6 A
H.直流电源(电动势E=3 V,内阻不计)
I.开关、导线若干
该同学设计电路并进行实验,通过实验得到如下数据(I和U分别表示电学元件上的电流
(1)为了提高实验结果的准确程度,电流表选▲ ;电压表选▲ ;滑动变阻器选▲ .(以上均填写器材代号)
(2)请在下面的虚线框中画出实验电路图(未知元件用电阻符号替代);
(3)在坐标纸中描出该电学元件的伏安特性曲线;
(4)据图中描出的伏安特性曲线可知,该电学元件的电阻随温度而变化的情况为: ▲ .
四、计算题:本题共4小题,共计53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,答案中必须明确写出数值和单位。
15.如图所示,在同一水平面的两导轨相互平行,相距2 m 并处于竖直向上的磁感应强度为B=0.75T 的匀强磁场中,一根质量为3.0 kg 的金属棒放在导轨上且与导轨垂直.当金属棒中通如图所示的电流为5 A 时,金属棒恰好做匀速直线运动,求:(g 取10m/s 2
) (1)导轨与金属棒间动摩擦因素;
(2)若只改变电流的大小,使电流增加到9A 时,金属棒将获得多大的加速度; (3)若只改变磁感应强度的大小和方向,使金属棒静止在导轨上并且与导轨之间无挤压,则所加磁场的磁感应强度大小和方向?
16.如图所示,M 为一线圈电阻r M =0.4 Ω的电动机,R =24 Ω,电源电动势E =40 V .当S 断开时,电流表的示数为I 1=1.6 A ;当开关S 闭合时,电流表的示数为I 2=4.0 A .求:
(1)电源内阻r ;
(2)开关S 闭合时,流过电阻R 的电流; (3)开关S 闭合时,电动机的输出功率.
17.如图所示,一带电量为q =2×10-9
c ,质量为m =2×10-16
kg
▲
▲
的粒子,在直线上一点O沿30°角方向进入磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中(磁场在直线上方的区域足够大),已知OP的距离为0.5m,求:
(1)粒子的运动速率v为多大;
(2)粒子在磁场中运动的时间;
(3)若仅使题中的磁感应强度反向,则前后两次带电粒子
在磁场中运动的时间之比为多少?
18.回旋加速器是用来加速带电粒子使它们获得很大动能的仪器,其核心部分是两个D 形金属扁盒,两盒分别和一高频交流电源两极相接,以便在盒内的狭缝中形成匀强电场,使粒子每次穿过狭缝时都得到加速(加速时电压为U),两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面,粒子源置于盒的圆心附近,若粒子源射出的粒子电荷量为q、质量为m,粒子最大回旋半径为R,求:(设粒子加速时质量不变,且不考虑粒子从粒子源出来时具有的能量)
(1)能加速带电粒子是电场还是磁场,带电粒子在D形盒内做何种运动;
(2)带电粒子离开加速器时的最大速度及最大动能;
(3)带电粒子在D形盒内运动的总时间?
姜堰区2015~2016学年度第一学期期中调研测试
高二物理(选修)参考答案及评分标准
一、单项选择题:本大题共7小题,每小题3分,共计21分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确。
二、多项选择题:本大题共5小题,每小题4分,共计20分.在每小题给出的四个选项中,
至少有两个选项正确,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。
三、简答题:本大题共2小题,每空2分,共26分.请将答案填在答题卡上相应的位置。
13.(1)R 断路
(2)1.5003.0±V 0.4606.0±Ω (3)电压表内阻分流 (4)< <
14.(1)C A F
(2) (3)
(4)元件电阻随温度升高而增大
四、计算题:本题共4小题,共计53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,答案中必须明确写出数值和单位。
15.(本大题满分13分)
解:(1)对金属棒进行受力分析,因金属棒做匀速直线运动,则
f F =, ……(2分)
又 BIL F =,N f μ=,mg N = ……(2分) 可得 25.0=μ ……(1分)
又 L BI F '
'
= 得2
/2s m a = ……(2分)
(3)对金属棒进行受力分析,因金属棒静止,则
mg IL B =' 代入得:T B 3'
= ……(2分) 根据左手定则可知磁感应强度方向水平向左(或b→a、d →c) ……(2分)
16.(本大题满分13分)
解(1)当S 断开时 E =I 1(R +r ), ……(2分)
代入数据得 r =1 Ω. ……(2分) (2)设开关S 闭合时,路端电压为U 2,
则 U 2=E -I 2r =36 V ……(2分) 流过R 的电流 I R =U 2/R =1.5 A ……(2分)
(3)流过电动机的电流 I M =I 2-I R =2.5 A ……(1分)
电动机的电功率P 电=U 2I M ……(1分) 电动机的热功率P 热=I 2
M r M ……(1分) 电动机的输出功率 P 出=P 电—P 热=87.5 W. ……(2分)
17.(本大题满分13分)
解:(1)由几何关系可得:m R 5.0= ……(2分)
代入得s m v /106
= ……(1分)
18.(本大题满分14分)
解:(1)能加速带电粒子的是电场; ……(2分)
带电粒子在盒内做匀速圆周运动. ……(2分)
(2)由牛顿第二定律知r
v m Bvq 2
=
则m
qBR
v =
……(2分) 最大动能E k =12mv 2=q 2B 2R
2
2m ……(2分)
则运动的总时间T N t ⋅=。