安徽省涡阳县第四中学高二物理上学期期末考试试题

涡阳四中2016—2017学年度高二年级期末考试
物理试卷
一、选择题（共10题，每题4分，共40分。

其中1~6题为单选题，8~10题为多选题。

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.如图所示，光滑绝缘水平面上有质量分别为m 和3m 小球A 、B ，带有等量异种电荷。

水平外力F 作用在小球B 上，当A 、B 两球间的距离为L 时，两球保持相对静止。

若作用在B 球上力改为F 4
1
时，要使两球保持相对静止，A 、B 两球间的距离为 A. 2L B.3L C. L 3 D.L 2
2. 一带电粒子沿图1中曲线穿过一匀强电场中的等势面，且四个等势面的电势关系满足φa >φb >φc >φd ，若不计粒子所受重力，则( ) A ．粒子一定带正电 B ．粒子的运动是匀变速运动
C ．粒子从A 点到B 点运动的过程中动能先减小后增大
D ．粒子从A 点到B 点运动的过程中电势能增大
3. 图3中接地金属球A 的半径为R ，球外点电荷的电荷量为Q ，到球心的距离为r 。

则该点电荷的电场在球心的场强大小等于( ) A ．k Q r 2－k Q R 2 B ．k Q r 2＋k Q R 2
C ．k Q
r 2 D ．0
4.如图4所示，平行板电容器与电动势为E 的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P 点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离( )
A ．带电油滴将沿竖直方向向上运动
B ． 带电油滴的电势能将减小
C ． P 点的电势将降低
D ．电容器的电容减小，极板带电荷量增大
5.某导体中的电流随其两端电压的变化如图5所示，则下列说法中正确的是( )
图1
图3
图4
A ．该元件是非线性元件，所以不能用欧姆定律计算导体在某状态下的电阻
B ．加5 V 电压时，导体的电阻大于5 Ω
C ．由图可知，随着电压的减大，导体的电阻不断增大 D
．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小
6.在磁场中的同一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直。

先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力不一样。

下图中的四幅图象表现的是导线受的力F 与通过导线的电流I 的关系，a 、b 各代表一组F
、I 的数据。

其中正确的是( )
7.
已知离长直导线距离为r 处的磁感应强度为r
I k
B =，其中1
27-102-⋅⋅⨯=A m T k ,I 是导线的电流强度。

在边长为0.5m 的等边三角形的三个顶点a 、b 处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流I=1A ，方向如图6。

过c 点长为1m 的导线垂直纸面放置，如图所示，则c 处的导线所受安培力为
A.大小为N 7
-1034⨯,方向与ab 边平行，竖直向上 B.大小为N 7
-104⨯,方向与ab 边平行，竖直向下 C.大小为N 7-1034⨯,方向与ab 边垂直，指向左边
D.大小为N 7
-104⨯,方向与ab 边垂直，指向右边
8．如图7所示的电路中，当滑动变阻器的触头向上滑动时，则( ) A ．电源的功率变大
B ．电容器贮存的电荷量变大
C ．电源内部消耗的功率变大
D ．电阻R 消耗的电功率变小
9．图8为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空．A 为发射电子的阴极，K 为接在高电势点的加速阳极，A 、K 间电压为U ，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从K 的小孔中射出时的速度大小为v.
图5
O D
A
B
C
图6
图8
图7
下面的说法中正确的是
A ．如果A 、K 间距离减半而电压仍为U ，则电子离开K 时的速度变为v/2
B ．如果A 、K 间距离减半而电压仍为U ，则电子离开K 时的速度仍为v
C ．如果A 、K 间距离不变而电压减半，则电子离开K 时的速度变为
22
v D ．如果A 、K 间距离不变而电压减半，则电子离开K 时的速度变为v/2
10．如图9所示，在平行带电金属板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，质子、氘核、氚核沿平行于金属板方向，以相同动能射入两极板间，其中氘核沿直线运动，未发生偏转，质子和氚核发生偏转后射出，则：
A.偏向正极板的是氚核；
B.射出时动能最大的是氚核；
C.偏向正极板的是质子；
D.射出时动能最大的是质子．
二、实验题（本题共三题，第11题4分、第12题8分、第13题6分、共18分）
11.如图10乙所示，是根据图10甲所示电路中的电压表和电流表测得数据画出的U-I 图线，则以下正确的是
A ．根据该图线乙可求出电源的内阻为
00
0I E R U --，电源的电动势为E 0 B ．当滑动变阻器滑片向左做滑动时，电流表和电压表的示数都增大 C ．当滑动变阻器的阻值等于电源的内阻时，电源是输出功率最大 D ．滑动变阻器滑片向做滑动时,电压表和电流表示数的变化量之比I
u
∆∆保持不变 12．①在使用多用电表测电阻时，以下说法正确的是( ) A ．使用前检查指针是否指在电阻挡的“∞”处 B ．每换一次挡位，都必须重新进行欧姆调零 C ．在外电路中，电流从黑表笔流经被测电阻到红表笔
甲
乙
E 0U 00
图10
图9
D．测量时，若指针偏角较小，应换倍率较小的挡位来测量
②用多用电表的欧姆挡测量一个阻值大约为150Ω的定值电阻，有下列可供选择的步骤：
A．将两根表笔短接
B．将选择开关拨至“×1 kΩ”挡
C．将选择开关拨至“×10 Ω”挡
D．将两根表笔分别接触待测电阻的两端，记下读数
E．调节调零电阻，使指针停在0 Ω刻度线上
F．将选择开关拨至OFF挡上
将上述中必要的步骤选出来，这些必要步骤的合理的顺序是_ ______(填写步骤的代号)；若操作正确，上述D步骤中，指针偏转情况如图11所示，则此未知电阻的阻值R x＝________.
图11
13．(8分)现要测定一个额定电压为4 V、电阻约为10 Ω(设电阻不变)的小灯泡的伏安特性曲线．要求所测电压范围为0.1 V～4 V.
现有器材：直流电源E(电动势4.5 V，内阻不计)，
电压表V(量程4.5 V，内阻约为4×102Ω)，
电流表A1(量程250 mA，内阻约为2 Ω)，
电流表A2(量程500 mA，内阻约为1 Ω)，
滑动变阻器R1(最大阻值约为10 Ω)，
滑动变阻器R2(最大阻值约为100 Ω)
开关S，导线若干．
如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是________，应该选用的滑动变阻器是________，图12所示的甲、乙两个测量电路应选用的是________．
三、计算题（本题共四题，第14题10分，第15题10分，第16题10分，第17题12分，共42分）
14. （8分）如图7所示，半径为r 的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)，从A 点沿半径方向以速度v 0垂直于磁场方向射入磁场中，并由B 点射出，且∠AOB ＝120°，求该粒子在磁场中运动的轨道半径和时间。

15．（8分）如图14所示为实验室常用的两个量程的电压表原理图．当使用O 、A 两接线柱时，量程为3 V ；当使用O 、B 两接线柱时，量程为15 V ．已知电流计的内电阻R g ＝500Ω，满偏电流I g ＝100 μA.求分压电阻R 1和R 2的阻值．
16.（12分）在金属板A 、B 间加上如图14乙所示的大小不变、方向周期性变化的交变电压U o ，其周期是T 。

现有电子以平行于金属板的速度v o 从两板中央射入。

已知电子的质量为m ，电荷量为e ，不计电子的重力，求：
图14
A
（1）若电子从t=0时刻射入，在半个周期内恰好能从A板的边缘飞出，则电子飞出时速度的大小。

（2）若电子从t=0时刻射入，恰能平行于金属板飞出，则金属板至少多长？
（3）若电子从t=T/4时刻射入，恰能从两板中央平行于板飞出，则两板间距至少多大？
17．（14分）如图15所示，在虚线所示宽度范围内，用场强为E的匀强电场可使初速度是v0的某种正离子偏转θ角．在同样宽度范围内，若改用方向垂直纸面向外的匀强磁场，使该离子穿过该区域，并使偏转角也为θ，(不计离子的重力)求：
(1)匀强磁场的磁感应强度是多大？
(2)离子穿过电场和磁场的时间之比是多大？
2016—2017学年度高二年级期末考试
物理试卷参考答案
一、选择题
1.D
2.B
3.C
4.C
5.C
6.A
7.C
8.AC
9.BD 10.BC 图15
t
U v o
O′O
甲
-U A
B
甲乙
图14
二、实验题 11.AD
12. ①AC 、② CAEDF 、160Ω 13. A 2 R 1 甲
14. （8分）由图中的几何关系可知，圆弧AB 所对的轨迹圆心角为60°，O 、O ′的连线为该圆心角的角平分线，由此可得带电粒子圆轨迹半径为
R ＝rcot 30°＝3r.
故带电粒子在磁场中运动的周期为 T ＝2πR v 0＝23πr v 0
.
带电粒子在磁场区域中运动的时间t ＝60°360°T ＝16T ＝3πr 3v 0
.
15.（8分）串联分压电路的特点就是电流相同．在改装的电压表中， 各量程达到满偏电压时，经过“表头”的电流均为满偏电流． 接O 、A 时：I g ＝
U 1
R g ＋R 1
即
R 1＝U 1I g －R g ＝(3
10
－4－500)Ω＝2.95×104 Ω.
接O 、B 时：I g ＝
U 2
R g ＋R 1＋R 2
即
R 2＝U 2I g －R g －R 1＝(15
10
－4－500－2.95×104)Ω
＝1.2×105
Ω.
R 1和(R 1＋R 2)分别是量程为3 V 和量程为15 V 时的分压电阻．
16. （12分）解析：（1）由动能定理：
2
0202
1212mv mv e U t -=..........（2分） 解得m
eU v v t 0
2
0+
=
..........（1分） （2）电子从t =0时刻射入且恰能平行于金属板飞出，则电子至少要在电场中运动一个周期。

电子平行于金属板方向匀速运动，则：T v L 0min =..........（2分）
（3）电子从t =T/4时刻射入且恰能从两板中央平行于板飞出，则电子在垂直于金属板方向上做往复运动。

则;
加速度：dm
eU a 0
=
..........（2分） 电子在T/4时间内的位移：
2
0min )4
(214T dm eU d ⋅⋅= ..........（2分） 所以m
eU T
d 80
min =..........（1分） 17．（14分） (1)离子在电场中做类平抛运动有
v y ＝v 0tan θ① v y ＝qE m
t ②
且t ＝d v 0
③
其中d 为电场的宽度．
当改用匀强磁场时，离子做匀速圆周运动． 轨道半径r ＝d sin θ＝mv 0
qB ④
联立①②③④得：B ＝
E cos θ
v 0
(2)离子在电场中运动的时间t 1＝d /v 0⑤ 离子在磁场中运动的时间t 2＝
r θv 0＝d θv 0sin θ
⑥ 由⑤⑥得：t 1∶t 2＝sin θ∶θ.。