河南省许昌四校2015-2016学年高二物理下学期第一次考试试题(含答案)

许昌市四校联考高二下学期第一次考试
物理试卷
（考试时间90分钟 满分110分）
一、选择题（共12小题48分，其中1—8题为单选，9—12为多选。

）
1. 安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电 流．设带电荷量为e 的电子以速率v 绕原子核沿顺时针方向做半径为r 的匀速圆周运 动，其电流的等效电流I 和方向为( ) A ．
ve
2πr 顺时针 B ．ve r
顺时针 C ．
ve
2πr 逆时针 D ．ve r
逆时针
2. 关于磁感线和电场线，下述说法正确的是（ ）
A ．磁体外部的磁感线都是从磁体的北极出发,到南极终止
B ．磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线
C ．磁感线是闭合曲线，电场线是不闭合曲线
D ．磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向
3. 如图所示，直线MN 是某匀强电场中的一条电场线(方向未画出)．虚线是一带正电的 粒子只在电场力的作用下，由a 到b 的运动轨迹，轨迹为一抛物线．下列判断正确的 是( )
A ．电场强度方向一定是由N 指向M
B ．带电粒子在a 点的加速度一定等于在b 点的加速度
C ．带电粒子由a 运动到b 的过程中动能一定逐渐减小
D ．带电粒子在a 点的电势能一定小于在b 点的电势能 4. 如图所示的水平匀强电场中，先将两个带电粒子M 和N 分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置。

然后 由静止放开M 、N ，他们均保持静止，不计粒子重力， 则（ ）
A ．M 的电荷量比N 的大
B ．M 带正电，N 带负电
C ．移动过程中匀强电场对M 做负功
D ．静止时M 的电势能比N 的大
5. P 、Q 两电荷的电场线分布如图所示，c 、d 为电场中的两 点．一带电粒子从a 运动到b (不计重力)，轨迹如图所 示．则下列判断正确的是：( ) A ．带电粒子带正电
B ．c 点的电场强度和d 点电场强度相同
C ．带电粒子在运动过程中受到P 的排斥
D ．带电粒子从a 到b ，电势能增大
6. 如图是某离子速度选择器的原理示意图，在一半径为R =10cm 的圆形筒内有B =1×10-4
T 的匀强磁场，方向平行于圆的轴线．在圆柱形筒上某一直径两端开有小孔a 、b 分别
作为入射孔和出射孔．现有一束比荷为q /m =2×1011
C/kg 的正离子， 以不同角度α入射，最后有不同速度的离子束射出，其中入射角 α=30°，且不经碰撞而直接从出射孔射出的离子的速度v 大小是： （ ）
A ．4×105m/s
B ．4×106
m/s
C ．2×105m/s
D ．2×106
m/s
B O
O ’ 7. 如图所示，两相同灯泡A 1、A 2，A 1与一理想二极管D 连接， 线圈L 的直流电阻不计．下列说法正确的是（ ） A ．闭合开关S 后，A 1会逐渐变亮
B ．闭合开关S 稳定后，A 1、A 2亮度相同
C ．断开S 的瞬间，A 1会逐渐熄灭
D ．断开S 的瞬间，a 点的电势比b 点低
8. 通过一阻值R ＝100 Ω的电阻的交变电流如图所示， 其周期为1s ．电阻两端电压的有效值为( ) A ．12 V B ．410 V
C ．15 V
D ．8 5 V
9. 回旋加速器的原理如图，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 处粒子源产生初速度不 计．质量为m ．电荷量为＋q 的粒子．粒子在加速器 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．关于回旋加速器，下列说法正确的 是( )
A ．带电粒子从磁场中获得能量
B ．D 形盒的半径R 越大，粒子加速所能获得的最大动能越大
C ．交变电源的加速电压U 越大，粒子加速所能获得的最大动能越大
D ．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为
10.一正弦交流电压随时间变化的规律如图所示，由 图可知( )
A ．该交流电的电压瞬时值的表达式为
u ＝100sin （25t ）V B ．该交流电的频率为25Hz
C ．该交流电的电压的有效值为100 2 V
D ．若将该交流电压加在阻值为100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功
率是50W
11.如图所示，ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在 0～
ω
π
2这段时间内：（ ） A ．线圈中的感应电流一直在减小 B ．线圈中的感应电流先增大后减小 C ．穿过线圈的磁通量一直在减小
D ．穿过线圈的磁通量的变化率一直在减小 12.一微粒质量为m 带负电荷，电荷量大小是q ，如图所示，将它
以一定初速度在磁场中P 点释放以后，它就做匀速直线运动，已知匀强磁场的磁感应 强度为B ，空气对微粒的阻力大小恒为f ，则关于微粒做匀速直运动下列描述中正确 的是：（ ）
A ．微粒不可能沿竖直方向运动
B ．微粒不可能沿水平方向运动 P
C ．微粒做匀速运动时的速度大小为Bq
f m
g v 2
2)(-=
D ．微粒做匀速运动时的速度大小为
二、填空题（2小题，共18分）
13.（6分）若多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×1、×10、×100。

现用×10挡测 量某电阻R x 时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度过小，为了较准确地进行测量， 则应：
①将选择开关置于________；
②将红、黑表笔短接进行________；
③将待测电阻R x 接在两表笔间进行测量。

若按照以上①②③步骤正确操作后，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值是____ Ω。

（保留3位有效数字）
14.（12分）发光二极管在生产和生活中得到了广泛应用。

图甲是一种发光二极管的实 物图，正常使用时，带“＋”号的一端接高电势，带“－”号的一端接低电势。

某同 学想描绘它的伏安特性曲线，实验测得它两端电压U 和通过它电流I 的数据如下表所 示：
(1)实验室提供的器材如下：
A ．电压表(量程0-3V ，内阻约10k Ω)
B ．电压表(量程0-15V ，内阻约25 k Ω)
C ．电流表(量程0-50mA ，内阻约50Ω)
D ．电流表(量程0-0.6A ，内阻约1Ω)
E ．滑动变阻器(阻值范围0-10Ω，允许最大电流3A)
F ．电源(电动势6V ，内阻不计)
G ．开关，导线
该同学做实验时，电压表选用的是 ，电流表选用的是 （填选项字母）。

图甲
(2)请在图乙中以笔划线代替导线，按实验要求将实物图中的连线补充完整。

(3)根据表中数据，在图丙所示的坐标纸中画出该发光二极管的I-U 图线。

(4)若此发光二极管的最佳工作电流为10mA ，现将此发光二极管与电动势为3V 、内阻．．
不计．．
的电池组相连，还需串联一个阻值R = Ω的电阻，才能使它工作在最 佳状态 (结果保留三位有效数字) 。

三、计算题（4小题共44分，解答应写出必要的文字说明、方程式或重要的演算步骤，只写出最后答案，
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.（8分）如图所示，光滑绝缘水平面上，A 、B 两小球之间由不可伸缩的轻杆相连，在足够大范围内存
在水平向右的匀强电场，A 的旁边P 处存在一装置，可使小球带电，充电极快，充电时间可忽略，且充电后小球带电量不变。

某时刻P 对A 充电q 1，A 、B 即刻开始向右运动，经时间t 1，B 运动至P 处， P 对B 充电q 2，又经时间t 2，A 再次经过P 点。

若测得t 1：t 2=1:2，写出A 、B 两小球的所带电
荷的电性，并求出q 1、q 2的比值？
16.（6分）如图所示，固定于水平桌面上的金属框架
ABCDE ，处于垂直桌面的匀强磁场
中，图中磁场未画出，金属棒MN 搁在框架上，与框架良好接触。

已知AB =AD ，AB 与 AD 垂直，BC 与DE 平行，相距2L 。

开始时磁感应强度为B 0，MN 位于AB 与AD 的中点。

若从t ＝0时刻起，使MN 以速度v 向右匀速平移，要使棒中不产生感应电流，则磁感 应强度应怎样随时间变化（求出B 与t 的关系式）。

17.（12分）如图甲所示，放置在水平桌面上的两条光滑导轨间的距离L ＝1m ，质量m =1kg
的光滑导体棒放在导轨上，导轨左端与阻值R =4Ω的电阻相连，导体棒和导轨的电 阻不计。

导轨所在位置有磁感应强度为B ＝2T 的匀强磁场，磁场的方向垂直导轨平 面向下，现在给导体棒施加一个水平向右的恒定拉力F ，并每隔0.2s 测量一次导体 棒的速度，乙图是根据所测数据描绘出导体棒的v －t 图象。

（设导轨足够长）求： (1) 力F 的大小。

图乙
图丙
A B P E A D E
B C
M N
v 0
P
x
y O
(2) t =1.6s 时，导体棒的加速度。

(3)估算2.2s 内电阻上产生的热量。

乙
18. (18分)如图所示，在xOy 平面y ＞0的区域内有沿y 轴负方向的匀强电场，在y ＜0的区域内有垂直于
xOy 平面向里的匀强磁场。

一质量为m 、电荷量为＋q 的带电粒子从坐标为（2l ，l ）的P 点以初速度v 0沿x 轴负方向开始运动，恰能从坐标原点O 进入磁场，不计带电粒子的重力。

（1）求匀强电场场强E 的大小；
（2）若带电粒子经一段时间后能经过坐标为（2l ，0）的Q 点（图中未画出），求磁感应强度B 的大小。

许昌市四校联考高二下学期第一次考试
物理考试
1. C
2. A
3. B
4. C
5. D
6. B
7. D
8. B
9. BD 10. BD 11. AD 12. ABC
13.【答案】×100 (2分) 欧姆调零(电阻调零) (2分) 2.20k(或2.20×103
) (2分)
14. 【答案】（1）①A, (2分)②C(2分)（2）实物连接如图所示（每连对一条线2分）（3）如图所示 （4）120 (2分)
15. 【答案】
A 带正电，
B 带负电……………………………………1分 设A 、B 总质量为m ，轻杆长为L ，
……………………………………1分
………………………………………1分
0—t 1时间内，
v=a 1 t 1…………………………………1分
…………………………………1分
t 1—t 2时间内，
………………………………1分
解得
a 1：a 2=4:5…………………………1分 q 1：q 2=4:9………………………………1分 16.【答案】
使棒中不产生感应电流，则……………………1分
A
B C M
………………………………1分
（1）
………………………1分
……………1分
（2）
=2BLvt…………1分
…………1分
17. 【答案】
（1）由图像可知，导体棒运动的速度达到10m/s 时开始做匀速运动，此时安培力和拉力F 大小相等。

导体棒匀速运动的速度V 1=10m/s 。

匀速运动后导体棒上的电动势：E ＝BLV 1……………………………………(1分) 导体棒受的安培力：F 1＝BIL ＝
＝10N……………(1分)
则：F ＝F 1＝10N …………………………………………………………………(1分) （2）由图像可知，时间t=1.6s 时导体棒的速度V 2＝8m/s 。

…………………(1分) 此时导体棒上的电动势：E ＝BLV 2……………………………………………(1分) 导体棒受的安培力：F 2＝BIL ＝
＝8N ………………(1分)
由牛顿定律得：a=＝=2 m/s 2……………………………………(1分)
（3）由图像知，到2.2s 时，图线下方小方格的个数约为66个，每个小方格代表的位移为
△x ＝1×0.2m=0.2m，所以2.1s 内导体棒的位移x ＝0.2×66m＝13.2m …………(2分) 拉力F 做功W ＝Fx ＝10×13.2J＝132J………………………………………………(1分) 由图像知此时导体棒的速度V 2＝9m/s 。

导体棒动能E k ＝12
mv 2
＝12
×1×92
J ＝40.5J ……………………………………(1分) 根据能量守恒定律，产生的热量Q ＝W －E k ＝91.5J …………………（1分）
18. 【答案】
（1）t l 02v =……………………（1分） 221t m qE l ⋅=
…………………………
（2分） 解得ql m E 22
v =……………………
（2分）
（2）t m qE y
=v …………………………（1分）
2v v =………………………………（1分）
与x 轴负向夹角为45°……………………（1分）
若该粒子由第四象限经磁场偏转，经过Q 点，由几何关系可得，该粒子在磁场中做圆周运动的半径为
………………………………（2分）
……………………………（1分）
得
………………………………（1分）
若该粒子经磁场偏转后，未过Q 点，进入电场后，再经电场减速，回到x 轴，设经过n 次这样的运动到达Q 点，则由几何关系的
，n=1，2，3，……，………………………………（4分）
得 ，n=1，2，3，……，………………………（2分）。