山西省大同市第一中学2014-2015学年高二上学期期末考试物理试题(含答案)

2014~2015学年度第一学期期末试卷
高二物理
第Ⅰ卷客观卷（共48分）
一选择题(每题4分,共48分,全部选对的得4分，选不全但没有错误的得2分，选错或不答的均得0分)
1．（多选）截面直径为d、长为L的导线，两端电压为U，当这三个量中的一个改变时，对自由电子定向移动平均速率的影响，下列说法正确的是()
A．电压U加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变
B．导线长度L加倍时，自由电子定向移动的平均速率减为原来的一半
C．导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变
D．导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍
2．（多选）三根平行的长直通电导线，分别通过一个等腰直角三角形的三个顶点且与三角形所在平面垂直，如图所示．现在使每根通电导线在斜边中点O处所产生的磁感应强度大小均为B，则下列说法中正确的有（）
A．O点处实际磁感应强度的大小为B
B．O点处实际磁感应强度的大小为5B
C．O点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角为90°
D．O点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角的正切值为2
3．一通电电流环如图所示由细线悬挂，在它的右侧有一固定的条形磁铁，则电流环如何运动
A．靠近条形磁铁
B．远离条形磁铁
C．俯视看边逆时针旋转边靠近条形磁铁
D．俯视看边顺时针旋转边靠近条形磁铁
4．一根放在水平面内的光滑玻璃管绝缘性很好，内部有两个完全相同的弹性金属小球A 和B，带电量分别为9Q和—Q，两球从图示的位置由静止释放，那么两球再次经过图中的原静止位置时，A球的瞬时加速度为释放时的（）
A．16/9倍B．9/16倍
C．1倍D．3/20倍
5．如图所示，一长为L的绝缘杆两端分别带有等量异种电荷，电量的绝对值为Q，处在场强为E的匀强电场中，杆与电场线夹角α=60°，若使杆沿顺时针方向转过60°(以杆上
某一点为圆心转动)，则下列叙述中正确的是
A．电场力不做功，两电荷电势能不变
B．电场力做的总功为QEL/2，两电荷的电势能减少
C．电场力做的总功为-QEL/2，两电荷的电势能增加
D．电场力做总功的大小跟转轴位置有关
6．在如图所示的电路中，由于某个电阻发生故障，电压表和电流
表的读数都增大，如果两只电表都可看作理想电表，则一定是
A．R1断路B．R1短路
C．R2短路D．R3短路
7．（多选）如图所示，平行板电容器极板水平放置，板间有一质
量为m的带电油滴悬浮在两板间静止不动，要使油滴向上运
动，可采用的方法是()
A．把电阻R1的阻值调大B．把电阻R2的阻值调大
C．把电阻R3的阻值调大D．把电阻R4的阻值调大
8．两个相同的回旋加速器，分别接在加速电压u1和u2的高频电源上，且u1＞u2，所加的磁场相同，有两个相同的带电粒子分别在这两
个加速器中运动，设两个粒子在加速器中运动的时间分别为t1和
t2，获得的最大动能分别为E k1和E k2，则
A ．t 1<t 2
E k1>E k2B ．t 1=t 2E k1<E k2C ．t 1>t 2E k1=E k2D ．t 1<t 2E k1=E k2
9．（多选）如图是磁流体发电机的示意图，在间距为d 的平行金属板A ，C 间，存在磁感
应强度为B 、方向垂直纸面向外的匀强磁场，两金属板通过导线与滑动变阻器相连，变阻器接入电路的电阻为R 。

等离子体连续以速度v 平行于两金属板垂直射入磁场，
理想电流表A 的读数为I ，则
A ．发电机的电动势E=IR
B ．发电机的内电阻为Bdv r R I =
-C ．发电机的效率IR
Bv
η=D ．变阻器触头P 向上滑动时，单位时间内到达金属板A ，C 的等离子体数目增多
10．（多选）虚线空间存在由匀强电场E 和匀强磁场B 组成的正交或平行的电场和磁场，有一个带正电小球(电量为＋q ，质量为m )从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由落下，带电小球通过下列电磁混合场时，可能沿直线运动的是()
11．质量为m 、带电量为q 的小球，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面
置于方向水平向外的匀强磁场中，其磁感强度为B ，如图所示。

若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说
法中正确的是（
）1小球带正电；②小球在斜面上运动时做匀加速直线运动；
③小球在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动
④则小球在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为mg cos θ／Bq A ．①②③B ．①②④C ．①③④D ．②③④
12．如图所示，在水平向右的匀强电场中，某带电粒子从A 点运动到B 点，在A 点时速
度竖直向上，在B点时速度水平向右，在这一运动过程中粒子只受电场力和重力，并且克服重力做的功为1J，电场力做的正功为3J，则下列说法中错误的是（）
A．粒子带正电
B．粒子在A点的机械能比在B点少3J
C．粒子在A点的动能比在B点多2J
D．粒子由A点到B点过程，电势能减少了3J
第II卷主观卷（共52分）
二.实验题(每空2分,共10分)
13．在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待侧金属接入电路部分的长度约为50cm。

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中
某一次测量结果如图1所示，其读数应
为________mm。

（该值接近多次测量的
平均值）
(2)用伏安法测量电阻丝的电阻R x。

实验所用器材为：电池组（电动势3V，内阻1Ω），
电流表（内阻0.1Ω），电压表（内阻约3kΩ），滑动变阻器R（0~20Ω，额定电流2A），开关，导线若干。

某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：
由以上实验数据可知：他们测量R x是采用图2中的_____图（选填“甲”或“乙”）。

图2
(3)这个小组的同学在坐标纸上建立U 、I 坐
标系，如图4所示。

图中已标出了与测量
数据对应的4个坐标点，请在图4中标出
第2、4、6次测量数据的3个坐标点，并
描绘出U-I 图线，由图线得出金属丝的阻
值R=______Ω（保留2位有效数字）。

（4）根据以上数据可以估算出金属丝
的电阻率约为___________。

A.2110m
-⨯Ω B.3
110m -⨯Ω C.6110m -⨯Ω D.8110m -⨯Ω 三.计算题(共42分)
14.（8分）质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，在科学研究中具有重要应用．如图所示是质谱仪工作原理简图，电容器两极板相距为d ，两端电压为U ，板间匀强磁场磁感应强度为B 1，一束带电量均为q 的正电荷粒子从图示方向射入，沿直线穿过电容器后进入另一匀强磁场B 2，结果分别打在a 、b 两点，
测得两点间的距离为ΔR ，由此可知，打在两点的粒子质
量差为Δm 为多少？(粒子重力不计)
15．（12分）如图所示，宽度为d的有界匀强磁场，磁感应强度为B，MM′和NN′是它的两条边界．现在质量为m，电荷量为q的带正电粒子沿图示方向垂直磁场射入．要使粒子不能从边界NN′射出，求粒子入射速率v的最大值及其在磁场中运动的时间。

16（12分）.在倾角=30°的斜面上，固定一金属框，宽l=0.25m，接入电动势E=12V、内阻不计的电池．垂直框面放有一根质量m=0.2kg的金属棒ab，它与框架的动摩擦因数为3
μ=，整个装置放在磁感应强度B＝0.8T的垂直框面向上的匀强磁场中（如图）．当6
调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，框架与棒的电阻不计，g＝10m/s2）
17．(10分)如图所示，空间中有电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场，y轴为两种场的分界面。

图中虚线为磁场区的右边界。

现有
一质量为m、电荷量为q-的带电粒子，从电场中的p点以
v沿x轴正方向开始运动，已知P点的坐标为(－L,0)，
初速度
(1)带电粒子运动到y轴上时的速度；
(2)要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回到电场中，磁场的宽度最大为多少？(不计带
电粒子的重力)。