高二物理上学期期末复习试题新人教版

高二物理人教新课标版上学期期末复习试题
（答题时间：45分钟）
一、选择题（每小题3分，共30分）
1. 如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A →O →B 匀速飞过，电子重力不计，则电子除受电场力外，所受另一个力的大小和方向的变化情况是（ ）
A. 先变大后变小，方向水平向左
B. 先变大后变小，方向水平向右
C. 先变小后变大，方向水平向左
D. 先变小后变大，方向水平向右
2. 带电粒子运动时穿过电场的径迹如图中的虚线所示，实线为电场线，不考虑重力和空气阻力，在由电场中的A 点运动到B 点的过程中，粒子的能量变化是（ ）
A. 动能减小
B. 电势能减小
C. 动能、电势能之和减小
D. 动能、电势能之和增大
3. 如图所示，虚线a ，b ，c 为三个同心圆面，圆心处为一个点电荷。

现从c 外面一点P 以相同的速率发射两个电荷量、质量都相同的带电粒子，分别沿PM ，PN 运动到M ，N ；M ，N 两点都位于圆周c 上，以下判断正确的是（ ）
A. 两粒子带同种电荷
B. 两粒子带异种电荷
C. 到达M ，N 时两粒子的速率仍相等
D. 到达M ，N 时两粒子的速率不相等
4. 有一台电风扇的铭牌上标有“220V 50W ”的字样，其线圈的直流电阻为0.4Ω，如果把它接入220V 的电路中，则下列求电风扇每分钟产生的热量的四种解法中，正确的是（ ） A. J J UIt Q A A U P I 30006022
5220,22522050=⨯⨯=====
B. J J Pt Q 30006050=⨯==
C. J J Rt I Q A A U P I 24.1604.0225,2252205022=⨯⨯⎪⎭
⎫ ⎝⎛===== D. J J t R U Q 62
21026.7604
.0220⨯=⨯== 5. 如图所示，当滑动变阻器的滑动触头向左移动时，灯泡A ，B ，C 的亮度将（ ）
A. 都变亮
B. 都变暗
C. A ，B 变亮，C 变暗
D. A ，C 变亮，B 变暗
6. 如图所示，直线a 为某电源的路端电压随电流的变化图线，直线b 为电阻R 两端的电压随电流的变化图线，用该电源和该电阻组成的闭合电路，电源的输出功率和电源的内阻分别为（ ）
A. 4W ，0.5Ω
B. 6W ，1Ω
C. 4W ，1Ω
D. 2W ，0.5Ω
7. 在如图所示的电路中，电容器C 的上极板带正电，为了使该极板仍带正电且电荷量增大，下列办法中可采用的是（设电源内阻不计）
A. 增大1R ，其他电阻不变
B. 增大2R ，其他电阻不变
C. 增大3R ，其他电阻不变
D. 增大4R ，其他电阻不变
8. 同位素离子（不计重力）以相同的速率从a 孔射入正方形空腔中，空腔内匀强磁场的磁感应强度的方向如图所示，如果从b ，c 射出的离子质量分别为21,m m ，打到d 的离子质量为3m ，则下列判断正确的是（ ）
A. 321m m m >>
B. 123m m m >>
C. 2:1:21=m m
D. 1:2:32=m m 9. 三个速度大小不同的同种带电粒子，沿同一方向从如图所示长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90°，60°，30°，则它在磁场中的运动时间之比为（ ）
A. 1：1：1
B. 1：2：3
C. 3：2：1
D. 1:2:3
10. 如图所示，匀强磁场垂直纸面向里，有一足够长的等腰三角形绝缘滑槽，两侧斜槽与水平面夹角为α，在斜槽顶点两侧各放一个质量相等、带等量负电荷的小球A 和B ，两小球与斜槽间的动摩擦因数相等，且2tan
αμ<。

将两小球同时由静止释放，下列说法正确的
是（ ）
A. 两球沿斜槽都做匀加速运动，且加速度相等
B. 两球沿斜槽都做匀加速运动，且B A a a >
C. 两球沿斜槽都做变加速运动，且B A a a >
D. 两球沿斜槽的最大位移关系中B A s s <
二、填空与实验题（第11小题10分，第12小题12分，共22分）
11. 电磁流量计如图所示，用非磁性材料制成的圆管道，外加一匀强磁场。

当管中导电液体流过此区域时测出管道直径两端的电势差U ，就可以得知管中液体的流量Q ，即单位时间内流过管道横截面积的液体的体积（s m /3
）。

若管道直径为D ，磁感应强度为B ，则Q ＝__________。

12. 在“测定金属的电阻率”的实验中：
（1）用准确到0.01mm 的螺旋测微器测量金属电阻丝的直径，一次测量时其读数如图所示，被测金属电阻丝直径为_______mm ；
（2）在虚线框内画出用伏安法测金属电阻丝电阻R （约几欧姆）的电路图（如图所示）；
（3）若做实验时需要测量约0.4A 的电流，当时只有一个量程为300mA 的电流表（内阻约为1Ω），如果手边有12V 的直流电源，0~50Ω的滑动变阻器，做实验用的金属电阻丝，以及导线和开关，有什么简单方法可以把电流表的量程临时近似地改为0.6A ？简述操作步骤。

三、计算题（每小题12分，共48分）
13. 如图所示电路中，Ω===1321R R R ，当开关S 接通时，电压表读数V U 11=，S 断开时，电压表读数V U 8.02=，求电源的电动势和内阻以及S 断开时电源消耗的功率。

14. 如图所示，在铅板A 上放一个放射源C ，可在纸面内各个方向射出速率为v 的电子，B 为金属网，A ，B 连接在电路上，电源电动势为E ，内阻为r ，滑动变阻器总阻值为R ，图中滑动变阻器滑片置于中点，A ，B 间距离为d ，M 为荧光屏（足够大），它与B 的距离也为d 。

已知电子的质量为m ，电荷量为e ，不计电子运动所形成的电流对电路的影响，电场仅存在于A ，B 之间。

求：
（1）闭合开关S 后，A ，B 间的电场强度的大小。

（2）电子到达荧光屏的最长时间。

（3）断开开关S ，并撤去金属网B ，在A 与M 之间的空间中加上垂直纸面向内的匀强磁场，若电子仍能到达荧光屏，则磁场的磁感应强度B 应满足什么条件？
15. 在研究性学习中，某同学设计了一个测定带电粒子比荷的实验，其实验装置如图所示，abcd 是一个边长为L 的正方形盒子，在a 处和cd 边的中点e 处各有一个小孔，e 外有一能显示粒子从e 孔射出的荧光屏M ，盒子内有一方向垂直于abcd 平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B 。

粒子源能不断发射相同的带电粒子，粒子的初速度可忽略，先让粒子经过电压为U 的电场加速，然后立即由a 孔射入盒内，粒子经磁场偏转后恰好从e 孔射出，不计粒子的重力和粒子之间的相互作用。

问：你认为该同学的设计方案可行吗？若可行，求出带电粒子的比荷m
q ；若不可行，
说明你的理由。

16. 如图所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质量为m，带电荷量为＋q，小球可在棒上滑动，将此棒竖直放在互相垂直且沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度是E，磁感应强度是B，小球与棒的动摩擦因数为 ，求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度。

1. B 提示：等量异种电荷电场线分布如图甲所示，由图中电场线的分布可以看出，从A 到O ，电场线由疏到密；从O 到B ，电场线由密到疏，所以从A →O →B ，电场强度应由小变大，再由大变小，而电场强度方向沿电场线切线方向，为水平向右，如图乙所示，由于电子处于平衡状态，所受合外力必为零，故另一个力应与电子所受电场力大小相等、方向相反。

电子受的电场力与场强方向相反，即水平向左，电子从A →O →B 过程中，电场力由小变大，再由大变小，故另一个力的方向应水平向右，其大小应先变大后变小，所以选项B 正确。

2. A 提示：带电粒子只在电场力作用下轨迹向上偏转，说明电场力方向竖直向上，这样从A 到B 的过程中电场力与速度方向夹角为钝角，电场力做负功，由动能定理得粒子动能减小，电势能增加，动能和电势能之和不变。

3. BD 提示：由轨迹可判断出沿PM 运动的粒子与场源电荷电性相同，沿PN 运动的粒子与场源电荷电性相反，因此两粒子带异种电荷，由于静电力对两粒子分别做正功和负功，因此，到达M ，N 时两粒子速率不相等。

4. C 提示：电风扇电路为非纯电阻电路，故C 正确。

5. C 提示：滑动变阻器的滑动触头左移，电阻减小，则↓外R （减小），
↑−−−→−↓+=I R r R E
I 外外，而I I A =，所以A 灯变亮，由↑-=I Ir E U ,得U ↓，而
↑+=A A C U U U U ,，所以↓C U ，故C 灯变暗。

由I ↑，↓C U （即↓C I ）
，而B C I I I +=，得↑B I ，所以B 灯变亮。

6. A 提示：由图中a ，b 两直线的交点坐标，可得电源的输出功率W W UI P 422=⨯==，直线a 斜率的绝对值即表示电源的内阻，所以Ω=6
3r ＝0.5Ω。

7. AD 提示：设4321,,,R R R R 两端的电压分别为4321,,,U U U U ，若电容器上板带正电，则有4231,U U U U <>，且电容器两极板间电压2431U U U U U C -=-=。

若增大1R ，其他电阻不变，则1U 增大，2U 减小，43,U U 不变，故C U 增大，电容器带电荷量增加，故A 项正确；只增大2R ，则2U 增大，1U 减小，C U 减小，电容器带电荷量减小，故B 项不正确；只增大3R ，则3U 增大，4U 减小，使C U 减小，带电荷量减小，故C 项不正确；只增大4R ，则4U 增大，3U 减小，而21,U U 不变，所以C U 增大，电容器带电荷量增大，故D 正确。

8. BC 提示：离子只在洛伦兹力作用下并且垂直于磁场平面内做匀速圆周运动，半径
qB
m v r =，由图中条件可知，d c c b r r r r <=,21，而同位素离子的电荷量相等、质量不同、速率相同，所以有2121m m =，32m m <。

故本题的正确答案为BC 。

9. C 提示：同种粒子以不同速度射入同一匀强磁场中后，做匀速圆周运动的周期相同，由出射方向对入射方向的偏角大小可知，速度为1v 的粒子在磁场中的轨迹为
41圆周，历时
41T t =，速度为32,v v 的粒子在磁场中的轨道都小于41圆周，历时都不到4
T ，且32t t >，可见时间之比的可能情况只能是C 或D 。

为了进一步确定带电粒子飞经磁场时的偏转角与时间的关系，可作一般分析，如图所示，设带电粒子在磁场中的轨迹为曲线MN ，通过入射点和出射点作速度方向的垂线相交得圆心O ，由几何关系知，圆弧⋂MN 所对的圆心角等于出射速度方向对入射速度方向的偏角α。

粒子通过磁场的时间v qB m v v R v MN t αα⋅===⋂＝qB
m α，因此，同种粒子以不同速度射入磁场，经历的时间与它们的偏角α成正比，即321::t t t ＝90°：60°：30°＝3：2：1，选项C 正确。

10. CD 提示：对A 球受力分析，如图甲所示，有⎩⎨⎧=-=-.sin ,cos ma F mg F qBv mg N N μαα随着A 球的下滑，v 增大，N F 值减小，则加速度a 不断增大。

对B 球受力分析，如图乙所示，有⎩
⎨⎧=-=+.sin ,cos ma F mg F qBv mg N N μαα随着B 球的下滑，v 增大，N F 值增大，则加速度a 不断减小，由
以上分析可知，A ，B 两球沿斜槽下滑均做变加速直线运动，并且B A a a >。

对A ，随v 的增加，N F 值减小，当0=N F 时，A 球将脱离斜槽，之后将在mg 和qBv 的作用下做曲线运动。

对B ，随v 的增加，N F 越来越大，N F μ也随之增大，当αμsin mg F N =时，B 将沿斜槽匀速下滑。

所以A 沿斜槽的最大位移A s 小于B 沿斜槽的最大位移B s ，故C ，D 项正确。

甲
乙 11. B DU
4π 提示：设导电液体中自由电荷的电荷量为q ，运动速度为v ，则平衡时有
qvB q D U =⋅，即BD U v =，流量B DU v D Q 422ππ=⎪⎭
⎫ ⎝⎛⋅=。

12. （1）0.760 （2）实验电路如图甲所示。

（3）①连成电路如图乙所示，闭合S 调节滑片P 使电流表满偏。

②如图乙将电阻丝一端接电流表一接线柱再连续改变电阻丝另一端在电流表另一接线柱上的接触位置，使电流表达半偏，此时的电阻丝接在该接线柱上。

13. 解：开关S 接通时，电路中总电流r R R R R R E I +++=323211……①，111/R U I =……②，开关S 断开时，电路中总电流r
R R E I ++=212……③，122/R U I =……④。

联立①②③④方程并代入数据解得：电源的电动势E ＝2V ，电源内阻Ω=5.0r 。

开关S 断开时电源消耗的功率W W I E P 6.18.022=⨯=⋅=。

14. 解：（1）由闭合电路欧姆定律得：r R E I +=。

)
(22r R ER IR U AB +==。

)
(2r R d ER d U E AB AB +==。

（2）电子在两板间运动只受电场力作用，其加速度dm
r R eER m eE m F a AB )(2+===，分析可知，沿A 板方向射出的电子做类似平抛运动到达B 板所用时间最长，沿垂直A 板方向，电子先做加速运动，后做匀速运动到达M ，212
1at d =，2,2,)(12121t t a d t t at d ==∴=，eER
m r R d t t t t m )(323121+==+=。

（3）电子在磁场中做圆周运动，只要满足r d 22≤，即可有电子到达荧光屏（沿A 板向上射出的电子最有可能），
qB m v r =，故B 应满足的条件是qd m v B ≤。

15. 解：带电粒子进入电场，经电场加速，设离开电场时速度为v ，由动能定理有221mv qU =，则m
qU v 2=……①，粒子进入磁场后做匀速圆周运动，轨迹如图所示，设圆周运动的半径为R ，由几何关系得22221)(R L R L =⎪⎭
⎫ ⎝⎛+-，解得L R 85=。

又洛伦兹力提供向心力，则R
v m qBv 2
=，解得qBL mv 58=……②。

由①②两式，得2225128L B U m q =。

故可行。

16. 解：此类问题属于涉及加速度的力学问题，得用牛顿第二定律解决，小球受力分析如图所示，根据牛顿第二定律列出方程有ma F mg N =-μ……①，0=--qvB qE F N ……②，所以m qE qvB mg a )(+-=
μ，故知：0=v 时，a 最大，m
qE g a m μ-=。

同样可知，a 随v 的增大而减小，当a 减小到零时v 达最大，故)(qE B qv mg m +=μ得B E qB mg v m -=μ。