山东省淄博市2013-2014学年高二物理上学期期末考试

2013-2014学年度第一学期期末模块学分认定考试高二物理试题
〔理〕
本试卷分为第1卷〔选择题〕和第2卷〔非选择题〕两局部，共150分，考试时间90分钟
第1卷
一．选择题〔1-10题为根底题，11-14题为开展题，每一小题5分，共70分；每一小题有一个或多个选项符合题意，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分〕
1．把质量M为的正点电荷，在电场中从静止释放,运动的过程中如果不记重力，正确的答案是〔〕
A．点电荷运动轨迹必与电场重合
B．点电荷的速度方向，必定和所在点的电场线的切线方向一致
C．点电荷的加速度方向，必与所在点的电场线的切线方向一致
D．点电荷的受力方向，必与所在点的电场线的切线方向一致
2．在如图1所示的逻辑电路中，当A端输入电信号“1〞、B端输入电信号“1〞时，如此在C 和D 端输出的电信号分别为〔〕
A．1和0 B．0和1 C．1和
l D．0和0
3．集成电路应用广泛、集成度越来越高，现在集成电路的集成度已达几亿个元件，目前科学家们正朝着集成度突破10亿个元件的目标迈进，集成度越高，各种电子元件越微型化，如图2甲一是我国自行研制成功的中央处理器〔CPU〕芯片“龙芯〞1号，如下图二中，R1和R2是材料一样、厚度一样、外表为正方形的导体，但R2的尺寸远远小于R1的尺寸，通过两导体的电流方向如图乙所示，如此这两个导体的电阻R1、R2的关系说法正确的答案是〔〕
A．R1＞R2 B．R1＜R2 C．R1=R2 D．无法确定
4．火灾的多发季节，某同学根据学习的传感器知识设计了如图3所示的火警报警系统原理图，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u=311sin314t〔V〕的正弦交流电源上，变压器右侧局部为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上
的电压〔报警器未画出〕，R3为一定值电阻．当传感器R2所在处出现火警时，以下说法中正确的答案是〔〕
A．A l的示数不变，A2的示数增大 B．A l的示数增大，A2的示数增大
C．V1的示数增大，V2的示数增大 D．V1的示数不变，V2的示数减小
5．如图4所示，电源内阻为r，定值电阻R0＝r/2，可变电阻R的最大阻值为2r，当可变电阻的滑动触头从最左端向右端滑动过程中
A．电源的输出功率一直变大
B．电源的输出功率一直变小
C．当可变电阻滑到R＝r/2时电源的输出功率最大
D．当可变电阻滑到R＝r时电源的输出功率最大
6．如图4，水平光滑导轨接有电源，电动势为E，内电阻为r，其它的电阻不计，导轨上有三根导体棒a、b、c,长度关系为c最长，b最短，将c弯成一直径与b等长的半圆，整个装置置下向下的匀强磁场中，三棒受到安培力的关系为
A．F a＞F b＞F c B．F a＝F b＝F c C．F b＜F a＜F c D．F a＞F b＝F c 7．从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有大量的高能带电粒子，这些高能粒子流到达地球会对地球上的生命带来危害，但是由于地球周围存在磁场，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对地球上的生命起到保护作用，如图5，那么
A．地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处一样
B．地磁场对垂直射向地球外表的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最强，赤道附近最弱
C．地磁场对垂直射向地球外表的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最弱，赤道附近最强
D．地磁场会使沿地球赤道平面内射来的宇宙射线中的带电粒子向两极偏转
8．示的电路中，a、b、c为三盏完全一样的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，E为电源，S为开关。

关于三盏灯泡，如下说法正确的答案是
A．合上开关， c、b先亮，a后亮
B．合上开关一会后， a、b一样亮
C．断开开关， b、c同时熄灭，a缓慢熄灭
D．断开开关，c马上熄灭， b闪一下后和a一起缓慢熄灭
9．如图7所示，在水平地面上，有一竖直放置的正方形金属线框abcd ，边长为L ，紧挨着有界匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向内，磁场边界宽也为L 。

线框先以c 点为转轴，以恒定角速度顺时针转动，当b 点落地后，再以b 点为转轴，以一样的角速度顺时针转动，在线框通过磁场的过程中，线框中的电流随时间变化的关系图象是
10．如下列图，在半径为R 的圆内，有一磁感应强度为B 的向外的匀强磁场，一质量为m ，电量为q 的粒子〔不计重力〕，从A 点对着圆心方向垂直射入磁场，从C 点飞出，如此
A ．粒子的轨道半径为R
B ．粒子的轨道半径为R 3
C ．粒子在磁场中运动的时间为Bq
m 32π D ．粒子在磁场中运动的时间为Bq
m 3π 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
下列图。

假设带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好
为零，下面说法中正确的答案是
A ．小球带负电
B ．小球在斜面上运动时做匀加速直线运动
C ．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
D ．如此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Bq
mg θsin 12．如下列图为磁流体发电机的示意图．金属板M 、N 之间的间距为d ，板间有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，将一束等离子体〔即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体来说呈中性〕以速度v 从左侧喷射入磁场，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．如此如下说法中正确的答案是
A ．金属板M 上聚集负电荷，金属板N 上聚集正电荷
B ．通过电阻R 的电流方向由a 到b
C ．通过电阻R 的电流方向由b 到a
D ．该发电机的电动势Bdv
E =
13．如下列图，在光滑水平面上用恒力F 拉质量为m 、边长为a 、总电阻为R 的单匝均匀正方形铜线框，线框从位置1开始以速度0v 进入磁感
应强度为B 的匀强磁场，到达位置2时线框刚好全部进入
磁场，在位置3时线框开始离开匀强磁场，到达位置4时
线框刚好全部离开磁场。

如此
A ．在位置1时，线框右侧边MN 的两端电压为0Bav
B ．线框从位置1到位置2的过程与从位置3到位置4的过程产生的感应电流方向相反
C ．线框从位置1到位置2的过程与从位置3到位置4的过程所受的安培力方向一样
D ．从位置1到位置2的过程中流过线框某一截面的电荷量等于R
Ba 2
14．如下列图，质量为m 、带电量为q 的三个一样的带电小球A 、B 、C ，从同一高度以初速度0v 水平抛出，B 球处于竖直向下的匀强磁场中，C 球处于垂直纸面向里的匀强电场中，它们落地的时间分别为A t 、B t 、C t ，落地时的速度大小分别为A v 、B v 、C v ，如此以下判断正确的答案是：
A ．A t =
B t =
C t
B ．A t =B t >
C t
C ．B v >A v =C v
D ．A v =B v <C v 第2卷〔非选择题 共80分〕
二．实验、填空题〔15、16题为根底题，17题为开展题，共20分〕
15．〔4分〕如下列图，带箭头的线表示某一电场的电场线．在电场力作用下，一带电粒子〔不计重力〕经A 点飞向B 点，径迹如图中虚线所示，试判断：
〔1〕粒子带________电；
〔2〕 粒子在________点加速度大；
（3）粒子在________点动能大；
〔4〕A 、B 两点相比，________点电势高．
16．(4分〕一闭合线圈有50匝，总电阻为20Ω，穿过它的磁通量在0.1s 内由Wb 3
108-⨯ 增加到Wb 2102.1-⨯，如此线圈中的感应电动势E ＝V ，线圈中的平均电流强度 I ＝A ．
17．〔12分〕小明同学在测定金属丝电阻率的实验中，进展了如下操作，请你将相应的操作步骤补充完整。

〔1〕他首先用螺旋测微器测金属丝的直径，如图甲所示，该金属丝的直径为mm 。

〔2〕他再用多用电表粗测金属丝的阻值，操作过程如下：
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋〞、“－〞插孔，选择开关旋至电阻挡“×10〞挡位；
②将红、黑表笔短接，调节旋钮〔填图乙中的“A 〞或“B 〞〕，使欧姆表指针对准电阻的处〔填 “0刻线〞或“∞刻线〞〕；
③把红、黑表笔分别与金属丝的两端相接，此时多用电表的示数如如下图丙所示； ④为了使金属丝的阻值读数能够再准确一些，小明将选择开关旋至电阻挡挡位〔填“×1〞或“×1k〞〕，重新进展；
⑤重新测量得到的结果如图丁所示，如此金属丝的电阻为Ω。

〔3〕他想用伏安法更准确地测量该金属丝的阻值，他用如下列图的装置进展测量，其中局部器材的规格为：电源E〔两节干电池，3V〕，电流表〔量程0.6A，内阻约1Ω〕，电压表〔量程3V，内阻约10kΩ〕，滑动变阻器〔阻值范围0～20Ω，额定电流1 A〕。

要求滑动变阻器采用限流式接法，为了减小实验误差，请你在如下图中加两条导线将未连接完的电路连起来。

三．计算题〔18、19、20题为根底题，21、22题为开展题，共60分，解答
时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不得
分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
18．(10分)如图11所示，电源电动势E=10V，内阻r=1Ω，闭合电键S后，标有“，〞的灯泡恰能正常发光，电动机M绕组的电阻R0=4Ω，求：
〔1〕电源的输出功率P0；
〔2〕10s内电动机产生的热量Q；
〔3〕电动机的机械功率；
19．〔10分〕如图12〔甲〕所示，质量为=50g，长=10cm的铜棒，用长度也为的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度=1/3T。

未通电时，轻线在竖直方向，通入恒定电流后，棒向外偏转的最大角度θ＝37°，求此棒中恒定电流的大小。

某同学对棒中恒定电流的解法如下：对铜棒进展受力分析，通电时导线向外偏转，说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外，受力如图乙所示〔侧视图〕。

当最大偏转角θ＝37°时，棒受力平衡，有
，得A．
〔1〕请判断，该同学的解法正确吗？假设不正确如此请指出错在哪里？
〔2〕试写出求解棒中电流的正确解答过程与结果.
20．〔12分〕在竖直向上的匀强电场中，有一个质量为m带电量为q的小球。

小球自离
地面h高度处以初速度v水平抛出后，做匀速直线运动，重力加速度为g。

〔1〕试判断小球的电性并求出场强E的大小
〔2〕假设在此空间再加一个垂直纸面的匀强磁场，小球仍以一样方式水平抛出，自抛出到第一次落地点P的水平位移OP=x ，x大于h。

试判断磁感应强度B的方向并求出B的大小。

21．〔13分〕如下列图，宽度为L＝0.2m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值R=1Ω的电阻。

导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B=5T。

一根质量m=100g的导体棒MN放在导轨上，并与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。

现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动，运动速度v=10m/s，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直．求：
〔1〕在闭合回路中产生的感应电流的大小．
〔2〕作用在导体棒上的拉力的大小．
〔3〕当导体棒匀速运动30cm时撤去拉力，求：运动30cm和撤去拉力至棒停下来的整个过程中电阻R上产生的总热量．
22．〔15分〕如下列图装置中，区域Ⅰ中有竖直向上的匀强电场，电场强度为E，区域Ⅱ
内有垂直纸面向外的水平匀强磁场，磁感应强度为B。

区域Ⅲ中有垂直纸面向里的水平匀强磁场，磁感应强度为2B。

一质量为m、带电量为q的带负电粒子〔不计重力〕从左边界O点正上方的M点以速度v0水平射入电场，经水平分界限OP上的A点与OP成60°角射入Ⅱ区域的磁场，并垂直竖直边界CD进入Ⅲ区域的匀强磁场中。

求：〔1〕粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径
〔2〕O、M间的距离
〔3〕粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间
高二物理试题答案〔2014.01〕
一．选择题〔1-10题为根底题，11-14题为开展题，每一小题5分，计70分；每一小题有一个或多个选项符合题意，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0
分〕
1．CD2．D 3．C4．D5．C
6．B 7．C 8．AB9．B10．BD
11．B 12．BD 13．BCD 14．AD
二．实验、填空题〔15、16题为根底题，17题为开展题，计20分〕15．〔4分〕负， B, A, A 〔每空1分〕
16．〔4分〕2 0.1〔每空2分
17．〔12分〕〔1〕0.850〔0.848~0.852〕〔2分〕
〔2〕②B 〔2分〕 0刻线〔2分〕
④×1〔1分〕欧姆调零〔1分〕
⑤6 〔2分〕
〔3〕〔2分〕
三．计算题〔18、19、20题为根底题，21、22题为开展题，共60分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
18．〔1〕由题意，并联局部电压为，内电压应为
总电流，
电源的输出功率
〔2〕流过灯泡的电流
如此流过电动机的电流
电动机的热功率
10s内产生的热量
〔3〕电动机的总功率
电动机的机械功率
19．〔1〕该同学的解法错误。

错误原因：认为棒到达最高点速度为零时，一定处于平衡状态；或者认为偏角最大的是平衡位置。

〔2〕正确的解法如下：金属棒向外偏转过程中，导线拉力不做功，如下列图，安培力F做功为……〔2分〕
重力做功为
由动能定理得：
解得： A.
20．〔12分〕解：〔1〕小球带正电………………〔1分〕
由二力平衡 =Eq mg ………………〔2分〕
得=
mg
E q
………………〔1分〕 〔2〕 磁感应强度B 的方向是垂直直面向外 ………………〔2分〕 由几何关系 222(-)+=r h x r ………………〔2分〕
由牛顿运动定律 r
mv qvB 2
=………………〔2分〕
联立两式得 q
x h hmv
B )(222+=
………………〔2分〕
21．〔13分〕解：〔1〕V V BLv E 10102.05=⨯⨯==……………… 〔2分〕
A R
E
I 10==
……………… 〔2分〕 （2） N BIL F F 10===安……………… 〔2分〕 〔3〕运动30cm 过程中R 上产生的热量
J J Fs Q 33.0101=⨯==……………… 〔2分〕
撤去拉力至棒停下来过程中电阻R 上产生的热量
J J mv Q 51001.02
1
2122=⨯⨯==
……………… 〔3分〕 J Q Q Q 821=+=……………… 〔2分〕
22．〔15分〕〔1〕粒子在匀强电场中做类平抛运动，设粒子过A 点时速度为v ，由类平抛
规律知：
60cos 0v v =
=02v ……………… 〔2分〕
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：
R v m Bqv 2=…… 〔2分〕所以qB
mv R 0
2=……… 〔1分〕
〔2〕设粒子在电场中运动时间为t 1，加速度为a ，
如此有ma qE =………… 〔1分〕
1060tan at v = ………… 〔1分〕即qE
mv t 0
13=
………… 〔1分〕 O 、M 两点间的距离为qE
mv at L 23212
21==…… 〔1分〕
(3) 设粒子在Ⅱ区域磁场中运动时间为t 2
122R m T v qB ππ=
=…… 〔1分〕如此21603603m t T qB
π︒==
︒…… 〔1分〕 设粒子在Ⅲ区域磁场中运行时间为t 3，同理：2m
T qB
π=
…… 〔1分〕
如此321803602m
t T qB
π︒=
=
︒……………… 〔1分〕 粒子从M 点出发到第二次通过CD 边界所用时间为
00123335326mv mv m m m
t t t t qE qB qB qE qB
πππ=++=
++=+
…… 〔2分〕。