武汉市高二上学期期中物理试卷(选修)(II)卷

武汉市高二上学期期中物理试卷（选修）（II）卷
姓名:________ 班级:________ 成绩:________
一、单项选择题 (共7题；共14分)
1. （2分）在物理学发展的过程中，某位科学家开创了以实验检验猜想和假设的科学方法，并用这种方法研究了落体运动的规律，这位科学家是（）
A . 焦耳
B . 牛顿
C . 库仑
D . 伽利略
2. （2分）有一束电子流沿x轴正方向高速运动，如图所示，电子流在z轴上的P点处所产生的磁场方向是（）
A . y轴正方向
B . y轴负方向
C . z轴正方向
D . z轴负方向
3. （2分） (2016高二上·浦东期中) 如图所示，两只白炽灯泡L1和L2与电源、电键组成的电路中，当电键闭合后，发现电压表V1、V2的示数相同，且电流表A的示数为零，则可能发生的故障是（）
A . L1断路
B . L2断路
C . L1短路
D . L2短路
4. （2分） (2016高一上·绍兴期中) 如图，通电线圈abcd平面和磁场垂直（不考虑电流间相互作用），则（）
A . ab边受到向左的安培力
B . bc边受到向下的安培力
C . 线圈面积有缩小的趋势
D . 线圈有转动的趋势
5. （2分） (2016高二上·揭西期中) 如图所示的电路中，电池的电动势为E，内电阻为r，R1和R2是两阻值固定的电阻．当可变电阻R的滑片向a端移动时，通过R1的电流I1和通过R2的电流I2将发生的变化是（）
A . I1变大，I2变小
B . I1变大，I2变大
C . I1变小，I2变大
D . I1变小，I2变小
6. （2分）如图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起，置于粗糙的水平地板上，地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场，现用一水平恒力F拉乙物块，使甲、乙无相对滑动一起向左加速运动，在加速运动阶段（）
A . 甲、乙两物块间的摩擦力不断减小
B . 甲、乙两物块间的摩擦力不断增大
C . 甲、乙两物块间的摩擦力保持不变
D . 乙物块与地面之间的摩擦力不断减小
7. （2分）某同学用伏安法测电阻时，分别采用了内接法和外接法，测得的某电阻Rx的阻值分别为R1和R2 ，则所测阻值与真实值Rx间的关系为（）
A . R1>Rx>R2
B . R1<Rx<R2
C . R1>R2>Rx
D . R1<R2<Rx
二、多项选择题 (共6题；共18分)
8. （3分） (2017高二上·河北期末) 用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子n，若一块横截面为矩形的金属导体的宽为b，厚为d，当通以图示方向电流I，并加有与侧面垂直的匀强磁场B时，在导体上、下表面间用理想电压表测得电压为U．已知自由电子的电荷量为e，则下列判断正确的是（）
A . 上表面电势低
B . 下表面电势低
C . n=
D . n=
9. （3分） (2017高二上·福州期末) 地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直纸面向里，一个带电油滴能沿一条与竖直方向成α角的直线MN运动（MN在垂直于磁场方向的平面内），如图所示，则以下判断中正确的是（）
A . 如果油滴带正电，它是从M点运动到N点
B . 如果油滴带正电，它是从N点运动到M点
C . 如果电场方向水平向左，油滴是从M点运动到N点
D . 如果电场方向水平向右，油滴是从M点运动到N点
10. （3分）(2017·雅安模拟) 如图所示，两平行竖直线MN、PQ间距离a，其间存在垂直纸面向里的匀强磁场（含边界PQ），磁感应强度为B，在MN上O点处有一粒子源，能射出质量为m，电量为q的带负电粒子，当速度方向与OM夹角θ=60°时，粒子恰好垂直PQ方向射出磁场，不计粒子间的相互作用及重力．则（）
A . 粒子的速率为
B . 粒子在磁场中运动的时间为
C . 若只改变粒子速度方向，使θ角能在0°至180°间不断变化，则粒子在磁场中运动的最长时间为
D . 若只改变粒子速度方向，使θ角能在0°至180°间不断变化，则PQ边界上有粒子射出的区间长度为2
a
11. （3分） (2017高二上·新余期末) 狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感线呈均匀辐射状分布（如图甲所示），距离它r处的磁感应强度大小为（k为常数），其磁场分布与负点电荷Q的电场（如图乙所示）分布相似．现假设磁单极子S和负点电荷Q均固定，有带电小球分别在S极和Q附近做匀速圆周运动．则关于小球做匀速圆周运动的判断正确的是（）
A . 若小球带正电，其运动轨迹平面可在S的正上方，如图甲所示
B . 若小球带正电，其运动轨迹平面可在Q的正下方，如图乙所示
C . 若小球带负电，其运动轨迹平面可在S的正上方，如图甲所示
D . 若小球带负电，其运动轨迹平面可在Q的正下方，如图乙所示
12. （3分） (2019高二上·保定月考) 如图所示,A和B为竖直放置的平行金属板,在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球；开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑动头P在a处,此时绝缘线向右偏离竖直方向电源的内阻不能忽略下列判断不正确的是（）
A . 小球带正电
B . 当滑动头从a向b滑动时,小球细线的偏角变大
C . 当滑动头从a向b滑动时,电源的输出功率一定变大
D . 当滑动头从a向b滑动时,电流表中有电流,方向从N到M
13. （3分） (2017高二上·池州期末) 如图所示，一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体，当加有与侧面垂直的匀强磁场B，且通以图示方向的电流I时，用电压表测得导体上、下表面MN间电压为U．已知自由电子的电量为e．下列说法中正确的是（）
A . M板比N板电势高
B . 导体单位体积内自由电子数越多，电压表的示数越大
C . 导体中自由电子定向移动的速度为
D . 导体单位体积内的自由电子数为
三、简答题 (共2题；共19分)
14. （10分） (2017高二下·黄陵期末) 现有一只量程3mA、内阻约为100Ω的灵敏电流表（表头）．为了较
准确地测量它的内阻，采用了如图甲所示的实验电路，实验室提供的器材除电源（电动势为2V，内阻不计）、电阻箱（最大阻值为999.9Ω）、开关和若干导线外，还有多个滑动变阻器和定值电阻可供选择（如表）．
A．滑动变阻器R1（0～5Ω，1A）D．定值电阻R01（阻值为200Ω）
B．滑动变阻器R2（0～200Ω，0.5A）E．定值电阻R02（阻值为25Ω）
C．滑动变阻器R3（0～1750Ω，0.1A）F．定值电阻R03（阻值为5Ω）
（1）
按照实验电路，用笔画线代替导线，在如图乙所示的方框中完成实物图连接（部分导线已画出）．
（2）
连接好电路之后，实验小组进行了以下操作：
第一，先将滑动变阻器的滑片移到最右端，调节电阻箱的阻值为零；
第二，闭合开关S，将滑片缓慢左移，使灵敏电流表满偏；
第三，保持滑片不动（可认为a，b间电压不变），调节电阻箱R′的阻值使灵敏电流表的示数恰好为满刻度的．
若此时电阻箱的示数如图丙所示，则灵敏电流表内阻的测量值Rg为________Ω．
（3）
为较好地完成实验，尽量减小实验误差，实验中应选择的滑动变阻器和定值电阻分别为________和________（填表格中器材前的字母）．
（4）
要临时把该灵敏电流表改装成3.0V量程的电压表使用，则应将其与电阻箱________（填“串联”或“并联”），并把电阻箱的电阻值调为________Ω．
15. （9分） (2017高二下·万州期中) 为了测定电源电动势E的大小、内电阻r和定值电阻R0的阻值，某同学利用DIS设计了如图甲所示的电路．闭合电键S1 ，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，用电压传感器1，电压传感器2和电流传感器测得数据，并根据测量数据计算机分别描绘了如图乙所示的M、N两条U﹣I 直线．请回答下列问题：
（1）
根据图乙中的M、N两条直线可知．
A . 直线M是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的
B . 直线M是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的
C . 直线N是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的
D . 直线N是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的
（2）
图象中两直线交点处电路中的工作状态是．
A . 滑动变阻器的滑动头P滑到了最左端
B . 电源的输出功率最大
C . 定值电阻R0上消耗的功率为0.5W
D . 电源的效率达到最大值
（3）
根据图乙可以求得定值电阻R0=________Ω，电源电动势E=________，内电阻r=________Ω．
四、论述和演算题 (共4题；共55分)
16. （15分）(2018·北京) 如图1所示,用电动势为E、内阻为r的电源,向滑动变阻器R供电。

改变变阻器R的阻值,路端电压U与电流I均随之变化。

（1）以U为纵坐标,I为横坐标,在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图像的示意图,并说明U-I图像与两坐标轴交点的物理意义。

（2） a.请在图2画好的U-I关系图线上任取一点,画出带网格的图形,以其面积表示此时电源的输出功率；
b.请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。

（3）请写出电源电动势定义式,并结合能量守恒定律证明:电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。

17. （10分）一种半导体材料称为“霍尔材料”，用它制成的元件称为“霍尔元件”，这种材料有可定向移动的电荷，称为“载流子”，每个载流子的电荷量大小为1个元电荷量，即q＝1.6×10－19 C，霍尔元件在自动检测、控制领域得到广泛应用，如录像机中用来测量录像磁鼓的转速、电梯中用来检测电梯门是否关闭以及自动控制升降电动机的电源的通断等．
在一次实验中，一块霍尔材料制成的薄片宽Lab＝1.0×10－2 m、长Lbc＝4.0×10－2 m、厚h＝1×10－3m ，水平放置在竖直方向上的磁感应强度B＝1.5 T的匀强磁场中，bc方向通有I＝3.0 A的电流，如图所示，沿宽度产生1.0×10－5 V的横向电压．
（1）
假定载流子是电子，a、b两端中哪端电势较高？
（2）
薄板中形成电流I的载流子定向运动的速率多大？
18. （15分）(2019·宜宾模拟) 如图所示，在0≤x≤a的区域I内有垂直于纸面向里的匀强磁场．在x>a 的区域II内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小均为B0。

质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子沿x 轴从原点O射入磁场。

当粒子射入速度不大于v0时，粒子在进场中运动的时间都相同，求：
（1）速度v0的大小；
（2）若粒子射入磁场的速度大小为 v0，其轨迹与x抽交点的横坐标；
（3）调节区域II磁场的磁感强度为λB0，使粒子以速度nv0（n>1）从O点沿x轴射入时，粒子均从O点射出磁场，n与λ满足的关系。

19. （15分） (2017高二上·芗城期末) 如图所示为质谱仪的原理图，电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后，进入粒子速度选择器，选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的场强为E，方向水平向右．带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G点既垂直直线MN又垂直于磁场的方向射入偏转磁场．偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场．带电粒子经偏转磁场后，
最终到达照相底片的H点．已知偏转磁场的磁感应强度为B2 ，带电粒子的重力可忽略不计．求：
（1）
粒子从加速电场射出时速度的大小；
（2）
粒子速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小和方向；
（3）
带电粒子进入偏转磁场的G点到照相底片H点的距离L．
参考答案一、单项选择题 (共7题；共14分)
1-1、
2-1、
3-1、
4-1、
5-1、
6-1、
7-1、
二、多项选择题 (共6题；共18分)
8-1、
9-1、
10-1、
11-1、
12-1、
13-1、
三、简答题 (共2题；共19分)
14-1、
14-2、
14-3、
14-4、
15-1、
15-2、
15-3、
四、论述和演算题 (共4题；共55分) 16-1、
16-2、
16-3、17-1、
17-2、18-1、
18-2、18-3、19-1、
19-2、19-3、。