湖北省咸宁市高二物理上学期期末考试

高二物理期末试题 第I 卷
（共50分）
一、本题包括10小题．共50分。

每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得2 分，有选错的得0 分． 1、关于静电场，下列结论普遍成立的是（ ）
A ．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关
B ．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低
C ．将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零
D ．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向
2、AB 和CD 为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O 。

将电量分别为+q 和-q 的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB 对称且距离等于圆的半径，如图1所示。

要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q ，则该点电荷Q （ ） A ．应放在A 点，Q=2q B ．应放在B 点，Q=-2q C ．应放在C 点，Q=-q D ．应放在D 点，Q=q
3、如图2所示，平行板电容器与电动势为E 的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地。

一带电油滴位于容器中的P 点且恰好处于平衡状态。

现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则（ ） A.带电油滴将沿竖直方向向上运动 B.P 点的电势将降低 C.带电油滴在运动过程中的电势能将减少 D.电容器的电容减小，极板带电量将减小
4、如图3所示，一个与门的输出端与一个或门的输入端相连，另一个输入端C 直接和或门的输入端相连，形成一个组合的门电路，A 、B 、C 就是这个组合电路的总输入端，Y 是它的输出端，以下关于输入和输出正确的是：（ ）
A ．A=1，B=0，C=0，Y=1
B ．A=0，B=0，C=1，Y=1
C ．A=1，B=1，C=0，Y=0
D 、A=1，B=0，C=0，Y=0
5、阻值较大的电阻R 1和R 2串联后，接入电压U 恒定的电路，如图4所示。

现用同一电压表依次测量R 1与R 2的电压，测量值分别为U 1与U 2，已知电压表内阻与R 1、R 2相差不大，则： A 、U 1 + U 2 ＝U B 、U 1 + U 2 ＜U C 、U 1／U 2 ＝R 1／R 2 D 、U 1／U 2 ≠R 1／R 2
6、如图5所示，调节可变电阻R 的阻值，使电压表V 的示数增大Δ
U ，在这个过程中，（ ）
A ．通过电阻R 1两端的电流增加，增加量一定大于ΔU/R 1
B ．电阻R 2两端的电压减小，减小量一定等于ΔU
C ．通过R 2的电流减小，但减小量一定小于ΔU/R 2
D ．路端电压一定增加，增加量一定等于ΔU
图1
A
B
&
Y ≥1 C 图
3 图5
图4
7、来自太阳和其他星体的宇宙线含有大量高能带电粒子，若这些粒子都到达地面，将会对地球上的生命带来危害。

但由于地磁场(如图6所示)的存在改变了宇宙线中带电粒子的运动方向，使得很多高能带电粒子不能到达地面。

下面说法中正确的是( ) A ．地磁场对宇宙线的阻挡作用与观测点的纬度及宇宙线的方向无关
B ．地磁场对垂直射向地球表面的宇宙线的阻挡作用在南、北两极附近最强，赤道附近最弱
C ．地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极附近最弱，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、半导体靠自由电子（带负电）和空穴（相当于带正电）导电，分为p 型和n 型两种。

p 型半导体中空穴为多数载流子；n 型半导体中自由电子为多数载流子。

现在一个学生研究小组用以下实验可以判定一块半导体材料是p 型还是n 型：将材料放在匀强磁场中，通以图7示方向的电流I ，用电压表比较上表面M
和下表面N 的电势高低，则（ ）
A ．若M 电势高，就是p 型半导体
B ．若M 电势高，就是n 型半导体
C ．若N 电势高，就是p 型半导体
D ．若N 电势高，就是n 型半导体
9、质量为m 的物块，带正电q ，开始时让它静止在倾角α=600的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在水平方向、大小为E =q mg /3的匀强电场中，如图8所示，斜面高为H ，释放物体后，物块落地的速度大小为( ) A ．gH ）（32+ B ．2gH C ．2gH 2 D ．
gH 2
5
10、如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d 点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa 打到屏MN 上的a 点，通过pa 段用时为t.若该微粒经过P 点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN 上.两个微粒所受重力均忽略.新微粒运动的（ ） A 、轨迹为pb ，至屏幕的时间将小于t B 、轨迹为pc ，至屏幕的时间将大于t C 、轨迹为pb ，至屏幕的时间将等于t
D 、轨迹为pa ，至屏幕的时间将大于t
第II 卷 （共70分）
二．实验题（共17分）
11.(5分) 下述关于用多用表欧姆档测电阻的说法中正确的是
A.测量电阻时如果指针偏转过大，应将选择开关S 拨至倍率较小的档位，重新调零后测量
图6
I 图7
图8
图9
B.测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果
C.测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开
D.测量阻值不同的电阻时都必须重新调零
12．(12分)有一根细而均匀的导电材料，截面为同心圆环如图所示，已知这种材料的电阻率为ρ，长度为L ,欲测量该样品的内径，但内径太小，无法直接测量.现提供以下实验器材： A ．螺旋测微器
B ．电流表A 1（量程50mA ，内阻r 1=100Ω）
C ．电流表A 2（量程100mA ，内阻r 2约为40Ω）
D ．滑动变阻器R 1（0-10Ω，额定电流2A ）
E ．直流电源E （12V ，内阻很小）
F ．上述导电材料R 2（长L 约为5cm ，电阻约为100Ω）
G ．开关一只，导线若干
请用上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d 的实验方案，
用螺旋测微器测得该样品的外径如右图所示，其示数D = mm.
②在所给的方框中画出设计的实验电路图，并标明所选器材. ③用已知的物理量和所测得的物理量的符号．．表示样品的内径d = .
三、计算题（本题共4个小题，满分53分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13、(12分)如图所示的电路中，两平行金属板A 、B 水平放置，两板间的距离d =40cm 。

电源电动势E =24V ，内电阻r =1Ω，电阻R =15Ω。

闭合开关S ，待电路稳定后，将一带正电的小球从B 板小孔以初速度υ0=4m/s 竖直向上射入板间。

若小球带电量为q =1×10-2
C ，质量为m =2×10-2
kg ，不考虑空气阻力。

那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达
A 板？此时，电源的输出功率是多大？（取g =10m/s 2）
14、(12分)在以坐标原点O 为圆心、半径为r 的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B
方向
垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示.一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A 处以速度v沿－x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿＋y方向飞出.
(1)判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷q
m
；
(2)若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大
小变为B'，该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁
场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度
B'多大？此粒子在磁场中运动所用时间t是多少？
15、(13分)如图所示，均可视为质点的三个物体A、B、C穿在竖直固定
的光滑绝缘细线上，A与B紧靠在一起，C紧贴着绝缘地板，质量分别为
M A=2.32kg，M B=0.20kg，M C=2.00kg，其中A不带电，B、C的带电量分别
为q B = +4.0×10-5c，q C =+7.0×10-5c，且电量都保持不变，开始时三个物体
均静止。

现给物体A施加一个竖直向上的力F，使它由静止开始向上作加
速度a=4.0m/s2的匀加速直线运动，经时间t ，F变为恒力。

已知g=10m/s2，
静电力恒量K=9×109Nm2/c2，求：
（1）三个物体均静止时BC间的距离L
（2）时间t=？
16、（16分）如图所示的真空环境中，存在正交的匀强磁场和匀强电场，匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度B = 1T，匀强电场的方向水平向左，场强E = 103N/C，一带负电的微粒质量m = 2×10–6 kg，电量q = 2×10–6 C，它在这一区域中恰好做匀速直线运动，g取10m/s2，求：
（1）这个带电微粒的运动方向和速度大小。

（2）若带电微粒运动到某点P时，突然撤去磁场，经过多少时间微粒将会通过与P点在同一电场线上的Ｑ点？这一过程中带电微粒的电势能的变化量为多少？
参考答案
P
B
····E
11AC （5分）
12、（12分每小题4 分）
①D =3.205mm.（3.204 – 3.206都算正确） ②电路如右图 ③1
1122)
(4r I I I L D d πρ--
=
三、共53分（12+12+13+16）
13、（12分）（1）小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到A 板时速度为零。

设两板间电压为U AB ，由动能定理得 2
02
10mv qU mgd AB -
=--（3分） 滑动变阻器两端电压U 滑=U AB =8V （2分） 由欧姆定律得A r
R U E I 1=+-=
滑
（
2分）
滑动变阻器接入电路的电阻Ω==8I
U R 滑
滑（2分） 电源的输出功率W ）R （R I
P 232
=+=滑出（3分）
14 （12分）(1)由粒子的飞行轨迹，利用左手定则可知，该粒子带负电荷. （2
分）
粒子由A 点射入，由C 点飞出，其速度方向改变了90°，则粒子轨迹半径 R ＝r ①（2分）
又qvB ＝m 2
v R
②（1分）
则粒子的比荷
q v m Br
=③（1分） (2)粒子从D 点飞出磁场速度方向改变60°角，故AD 弧所对应的圆心角为60°，粒子做圆周运动的半径 R /＝rcot30°④（2分） 又R /＝m
/mv
qB
⑤（1分） 所以B /＝
3
B ⑥（1分）
粒子在磁场中飞行时间 t
＝/112663m r
T qB v
π=
⨯=
⑦ （2分） 15(13分)解：（1）三个物体均静止时，对AB 整体由平衡条件有
g M M L q q K
B A C
B )(2
+= （3分） 代入数据解得L=1.0m （2分）
（2）依题意知，AB 一起以相同的加速度向上作匀加速直线运动时，F 为变力；当AB 分离后F 变为恒力。

经时间t ，AB 的位移2
2
1at S =
（2分） 此时AB 间弹力N=0 （2分） 对A 由牛顿第二定律有a M g M S L q q K
A A C
B =-+2
)
( （2分） 代入数据解得t=1.0s （2分）
16、（16分）解：（1）依题意知带电微粒在复合场中受重力、电场力和洛仑兹力三力作用处于
平衡状态，如图示
由平衡条件得： f =2
2
)Eq ()m g (+ （1分） tan θ=
Bq
mg
（1分） 又∵f = Bq v
（1分） 解得：v = 20m/s
（1分）
θ= 30°
（1分）
由左手定则知，速度方向与PQ 成α= 60°角斜向右上方 （1分）
（2）在P 点，突然撤去磁场粒子在重力和电场力作用下作类平抛运动，将微粒运动
分解
竖直方向：初速度v y 0 = v 0sin α
加速度a y = – g
（1分）
设经时间t 微粒运动到Q 点，此时y = 0 （1分） y = v y 0t –
2
1gt 2 （1分） 解得：t = 23s
（1分） 水平方向：初速度v x 0 = v 0 cos α
（1分） 加速度a x =
m
Eq
（1分） 经时间t 产生位移 x = v x 0·t +
2
1
a x t 2 （1分）
微粒从P到Q电场力做正功，电势能减少
△E p = – W （1分）而W = Eqx （1分）解得：△E p = -4.8×10– 3 J （1分）。