安徽省池州市坦埠中学高二物理期末试卷带解析

安徽省池州市坦埠中学高二物理期末试卷含解析
一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意
1. 如图所示，在水平力F作用下，A、B保持静止.若A与B的接触面是水平的，且F≠0.则关
于B的受力个数可能为( )
A.3个
B.4个
C.5个
D.6个
参考答案：
BC
2. 如图所示，环中电流方向由左向右，且I1=I2，则圆环中心处
磁场
A．最大，垂直纸面向外 B．最大，垂直纸面向里
C．为零 D．无法确定
参考答案：
C
3. 下列说法中正确的是( )
A．磁感线是磁场中客观存在、肉眼看不见的曲线,且总是从磁体的N极指向S极
B．两个磁场叠加的区域，磁感线就有可能相交
C．穿过线圈的磁通量为零，但该处的磁感应强度不一定为零
D．一对通有相同的电流的线圈彼此平行且共轴，当线圈间距调整到适当距离时，两个线圈间可以产生均匀的磁场
参考答案：CD
4. 矩形导线框abcd放在匀强磁场中,磁感线方向与线圈平面垂直,磁感强度B随时间变化的图像如图所示.时刻,磁感强度的方向垂直于纸面向里.在0~4s时间内,线框的ab边受力随时间变化的图像(力的方向规定以向左为正方向),可能如图中的（）
参考答案：
5. (多选)如图所示，MN是负点电荷电场中的一条电场线，一个带正电的粒子（仅受电场力）穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示，a、b是其运动轨迹上的两点．下列结论正确的是（）
A．若带电粒子从a到b运动，则动能逐渐减小
B．带电粒子在a点时的电势能大于在b点时的电势能
C．a点的电势一定低于b点的电势
D．带电粒子在a点时的加速度大于在b点时的加速度
参考答案：
ACD
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 一个带电小球，带有5.0×10-9C的负电荷．当把它放在电场中某点时，受到方向竖直向下、大小为2.0×10-8N
的电场力，则该处的场强大小为，方
向．如果在该处放上一个电量为3.2×10-12C带正电的小球，所受到的电场力大小为，方向．
参考答案：
4N/C，竖直向上．1.28×10-11N，竖直向上．
解：场强大小为，方向与负电荷所受的电场力方向相反，即竖直向上．
如果在该处放上一个电量为3.2×10-12C带正电的小球，所受到的电场力大小为F′=q′E=3.2×10-
12C×4N/C=1.28×10-11N，方向竖直向上．
故答案为：4N/C，竖直向上．1.28×10-11N，竖直向上．
7. 电源给电容器充电使平行板电容器所带量为Q=4×l0-6C，它的两极板之间电压U=2V，然后去掉电源。

则它的电容为μF；如果将两板电量各减少一半，则电容器所带量为C，它的电容为μF，两板间电势差变为V；如果再将两板间距离增为原来的2倍，则它的电容为μF，两板间电势差变为V
参考答案：
2，2×l0-6 ， 2 ，1 ，1，2 。

8. 如图所示，一平行板电容器跟一电源相接，当S闭合时，平行板电容器极板A、B间的一带电液滴恰好静止. 若将两板间距离增大为原来的两倍，那么液滴的运动加速度为___，液滴的电势能将
______（填“增大”、“不变”、“减小”），若先将S断开，再将两板间距离增大为原来的两倍，液滴的运动加速度为_____.
参考答案：
9. 将一物体以速度v0=10m/s水平抛出，当物体的速度变到与水平方向夹角为45°时所经历的时间为_________；当物体的位移变到与水平方向夹角为45°时所经历的时间为_________。

参考答案：
1s 2s
10. 长为L的导体棒原来不带电，现将一带电量为+q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示。

当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小等于_________，方向为_________。

参考答案：11. 带电量分别为+Q和-Q的点电荷A和B相距为4L，长为2L的导体棒与AB连线重合，并且导体棒的中点O与A、B连线中点重合。

如图所示，导体棒处于静电平衡状态，其左右端点分别为C、D。

则C、D两点电势φC φD，（填大于、小于或等于）。

静电力常量为k，导体棒上的感应电荷在o点产生的场强大小为。

参考答案：
等于、
14、如图，带电量为＋q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心．若图中a点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b点处产生的
电场强度大小为________，方向________．(静电力恒量为k)
参考答案：
，水平向左(或垂直薄板向左)
13. （4分）频率为3Hz的简谐波，在某介质中的传播速度是1.2m/s，在传播方向上的两点间的距离是80cm，这个距离等于_________个波长，传播这个距离所用的时间是_______个周期。

参考答案：
2；2
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势（电动势E大约在9 V左右，内阻r约为50Ω)已知该电池允许输出的最大电流为150 mA．该同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中电压表的内阻约为2 kΩ，R为电阻箱，阻值范围0～9999Ω，R0是定值电阻，阻值为20Ω，起保护电路的作用．
（1）在图甲的实物图中，已正确地连接了部分电路，请完成余下电路的连接。

（2）该同学完成电路的连接后，闭合开关S，调节电阻箱的阻值，读取电压表的示数，其中电压表的某一次偏转如图乙所示，其读数为_______V .
（3）改变电阻箱的阻值，取得多组数据，作出如图丙所示的图线，则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E =____V，内阻r =___Ω .（结果保留两位有效数字）
（4）用该电路测电动势与内阻，测量值和真实值的关系E测___ E真， r测___ r真（填“大于”、“小于”、“等于”）.
参考答案：
（1）如图
（2）6.5V
（3）10V 50+1 Ω
（4）小于小于
15. 如图所示为多用电表示意图．其中A、B、C为三个可调节的部件．某同学在实验室中用它测量一阻值约为1～3kΩ的电阻．他测量的操作步骤如下：（1）调节可调部件________，使电表指针指向左边零刻度处。

（2）调节可调部件B，使它的尖端指向________位置。

（3）将红黑表笔分别插入正负插孔中，两笔尖相互接触，调节可动部件________，使电表指针指向欧姆零刻度位置。

（4）将两只表笔分别与待测电阻两端相接，进行测量读数。

（5）换测另一阻值为20～25 kΩ的电阻时，选择“×1 k”档，此时还必须重复步骤（3），才能进行测量，若电表读数如图所示，则该待测电阻的阻值是________．
参考答案：
1）A （2）“×100”的倍率挡（3）C （5）22.0 kΩ
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图甲所示的轮轴,它可以绕垂直于纸面的光滑固定水平轴O转动.轮上绕有轻质柔软细线,线的一端系一重物,另一端系一质量为的金属杆.
在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PO、EF,在QF之间连接有阻值为R的电阻,其余电阻不计.磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直.开始时金属杆置于导轨下端,将重物由静止释放,重物最终能匀速下降.运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好,忽略所有摩擦.
(1)若重物的质量为M,则重物匀速下降的速度为多大?
(2)对一定的磁感应强度B,重物的质量M取不同的值,测出相应的重物做匀速运动时的速度,可得出实验图线.图乙中画出了磁感应强度分别为和时的两条实验图线,试根据实验结果计算与的比值
.
参考答案：
1)
(2)
17. 如图所示，真空室内存在宽度为d = 8 cm 的匀强磁场区域，磁感应强度B = 0.332 T ，磁场方向垂直纸面向里。

ab 、cd 足够长，cd 为厚度不计的金箔，金箔右侧有一匀强电场区域，电场强度 E = 3.32×105 N/C，方向与金箔成37o 夹角。

紧挨边界ab 放一点状放射源s 。

可沿纸面向各个方向均匀地放射初速率相同的α 粒子，已知α 粒子的质量m = 6.64×10-27 kg，α 粒子的电荷量q = 3.2 ×10-19 C，α 粒子的初速度大小v = 3.2×106 m/s ，sin37o = 0.6，cos37o = 0.8。

试求：
（1）α 粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径R；
（2）金箔cd 被α 粒子射中区域的长度L；
（3）设打在金箔上 d 端离cd 中心最远的α 粒子沿直线穿出金箔进入电场，在电场中运动通过N 点，已知sN ⊥ ab ，sN = 40 cm ，则该α 粒子从金箔上穿出时，损失的动能△Ek 为多少?
参考答案：解（1）α 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即qvB = m
则R = = 0.2 m = 20 cm 。

（2）设cd 的中心为O ，向 c 端偏转的α 粒子，当圆周轨迹与cd 相切时偏离O 最远，设切点为
P ，对应圆心为O1 ，如图所示，则由几何关系得：= = = 16 cm
向 d 端偏转的α 粒子，当沿sb 方向射入时，偏离O 最远，设此时圆周轨迹与cd 交于Q 点，对应圆心O2 ，如图所示，则由几何关系得：= = 16 cm
故金箔cd 被α 粒子射中区域的长度L = = + = 32 cm 。

（3）设从Q 点穿出的α 粒子的速度为v’，在电场中做类平抛运动，轨迹如图所示。

沿速度v’ 方向做匀速直线运动，位移s1 =（- R）sin53o = 16 cm
沿场强 E 方向做匀加速直线运动，位移s2 =（- R）cos53o + R = 32 cm
则由s1 = v’t s2 = at2 a = qE/m
得v’ = 8.0×105 m/s
故此α 粒子从金箔上穿出时损失的动能为△Ek = mv2 - mv’ 2 = 3.19×10- 14 J
18. 如图所示的平行板器件中，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度
B1=0.40T，方向垂直纸面向里，电场强度E=2.0×105V/m，PQ为板间中线。

紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B2=0.25T，磁场边界AO和y轴的夹角∠AOy=45°．一束带电量q=8.0×10-19C的正离子（不计重力）从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为（0，0.2m）的Q点垂直y轴射入磁场区，离子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角在45°～90°之间。

则：
（1）离子运动的速度为多大？
（2）离子的质量应在什么范围内？
（3）现只改变AOy 区域内磁场的磁感应强度大小，使离子都不能打到x 轴上，磁感应强度大小B2′应满足什么条件？
参考答案：
（1）设正离子的速度为v ，由于沿中线PQ 做直线运动，则有（2分）
代入数据解得 v=5.0×105m/s （1分）
（2）设离子的质量为m ，如图所示，当通过x 轴时的速度方向与x 轴正方向夹角为45°时，由几何关系可知运动半径 r1=0.2m （1分）
当通过x 轴时的速度方向与x 轴正方向夹角为90°时，由几何关系可知运动半径 r2=0.1m （1分）
由牛顿第二定律有 （1分）
由于 （1分）
解得
（1分）
（3）如图所示，由几何关系可知使离子不能打到x 轴上的最大半径
（1分）
设使离子都不能打到x 轴上，最小的磁感应强度大小为B0，则 （1分）
代入数据解得 B0==0.60T （1分）
则 B2′≥0.60T （或B2′>0.60T ）（1分）。