北京市师范大学附属实验中学高二物理上学期期末考试试题 理.doc

北京师范大学附属实验中学20142015学年度第一学期高二年级物理期末试卷 试卷说明：1、本试卷共10页，4道大题，26道小题；2、本次考试卷面满分为100分，考试时间为100分钟；3、选择题答案涂在机读卡上，题号与卡上的题号相对应；实验题和计算题答案全部写在答题纸上。一、单项选择题（本题共15小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题意的。每小题3分，共45分）1下列几种说法中正确的是a线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大b线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大c线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大d线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大2为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流i引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是西东i西东i西东i西东i a. a. b. c d.3关于带电粒子所受洛仑兹力f、磁感应强度b和粒子速度v三者之间的关系，下列说法中正确的是af、b、v三者必定均相互垂直bf必定垂直于b、v，但b不一定垂直vcb必定垂直于f，但f不一定垂直于vdv必定垂直于f，但f不一定垂直于ba db c4如图所示，一个质子和一个粒子以同样的速度从a处同时射入同一正方形匀强磁场中，并恰好从b和c处离开磁场。不计重力，则a质子从b射出，粒子从c射出 b质子从c射出，粒子从b射出c质子和粒子同时从b射出 d质子和粒子同时从c射出 mbn5. 如图所示，金属棒mn两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由m向n的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为，如果仅改变下列某一个条件，角的相应变化情况是a. 棒中的电流变大，角变大b. 两悬线等长变短，角变小c . 金属棒质量变大，角变大d. 磁感应强度变大，角变小6粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电。让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动。已知磁场方向垂直纸面向里。以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是 甲乙甲乙甲乙甲乙a b c db7如图所示为一速度选择器，内有一磁感应强度为b，方向垂直纸面向外的匀强磁场，一束粒子流以速度水平射入，为使粒子流经磁场时不偏转（不计重力），则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，关于这个电场场强大小和方向的说法中，正确的是a大小为，粒子带正电时，方向向上b大小为，粒子带负电时，方向向上c大小为，方向向下，与粒子带何种电荷无关d大小为，方向向上，与粒子带何种电荷无关8如图所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从回路上方下落接近回路时ap、q将保持原位置不动 bp、q将互相远离c磁铁的加速度可能小于g d磁铁的加速度仍为g9如图所示的电路中，s闭合时流过电感线圈的电流为2 a，流过灯泡的电流是1 a，将s突然断开，则s断开前后，能正确反映流过灯泡的电流i随时间t 变化关系的图象是10.质量分别为m1和m2、电荷量分别为q1和q2的两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，已知两粒子的动量大小相等。下列说法正确的是a. 若q1=q2，则它们作圆周运动的半径一定相等b. 若m1=m2，则它们作圆周运动的半径一定相等c. 若q1q2，则它们作圆周运动的周期一定不相等d. 若m1m2，则它们作圆周运动的周期一定不相等abbq11. 如图，半径为r的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面（纸面），磁感应强度大小为b，方向垂直于纸面向外。一电荷量为q（q0）、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为r/2，已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60，则粒子的速率为（不计重力）a b c dbnms12. 比荷相等的带电粒子m和n，以不同的速率经小孔s垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是（不计重力） /a. m带正电，n带负电b. m的速率小于n的速率c. 洛仑兹力对m、n不做功snd. m的运行时间大于n的运行时间13如图，在一水平、固定的闭合导体圆环上方。有一条形磁铁(n极朝上， s极朝下)由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，关于圆环中感应电流的方向（从上向下看），下列说法正确的是 a总是顺时针 b总是逆时针c先顺时针后逆时针 d先逆时针后顺时针14. 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pa, 至屏幕的时间将小于t b. 轨迹为pa, 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pc，至屏幕的时间将大于t 15如图，水平桌面上固定有一半径为r的金属细圆环，环面水平，圆环每单位长度的电阻为r，空间有一匀强磁场，磁感应强度大小为b，方向竖直向下；一长度为2r、电阻可忽略的导体棒置于圆环左侧并与环相切，切点为棒的中点。棒在拉力的作用下以恒定加速度a从静止开始向右运动，运动过程中棒与圆环接触良好。下列说法正确的是boa拉力的大小在运动过程中保持不变b棒通过整个圆环所用的时间为c棒经过环心时流过棒的电流为d棒经过环心时所受安培力的大小为二、不定项选择题（本题共5小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题意的。每小题全选对的得3分，选对但不全的得2分，错选不得分，共15分。）16如图所示，要使q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有a闭合开关kb闭合开关k后，向左移动滑片c闭合开关k后，从左边抽出p中的铁芯d闭合开关k后，把q靠近p17如图所示，将一个正方形导线框abcd置于一个范围足够大的匀强磁场中，磁场方向与其平面垂直现在ab、cd的中点处连接一个电容器，其上、下极板分别为a、b，让导线框abcd以某一速度水平向左匀速移动，则bdabcaa. abcd回路中没有感应电流b. a与d、b与c间有电势差c. 电容器a、b两极板分别带上负电和正电d. 电容器a、b两极板分别带上正电和负电abopb18如图所示，两个初速度大小相同的同种离子a和b，从o点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏p上。不计重力。下列说法正确的有aa、b均带负电ba在磁场中飞行的时间比b的短ca在磁场中飞行的时间比b的长da在p上的落点与o点的距离比b的近 19. 如图甲所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为l，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为b。垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒。从t=0时刻起，棒上有如图乙所示的持续交流电流i，周期为t，最大值为im，图1中i所示方向为电流正方向。则金属棒图乙l图甲b左右ittt/23t/22t-imimi0a一直向右移动b速度随时间周期性变化c受到的安培力随时间周期性变化d受到的安培力在一个周期内做正功rblpsarr2vr1bmn20如图所示，边长为l、不可形变的正方形导体框内有半径为r的圆形磁场区域，其磁感应强度b随时间t的变化关系为bkt（常量k0）。回路中滑动变阻器r的最大阻值为r0，滑动片p位于滑动变阻器中央，定值电阻r1=r0、r2=r0/2。闭合开关s，电压表的示数为u，不考虑虚线mn右侧导体的感应电动势。则a电容器的a极板带正电b r2两端的电压为u/7c滑动变阻器r的热功率为电阻r2的5倍d正方形导线框中的感应电动势为kl2 三、填空题（共20分）nmm noo21 如图直线mn上方有磁感应强度为的匀强磁场。正、负电子同时从同一点o以与mn成30角的同样速度射入磁场（电子质量为，电荷为），它们从磁场中射出时距离为 ，射出的时间差为 。22如图所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为b的均匀磁场中，当电流向右通过导体板时，在导体板的上侧面a和下侧面a之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应，实验表明，当磁场不太强时，电势差u、电流i和b的关系为： ，式中的比例系数k称为霍尔系数。设电流i是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为v，电量为e，导体板单位体积中电子的个数为n，回答下列问题：（1）达到稳定状态时，导体板上侧面a的电势_下侧面a的电势（填高于、低于或等于）（2）当导体板上下两侧之间的电势差为u时，电子所受静电力的大小为_。（3）根据题中所给条件，可求得霍尔系数k为 。23利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。（1）应该选择的实验电路是图中的 （选项“甲”或“乙”）。甲vava乙（2）现有电流表（00.6a）、开关和导线若干，以及以下器材：a. 电压表（015v） b.电压表（03v）c. 滑动变阻器（050） d.滑动变阻器（0500）实验中电压表应选用 ；滑动变阻器应选用 ；（选填相应器材前的字母）（3） 某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在下图的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出 u-i 图线。（4）根据（3）中所画图线可得出干电池的电动势e= v，内电阻r= 。（结果保留两位有效数字）1.00u / vi/a图2序号123456电压u（v）1.451.401.300电流i ( a )0.0600.1200.2400.2600.3600.480四、计算题（共20分）24fl1l2bv如图所示，长l1宽l2的矩形线圈电阻为r，处于磁感应强度为b的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直。求：将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中，拉力f大小； 拉力的功率p； 线圈中产生的电热q。 abnmr25.如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l=0.5m,左端接有阻值r=0.3的电阻，一质量m=0.1kg，电阻r=0.1的金属棒mn放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度b=0.4t。棒在水平向右的外力作用下，由静止开始a=2m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x=9m时撤去外力，棒继续运动一段距离后 停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热比q1:q2=2:1。导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求（1）棒在匀加速运动过程中，通过电阻r的电荷量q；（2）撤去外力后回路中产生的焦耳热q2；（3）外力做的功wf。26. 同步加速器在粒子物理研究中有重要的应用，其基本原理简化为如图所示的模型。m、n为两块中心开有小孔的平行金属板。质量为m、电荷量为+q的粒子a（不计重力）从m板小孔飘入板间，初速度可视为零。每当a进入板间，两板的电势差变为u，粒子得到加速，当a离开n板时，两板的电荷量均立即变为零。两板外部存在垂直纸面向里的匀强磁场，a在磁场作用下做半径为r的圆周运动，r远大于板间距离。a经电场多次加速，动能不断增大，为使r保持不变，磁mnvqr场必须相应地变化。不计粒子加速时间及其做圆周运动产生的电磁辐射，不考虑磁场变化对粒子速度的影响及相对论效应。求（1）a运动第1周时磁场的磁感应强度b1的大小；（2）在a运动第n周的时间内电场力做功的平均功率；北京师范大学附属实验中学20142015学年度第一学期高二年级物理期末试卷参考答案一、单项选择题（本题共15小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题意的。每小题3分，共45分）二、不定项选择题（本题共5小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题意的。每小题全选对的得3分，选对但不全的得2分，错选不得分，共15分。）1. d2. b3. b4.a5. a 6. a7. d8. c9. d10. a11. b12. c13. c14. b15. d16. abd17. abc18. cd19. abc20. bc三、实验题（共20分）21. 射出点相距 经历时间差为22. （1）低于（2）eu/h或evb（3）1.00u / vi/a23. （1）甲（2）b， c (3)第3个点为数据误差，连线时略过 （4）1.50 0.83 【解析】（1）由于干电池内电阻很小，与电流表内阻相差不大，若选乙图，则测量值为电源内阻与电流表内阻之和，误差较大，故选甲图。（2）实验中，滑动变阻器为限流接法，电源内阻一般为几欧姆，应选择最大阻值为50的滑动变阻器。（3）第三个点误差较大，应该舍去。根据数据点排列趋势，可知图线为直线，画图时，应使数据点尽可能均匀分布在所画直线两边。（4）电源的电动势等于u-i图像纵轴的截距，纵轴上最小刻度为0.01v，读数时应估到该位。内阻等于u-i图像斜率，计算时在直线上取相距较远的两点的坐标来计算。四、计算题（共20分）24解： 25. 解析：（1）棒匀加速运动所用时间为t，有 根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求电路中产生的平均电流为 根据电流定义式有 （2）撤去外力前棒做匀加速运动,根据速度公式末速为 m/