+A Bαβ v L（B ）（A ）（D ）（C 2013—2014年上学期期末考试高二年级物理试题第Ⅰ卷（选择题 共68分）一、选择题(本题共17小题，共68分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确，全部选对的得4分，只选一个且正确的得2分，有选错或不答的得0分)1.物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。
关于物理学发展过程中的认识，下列说法不正确．．．的是：( ) A ．法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像 B ．电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备 C ．自然界的电荷只有两种，库仑把它们命名为正电荷和负电荷D ．纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，先后指出：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，后人称之为法拉第电磁感应定律2．如图，将带正电的小球A 固定，另一带电小球B 从A 附近的P 点处由静止释放，其下落到Q 点的运动轨迹如虚线所示，不计空气阻力，则小球B （ ）A ．可能带正电B ．在Q 点的速度大于在P 点的速度C ．在Q 点的电势能大于在P 点的电势能D ．从P 到Q ，重力势能的减少量小于动能的增加量3．在如图所示的电路中，灯泡L 的电阻大于电源的内阻r ，闭合电键S ，将滑动变阻器滑片P 向右移动一段距离后，下列结论正确的是 ( )A ．灯泡L 变亮B ．电源的输出功率变小C ．电容器C 上电荷量减少D ．电流表读数变小，电压表读数变大4. 如图所示，实线表示匀强电场的电场线，其处于竖直平面内且与水平方向成α角，水平方向的匀强磁场与电场正交。
现有一带电液滴沿图中虚线L 斜向上做直线运动，L 与水平方向成β角，且α＞β，则下列说法中正确的是 （ ） A 液滴一定带正电B 电场线方向一定斜向上C 液滴一定做匀速直线运动D 液滴有可能做匀变速直线运动 5. 下列各图像中能正确描述两个等量异种点电荷周围等势线的是（ ）6.如图(a)所示足一个欧姆表的外部构造示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线内的电路图应是(b)图中的图( ).7. 某同学设计了一个测定列车加速度的仪器，如图所示．AB 是一段1/4圆圆弧形的电阻，O 点为其圆心，圆弧半径为r . O 点下用一电阻不计的金属线悬挂着一个金属球，球的下部与AB 接触良好且无摩擦．A 、B 之间接有内阻不计、电动势为9V 的电池，电路中接有理想电流表A ，O 、B 间接有一个理想电压表V.整个装置在一竖直平面内，且装置所在平面与列车前进的方向平行．下列说法中正确的有( ) A ．从图中看到列车一定是向右加速运动B ．当列车的加速度增大时，电流表A 的读数增大，电压表V 的读数也增大C ．若电压表显示3 V ，则列车的加速度为33g D ．如果根据电压表示数与列车加速度的一一对应关系将电压表改制成一个加速度表，则加速度表的刻度是不均匀的8. . 一个小型电热器若接在输出电压为20V 的直流电源上.消耗电功率为P ;若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为2P。
如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为 （ ） A .10V B.102V C .20V D.202V9 在电场强度大小为E 的匀强电场中，将一个质量为m 、电量为q 的带电小球由静止开始释放，带电小球沿与竖直方向成θ角斜向下做直线运动。
关于带电小球的电势能ε和机械能W 的判断，正确的是 ( ) （ ） A ．若θ<90°且sin θ=qE/mg ，则ε、W-定不变B ．若45°< θ<90°且tan θ=qE/mg ，则ε一定减小、W 一定增加C ．若0< θ<45°且tan θ=qE/mg ，则ε一定减小、W 一定增加D ．若0< θ<45°且tan θ=qE/mg ，则ε可能减小、W 可能增加10 如图所示，水平放置的平行板电容器充电后断开电源，一带电粒子沿着上板水平射入电场，恰好沿下板边缘飞出，粒子电势能变量ΔE 1。
若保持上板不动，将下板上移，带电粒子仍以相同的速度从原板射入电场，粒子电势能变量ΔE 2，下列分析正确的是（ ）A.两板间电压不变B.两板间场强变大C.粒子将不会打在下板上D. ΔE 1>ΔE 211. 如图所示，连接两个定值电阻的平行金属导轨与水平面成θ角，R 1＝R 2＝2R ，匀强磁场垂直穿过导轨平面。
有一导体棒ab ，质量为m ，棒的电阻为2R ，棒与导轨之间的动摩擦因数为μ。
导体棒ab 沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v 时，定值电阻R 2消耗的电功率为P ，下列说法正确的是( )A ．此时重力的功率为mgv cos θB ．此装置消耗的机械功率为μmgv cos θC ．导体棒受到安培力的大小为6PvD ．导体棒受到安培力的大小为8Pv12．如图所示，MN 右侧一正三角形匀强磁场区域，上边界与MN 垂直，现有一与磁场边界完全相同的三角形导体框，垂直于 MN 匀速向右运动，导体框穿过磁场过程中感应电流随时间变化的图象可能是(取逆 时针电流为正) ( )13 如图所示，使一个铜盘绕其竖直的轴OO ′转动，且假设摩擦等阻力不计，转动是匀速的。
现把一个蹄形磁铁移近铜盘，则( )A ．铜盘转动将变慢B ．铜盘转动将变快C ．铜盘仍以原来的转速转动D ．铜盘转动速度是否变化，要根据磁铁的上、下两端的极性来决定14. 如图所示，在一个光滑倾斜绝缘板的上方，有垂直板面的等间距的a 、b 、c 三条边界线隔成了I 、Ⅱ两区，分别加有垂直纸面方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小均为B 。
另有一半径为R 导体圆环从a 边界上方某处开始自由向下滑动，一直加速穿过该磁场区域，已知环的直径等于每一磁场区的宽度，圆环电阻为r ，圆环运动到直径刚好与边界线b 重合时的速度为v ，下列分析正确的是（ ）A ．圆环穿过磁场区域的过程中，环中感应电流方向先顺时针又逆时针再顺时针rv R B 2224 B ．圆环直径刚好与边界线b 重合时圆环中的电功率为C ．圆环通过边界b 的过程中流过圆环截面的电量为rBR 22πD ．整个运动过程中，圆环重力势能的减少量等于产生的热量15如图所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长固定绝缘杆MN ，小球P 套在杆上，已知P 的质量为m ，电量为+q ，电场强度为E 、磁感应强度为B ，P 与杆间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g 。
小球由静止开始下滑直到稳定的过程中（ ）A ．小球的加速度一直减小B ．小球的机械能和电势能的总和保持不变C ．下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是22qE mgv qB μμ-=D ．下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是22qE mgv qBμμ+=16. 如图所示电路中，电源电动势为E ，线圈L 的电阻不计．以下判断正确的是（ ）A ．闭合s 稳定后，电容器两端电压为EB ．闭合S 稳定后，电容器的a 极带正电C ．断开S 后的很短时间里，电容器的a 极板将带正电D ．断开s 后的很短时间里，电容器的a 极板将带负电17. 如图8所示，甲图中的电容器C 原来不带电，除电阻R 外，其余部分电阻均不计，光滑且足够长的导轨水平放置，现给导体棒ab 水平向右的初速度v ，则甲、乙、丙三种情形下ab 棒最终的运动状态是( )A.三种情形下导体棒ab 最终均作匀速运动B.甲、丙中导体棒ab 最终将作匀速运动，乙中导体棒ab 最终静止C.乙、丙中导体棒ab 最终将作匀速运动，甲中导体棒ab 最终静止D.三种情形下导体棒ab 最终均静止52025 15第Ⅱ卷(非选择题，共42分)二、实验题(本题共1小题，共10分)18.有一根细而均匀的导电材料样品（如图甲所示），截面为同心圆环（如图乙所示），此样品长L 约为3 cm ，电阻约为100 Ω，已知这种材料现提供以的电阻率为ρ，因该样品的内径太小，无法直接测量其内径.下实验器材：A.20等分刻度的游标卡尺B.螺旋测微器C.电流表A 1（量程50 mA ，内阻r 1=100 Ω）D.电流表A 2（量程100 mA ，内阻r 2大约为40 Ω）E.电流表A 3（量程3 mA ，内阻大约为0.1 Ω）F.滑动变阻器R （0~10 Ω，额定电流2 A ）G.直流电源E （12 V ，内阻不计）H.导电材料样品R x (长L 约为3 cm ，电阻R x 约为100 Ω) I.开关一只，导线若干请要根据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，回答下列问题： （1） 用游标卡尺测得该样品的长度如图甲所示，其示数L =_______mm ；用螺旋测微器测得该样品的外径如图乙所示，其示数D =______mm.(2)请选择合适的仪器，在方框中画出最佳实验电路图，并标明所选器材前的字母代号。
.MNB甲乙I /At /s1 2 3 64 5 0.20.4 0.6三、计算题（本大题共4小题，共32分.写出必要的公式和计算过程，否则不给分）19 (10分)如图所示，在A 点固定一正电荷，电量为Q ，在离A 高度为H 的C 处由静止释放某带同种电荷的液珠，开始运动瞬间的加速度大小恰好为重力加速度g 。
已知静电常量为k ，两电荷均可看成点电荷，不计空气阻力。
求： (1)液珠的比荷；(2)液珠速度最大时离A 点的距离h ；(3)若已知在点电荷Q 的电场中，某点的电势可表示成rkQ=ϕ，其中r 为该点到Q 的距离（选无限远的电势为零）。
求液珠能到达的最高点B 离A 点的高度B r 。
20（11分）如图甲所示，一边长L =2.5m 、质量m =0.5kg 的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度B =0.8T 的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN 重合。
在水平力F 作用下由静止开始向左运动，经过5s 线框被拉出磁场。
测得金属线框中的电流随时间变化的图像如乙图所示，在金属线框被拉出的过程中。
⑴求通过线框导线截面的电量及线框的电阻； ⑵写出水平力F 随时间变化的表达式；21.（12分）如图甲所示，两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t 变化的电压U ，两板间电场看作是均匀的，且两板外无电场，极板长L =0.2 m ，板间距离d =0.2 m ，在金属板右侧有一边界为MN 的区域中够大的匀强磁场，MN 与两板中线OO ′垂直，磁感应强度T B -3105⨯=，方向垂直纸面向里，现有带正电的粒子流沿两板中OO ′连续射入电场中，已知每个粒子的速度v 0=105m/s ，比荷q/m=108C/kg ，重力忽略不计，在每个粒子通过电场区域的极短时间内，电场可视作是恒定不变的.（1）试求带电粒子射出电场时的最大速度；（2）从电场射出的带电粒子，进入磁场运动一段时间后又射出磁场，求粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间.2014年高二物理期末试卷答案A 1C 2 BD 3 AC 4 ABC 5B 6 A 7 CD 8C 9 ABD10 D 11 C 12 C 13 A 14 AC 15 C D 16 c 17 B18.答案：（1）50.15 (3分) 4.700 (3分)（2）(4分)19 kQgH m q 22= H h 2= H r B 2=（1）设液珠的电量为q ，质量为m ，有mg mg H Qqk=-2解得比荷为kQgH m q 22= (4分)(2)当液珠速度最大时有mg h Qqk =2解得H h 2=(4分)(3)设CB 间的电势差为CB U ，有BB C CB r kQ H kQ U -=-=ϕϕ 根据动能定理有 0)(=--H r mg qU B CB 解得H r B 2= （2分）【考点】牛顿第二定律；库仑定律；动能定理20解：⑴根据q =I t ，由I －t 图象得：q =1.25C （2分）又根据I ＝Rt R E φ∆=＝RtBL 2（2分）得R = 4Ω （1分）⑵ 由电流图像可知，感应电流随时间变化的规律：I ＝0.1t （1分）由感应电流R v BL I =，可得金属框的速度随时间也是线性变化的，t .BLRIv 20＝＝（1分） 线框做匀加速直线运动，加速度a = 0.2m/s 2（1分） 线框在外力F 和安培力F A 作用下做匀加速直线运动，ma F F A ＝－（1分） 得力F ＝（0.2 t ＋0.1）N （2分）21.解析：（1）设两板间电压为U 1时，带电粒子刚好从极板边缘射出电场， 则有212)(21212v L dm q U at d ⨯==（2分）代入数据，解得：V 1001=U （2分）在电压低于100 V 时，带电粒子才能从两板间射出，电压高于100 V 时，带电粒子打在极板上，不能从两板间射出.粒子刚好从极板边缘射出电场时，速度最大，设最大速度为v 1 则有:2212112021Uq mv mv ⋅+=（2分） 解得：m/s 101.414m/s 102551⨯=⨯=v （2分）（3）粒子飞出电场进入磁场，在磁场中按逆时针方向做匀速圆周运动.粒子飞出电场时的速度方向与OO ′的最大夹角为αο45,22cos 10===ααv v （1分） 当粒子从下板边缘飞出电场再进入磁场时，在磁场中运动时间最长，s s qBm T t 66max 1042.91032343--⨯=⨯===ππ （2分） 当粒子从上板边缘飞出电场再进入磁场时，在磁场中运动时间最短s s qBm T t 66min 1014.31024--⨯=⨯===ππ （2分）。