武汉二中2016——2017学年上学期高二年级期中考试物理试卷考试时间：2016年11月9日下午14：00—15：30 试卷满分：110分一、选择题：本题共10小题，每小题4分。
共40分；在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．沈括在《梦溪笔谈》中记载了“以磁石磨针锋”制造指南针的方法，磁针“常微偏东，不全南也”。
他是世界上第一个指出地磁场存在磁偏角的人，比西方早了400年。
关于地磁场，下列说法中正确的是（）A、地磁场只分布在地球的外部B、地理南极点的地磁场方向竖直向上C、地磁场穿过地球表面的磁通量为零D、地球表面各处地磁场的磁感应强度大小相等2．用阴极射线管可以观察电子在磁场中的运动径迹。
图甲是阴极射线管的实物图，图乙中A、B两端的“+”“-”号表示阴极射线管工作时所接电源的极性，虚线表示电子的运动径迹，其中符合实际的是：（）3．如图所示，两根通电长直导线a、b平行且竖直放置，a、b中的电流强度分别为I和12I，此时I 2 I a ba受到的磁场力大小为F。
当在a、b所处的空间内加一垂直于的a、b导线的匀强磁场后，a 受到的磁场力大小变为3F，方向垂直纸面向外，此时b受到的磁场力大小为（）A．F B．F3C．23F D．F74．如图所示，直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场，磁感应强度为B，已知AB边长为L，∠C=30°，比荷均为qm的带正电粒子（不计重力）以不同的速率从A点沿AB方向射入磁场，则（）A．粒子速度越大，在磁场中运动的时间越短B．粒子在磁场中运动的最长时间为23mqBπC．粒子速度越大，在磁场中运动的路程越短D．粒子在磁场中运动的最长路程为43Lπ5．如图所示，足够长的竖直绝缘管内壁粗糙程度处处相同，处在方向彼此垂直的匀强电场和匀强磁场中，电场强度和磁感应强度的大小分别为E和B．一个质量为m，电荷量为+q的小球从静止开始沿管下滑，下列关于小球所受弹力N、运动速度v、运动加速度a、运动位移x、运动时间t之间的关系图象中正确的是（）6．如图所示，宽度为h、厚度为d的霍尔元件放在与它垂直的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，当恒定电流I通过霍尔元件时，在它的前后两个侧面之间会产生电压，这样就实现了将电流输入转化为电压输出。
为提高输出的电压，可采取的措施是（）A．增大dA B C DB．减小dC．增大hD．减小h7．（多选）下列说法错误的是（）A．将通电导线放入磁场中，若不受安培力，说明该处磁感应强度为零B．洛伦兹力的方向在特殊情况下可能与带电粒子的速度方向不垂直C．由于安培力是洛伦兹力的宏观表现，所以洛伦兹力也可能做功D．安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部，存在着分子电流，分子电流使每个微粒成为微小的磁体8．（多选）如图所示是某次创意物理实验设计作品《小熊荡秋千》的原理图．两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上，漆包线绕成的两个线圈P、Q与其组成闭合回路．两个磁性很强的条形磁铁如图放置，当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟着摆动，仿佛小熊在荡秋千．以下说法正确的是（）A．P向右摆动的过程中，P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)B．P向右摆动的过程中，Q会向右摆动C．P向右摆动的过程中，Q会向左摆动D．若使Q左右摆动，P会始终保持静止9．（多选）如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，磁感强度为B，质量为m边长为a的正方形线框ABCD斜向穿进磁场，当AC刚进入磁场时速度为v，方向与磁场边界成450。
若线框的总电阻为R，则：（）A、线框穿进磁场过程中，框中电流的方向为DCBAD vB、AC2BavA CB2B a vC、AC刚进入磁场时线框所受安培力为22D、在以后穿过的过程中线框的速度不可能减小到零.10．（多选）设在我国某实验室的真空室内，存在匀强电场E和可看作匀强磁场的地磁场B，电场与地磁场的方向相同，其中地磁场磁感线的分布图如图所示，地磁场的竖直分量和水平分量分别竖直向下和水平指北，今有一带电的小球以v的速度在此区域内沿垂直场强方向沿水平面做直线运动，则下列说法正确的是（）A．小球运动方向为自东向西B．小球可能带正电C．小球一定带负电D．小球速度v的大小为EB二、实验题（本题共3小题，共20分）11．（6分）在正确操作的情况下，多用电表的指针和螺旋测微器指在图示位置。
（1）若选择开关置于位置a，则测量的物理量是，测量结果为V 。
（2）若选择开关置于位置b，则测量的物理量是，测量结果为mA。
（3）若选择开关置于位置c，则测量结果为Ω。
（4）螺旋测微器的示数为mm。
12．（6分）小张和小明测绘标有“3.8 V 0.4 A”小灯泡的伏安特性曲线，提供的实验器材有：A ．电源E （4 V ，内阻约0.4 Ω）B ．电压表V （2 V ，内阻为2 kΩ）C ．电流表A （0.6 A ，内阻约0.3 Ω）D ．滑动变阻器R （0～10Ω)E ．三个定值电阻（R 1 =1kΩ，R 2=2kΩ，R 3=5kΩ）F ．开关及导线若干 （1）小明研究后发现，电压表的量程不能满足实验要求，为了完成测量，他将电压表进行了改装．在给定的定值电阻中选用 （选填“R 1”、“R 2”或“R 3”）与电压表 （选填 “串联”或“并联”），完成改装． （2）小张选好器材后，按照该实验要求连接电路，如图所示（图中电压表已经过改装）．闭合开关前，小明发现电路中存在两处不恰当的地方，分别是：① ；② ．（3）正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P ，电压表和电流表的示数改变，但均不能变为零．由此可以推断电路中发生的故障可能是导线 （选填图中表示导线的序号）出现了 （选填“短路”或“断路”）．13．（8分）在测定电源电动势和内阻的实验中，实验室仅提供下列实验器材：第12题图23456781VAa bPA ．干电池两节，每节电动势约为1.5V ，内阻约几欧姆B ．直流电压表1V 、2V ，量程均为0~3V ，内阻约为3ΩkC ．电流表，量程0.6 A ，内阻小于1ΩD ． 定值电阻0R ，阻值为5ΩE ． 滑动变阻器R ，最大阻值50ΩF ． 导线和开关若干①如图a 所示的电路是实验室测定电源的电动势和内阻的电路图，按该电路图组装实验器材进行实验,测得多组U 、I 数据,并画出U I -图象，求出电动势和内电阻。
电动势和内阻的测量值均偏小，产生该误差的原因是 ，这种误差属于 。
（填“系统误差”或“偶然误差”）②实验过程中，电流表发生了故障，某同学设计如图甲所示的电路，测定电源电动势和内阻，连接的部分实物图如图乙所示，其中还有一根导线没有连接，请补上这根导线。
③实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表1V 和2V 的多组数据1U 、2U ，描绘出21U U -图象如图丙所示，图线斜率为k ，与横轴的截距为a ，则电源的电动势E = ，内阻r =— （用k 、a 、0R 表示）。
三、分析计算题（本题共4小题，共50分。
分析解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。
只写出最后答案的不得分。
有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）14．（10分）如图所示，两平行金属导轨间距l=0.5m ，导轨与水平面成θ=37°，导轨电阻不计．导轨上端连接有E=6V 、r=1Ω的电源和滑动变阻器．长度也为l 的金属棒ab 垂直导轨放置且与导轨接触良好，金属棒的质量m=0.2kg 、电阻R 0=1Ω，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，金第13题图甲 第13题 第13题图乙第13题图丙第13题图a属棒一直静止在导轨上．g 取10m/s 2，si n37°=0.6，cos37°=0.8求：（1）当滑动变阻器的阻值R 1=1Ω时金属棒刚好与导轨间无摩擦力，电路中的电流； （2）当滑动变阻器接入电路的电阻为R 2=4Ω时金属棒受到的摩擦力．15．（10分）如图甲所示，半径为a =0.4m 的圆形区域内有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，平行金属导轨PQP ′Q ′与磁场边界相切于OO ′，磁场与导轨平面垂直，导轨两侧分别接有灯L 1、L 2，两灯的电阻均为R =2Ω，金属导轨的电阻忽略不计，则：（1）若磁场随时间均匀增大，其变化率为ΔB /Δt =（4 /π）T/s ，求流过L 1电流的大小和方向；（2）如图乙所示，若磁感强度恒为B =1.5T ，一长为2a 、电阻r =2Ω的均匀金属棒MN 与导轨垂直放置且接触良好，现将棒以v 0=5m/s 的速率在导轨上向右匀速滑动，求棒通过磁场过程中的最大电流以及平均电动势．16．（14分）地磁场可以减少宇宙射线中带电粒子对地球上生物体的危害。
为研究地磁场，某研究小组模拟了一个地磁场。
如图所示，模拟地球半径为R ,地球赤道平面附近的地磁场简化为赤道上L 1L 2 O′Q ′P ′PQca 甲L 1L 2O′Q ′P ′ P Qc a 乙MNv 0方厚度为2R 、磁感应强度大小为B 、方向垂直于赤道平面的匀强磁场。
磁场边缘A 处有一粒子源，可在赤道平面内以不同速度向各个方向射入某种带正电粒子。
研究发现，当粒子速度为2v 时，沿半径方向射入磁场的粒子恰不能到达模拟地球。
不计粒子重力及大气对粒子运动的影响，且不考虑相对论效应。
（1）求粒子的比荷qm； （2）若该种粒子的速度为v ，则这种粒子到达模拟地球的最短时间是多少？ （3）试求速度为2v 的粒子到达地球粒子数与进入地磁场粒子总数比值η。
（结果用反三角函数表示。
例：sin k θ=，则sin arc k θ=，θ为弧度）17．（16分）如图所示，在xoy 平面坐标系中，x 轴上方存在电场强度E =1000v/m 、方向沿y 轴负方向的匀强电场；在x 轴及与x 轴平行的虚线PQ 之间存在着磁感应强度为B =2T 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁场宽度为d ．一个质量m =2×10-8kg 、带电量q =+1.0×10-5C 的粒子从y 轴上（0，0.04）的位置以某一初速度v 0沿x 轴正方向射入匀强电场，不计粒子的重力． （1）若v 0=200m/s ，求粒子第一次进入磁场时速度v 的大小和方向；（2）要使以大小不同初速度射入电场的粒子都能经磁场返回，求磁场的最小宽度d ； （3）要使粒子能够经过x 轴上100m 处，求粒子入射的初速度v 0．oR3RA武汉二中2016——2017学年上学期高二年级期中考试物理参考答案及评分标准一、选择题：本题共10小题，每小题4分。
共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。