深圳高级中学等三校联考2012-2013高二上学期期末测试物理.doc

深圳高级中学等三校联考2012-2013高二第一学期期末测试
物 理

本试卷分为第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，第I卷为1-10题，共40分，第II卷为11-16题，共60分。全卷共计100分，考试时间为90分钟。
注意事项：
1、 答第I卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目用铅笔涂写在答题卡上。
2、 每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动用橡皮擦干净后再涂其它答案，不能答在试题卷上。
3、 考试结束后，监考人员将答题卡收回。
第I卷（本卷共计40分）
一 单选题（每小题只有一个选项正确，每小题4分，共16分）
1．如图，没有磁场时，显像管内电子束打在荧光屏正中的O点，加磁场后电子束
打在荧光屏O点上方的P点，则所加磁场的方向可能是 (　 　)
A．垂直于纸面向内
B．垂直于纸面向外
C．平行于纸面向上
D．平行于纸面向下
2.下列关于感应电动势大小的说法中，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，产生的感应电动势一定越大
C．线圈放在磁感应强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大
D．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大
a
b
c
上
右
3.如图,在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图．过c点的导线所受安培力的方向 （ ）
A．与ab边平行，竖直向上
B．与ab边平行，竖直向下
C．与ab边垂直，指向左边
D．与ab边垂直，指向右边

a
N
S
C
b
R

4. 如图，电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，现使磁铁自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是 ( )
A．从a到b，上极板带正电
B．从a到b，下极板带正电
C．从b到a，上极板带正电
D．从b到a，下极板带正电

二．双选题（每小题有两个选项正确，每小题4分，只选一个选项且正确的给2分，共24分）
5.如图，E为电池，L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D1、D2是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡，S是控制电路的开关．对于这个电路，下列说法正确的是 （ ）
A．刚闭合开关S的瞬间，通过D1、D2的电流大小相等
B．刚闭合开关S的瞬间，通过D1、D2的电流大小不相等
C．闭合开关S待电路达到稳定，D1、D2比原来更亮
D．闭合开关S待电路达到稳定，再将S断开瞬间，D2立即熄灭，D1闪亮一下再熄灭
6．如图所示的空间中存在着都沿水平方向且正交的匀强电场和匀强磁场，从A点沿AB、AC方向绝缘地抛出两带电小球，关于小球的运动情况，下列说法中正确的是 (　　 )
A．从AB、AC抛出的小球都可能做直线运动
B．只有沿AB抛出的小球才可能做直线运动
C．做直线运动的小球带正电，而且一定是做匀速直线运动
D．做直线运动的小球机械能守恒
7. 两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动．当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法中正确的是 （ ）
A．导体棒CD内有电流通过，方向是D→C
B．导体棒CD内有电流通过，方向是C→D
C．磁场对导体棒CD的作用力向左
D．磁场对导体棒AB的作用力向左
a
b
8.在水平面上有一固定的U形金属框架，框架上置一金属杆ab，如图示（纸面即水平面），在垂直纸面方向有一匀强磁场，则以下说法中正确的是 （ ）
A. 若磁场方向垂直纸面向外并增加时，杆ab将向右移动
B. 若磁场方向垂直纸面向外并减少时，杆ab将向右移动
C. 若磁场方向垂直纸面向里并增加时，杆ab将向右移动
D. 若磁场方向垂直纸面向里并减少时，杆ab将向右移动
9.环型对撞机是研究高能粒子的重要装置，其核心部件是一个高真空的圆环状的空腔。若带电粒子初速可视为零，经电压为U的电场加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。带电粒子将被局限在圆环状空腔内运动。要维持带电粒子在圆环内做半径确定的圆周运动，下列说法正确的是 （ ）
A．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m越大，磁感应强度B越小
B．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m越大，磁感应强度B越大
C．对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期越小
D．对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变
U
d
R
B
10.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的匀强电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速．两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中，如图所示，设匀强磁场的磁感应强度为B，D形金属盒的半径为R，狭缝间的距离为d，匀强电场间的加速电压为U，要增大带电粒子（电荷量为q质量为m，不计重力）射出时的动能，则下列方法中正确的是( )
A．增大匀强电场间的加速电压 B．减小狭缝间的距离
C．增大磁场的磁感应强度 D．增大D形金属盒的半径

第II卷（本卷共计60分）
三．实验题（共18分）
11．（9分）有一个电阻Rx，其阻值大约在40～50Ω之间，现要进一步测量其电阻，手边现有器材如下：
电源E（电动势12V，内阻为0.5Ω）；
电压表V（0～3～15V，内阻为10kΩ）；
电流表A（0～0.6～3A），内阻约1Ω）；
滑动变阻器R1（阻值0～10Ω，额定电流2 A）；
滑动变阻器R2（阻值0～2000 Ω，额定电流0.1 A）；
电键K和导线若干。
（1）电压表的量程应选0～                V；电流表的量程应选0～                   A；滑动变阻器应选用                。（每空2分）
（2）请在方框中画出实验电路图。（3分）

12.（9分）实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管。已知螺线管使用的金属丝电阻率ρ=1.7×10-8Ωm。课外活动小组的同学设计了一个实验来测算螺线管使用的金属丝长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等。
⑴他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：（请填写第②步操作）
① 将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔；选择电阻档“×1”；
②________________________________；（2分）
③把红、黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用表的示数如图（a）所示。
~
Ω
Ω
×1k ×100 ×10 ×1
Ω
OFF
2.5 10 50 250 500
2.5
50
mA
100
10
1
500
10
250
V
~
+
V
A
A
B
P
S
V
E
Rx
R
B
A
A
B
P
S
V
E
Rx
R
C
A
V
A
B
P
S
E
A
Rx
R
A
V
A
B
P
S
E
D
Rx
R

0
25
20

30
⑵根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图（b）的A、B、C、D四个电路中选择________电路来测量金属丝电阻；（2分）
⑶他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图所示，金属丝的直径为_______mm；（2分）
⑷根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为_____m。（结果保留两位有效数字） (3分)

四．计算题（共42分）
I
13．（10分）据报道，最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮，其原理如图所示。炮弹（可视为长方形导体）置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接。开始时炮弹在导轨的一端，通以恒定电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出。设两导轨之间的距离m，导轨长Ｌ＝5.0m，炮弹质量。导轨上的电流I的方向如图中箭头所示。可以认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为Ｂ＝2.0Ｔ，方向垂直于纸面向里。若炮弹出口速度为，求通过导轨的电流I。忽略摩擦力与重力的影响。

14.(10分)一个正方形线圈边长a=0.20m，共有n=100匝，其总电阻r=4.0。线圈与阻值R=16的外电阻连成闭合回路，如图甲所示。线圈所在区域存在着分布均匀但强弱随时间变化的磁场，磁场方向垂直线圈平面，其磁感应强度B的大小随时间作周期性变化的周期T=1.0×10-2s，如图乙所示，图象中、……。求：
（1）0—t1时间内，通过电阻R的电荷量；
0
5
B/10-2T
乙
3
t1
t2
t3
2
1
t/10-2s
（2）t=1.0s内电通过电阻R所产生的热量；
R
B
a
甲

15.(10分) 在图甲中，带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后，从G点垂直于MN进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片上的H点，如图甲所示，测得G、H间的距离为d，粒子的重力可忽略不计．

(1)设粒子的电荷量为q，质量为m，求该粒子的比荷；
(2)若偏转磁场的区域为圆形，且与MN相切于G点，如图乙所示，其他条件不变．要保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场后不能打到MN边界上(MN足够长)，求磁场区域的半径应满足的条件．

16．(12分)如图所示，有一足够长的光滑平行金属导轨，电阻不计，间距L＝0.5 m，导轨沿与水平方向成θ＝30°倾斜放置，底部连接有一个阻值为R＝3 Ω的电阻．现将一个长也为L＝0.5 m、质量为m＝0.2 kg、电阻r＝2 Ω的均匀金属棒ab，自轨道顶部静止释放后沿轨道自由滑下，下滑中均保持与轨道垂直并接触良好，经一段距离后进入一垂直轨道平面的匀强磁场中，如图所示．磁场上部有边界OP，下部无边界，磁感应强度B＝2 T．金属棒进入磁场后又运动了一段距离便开始做匀速直线运动，在做匀速直线运动之前这段时间内，金属棒上产生了Qr＝2.4 J的热量，且通过电阻R上的电荷量为q＝0.6 C，取g＝10 m/s2.求：
(1)金属棒匀速运动时的速度v0；
(2)金属棒进入磁场后速度v＝6 m/s时，其加速度a的大小及方向；
(3)磁场的上部边界OP距导轨顶部的距离s.

参考答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B
D
C
D
AD
BC
BD
BD
AC
CD
11．（9分） (1)15， 0.6，R1；（每空2分） (2) 如图（3分）

12.⑴②红黑表笔短接，调节欧姆调零电阻，使指针指0Ω。（2分）
⑵ D（2分）
⑶0.258-0.262（2分） ⑷12或13都算对（3分）
13.解：在导轨通有电流Ｉ时，炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为
　　　　Ｆ＝IdB ①
I
设炮弹的加速度的大小为a，则有
　　　　　　F=ma ②
炮弹在两导轨间做匀加速运动，因而
　　　　　　　　　　　③
联立①②③式得
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　④
代入题给数据得：
　　　　　　　　　　　　　　　⑤
评分参考：每式各2分。
14.解:（1）0—t1时间内的感应电动势…….（2分）
通过电阻R的电流……. (2分)
所以在0—t1时间内通过R的电荷量q=I1t1=1.0×10-2C…….（2分）
（2）在一个周期内，电流通过电阻R产生热量
…….（2分）
在1.0s内电阻R产生的热量为Q=…….（2分）

15.解析：(1)带电粒子经过电场加速，进入偏转磁场时速度为v，
由动能定理qU＝mv2 ………………………………….. (2分)
进入磁场后带电粒子做匀速圆周运动，轨道半径为r，
qvB＝m …………………………………(2分)
打到H点有r＝ ……………………….(1分)
由①②③得＝.......................(1分)
(2)要保证所有带电粒子都不能打到MN边界上，带电粒子在磁场中运动偏角小于90°，
临界状态为90°…………….(1分)
如图所示，磁场区半径R＝r＝…(1分)
所以磁场区域半径满足
R≤……………………..(2分)
16.解(1)此时金属棒沿斜面方向受力平衡：BIL＝mgsin θ…………(1分) (
对闭合电路有：I＝，E＝BLv0…………………………………………. (1分) (
联立解得：v0＝＝5 m/s……………..(1分)
(2)由牛顿第二定律得：mgsin θ－BIL＝ma…………..(1分)
而由电路：I＝………………………………………. (1分)
a＝gsin θ－＝－1 m/s2……………..(1分)
因此，此时加速度大小为1 m/s2，方向沿斜面向上．……………..(1分)
(3)由于金属棒r和电阻R上的电流瞬时相同，根据焦耳定律产生的电热应与阻值成正比，因此可求出金属棒匀速运动前R上产生的电热为：
QR＝Qr＝3.6 J……………..(1分)

因此，该过程中电路中的总电热为：Q＝Qr＋QR＝6 J
又该过程中电路平均电流为：＝＝……………..(1分)
设匀速前金属棒在磁场中位移为x，则此过程中通过R的电荷量为：
q＝·Δt＝＝……………..(1分)

从释放到刚好达到匀速运动的过程中，由能量守恒得到：
mgsin θ(s＋x)＝mv＋Q……………..(1分)

联立解得：s＝－＝5.5 m. ……………..(1分)

9