常州市2014春高二物理期末试卷及答案.doc

常州市教育学会学生学业水平监测
高二物理试题2014年1月
题号
一
二
三
四
合计
14
15
16
17
得分

得分
评卷人

说明：本试卷满分为120分，第1～15小题为公共部分，第16、17小题分为A、B两组，由学校根据实际情况自行选做．
一、单项选择题（本题共5小题,每小题4分,共20分．每小题只有一个选项正确）
1。用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程.下列属于这类传感器的是 ( ）
A。红外报警装置
B。走廊照明灯的声控开关
C.自动洗衣机中的压力传感装置
D.电饭煲中控制加热和保温的温控器
2.关于磁感应强度的说法正确的是（　　）
A。一小段通电导线放在磁场A处，受到的磁场力比B处的大，说明A处的磁感应强 度比B处的磁感应强度大
B。由B＝可知，某处的磁感应强度的大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比，与导线的电流强度和长度的乘积IL成反比
C。一小段通电导线在磁场中某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零
D。小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向
3.在电子技术中，从某一装置输出的电流既有高频成分又有低频成分,如果只需把低频成分输送到下一级装置,如图所示,则下列做法合理的是 (　　）
A。在ab间接入一个电容器
B。在ab间接入一个电阻器
C.在ab间接入一个高频扼流圈
D。在ab间接入一个低频扼流圈
4。某同学为探究断电自感现象,利用带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S、电池组E以及导线连接成如图所示的电路．检查电路后，闭合开关S,小灯泡发光;再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象．虽经多次重复,仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是 （　 　）
A。电源的内阻较大 B.小灯泡电阻偏大
C。线圈电阻偏大 D。线圈的自感系数较大
5。一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N,N可在木质圆柱上无摩擦移动。M连接在如图所示的电路中,其中R为滑线变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关。下列情况中，可观测到N向左运动的是 ( ）
A。在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间
B。在S断开的情况下,S向b闭合的瞬间
C。在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时
D。在S已向a闭合的情况下,将R的滑动头向c端移动时
得分
评卷人

二、多项选择题(本题共5小题，每小题5分，共25分．每小题有多个选项符合题意．全部选对得5分,选对但不全的得3分，选错或不答的 得0分）
6.如图，在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里．一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板间．若不计重力，下列四个物理量中哪一个改变时，粒子运动轨迹不会改变（ ）
A。电场强度　　　　　　　B。磁感应强度
C。粒子所带的电量D。粒子所带的电性
7.来自宇宙空间的高能带电粒子流进入地磁场后,由于地磁场的作用，这些高能带电粒子流向两极做螺旋运动，在两极大气中形成极光。研究发现,这些带电粒子向两极运动的过程中,旋转半径不断减小．如图所示，此运动形成的原因是有（ ）
A．可能是洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小
B．可能是介质阻力对粒子做负功，使其动能减小
C．可能是粒子的带电量减小
D．南北两极的磁感应强度较强
8。两根光滑金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可忽略不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用．金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑高度h的过程中，以下说法正确的是 ( ）
A.重力做的功等于系统产生的电能
B。作用在金属棒上各力的合力做功为零
C.金属棒克服恒力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热
D。金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热
9。如图所示,回旋加速器D形盒的半径为R，磁感应强度为B，用来加速质量为m,电量为q的质子，质子每次经过电场区时,都恰好在电压为U时并被加速,且电场可视为间距为d的匀强电场，使质子由静止加速到能量为E后，由A孔射出，为了增大能量E，下列说法正确的是（ ）
A.增大加速电场间的加速电压U
B。减小狭缝间的距离d
C.增大磁场的磁感应强度B
D.增大D形金属盒的半径R
10。在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T,转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1 A,那么 （ ）
A。线圈消耗的电功率为4 W
B.线圈中感应电流的有效值为2 A
C。任意时刻线圈中的感应电动势为e＝4cos t
D。任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝sin t
得分
评卷人

三、简答题（本题共2小题，共22分．把答案填在题中的横线上，或按题目要求作答）
11。（8分）(1)用多用电表粗测某未知电阻Rx的阻值:先选择“×100Ω”档，红黑表笔分别插入电表的“+”、“－”插孔并短接，调整旋钮,使指针指到（填“左端"或“右端”)的“0”刻度；接入被测电阻,如果此时刻度盘上指针的位置如图甲所示，那么，该电阻的阻值为________ Ω。
图甲

图乙

（2）如图乙所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，调零后将电表的两支表笔分别与光敏电阻Rg的两端相连,这时表针恰好指在刻度盘的中央．若用不透光的黑纸将Rg包裹起来，表针将向________（填“左”或“右”）转动；若用手电筒光照射Rg,表针将向________（填“左”或“右”）转动。
(3）学生手头有一只满偏电流为100μA，内阻为10Ω的灵敏电流计，由于实验的需求，要改装成3V 的电压表,则应联一只Ω的电阻,此时,电压表的内阻为Ω。
12、（14分)在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中备有如下器材：
A．旧干电池l节；B．滑动变阻器（0～ 20Ω）；
C．滑动变阻器（0~lkΩ)；D．电压表(0~3V)
E．电流表（0~0。6A）；F．电流表（0~3A）；
G．开关、导线若干。
（1） 其中滑动变阻器应选____，电流表选____（只填器材前的序号)；
（2） 请在虚线框中画出该实验合理的电路图；
0

1.50
1.00
1.10
1.40
1.20
1.30
（3）某同学记录的实验数据如下表所示，试根据这些数据在图中画出U-I图线（要求图线尽可能充满坐标纸）．根据图线得到被测电池的电动势E=V，内电阻r=____Ω.
1.30

1
2
3
4
5
6
I/A
0.10
0.15
0.20
0。25
0.30
0。35
U/V
1.32
1。26
1.18
1.13
1.06
1.00
得分
评卷人

0.2
0.3
0.4
图b
四、论述、计算题（本题共5小题,共53分．解答应写出必要的文字说明、方程式和必要的演算步骤．只写出最后的答案不能得分，有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位）
图a
13。如图a为一理想变压器，负载电路中R＝55 Ω，、为理想电流表和理想电压表，若原线圈接入如图b所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V，求
(1）理想变压器的匝数比；
（2）电阻R中电流的表达式；
（3）为使保险丝不熔断,则保险丝的熔断电流至少为多大？
14.某矩形线圈，长L1=20 cm，宽L2=10 cm，匝数n＝1000,线圈回路总电阻R＝5 Ω.整个线圈平面内均有垂直于该平面的匀强磁场B．若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化图像如图所示。求:
(1)0~4s内感应电流的大小;
（2）4～6s内线圈中的电量；
（3）0~6s内线圈中产生的焦耳热.
加速电场
速度选择器
偏转磁场
U
G
H
M
N
+
-
+

d

15.如图为质谱仪原理示意图，电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后进入粒子速度选择器。选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强电场的场强为E、方向水平向右.已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G点垂直MN进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场.带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的H点.可测量出G、H间的距离为l.带电粒子的重力可忽略不计.求：
(1）粒子从加速电场射出时速度v的大小;
(2）粒子速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小和方向;
(3）偏转磁场的磁感应强度B2的大小。
注意：以下第16、17两小题分为A、B两组，由学校根据实际情况自行选做A 组题或B组题．
16。A组:在范围足够大，方向竖直向下的匀强磁场中,B＝0。2 T，有一水平放置的光滑框架,宽度为L＝0。4 m，如图所示，框架上放置一质量为0。05 kg、电阻为1 Ω的金属杆cd，框架电阻不计．若杆cd以恒定加速度a＝2 m/s2，由静止开始做匀变速运动，则：
(1）在5 s内平均感应电动势是多少？(2）第5 s末，回路中的电流多大?
（3)第5 s末，作用在cd杆上的水平外力的功率？
16。B组：如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成θ=30°角放置,一个磁感应强度B=1.00T的匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨上端M与P间连接阻值为R=0.30Ω的电阻，长L=0.40m、电阻r=0。10Ω的金属棒ab与MP等宽紧贴在导轨上，现使金属棒ab由静止开始下滑,其下滑距离与时间的关系如下表所示，导轨电阻不计，g=10m/s2
时间t（s)
0
0。10
0。20
0。30
0.40
0.50
0。60
0.70
下滑距离x（m)
0
0。02
0。08
0。17
0。27
0。37
0.47
0.57
求：(1）在0。4s时间内,通过金属棒ab截面的电荷量；
（2） 金属棒的质量；
（3） (3）在0。7s时间内,整个回路产生的热量。
A组：带电粒子带电荷量为＋q，质量为m，从边界NC上的Q孔垂直进入右侧的匀强磁场区域,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。CD为磁场边界上的一绝缘板，它与N板的夹角为θ＝45°，孔Q到板的下端C的距离为L。进入磁场的带电粒子的速度从0到某一最大值，当粒子以最大速度进入磁场时,粒子恰垂直打在CD板上，不计重力。求：
(1）求带电粒子的最大速度vm;
（2）CD板上可能被粒子打中的区域的长度s；
(3）粒子在磁场中运动的最长时间tm.
17.B组：如图15所示，在第二象限和第四象限的正方形区域内分别存在着匀强磁场，磁感应强度均为B,方向相反，且都垂直于xOy平面．一电子由P（－d,d)点，沿x轴正方向射入磁场区域Ⅰ。(电子质量为m，电荷量为e，sin 53°＝）
(1）求电子能从第三象限射出的入射速度的范围；
（2)若电子从（0，）位置射出，求电子在磁场Ⅰ中运动的时间t;
（3）求第(2)问中电子离开磁场Ⅱ时的位置坐标。
常州市教育学会学业水平监测
高二物理试题答案
一、单项选择题（本题共5小题,每小题4分，共20分．每小题只有一个选项正确）
1。A 2。D 3。C 4.C 5。D
二、多项选择题(本题共5小题，每小题5分，共25分．每小题有多个选项符合题意．全部选对得5分,选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）
6.CD 7。BD 8.BD 9.CD 10。AC
三、简答题(本题共2小题,共22分．把答案填在题中的横线上,或按题目要求作答．）
11.(1×8）（1）欧姆调零 右端 3200Ω
(2)左 右
（3)串、29990Ω、30000Ω
12。（14分 ）（1）B E (2×2=4分）
0
0.1
1.50
1.00
1.10
1.40
1.20
1.30
0.2
0.3
0.4
(2）如图所示 （3分)
（3)1。4～1.5，1。2~1.4 （2×2=4分)
图像(3分）
1.30

1
2
3
4
5
6
I/A
0。10
0.15
0。20
0。25
0。30
0。35
U/V
1。32
1。26
1.18
1.13
1。06
1。00
四、论述、计算题（本题共5小题，共53分．解答应写出必要的文字说明、方程式和必要的演算步骤．只写出最后的答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13。（9分)（1）因为U1=220v，U2=110v，根据,所以（3分)
（2）电阻R中的表达式为（A） (3分）
（3）因为，所以,解得 （3分）
14.（9分)
（1）E=n△φ/△t E=1V
I=E/R I=0.2A (3分）
(2）q=n△φ/R=1。6C （2 分)
(3)0—4s，I1=0.2A,Q1=I12Rt=0。8J
4-6s,I2=0。8A，Q2= I22Rt=6.4J
Q=7。2J （4分)
15.(10分）（1）在加速电场中，由qU＝mv2 （1分)可解得v＝。 （2分)
(2)粒子在速度选择器中受到向右的电场力qE，应与洛伦兹力qvB1平衡，故磁场B1的
方向应该垂直于纸面向外，
由qE＝qvB1 （1分)得B1＝＝E。 (2分）
（3）粒子在磁场B2中的轨道半径r＝L，（1分）
由r＝ (1分）,得B2＝. （2分）
16.（12分）A组　
(1）5 s内的位移x＝at2＝25 m
5 s内的平均速度＝＝5 m/s (也可用＝（0+v5）/2求解)
故平均感应电动势＝BL＝0。4 V (4分）
（2）第5 s末：v＝at＝10 m/s 此时感应电动势：E＝BLv
则回路中的电流为
I＝＝＝ A＝0。8 A (4分)
(3）杆cd匀加速运动，由牛顿第二定律得F－F安＝ma
即F＝BIL＋ma＝0.164 N （2分）
P=Fv=1。64W (2分）
B组：（1)＝＝ (1分）（1分）
（1分）
或者直接公式（3分）
由表中数据可知x=0。27m∴q=0。27C （1分）
（2）由表中数据可知,0。3s时棒做匀速直线运动
v==1m/s （1分）
(2分)
I=∴m=0。08kg （1分）
（3）根据能的转化与守恒
（3分）
Q=0。188J （1分)
17。（13分）A组：
(1）当速度取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，所以圆心在C点,
如图所示，
CH＝QC＝L 故半径r1＝L
又因为qvmB＝mvm2/r1
所以vm=qBL/m （4分)
(2) 设粒子在磁场中运动的轨迹与CD板相切于K点，此轨迹的半径为r2，设圆心为A，
在△AKC中:
解得r2＝(－1）L
即＝r2＝（－1）L
所以CD板上可能被粒子打中的区域的长度s＝，即
s＝r1－r2＝（2－)L. (5分）
（3)打在QE间的粒子在磁场中运动的时间最长,均为半个周期，
所以tm＝＝（4分）
B组：（1）电子能从第三象限射出的临界轨迹如图甲所示．电子偏转半径范围为〈r〈d
由evB＝m得v＝
故电子入射速度的范围为
<v<. (4分）
（2）电子从(0,）位置射出的运动轨迹如图乙所示．设电子在
磁场中运动的轨道半径为R,则R2＝（R－)2＋d2
解得R＝
由几何关系得∠PHM＝53°
由evB＝mR（）2解得T＝
则t＝×＝ (4分)
(3) 如图乙所示，根据几何知识，带电粒子在射出磁场区域Ⅰ时与水平方向的夹角为
53°,则在磁场区域Ⅱ位置N点的横坐标为
由△NBH′可解得NB的长度等于d，则QA＝d－
由勾股定理得H′A＝d,H′B＝Rcos 53°＝
所以电子离开磁场Ⅱ的位置坐标为（d，d－d） (5分)
8