北京师大附中2014-2015学年上学期高二年级期末考试物理试卷（理）.doc

北京师大附中2014-2015学年上学期高二年级期末考试物理试卷（理科）
本试卷满分120分，考试时间为100分钟

一、单项选择题（每题3分,共30分）
1. 电容的单位是
A. 库仑 B. 法拉 C. 伏特 D. 安培
2. 下列对元电荷的理解，说法正确的是
A. 元电荷就是电子
B. 元电荷就是质子
C. 元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量
D. 元电荷是带电荷量最小的带电粒子
3. 两个放在绝缘架上的相同金属球，相距r，球的半径比r小得多，带电量大小分别为q和3q，相互斥力为3F。现将这两个金属球相接触，然后分开，仍放回原处，则它们之间的相互作用力将变为
A. 4F B. 4F/3
C. F D. 2F
4. 如图是某电场中的电场线，在该电场中有A、B两点，下列结论正确的是

A. A点的电势比B点的电势高
B. 无法比较A点与B点的电势高低
C. A点的场强比B点的场强大
D. 无法比较A点与B点的场强大小
5. 电路如图所示，已知电池组的总内电阻r=l，外电路电阻R=5，电压表的示数U=2.5V，则电池组的电动势E应等于

A. 2.0V B. 2.5V
C. 3.0V D. 3.5V
6. 如图所示的电路中，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态，现将滑动变阻器的滑片P向左移动，则

A. 电容器中的电场强度将增大
B. 电容器上的电荷量将减少
C. 电容器的电容将减小
D. 液滴将向上运动
7. 一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下。若不计空气阻力，则此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况为

A. 动能减小
B. 电势能增加
C. 重力势能减少
D. 重力势能和电势能之和减少
8. 如图所示，A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC=60°,BC=20cm，把一个电量为10-5c的正电荷从A移到B，电场力做功为零，从B移到C，电场力做功-1.73×10-3J，则该匀强电场的电场强度大小和方向

A. 865V/m，垂直AC向左
B. 865V/m，垂直AC向右
C. 1000V/m，垂直AB斜向上
D. 1000V/m，垂直AB斜向下
9. 北京正负电子对撞机的储存环是长240m的近似圆形轨道，当环中的电流为10mA时，设电子的速率为3×107m/s，则在整个环中运行的电子数目为（电子的电量为1.6×l0-19C）
A. 5×1011 B. 5×1010
C. 10×10-3 D. 10×103
10. 如图所示为匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象。当t=0时，在电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力作用，则下列说法正确的是

A. 带电粒子将始终向同一个方向运动
B. 2s末带电粒子回到原出发点
C. 带电粒子在0-3s内的初、末位置间的电势差为零
D. 0-2s内，电场力对带电粒子所做的总功为零

二、多选题（每题4分，共16分）
11. 关于电动势，下列说法中正确的是
A. 电源电动势等于电源正负极之间的电势差
B. 电动势表示电源将其它形式的能转化为电能的本领，跟电流无关
C. 电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关
D. 电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功
12. 下列说法中正确的有
A. 将一电荷匀速地从电场中的A点移至B点，电场力所做功等于该电荷电势能的减少量
B. 电荷在电场中移动，若电场力对电荷做正功，电荷的电势就一定减小，但电荷的动能不一定增加
C. 把两个异号电荷靠近时，电荷电势能增大
D. 若电场中A、B两点间的电势差为零，则同一点电荷在A、B两点所具有的电势能必定相同
13. 如图所示，A带正电，若导体C端接地，下列说法正确的是

A. B端带负电荷，C端不带电
B. B处的电势高于C处的电势
C. 感应电荷在C处的电场为零
D. 导体内部的电场为零
14. 某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系上，如下图中的a、b、c所示，根据图线可知

A. 反映Pr变化的图线是c
B. 电源电动势为8V
C. 电源内阻为2
D. 当电流为0.5A时，外电路的电阻为6

三、实验题（共30分）
15. 在测定金属电阻率的实验中，用伏安法测量一个约100电阻丝的电阻值。
①根据下面的电路图，将实物连接成实验用的电路。
②为了完成整个实验，除你在电路中已画出的器材外，还需要测量接入电路中的电阻丝长度l的仪器是____________，测量电阻丝直径d的仪器是___________________。
③计算电阻率的公式是=_________________。（用直接测量出的物理量表示）

16. 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡为“6V，3W”，其它提供如下器材：
电压表V（量程6V，内阻20 k）
电流表A（量程0.6A，内阻1）
滑动变阻器R1（0～1000 0.5A）
滑动变阻器R2（0～10 2A）
学生电源E（6～8V）
电键S、导线若干
（1）实验中要求在电压表0～6V范围内读取并记录多组不同的电压值U和对应的电流值l，以便作出小灯泡伏安特性曲线，则在上述器材中，变阻器应选用________________。
（2）在虚线方框中画出此实验的电路图。

17. 在用伏安法测量一节干电池的电动势E和内电阻r的实验中，一位同学所在小组实验测得的6组数据已在U-I图中标出，如图所示。请你根据数据点位置完成U-I图线，并由图线求出该电池的电动势E=______________V，电阻r=________________。

18. 某同学要把一个量程为200A的直流电流计G，改装成量度范围是0～4V的直流电压表。
①他按如图所示电路，用半偏法测定电流计G的内阻rg，其中电阻R0约为1k，电源电动势为6V。为使rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电阻器R1应选用_________，电阻器R2应选用______________。

A. 电阻箱（0～999.9）
B. 滑动变阻器（0～500）
C. 电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当）
（0～5.1k）
D. 电位器（0～51k）
②该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将R2的阻值调至最大。后续的实验操作步骤依次是：_________，__________，__________，__________。最后记录R1的阻值并整理好器材。（请按合理顺序选填下列步骤）
A. 闭合S1 B. 闭合S2
C. 调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度
D. 调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半
E. 调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半
F. 调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度
③如果所得的R1的阻值为300.0，则被测电流计G的内阻rg的测量值为________。
④给电流计G__________联（选填“串”或“并”）一个阻值为___________k的电阻，就可以将该电流计G改装为量程4V的电压表。
19. 示波管是示波器的核心部件，管内抽成真空，它由电子枪、偏转电极（和）和荧光屏组成，如图所示。给电子枪通电后，由于偏转电极加有电压，使荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的

A. 极板X应带正电
B. 极板应带正电
C. 极板Y应带正电
D. 极板应带正电

四、计算题（共44分）
20. 在匀强电场中，将一电荷量为2 ×10-5C的正电荷由A点移到B点，电场力做功0.1J，已知A、B两点间距l=2cm，两点连线与电场方向成60°角，如图所示，问：

（1）在电荷由A移到B的过程中，电荷电势能变化了多少?
（2）A、B两点间的电势差为多少?
（3）该匀强电场的电场强度为多大?
21. 图中电源电动势E=12V，内电阻r=0.5。将一盏额定电压为8V，额定功率为16W的灯泡与一只线圈电阻为0.5的直流电动机并联后和电源相连，灯泡刚好正常发光，通电100 min。问：

（1）电源提供的能量是多少?
（2）电流对灯泡和电动机所做的功各是多少?
（3）灯丝和电动机线圈产生的热量各是多少?
22. 如图所示，加速电场的两极板间电压为U1，偏转电场的平行金属板的板长为l，板间电压为U2，板间距为d。设电子初速度为零，经加速电场加速后以某一速度沿两板中线垂直进入偏转电场中，电子离开偏转电场后打在距离偏转电场为L的屏上P点。当偏转电场无电压时，电子恰好击中荧光屏上的中心点O。（已知电子的质量为m，电量为e），求：
（1）电子从进入偏转电场到恰好击中P点的时间；
（2）电子击中荧光屏时的速度大小；
（3）OP的距离。

23. （20分）一很长、很细的圆柱形的电子束由速度为v的匀速运动的低速电子组成，电子在电子束中均匀分布，沿电子束轴线每单位长度包含n个电子，每个电子的电荷量为-e，质量为m。该电子束从远处沿垂直于平行板电容器极板的方向射向电容器，其前端（即图中的右端）于t=0时刻刚好到达电容器的左极板。电容器的两个极板上各开一个小孔，使电子束可以不受阻碍地穿过电容器。两极板A、B之间加上了如图所示的周期性变化的电压UAB（UAB=，图中只画出了一个周期的图线），电压的最大值和最小值分别为U0和-U0，周期为T。若以表示每个周期中电压处于最大值的时间间隔，则电压处于最小值的时间间隔为T-。已知的值恰好使在UAB变化的第一个周期内通过电容器到达电容器右边的所有的电子，能在某一时刻tb形成均匀分布的一段电子束。设电容器两极板间的距离很小，电子穿过电容器所需要的时间可以忽略，且mv2=6eU0，不计电子之间的相互作用及重力作用。
（1）求电子束在到达电容器前所形成的电流强度I0及电子束穿越电容器后的最小速度v1与最大速度v2。
（2）求满足题给条件的和tb的值分别为周期T的多少倍?
（3）试在下图中画出t=2T那一时刻，在0-2T时间内通过电容器的电子在电容器右侧空间形成的电流I，随离开右极板距离x的变化图线，并在图上标出图线特征点的纵、横坐标（坐标的数字保留到小数点后第二位）。取x正向为电流正方向。图中x=0处为电容器的右极板B的小孔所在的位置，横坐标的单位，I坐标的单位nev。

试题答案

选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
B
C
A
C
C
B
D
题号
8
9
10
11
12
13
14
答案
D
A
C
BD
ABD
AD
ACD

三、实验题
15. ①图略 ②刻度尺，螺旋测微器；
③
16. R2 如图
17. 1.47V （1.45～1.49 V之间均可）； 0.52（0.50～0.55之间均可）
18. （1）①A，D ②B，C，A，E ③300 ④串，19.7
19. AC

四、计算题
20. （1）减少0.1J；（2）5000V；（3）5×105V/m
21. （1）5.76×105（J）。
（2）电流对灯泡所做的功W1=0.96×105（J）
电流对电动机所做的功W2=2.88×105（J）
（3）灯丝产生的热量Q1=W1=0.96×l05（J），
电动机线圈产生的热量Q2==1.08×105（J）
22. （1）（l+L） （2） （3）
23. （1）设t时间内经过某横截面的电量为q，则q=nvte，∴I0=电子经电容器电场减速后有最小速度v1，经电容器电场加速后有最大速度v2，根据动能定理有
-eU0=mv12－mv2；eU0=mv－mv2
∴v1=2，v2=
（2）若要在时刻tb形成均匀分布的一段电子束，经过电容器后的两小段电子束需满足条件一，两小段电子束长度相等；条件二，在时刻tb两小段电子束的前端达到同一位置。写出对应的方程为：
v1=v2（T一），v1tb=v2（tb一） 解得=（2一）T，tb=2T
（3）只要求画图和坐标
I=-1，0≤x≤O.83；
I=-2,0.83≤x≤1.17；
I=-1,1.17≤x≤2；
I=0,2≤x≤2.83；
I=-2,2.83≤x≤4