江西省高安中学2022-2022高二物理上学期期中试题(B卷).doc
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- 1 - / 8- 1 - 江西省高安中学2021-2022高二物理上学期期中试题(B 卷) 一选择题(1到7题是单项选择题,8到10题是多项选择题,每题4分,共40分)
1.电场强度E 的定义式F E q
,根据此式,下列说法中正确的是( ) A.该式说明电场中某点的场强E 与F 成正比,与q 成反比
B.公式只适用于点电荷产生的电场
C.公式适用于匀强电场
D.公式适用于任意电场
2.电磁铁的应用非常广泛,它是利用电流周围产生磁场的原理工作的。最先发现电流周围存在磁场的科学家是
A 奥斯特
B 库伦
C 法拉第
D 韦伯
3.在真空中的A 、B 两点分别放置等量异种点电荷,在电场中通过A 、B 两点的连线中点对称地选取一个闭合路径abcd ,如图所示.现将一个电子沿abcd 移动
一周,下列判断正确的是( )
A .a 点和b 点的电场强度相同
B .c 点电势高于d 点电势
C .由b →c ,电场力先做正功后做负功
D .由c →d ,电子电势能一直在减小
4.在如图所示的电路中,E 为电源电动势,r 为电源内阻,1R 和3R 均为定值电阻,2R 为滑动变阻
器.当2R 的滑动触点在a 端时,合上开关S,此时三个电表12A A 、和V 的示数分别为12I I 、和U ,现将2R 的滑动触点向b 端移动,则三个电表示数的变化情况( )
A.1I 增大,2I 不变,U 增大
B. 1I 减小,2I 增大,U 减小
C. 1I 增大,2I 减小,U 增大
D. 1I 减小,2I 不变,U 减小
5.一个用于加速质子的回旋加速器,其核心部分如图所示,D 形盒半径为R ,垂直D 形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B ,两盒分别与交流电源相连.下列说法正确的是( )
A .质子被加速后的最大速度随
B 、R 的增大而增大
B .质子被加速后的最大速度与B 、R 无关
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- 2 - / 8- 2 - C .质子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大
D .该回旋加速器也能用于加速α粒子
6.如图所示,实线表示某电场的电场线(方向未标出),虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹,设M 点和N 点的电势分別为M ?、N ?,
粒子在M 和N 时加速度大小分别为M a 、N a ,速 度大小分别为M υ、N υ,电势能分别为PM E 、PN E .下列判断 正确的是( )
A.,M N M N a a υυ<<
B.,M N M N υυ??<<
C.,M N PM PN E E ??<<
D.,M N PM PN a a E E <<
7.一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 为滑动变阻器, 1E 和2E 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c 端移动时
D.在S 已向a 闭合的情况下,将R 的滑动头向d 端移动时
8.如图所示,一电荷量5
310C q -=+?的小球,用绝缘细线悬挂于竖直放置足够大的平行金属板中的点,开关S 闭合后,小球静止时细线与竖直方向的夹角37θ=?.已知两板间距
0.1m d =,电源电动势 15V E =,内阻0.5r =Ω,电阻12343,8R R R R =Ω===Ω. g 取210m/s ,已知
sin370.6,cos370.8==。则以下说法正确的是( )
A.电源的输出功率为14W
B.两板间的电场强度的大小为140V/m
C.带电小球的质量为5.6毫克
D.若增大1R 的阻值,会有瞬时电流从左向右流过4R
9.如图甲所示,A 板的电势U A =0,B 板的电势U B 随时间的变化规律如图乙所示。电子只受电场力的作用,且初速度为零(设两板间距足够大),则( )
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- 3 - / 8- 3 - A .若电子是在t =0时刻进入的,它将一直向B 板运动
B .若电子是在t =0时刻进入的,它将时而向B 板运动,
时而向A 板运动,最后打在B 板上
C .若电子是在t =时刻进入的,它将时而向B 板运动,
时而向A 板运动,最后打在B 板上
D .若电子是在t =时刻进入的,它将时而向B 板运动,时而向A 板运动,最后打在B 板上
10.在如图所示宽度范围内,用场强为E 的匀强电场可使初速度为0v 的某种带正电粒子偏转θ角.在同样宽度范围内,若改用方向垂直于纸面向外的磁感应强度为B 的匀强磁场,使该粒子穿过该区域,并使偏转角也为θ,不计粒子的重力,则( )
A.电场强度E 与磁感应强度B 之比0sin v E B θ=
B.电场强度E 与磁感应强度B 之比0sin v E B θ=
C.粒子穿过电场和磁场的时间之比12sin t t θθ
= D.粒子穿过电场和磁场的时间之比
12cos t t θθ= 二、实验题(共2小题,每空两分,共18分)
11.现有一合金制成的圆柱体.为测量该合金的电阻率,现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度.螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和图乙所示。
(1)由图读得圆柱体的直径为________________mm,长度为____________ cm 。
(2)若流经圆柱体的电流为I ,圆柱体两端之间的电压为U ,圆柱体的直径和长度分别用D 、L 表示,则用D 、L 、I 、U 表示的电阻率的关系式为ρ=________。
12.在测量一节干电池的电动势和内电阻的实验中,实验电路如图甲所示。
(1)实验过程中,为方便操作和减小误差,应选用电流表和滑动变阻器 (填写选项
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- 4 - / 8- 4 - 前字母)
A .电流表A 1(量程0.6A ,内阻约0.8Ω)
B .电流表A 2(量程3A ,内阻约0.5Ω)
C .滑动变阻器R 1(0~10Ω)
D .滑动变阻器R 2(0~200Ω)
(2)实验中要求电流表测量通过电池的电流,电压表测量电池两极的电压。根据如图所示的电路可知:电流表测量值 真实值(选填“大于”或“小于”)
(3)用如图甲所示的电路根据正确实验操作测得的数据如下:
①依此数据,在如图乙所示的
坐标图上作出U ﹣I 图线;
②实验中测得干电池电动势E = V ;内阻r = Ω.(保留小数点后两位有效数字)
(4)若测量的是新干电池,其内电阻比较小,调节滑动变阻器时,电压表读数变化 。(填“明显”或“不明显”)
三.计算题(16题12分,其他10分,共42分)
13.如图所示的平行金属板电容器的电容为C =2×10﹣4
F ,极板A 、B 之间可以
看成匀强电场,场强E =1.2×103V/m ,极板间距离为L =5cm ,电场中c 点
到A 板、d 点到B 板的距离均为0.5cm ,B 板接地。求:
(1)A 板的电势φA ;
(2)A 板所带电荷量Q ;
(3)将电荷量q =5×10﹣6C 的带正电点电荷从d 移到c ,电场力做的功W dc 。
14.如图所示,M 为一线圈电阻r 1=0.4Ω的电动机,R =24Ω,电源电动势E =40V .当S 断开时,理想电流表的示数I 1=1.6A ,当开关S 闭合时,理想电流表的示数为I 2=4.0A ,求:
(1)电源内阻r ;
(2)开关S 闭合时,通过电阻R 的电流;
(3)开关S 闭合时,电动机输入功率和输出功率。
I (A )
0.10 0.20 0.30 0.39 0.50 U (V ) 1.40 1.31 1.20 1.10 1.00
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15.如图所示,坐标空间中有场强为E=100N/C的匀强电场和磁感应强度为B=10﹣3T
的匀强磁场,y轴为两种场的分界面,图中虚线为磁场区域的右边界,现有一质量
为m,电荷量为﹣q的带电粒子从电场中坐标位置(﹣1m,0)处,以初速度v o=105m/s
沿x 轴正方向开始运动,且已知带电粒子的比荷=108C/kg,粒子的重力忽略不
计,则:
(1)求带电粒子进入磁场的速度大小;
(2)为使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中,求磁场的宽度d应满足的条件。
16.用洛伦兹力演示仪可以观察运动电子在磁场中的运动轨迹,如图甲和乙是洛伦兹力演示仪的实物图和结构示意图。两个平行的共轴串联的圆形线圈构成励磁线圈,通过电流表可测其电流I的大小。当通过励磁线圈的电流为I时,线圈之间产生沿线圈轴向的匀强磁场的磁感应强度的大小为B.电子枪中的电子(初速度不计)的加速电压U的大小通过电压表可以测量,电流I和电压U的大小都可以调节。电子垂直于磁场方向入射后的运动轨迹如图乙所示。不计电子所受重力以及电子运动对磁场的影响。
(1)如果已知电子电荷量为e,质量为m,且在某次实验中,匀强磁场的磁感应强度的大小为B0。
a.求电子运动周期T的大小;
b.电子的运动等效为环形电流,求此电流值I0的大小。
(2)图甲中的标尺可测量电子束直径D,且磁感应强度与励磁电流的关系为B=kI(k为已知常数)。
a .请通过计算说明利用此实验可以测量电子的比荷;
b.某学习小组实验后做出的图象如图丙所示,并求出了此图象斜率为k'.请推导电子比荷测量值的表达式,并指出他们实验过程中需要控制不变的物理量。
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1-7D A D B A D C 8BD 9AC 10BC
19.答案:(1).1.842(1.841~1.844均可) 4.240
(2). 24D U IL πρ=
13(1) AC
(2) 小于
(3)①如图所示 ②E = 1.50 V ;r = 1.00 Ω.
(4) 不明显
14解:(1)BA 间的电势差为:U BA =EL =1200×0.05V =60V
所以:φA =﹣U BA =﹣60V (3分)
(2)A 板所带电荷量Q 为:Q =CU BA =2×10﹣4×60C =1.2×10﹣2C ;(3分)
(3)d 、c 两点的距离:L dc =0.05﹣2×0.5×10﹣2m =0.04m
d 、c 两点间的电势差为:U dc =EL dc =48V 点电荷从d 移到c ,电场力做的功;W dc =qU dc =5×10﹣6×48J =2.4×10﹣4J (4分)
14.解:(1)电源电动势为:E =40V ,当S 断开时,理想电流表的示数I 1=1.6A ,根据闭合电路欧姆定律可知,
,代入数据解得电源内阻为:r =1Ω; (2分)
(2)开关S 闭合时,理想电流表的示数为:I 2=4.0A ,则电源内阻上消耗的电压为:U 内=I 2r =4×1V =4V ,路端电压为:U =E ﹣U 内=36V ,通过电阻R 的电流为:I R =; (4分)
(3)通过电动机的电流为:I M =I 2﹣I R =2.5A ,电动机两端的电压为:U =36V ,则电动机的输入功率额:P M =UI M =90W ,输出功率为:
=87.5W ;
(4分)
16.解:(1)粒子在电场中做类平抛运动,
水平方向:l =v 0t ,
竖直方向:v y =at =
t , 解得:v y =v 0,
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粒子进入磁场时的速度:v =,tan θ==1,(5分)
代入数据解得:v =×105m/s,方向:与y轴夹角θ=45°;
(2)粒子恰好返回电场时的运动轨迹如图所示,
由几何知识得:d=r+rcosθ,
粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,
由牛顿第二定律得:qvB=m,
代入数据解得:d=(1+)m≈2.41m,
粒子不返回电场时:d<2.41m;(5分)
15.解:(1)a、电子在匀强磁场中做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律可得:evB0=m
而T =解得:T =;(3分)
b、根据电流强度的定义式可得:I0==;(3分)(2)a、电子在加速电场中加速,根据动能定理可得:eU =
电子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力evB=m
其中D=2R,B=kl
联立解得:=;(3分)
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b 、根据上面的计算结果=得:D2=
由于图象的斜率为k ′,所以有:=k′
从而有:=
由此可得实验中需要控制不变的物理量为电流I。
b .电子比荷测量值的表达式为=,他们实验过程中需要控制不变的物理量为I。(3分)
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