
說明:本練習(xí)共20道小題,共8頁,滿分100分,考試時(shí)間90分鐘;請?jiān)诖痤}卡規(guī)定位置填寫個(gè)人信息,將相關(guān)內(nèi)容填涂和寫在答題卡的指定區(qū)域內(nèi),考試結(jié)束時(shí)交答題卡。
一.單項(xiàng)選擇題:本題共10小題,每小題3分,共計(jì)30分,每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。
1. 關(guān)于電場和磁場的概念,下列說法正確的是( )
A. 試探電荷q置于某處所受電場力不為零,該處的電場強(qiáng)度有可能為零
B. 試探電荷q置于某處電勢能為零,該處的電勢一定為零
C. 電流元置于磁場中,所受的磁場力一定不為零
D. 電流元Ⅱ置于某處所受的磁場力為F,該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小一定為ππ
2. 如圖所示,在南北方向水平放置的長直導(dǎo)線的正下方,有一只可以自由轉(zhuǎn)動的小磁針?,F(xiàn)給直導(dǎo)線通以由a向b的恒定電流I,則小磁針的N極將( )
A. 保持不動
B. 向下轉(zhuǎn)動
C. 垂直紙面向里轉(zhuǎn)動
D. 垂直紙面向外轉(zhuǎn)動
3. 中國宋代科學(xué)家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角:“以磁石磨針鋒,則能指南,然常微偏東,不全南也?!边M(jìn)一步研究表明,地球周圍地磁場的磁感線分布示意如圖。結(jié)合上述材料,下列說法不正確的是 ( )
A. 地理南、北極與地磁場的南、北極不重合
B. 地球內(nèi)部也存在磁場,地磁南極在地理北極附近
C. 地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行
D. 地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用
4. 安培通過實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)了電流之間相互作用力的規(guī)律。若兩段長度分別為△L?和ΔL?、電流大小分別為I?和Д的平行直導(dǎo)線間距為r時(shí),相互作用力的大小可以表示為F= kI1I2ΔL1ΔL2r2.比例系數(shù)k的單位是 ( )
A.kg?m/s2?A
B.kg?m/s2?A2
C.kg?m2/s3?A
D.kg?m2/s3?A3
5. 如圖所示為研究平行通電直導(dǎo)線之間相互作用的實(shí)驗(yàn)裝置。接通電路后發(fā)現(xiàn)兩根導(dǎo)線均發(fā)生形變,此時(shí)通過導(dǎo)線M和N的電流大小分別為I1和 I?,已知 I?>I?,方向均向上。若用F?和F?分別表示導(dǎo)線M與N受到的磁場力的大小,則下列說法中正確的是 ( )
A.F?=F?,兩根導(dǎo)線相互吸引
B.F?=F?, 兩根導(dǎo)線相互排斥
C.F?>F?,兩根導(dǎo)線相互吸引
D.F?>F?,兩根導(dǎo)線相互排斥
6. 為探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系,某同學(xué)找到a、b、c、d四條不同的金屬導(dǎo)體,在長度、橫截面積、材料三個(gè)因素方面,b、c、d與a相比,分別只有一個(gè)因素不同。將a、b、c、d串聯(lián)接入如圖所示的電路中,用一塊電壓表分別測量導(dǎo)體a、b、c、d兩端的電壓。若實(shí)驗(yàn)中保持金屬導(dǎo)體溫度不變,不計(jì)電壓表內(nèi)阻對電路的影響,對于實(shí)驗(yàn)中得到的現(xiàn)象,你認(rèn)為合理的是( )
A. 每段導(dǎo)體兩端的電壓與它們電阻成反比
B. 如圖a、b長度不同,則它們的電壓與長度成正比
C. 如圖a、c 的橫截面積不同,則它們的電壓與橫截面積成正比
D. 改變滑動變阻器滑片的位置,a、d兩條金屬導(dǎo)體的電壓之比會隨之發(fā)生變化
7. 某實(shí)驗(yàn)小組用量程為0~3A的電流表測量電流,通過試觸發(fā)現(xiàn)被測電流超過量程。但是實(shí)驗(yàn)室提供的電流表規(guī)格都是相同的,為了測量出該電流值,小組中的同學(xué)分別設(shè)計(jì)了改裝電流表的四種電路方案,其中一定不可行的是( )
8. 如圖所示,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B。L形導(dǎo)線通以恒定電流 I,放置在磁場中。已知 ab邊長為,與磁場方向垂直,bc邊長為,與磁場方向平行。該導(dǎo)線受到的安培力為 ( )
A. 0
B.
C. 2πB
D. 5πB
9. 在“測電源電動勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)作出了兩個(gè)電源路端電壓 U與電流I的關(guān)系圖線,如圖所示。兩個(gè)電源的電動勢分別為E?、E?,內(nèi)阻分別為η?、r?。如果外電路分別接入相同的電阻R,則兩個(gè)電源的( )
A. 路端電壓和電流不可能同時(shí)相等
B. 輸出功率不可能相等
C. 總功率不可能相等
D. 效率不可能相等
10. 一種等離子發(fā)電裝置如圖所示。一對水平放置的平行金屬板A、B之間有很強(qiáng)的磁場,將一束等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大量正、負(fù)帶電粒子)以速度v沿垂直于磁場的方向射入磁場,把A、B和電阻R連接,A、B 就是一個(gè)直流電源的兩個(gè)電極。下列判斷正確的是 ( )
A. 帶正電粒子在兩板間受到的洛倫茲力方向向上
B. A板是電源的正極、B板是電源的負(fù)極
C. 只增大A、B兩板的面積,電源電動勢增大
D. 只增大等離子體的射入速度v,電源電動勢增大
二.不定項(xiàng)選擇題:本題共4小題,每小題3分,共計(jì)12分。每小題可能有一至多個(gè)選項(xiàng)符合題意,全部選對的得3分,選對但不全的得2分,錯選或不答得0分.
11. 某汽車的電源與啟動電機(jī)、車燈連接的簡化電路如圖所示。當(dāng)汽車啟動時(shí),開關(guān)S閉合,電機(jī)工作,兩車燈突然變暗;當(dāng)汽車啟動之后,啟動開關(guān)S斷開,電動機(jī)停止工作,車燈恢復(fù)正常亮度。當(dāng)汽車啟動時(shí),此時(shí)( )
A. 車燈的電流變小
B. 路端電壓變小
C. 電路的總電流變小
D. 電源的總功率變大
12.光滑剛性絕緣圓筒內(nèi)存在著平行于軸的勻強(qiáng)磁場,筒上P點(diǎn)開有一個(gè)小孔,過P的橫截面是以O(shè)為圓心的圓,如圖所示。一帶電粒子從P 點(diǎn)沿 PO 射入,然后與簡壁發(fā)生碰撞。假設(shè)粒子在每次碰撞前、后瞬間,速度沿圓上碰撞點(diǎn)的切線方向的分量大小不變,沿法線方向的分量大小不變、方向相反;電荷量不變。不計(jì)粒子重力。下列說法正確的是( )
A. 粒子的運(yùn)動軌跡可能通過圓心O
B. 最少經(jīng)2次碰撞,粒子就可能從小孔射出
C. 射入小孔時(shí)粒子的速度越大,在圓內(nèi)運(yùn)動時(shí)間越短
D. 每次碰撞后瞬間,粒子速度方向一定平行于碰撞點(diǎn)與圓心O的連線
13.如圖所示,一根足夠長的細(xì)棒均勻帶負(fù)電,棒的橫截面積為S,單位長度所帶的電荷量大小為q。當(dāng)細(xì)棒沿其所在直線向右做速度大小為ν的運(yùn)動時(shí),會形成等效電流。下列選項(xiàng)正確的是(. )
A. 等效電流的方向向右
B. 等效電流的大小為qv
C. 若從細(xì)棒左側(cè)向右側(cè)看,空間中磁場方向?yàn)槟鏁r(shí)針
D. 若保持細(xì)棒靜止,細(xì)棒周圍的電場為勻強(qiáng)電場
14. 如圖所示俯視圖,光滑的水平面上有豎直向下的勻強(qiáng)磁場,水平面上平放著一個(gè)玻璃試管,試管內(nèi)壁光滑,其底部 N 處有一個(gè)帶電小球?,F(xiàn)在對試管施加一個(gè)與其垂直的水平向右拉力F,使其向右做勻速運(yùn)動,帶電小球?qū)墓芸贛處飛出。下列說法正確的是( )
A. 小球帶負(fù)電
B. 小球離開試管前,洛倫茲力對小球做正功
C. 小球離開試管前的運(yùn)動軌跡是一條拋物線
D. 維持試管做勻速運(yùn)動的拉力F應(yīng)為恒力
三. 實(shí)驗(yàn)題:本題共2小題,共18分. 請將解答填寫在答題卡相應(yīng)的位置。
15. (7分) 某同學(xué)練習(xí)使用多用電表。
(1)該同學(xué)使用多用電表測量某電阻時(shí),選擇開關(guān)和指針位置如圖1所示,若他的操作是正確的,則該電阻的測量值為 Ω。
(2)該同學(xué)繼續(xù)用相同擋位測量另一電阻,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小(指靠近“∞”)。為了減小測量誤差,他再次進(jìn)行測量前應(yīng)該進(jìn)行的操作是 (從下列選項(xiàng)中挑出合理的步驟并按操作順序排列)。
A. 將紅表筆和黑表筆接觸
B. 把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×100”位置
C. 把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×1”位置
D. 調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使表針指向歐姆零點(diǎn)
(3)該同學(xué)注意到多用電表電阻的刻度線是不均勻的,而直流電流、電壓的刻度線是均勻的。他在課本上查閱到多用電表歐姆表的電路示意圖,如圖2所示。請根據(jù)歐姆表的電路示意圖,結(jié)合所學(xué)知識分析電阻的刻度線不均勻的原因。
16. (11分)
某同學(xué)測量一段金屬絲R?電阻率的過程中有如下一些操作。
(1)在實(shí)驗(yàn)中,用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,其示數(shù)如圖1所示,則該金屬絲直徑的測量值d= mm。
(2)用圖2所示的電路,該同學(xué)將c點(diǎn)與a點(diǎn)連接,接通開關(guān),改變滑動變阻器滑片的位置,測量得到多組電壓U和電流I, 并將數(shù)據(jù)的對應(yīng)點(diǎn)標(biāo)在圖3的坐標(biāo)紙上。請先在圖3中畫出U-I圖線,然后根據(jù)圖線可得出該金屬絲電阻的測量值 R?= Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
(3)如果將c點(diǎn)與b點(diǎn)連接,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過程,不考慮偶然誤差,金屬絲電阻的測量值將 (選填“變大”、“變小”或者“不變”)。
(4)該實(shí)驗(yàn)中使用的電源電動勢為3V,內(nèi)阻可不計(jì)。實(shí)驗(yàn)室中有兩種滑動變阻器可供選擇: A. 滑動變阻器(0~5Ω) B. 滑動變阻器(0~100Ω)
如果將兩種滑動變阻器分別接入圖2的電路中,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P的位置,以R表示滑動變阻器可接入電路的最大電阻值,以Rp表示滑動變阻器與金屬絲R?并聯(lián)部分的電阻值, 以U表示Rx兩端的電壓值。
在圖4所示的三條曲線中,表示滑動變阻器A接入電路時(shí)U隨 RpR變化的圖像是 ,表示滑動變阻器B接入電路時(shí)U隨 RpR變化的圖像是 (選填“a”、“b”或“c”)。根據(jù)圖像可知,本實(shí)驗(yàn)為了調(diào)節(jié)方便,滑動變阻器應(yīng)選用 (選填“A”或“B”)。
四.計(jì)算論證題:本題共4小題,共40分。解答時(shí)請寫出必要的文字、方程式、推理演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題目,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。
17. (8分)
如圖所示,金屬桿ab的質(zhì)量為m、長度為L,通過ab的電流為I,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,其方向與導(dǎo)軌平面成0角斜向上,結(jié)果導(dǎo)體ab靜止于水平導(dǎo)軌上。已知重力加速度為g。求:
(1) 金屬桿ab受到的安培力大小;
(2)金屬桿ab受到的摩擦力大??;
(3)金屬桿ab對導(dǎo)軌的壓力大小。
18. (8分)
如圖所示,M為粒子加速器;N為速度選擇器,兩平行導(dǎo)體板之間有方向相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,磁場的方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。從S點(diǎn)釋放一初速度為0、電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子,經(jīng)M加速后恰能以速度v沿直線(圖中平行于導(dǎo)體板的虛線)通過 N。不計(jì)重力。
(1) 求粒子加速器M的加速電壓U;
(2)求速度選擇器N兩板間的電場強(qiáng)度E的大小和方向;
(3)仍從S點(diǎn)釋放另一初速度為0、電荷量為q、質(zhì)量為 3m的帶正電粒子,離開N時(shí)粒子偏離圖中虛線的距離為d,求該粒子離開N時(shí)的動能。 E?。
19. (12分)
圖1為一金屬平板M 的側(cè)視圖,一細(xì)束紫外線持續(xù)照射到平板上的O點(diǎn)時(shí),會不停地發(fā)射電子。如圖2所示,假設(shè)板上的O 點(diǎn)沿著平板右側(cè)空間各個(gè)方向持續(xù)射出速率 v相同的電子。已知電子質(zhì)量為 m,電荷量為 e,不考慮電子的重力以及出射電子間的相互作用。
請你展開想象的翅膀,運(yùn)用電學(xué)和磁學(xué)等知識,設(shè)計(jì)出三種可行的實(shí)驗(yàn)方案,測量這些電子的速率 v。對器材工具進(jìn)行說明,用文字、公式、示意圖等描述測量過程,最后將v用相關(guān)物理量表示出來。注重設(shè)計(jì)的可行性、科學(xué)性和創(chuàng)造性。
(1) 設(shè)計(jì)方案1;
(2)設(shè)計(jì)方案2;
(3) 設(shè)計(jì)方案3。
20.(12分)
加速器在核物理和粒子物理研究中發(fā)揮著巨大的作用,回旋加速器是其中的一種。如圖是某回旋加速器的結(jié)構(gòu)示意圖,D?和D?是兩個(gè)中空的、半徑為R的半圓型金屬盒,兩盒之間窄縫的寬度為d,它們之間有一定的電勢差U。兩個(gè)金屬盒處于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,D?盒的中央A處的粒子源可以產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子,粒子每次經(jīng)過窄縫都會被接交流電源的電場加速,之后進(jìn)入磁場做勻速圓周運(yùn)動,經(jīng)過若干次加速后,粒子從金屬盒 D?邊緣離開。忽略粒子的初速度、粒子的重力、粒子間的相互作用及相對論效應(yīng)。
(1) 求粒子在磁場中運(yùn)動半圈的時(shí)間t:
(2) 求粒子離開加速器時(shí)獲得的最大動能Ekm;
(3)D?和 D?金屬盒之間窄縫的寬度很小,因此粒子在兩盒間的電場加速的時(shí)間通??梢院雎圆挥?jì)。在這種情況下,分析計(jì)算粒子從A點(diǎn)開始運(yùn)動到離開加速器的時(shí)間。
(4)已知該回旋加速器金屬盒的半徑R=1m,窄縫的寬度 d=0.1cm。若考慮粒子在兩盒間的電場加速的時(shí)間,求粒子從A點(diǎn)開始運(yùn)動到離開加速器的過程中,其在磁場中運(yùn)動時(shí)間與在電場中運(yùn)動時(shí)間之比。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(注意:解題過程中需要用到、但題目沒有給出的物理量,要在解題中做必要的說明)
人大附中 2023~2024學(xué)年高二物理期中練習(xí)參考答案
一、單項(xiàng)選擇題(30分)
二、不定項(xiàng)選擇題(12分)
三、填空題(18分)
15. (7分)
(1) 1.5×102或 150(2分)
(2) BAD (2分)
(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律可知通過表頭的電流 I=ERx+Rg+R1+r,可見通過表頭的電流I與待測電阻R?之間的關(guān)系為非線性關(guān)系,因此電阻的刻度線是不均勻的。(3分)
16. (11分)
(1) 0.381~0.384 (2分)(其他情況不得分)
(2) 圖線見答圖1(1分)
(沒有用尺子畫不得分,折線連線不得分)
5.5(5.4~5.6)(2分)
(有效位數(shù)可保留兩位或三位,其他情況不得分)
(3)變大(2分)
(4)b(1分) c(1分) A(2分)Ⅰ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B
C
C
B
A
B
A
C
D
D
11
12
13
14
ABD
BD
BC
C
四、計(jì)算題(40分)
17. (8分)
(1)如圖所示,因?yàn)榇艌龇较蚺c通電導(dǎo)體棒的方向垂直,根據(jù)安培力公式得: FA=ILB(2分)
(2)對金屬桿在水平方向受力分析:
f?FAsinθ=f?ILBsinθ=0(1分)
金屬桿ab受到的摩擦力大小為f=ILBsinθ(2分)
(3)對金屬桿在豎直方向受力分析:
N=mg+FAcsθ=mg+ILBcsθ
根據(jù)牛頓第三定律可知(1分),軌道對金屬桿的支持力大小等于金屬桿對軌道的壓力大小。因此,金屬桿ab對導(dǎo)軌的壓力大小為1mg+ILBcsθ。(2分)
18. (8分)
(1)根據(jù)功能關(guān)系 qU=12mv2(1分)
得 U=mv22q (1分)
(2)電場力與洛倫茲力平衡 qE =qvB( (1分)
得 E=vB (1分)
方向垂直導(dǎo)體板向下。 (1分)
(3)電場力做正功,根據(jù)功能關(guān)系 E?=qU+qEd (1分)
得 Ek=12mv2+qvBd (2分)
19. (12分)
(1) 設(shè)計(jì)方案1
器材工具:導(dǎo)體平板,勵磁線圈, 電流計(jì),直流電源等
測量過程:
如圖所示,在發(fā)射粒子的前方設(shè)置一速度選擇器,由間距為 d 的兩導(dǎo)體平板產(chǎn)生靜電場,勵磁線圈產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場。A板設(shè)置一入口,B板設(shè)置一出口。
在出口處設(shè)置一金屬網(wǎng)C連上靈敏電流計(jì)并接地。調(diào)整磁場B和電壓U的大小,若是電流表能夠檢測到電流,意味著有電子通過該速度選擇器。
(備注:步驟中也可以是用熒光板等裝置用以檢測通過的電子)
速率結(jié)果:
eE=evB, 得 v=EB=UdB
(2) 設(shè)計(jì)方案2
器材工具:導(dǎo)體平板或金屬網(wǎng),電流計(jì),電壓可調(diào)直流電源等
測量過程:如圖所示連接好電路,在 M的旁邊放置一個(gè)導(dǎo)體平板或金屬網(wǎng)N,在M、N之間加可調(diào)直流電壓 U,當(dāng)U大于某個(gè)值時(shí)電流表中的電流消失,記錄此時(shí)的電壓U。
速率結(jié)果: eU=12mv2, 得 v=2eUm
(3)設(shè)計(jì)方案3
器材工具:導(dǎo)體平板或金屬網(wǎng),電流計(jì),產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場的勵磁線圈或磁鐵、刻度尺等
測量過程:如圖所示連接好電路,在 M的旁邊放置一個(gè)導(dǎo)體平板或金屬網(wǎng) N,在 M、N 板間距為 D。板間存在勻強(qiáng)磁場,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大于某個(gè)值時(shí)電流表中的電流消失,記錄此時(shí)的電壓B。
速率結(jié)果: D2=mveB, 得 v=DeB2m
(4) 設(shè)計(jì)方案4
器材工具:導(dǎo)體平板或金屬網(wǎng),電壓可調(diào)直流電源、熒光板、刻度尺等
測量過程:如圖所示連接好電路,兩板間距為d,在M、N 間連上可調(diào)直流電壓 U,當(dāng) U是某個(gè)值時(shí)在熒光屏上形成直徑為D的圓形光斑。
速率結(jié)果:
D2=vt和 d=12at2=12eUdmt2, 得 v=eUD28md2
20. (12分)
(1)設(shè)粒子以速度v在磁場中做半徑為r的圓周運(yùn)動時(shí),由牛頓第二定律得:
qvB=mv2r, 得 r=mvqB (1分)
運(yùn)動周期 T=2πrv=2πmqB, 半圈的運(yùn)動時(shí)間 t=T2=πmqB (1分)
(2)當(dāng)帶電粒子運(yùn)動半徑為半圓金屬盒的半徑R時(shí),粒子的速度達(dá)到最大值 vm,由牛頓第二定律得: qvmB=mvm2R(1分)
粒子離開加速器時(shí)獲得的最大動能: Ekm=12mvm2
解得: Ekm=q2B2R22m (2分)
(3)粒子在電場中被加速 n次, 由動能定理得
nqU=E??
解得
n=qB2R22mU (2分)
粒子在加速器中運(yùn)動的時(shí)間可以看成兩部分時(shí)間之和, 即在金屬盒內(nèi)旋轉(zhuǎn) n2圈的時(shí)間 t?和通過金屬盒間隙n次所需的時(shí)間t?之和,粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動時(shí),運(yùn)動周期
T=2πmqB
粒子在磁場中運(yùn)動的總時(shí)間:
t1=n2T=πBR22U (2分)
(4)粒子在電場中的整個(gè)運(yùn)動過程,由勻變速直線運(yùn)動規(guī)律得
nd=vm2t2 (1分)
解得粒子在電場中運(yùn)動的總時(shí)間:t2=BRdU(1分)
粒子在磁場中運(yùn)動時(shí)間與在電場中運(yùn)動時(shí)間之比: t1t2=πR2d
代入數(shù)據(jù),得: t1t2=1.6×103 (1分)
這是一份2024安徽師大附中高二上學(xué)期期中考試物理含答案,共12頁。
這是一份2024屆北京市中國人民大學(xué)附屬中學(xué)高三上學(xué)期開學(xué)考試物理試卷(含答案),共12頁。
這是一份北京市中國人民大學(xué)附屬中學(xué)2017-2018學(xué)年高二上學(xué)期期中考試物理試題含解析,共8頁。試卷主要包含了選擇題,多項(xiàng)選擇題,實(shí)驗(yàn)題,計(jì)算題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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