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北京市昌平区2011年高二物理上学期期末试题


昌平区 2010~2011 学年第一学期高二年级期末质量抽测 物 理 试 卷
(满分 100 分,考试时间 90 分钟) 2011.1

1. 考生要认真填写学校、班级、姓名、考试编号。 考 2. 本试卷共 7 页,分两部分。第一部分选择题,包括两道大题,16 个小题;第 生 二部分非选择题,包括三道大题,8 个小题。 须 3. 试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上,在试卷上做答无效。 知 4. 考试结束后,考生应将答题卡放在桌面上,待监考老师收回。

第一部分(选择题

共 52 分)

一.单项选择题。本题共 12 小题,每小题 3 分,共 36 分.在每小题给出的四个选项中,只 有一个选项符合题意,选对得 3 分,选错或不答的得 0 分。 1. 把一条导线平行地放在如图 1 所示磁针的上方附近,当导线中有电流 时,磁针会发生偏转。首先观察到这个实验现象的物理学家是 A.奥斯特 C.牛顿 B.爱因斯坦 D.伽利略
图1 I S N

2.

真空中有两个静止的点电荷,它们之间静电力的大小为 F。如果保持这两个点电荷之间 的距离不变,而将它们的电荷量都变为原来的 3 倍,那么它们之间静电力的大小变为 F A. 81 F B. 9 C.9F D.81F

3.

在图 2 所示的四幅图中,正确标明了通电导线所受安培力 F 方向的是
F I A B I F B 图2 C B B F I F D B I

4.

如图 3 所示,在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中,有一个矩形闭合线框 abcd, 线框平面与磁场垂直。在下列哪种情况,可使线框中产生感应电流 A.线框沿纸面向右加速运动 B.线框垂直纸面向外运动 C.线框绕 ad 边转动 D.线框绕过 d 点与纸面垂直的轴,沿纸面顺时针转动
B a d b c

图3

5. 如图4所示,a、b为静电场中一条电场线上的两点,一个带正电的试探电荷只在电场力 作用下从 a 点沿直线运动到 b 点。下列说法中正确的是 A.b点的电场强度比a点的电场强度大 B.b点的电势比a点的电势高 C.试探电荷在b点的电势能比在a点的电势能大 D.试探电荷在b点的速度比在a点的速度大 6. 对电容 C=Q/U,以下说法正确的是 A.电容器充电量越大,电容就越大 B.电容器的电容跟它两极所加电压成反比 C.电容器的电容越大,所带电量就越多 D.对于确定的电容器,它所充的电量跟它两极板间所加电压的比值保持不变 7. 关于导体的电阻,下列表述正确的是 A.跟导体两端的电压成正比 B.跟导体中的电流强度成反比 C.决定于导体的材料、长度和横截面积 D.决定于导体中的电流强度和电压 8. 关于磁感应强度,下列说法中正确的是 A.由 B ? F 可知,B 与 F 成正比,与 IL 成反比
IL
a 图4 b E

B.通电导线放在磁场中的某点,那点就有磁感应强度,如果将通电导线拿走,那点的 磁感应强度就为零 C.通电导线不受安培力的地方一定不存在磁场,即 B=0 D.磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定,其大小和方向是唯一确定的,与通电 导线无关

9. 在图 5 所示的电路中,电源电动势为 E、内电阻为 r。将滑动变阻器的滑片 P 从图示位 置向右滑动的过程中,关于各电表示数的变化,下列判断中正确的是 A.电压表 V 的示数变小 B.电流表 A2 的示数变小 C.电流表 A1 的示数变小 D.电流表 A 的示数变大
R1 P R2 图5 A E V A1 A2 r

10.

如图 6,空间某区域中有一匀强磁场,磁感应强度方向水平,且垂直于纸面向

a b

里,磁场上边界 b 和下边界 d 水平。在竖直面内有一矩形金属线圈,线圈上下边的 距离很短,下边水平。线圈从水平面 a 开始下落。若线圈下边刚通过水平面 b、c (位于磁场中)和 d 时,线圈所受到的磁场力的大小分别为 Fb、Fc 和 Fd,则 A.Fc<Fb<Fd C.Fc>Fb>Fd B.Fc<Fd<Fb D. Fd>Fc>Fb
图6

c d

11. 如图 7 所示是电磁流量计的示意图。圆管由非磁性材料制成,空间有匀强磁场。当管中 的导电液体流过磁场区域时,测出管壁上 MN 两点的电动势 E,就可以知道 管中液体的流量 Q——单位时间内流过管道横截面的液体的体积。已知管的 直径为 d,磁感应强度为 B,则关于 Q 的表达式正确的是 A. Q ?
B M

v
N 图7

d

?dE

B ?d 2 E C. Q ? 4B
12.

4B ?d 2 E D. Q ? B

B. Q ?

?dE

穿过某闭合回路的磁通量 φ 随时间 t 变化的图象分别如图 8 中的①~④所示, 下列

说法正确的是
φ φ φ φ

t O

t O

t O t1

t O




图8



t2



A.图①有感应电动势,且大小恒定不变 B.图②产生的感应电动势一直在变大 C.图③在0~t1时间内的感应电动势是t1~t2时间内感应电动势的2倍 D.图④产生的感应电动势先变大再变小

二.不定项选择题.本题共 4 小题,每小题 4 分,共 16 分。在每小题给出的四个选项中, 可能有多个选项符合题意,全部选对得 4 分,部分选对得 2 分,选错或不答的得 0 分。

13.

图 9 为某正电荷 Q 产生的某区域的电场线分布图, a、b 是电场中


的两点。将电荷量为 q=5×10 8C 的正点电荷(试探电荷)置于 a 点, 所受电场力为 2×10-3N,则下列判断正确的是 A.a 点的场强大小为 4×104N/C,方向向右

a 图9

b

E

B.将电荷量为 q 的负点电荷放于 a 点,a 点场强大小仍为 4×104N/C,方向向左 C.将点电荷 q 从 a 点移走,则该点的电场强度为零 D.b 点处的电场强度小于 4×104N/C 14. 一台直流电动机的电阻为 R,额定电压为 U,额定电流为 I,当其正常工作时,下述

正确的是 A.电动机所消耗的电功率 I2R B.t 秒内所产生的电热为 UIt C.t 秒内所产生的电热为 I2Rt D.t 秒内输出的机械能为(U-IR)It 15. 用如图10所示(甲)电路来测量电池电动势和内电阻,根据测得的数据作出了(乙)

图所示的U—I图象,由图象可知 A.电池内阻的测量值是3.50Ω B.电池电动势的测量值是1.40V C.外电路发生短路时的电流为0.4A D.电压表的示数为1.20V时电流表的示数I’=0.20A A V
1.40 1.20 1.00 (甲) 图 10 0 I’ (乙) 0.4 I/A U/V

+ + + +

16.

用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图 11) 。设两极板
图 11

正对面积为 S,极板间的距离为 d,静电计指针偏角为θ 。实验中,极板所带电荷 量不变,若 A.保持 S 不变,增大 d,则θ 变小 B.保持 S 不变,增大 d,则θ 变大 C.保持 d 不变,减小 S,则θ 变大 D.保持 d 不变,减小 S,则θ 变小

第二部分(非选择题,共 48 分)
三.填空题.本题共 3 小题,每小题 4 分,共 12 分. 17. 用伏安法测某一电阻时,如果采用如图 12 所示的甲电路,测量值为 R1 ,如果采用乙电 路,测量值为 R2 ,那么 R1 、R2 与真实值 R 之间的大小关系为 。

图 12

18. 已知氕( 1 H) 、氘( 1 H) 、氚( 3 1 H)三个带电粒子,它们以相同的速度垂直射入同一匀 强磁场中,做匀速圆周运动。则半径最大的是 ,周期最长的是 。

1

2

19. 如图 13 所示, 水平桌面上有一质量为 m 的铜质矩形线圈 abcd, 当一竖直放置 的条形磁铁的 S 极从线圈正上方快速靠近线圈时,流过 ab 边的电流方向 为 系是 FN ;若线圈始终不动,线圈受到的支持力 FN 与自身重力间的关 mg(选填“>” 、 “<”或“=” ) 。
a d

N S c b 图 13

S

四.实验题.本题共 3 小题,共 15 分. 20. (3 分)用如图 14 所示的实验装置研究电磁感应现象.当有电流从电流表的正极流 入时,指针向右偏转.下列说法哪些是正确的? A.当把磁铁 N 极向下插入线圈时,电流表指针向左偏转 B.当把磁铁 N 极从线圈中拔出时,电流表指针向左偏转 C.保持磁铁在线圈中静止,电流表指针不发生偏转 D.磁铁插入线圈后,将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动,电流表指针向左偏转

N





图 14

21. (12 分)一些材料的电阻随温度的升高而变化。 (1)如图 15(甲)是由某金属材料制成的电阻 R 随摄氏温度 t 变化的图像,若用该电 阻与电池(电动势 E=1.5V,内阻不计) 、电流表(量程为 5mA、内阻不计) 、电阻箱 R′ 串 联起来,连接成如图(乙)所示的电路,用该电阻做测温探头,把电流表的电流刻度改 为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。

R/Ω R/Ω

180 180
100 R 100 R0 O O

A
0

2

3 4 mA mA 丙 5 ( )

R E
80 80 t/oC t/° C

Rg

R'
0

1

甲甲

乙 图 15



①电流刻度较大处对应的温度刻度_____________;(填“较大”或“较小”) ②若电阻箱阻值 R′=150Ω,当电流为 5mA 时对应的温度数值为 _________°C。

(2)某实验小组研究一白炽灯两端电压与电流的关系,得到了如下表所示的一组数据, 并描绘出其 I-U 图线如图 16 中(a)所示。

U(V) I(mA)

0 0

0.9 45

2.4 120

3.6 170

5.4 210

7.2 230

10.2 250

14.4 265

I/mA 300

·
200

·

·
- 0.3 3 - 3 15

· ·

100

· ·
U/V

0

3

6 9 (a)

12

15 图 16

(b)

①由图线可看出该白炽灯的电阻随电压的增大而_________(选填“增大”或“减小”) ②实验还用到了下列器材:直流电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关及导线若干。请 在图(b)中以笔划线代替导线按实验要求将实物图补充完整。

五.论述计算题. 本题共 3 小题,共 21 分,解答时写出必要的文字说明、公式或表达式。 有数值计算的题,重力加速度 g 取 10 m/s2 ,答案必须明确写出数值和单位。 22. (7 分)如图 17 所示,水平 U 形光滑固定框架,宽度为 L=1m,电阻忽略不计,导体棒 ab 的质量 m = 0.2kg、电阻 R = 0.5Ω,匀强磁场的磁感应强度 B = 0.2T,方向垂直框架平面 向上。现用 F = 1N 的外力由静止开始向右拉 ab 棒,当 ab 棒的速度达到 5m/s 时,求:

B

a F

(1)ab 棒所受的安培力的大小; (2)ab 棒的加速度大小。 b
图 17

23. (7 分)如图 18 所示,水平放置的两金属极板长度为 L,相距为 d,极板间的电压为 U, 两极板间的电场可视为匀强电场。 一质量为 m、 电荷量为 q 的带正电的粒子从极板中央水平 射入电场中,射入时的速度为 v0,并从电场的右端射出。若不计粒子的重力,求该粒子射出 时沿垂直于板面方向偏移的距离 y。

+ + + + + v0 d + - 图 L18

-

-

24. (7 分)如图 19 所示为一质谱仪的构造原理示意图,整个装置处于真空环境中,离子源 N 可释放出质量均为 m、电荷量均为 q(q>0)的离子。离子的初速度很小,可忽略不计。 离子经 S1、S2 间电压为 U 的电场加速后,从狭缝 S3 进入磁感应强度大小为 B、方向垂直于 纸面向外的匀强磁场中,沿着半圆运动到照相底片上的 P 点处,测得 P 到 S3 的距离为 x。 求: (1)离子经电压为 U 的电场加速后的速度 v; (2) 离子的荷质比 (q/m)
P N S1 S x 2 S3

B
图 19

第一部分

(选择题 共 52 分)

一.单项选择题(本题共 12 小题,每小题 3 分,共 36 分) 题号 选项 1 A 2 C 3 B 4 C 5 D 6 D 7 C 8 D 9 B 10 A 11 B 12 C

二.不定项选择题(本题共 4 小题,每小题 4 分,共 16 分) 题号 选项 13 AD 14 CD 15 BD 16 BC

第二部分(非选择题,共 48 分)
三.填空题(每小题 4 分,共 12 分) 17. R1<R<R2 18. 氚( 3 ,氚( 3 1 H) 1 H) 19. 从 b 到 a,>

四.实验题(本题共 2 小题,共 15 分) 20.AC (3 分) 21. (1)①较小 (3 分) (2)①增大 (3 分) ②50 (3 分) ②见右图 (3 分)

五.论述计算题(本大题共 3 小题,共 21 分) 22.(7 分) 解:(1)根据导体棒切割磁感线的电动势 E=BLv 由闭合电路欧姆定律得回路电流 I ? ab 所受安培力 F 安= BIL = 0.4N (2)根据牛顿第二定律 F ? F安 ? ma (1 分) (1 分) (2 分) (2 分)

E R

得 ab 杆的加速度 a = 23.(7 分)

F ? F安 m

= 3m/s2

(1 分)

解:粒子在电场中做类平抛运动,在垂直于板面方向的分运动为匀加速运动。带电粒子 受到的电场力为 F=qE 由牛顿第二定律得带电粒子的加速度为 ① (1 分)

a?

F m

② ③

(1 分) (1 分)

由于极板间为匀强电场,故 U=Ed

带电粒子在平行于板面的方向不受力,所以在这个方向做匀速运动, 由 L=v0t 可求得 t ?

L v0



(1 分)

带电粒子射出电场时,在垂直于板面方向偏移的距离为

y?

1 2 at 2




(1 分)

2 qUL 由① ② ③④ ⑤ 可得 y ? 2 2m dv 0

(2 分)

24.(7 分) 解: (1)离子经 S1、S2 间电压为 U 的电场加速,根据动能定理 qU=

1 2 mv 2

(2 分)

所以 v ?

2qU m



(1 分)

(2)设离子进入磁场后做匀速圆周运动速率为 v,半径为 R。 洛伦兹力提供向心力 qvB ? 又因 R=

mv 2 R



(1 分) (1 分) (2 分)

1 x 2



联立①②③,解得

q 8U ? 2 2 m B x


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