1、2012-2013学年甘肃省兰州一中高二上学期期末考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 如图所示的四个图中，分别标明了通电导线在磁场中的电流方向、磁场方向以及通电导线所受磁场力的方向，其中正确的是 （ ） A B C D 答案： C 试题分析：利用左手定则可以判断正确结果为 C 考点：左手定则 点评：此类题型考察了利用左手定则判断安培力的方法 如图所示，已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压 U加速后，水平进入互相垂直的匀强电场 E和匀强磁场 B的复合场中（ E和 B已知），小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动，则 ( ) A小球可能带正电 B小球做匀速圆周 运动的半径为 C小球做
2、匀速圆周运动的周期为 D若电压 U增大，则小球做匀速圆周运动的周期增加 答案： B 试题分析：能够在竖直面内做匀速圆周运动，说明小球重力与电场力平衡，因此电场力向上，所以应带负电， A错。根据动能定理， ，根据洛伦兹力提供向心力则有 ，即 ，所以轨道半径为 ，周期 ，所以 C错。从公式来看，周期与粒子的速度大小无关，所以若电压 U增大，则小球做匀速圆周运动的周期不变。 考点：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的相关公式 点评：此类题型主要是考察审题能力，注意到粒子在竖直轨道中做匀速圆周运动，所以可以分析出电场力等于重力。结合洛伦兹力提供向心力化简便可以得到答案： 如图所示，正方型容器处在垂直纸面向
3、里匀强磁场中，一束电子从 a孔沿 ab射入容器中，其中一部分从 c孔射出，另一部分从 d孔射出，则（ ） A电子速率之比为 vc： vd=21 B电子在容器中运动所用时间之比为 tc： td=12 C电子在容器中运动的加速度大小之比为 ac： ad=21 D电子在容器中运动的加速度大小之比为 ac： ad= 11 答案： ABC 试题分析：根据洛伦兹力提供向心力则有 ，即 。两粒子的半径之比为 Rc： Rd=2:1，所以电子速率之比为 vc： vd=21， A对。另外加速度 ，所以加速度之比也为 ac： ad=21， C对。粒子的周期是相同的，但是一个圆心角为90度一个圆心角为 180度所以在
4、磁场中时间之比为 tc： td=12， B对。 考点：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的公式 点评：此类题型考察对带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的公式的理解 在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的正方向如图（甲）所示，磁场方向竖直向上为正。当磁感应强度 B随时间 t按图（乙）变化时，下列能正确表示导体环中感应电流随时间变化情况的是 ( ) 答案： C 试题分析：由于磁场是均匀变化，所以应产生恒定电流，所以 AB均错。在 12秒内，磁场增加，所以根据楞次定律利用右手定则即可判断感应电流应为顺时针，即正值，所以 D错误 考点：法拉第电磁感应定律、楞次定律 点评：此类题型考察
5、了法拉第电磁感应定律并结合楞次定律判断感应电流的大小和方向 如图所示，两水平放置的平行金属板 M、 N放在匀强磁场中，导线 ab贴着 M、 N边缘以速度 v向右匀速滑动，当一带电粒子以水平速度 v0射入两板间后，能保持匀速 直线运动，该带电粒子可能 ( ) A带正电，速度方向向左 B带负电，速度方向向左 C带正电，速度方向向右 D带负电，速度方向向右 答案： CD 试题分析： MN可以看作平行班电容器， ab棒切割磁感线产生的感应电动势为 E=Blv，a板电势高于 b板。若带电粒子以速度 v0，飞入且能匀速直线运动飞出，则 ，U=E=Blv0。若带正电，则洛伦兹力向上，应从左向右飞进； 若带负
6、电，则速度方向向右飞入。答案： CD 考点：切割磁感线产生的感应电动势、左手定则 点评：此类题型考察了电容器的电场、利用左手定则判断洛伦兹力，进而解决平衡问题 在如图甲所示的电路中，电源电动势为 3.0V，内阻不计， L1、 L2、 L3为三个特殊材料制成的相同规格的小灯泡，这种灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，当开关 S闭合稳定后： ( ) A L1、 L2、 L3的电阻相同 B L3两端的电压为 L1的 2倍 C通过 L3的电流是 L1的 2倍 D L3消耗的功率为 0.75W 答案： BD 试题分析：图中可以发现伏安特性曲线并非直线，当电压为 3V时， L3中电流为 0.25A，所以电功率为
7、 0.75W， D正确。 L1、 L2串联，电流相等即 0.2A，电压相同即均为 1.5V，所以 R1=R2=7.5， R3=12，所以 BD正确， AC错误 考点：识别电路图能力、欧姆定律 点评：此类题型十分巧妙的将电阻关系隐藏在图像之中，是一道值得赏析的好题 将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位置处，不发生变化的物理量有 ( ) A磁通量的变化量 B磁通量的变化率 C感应电流的大小 D流过导体横截面的电荷量 答案： AD 试题分析：缓慢和快速只是变化的快慢不同，但是由于在同样位置，所以磁通量变化量相同，但变化率不同，所以 A对， B错。 ， ， ，所以化简 ，因此 D正确， C错误。
8、 考点：磁通量以及电荷量的计算 点评：此类题型考察了通过导体横截面积电量的计算公式 如图所示的电路，闭合开关 S，当滑动变阻器滑片 P向右移动时， 下列说法正确的是（ ） A电流表读数变小，电压 表读数变大 B小灯泡 L变暗 C电容器 C上电荷量减小 D电源的总功率变小 答案： C 试题分析：滑片 P向右移动，则电阻变小，所以总电阻变小，因此根据闭合电路欧姆定律 A表读数变大，所以 AB错。由于 r以及电灯 L为定值电阻，所以分得电压随着电流表读数变大而变多，所以滑动变阻器的电压减少，根据 Q=CU，所以 C对。由于P=IE，所以电源总功率变大， D错 考点：电路识别、闭合电路欧姆定律、电容器
9、 点评：此类题型考察了根据闭合电路欧姆定律决定的电流电压分配关系 关于电磁感应现象，下列说法中正确的是 ( ) A感应电流的磁场总是与原磁场方向相反 B闭合线圈放在变化的磁场中就一定能产生感应电流 C闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线运动时，一定能产生感应电流 D感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的磁通量的变化 答案： D 试题分析：感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化，所以 A错 D对。产生感应电流的条件是磁通量发生变化，所以 BC都错。 考点：感应电流产生的条件 点评：此类题型考察了感应电流产生的条件以及对楞次定律的理解 在磁感应强度为 B的匀强磁场中做匀速圆周运动的带电粒子，当磁感应强度突然增
10、大为 2B时，这 个带电粒子 ( ) A速率加倍，周期减半 B速率不变，轨道半径减半 C速率不变，周期减半 D速率减半，轨道半径不变 答案： BC 试题分析：根据洛伦兹力提供向心力则有 ，即 可知，答案：为BC 考点：洛伦兹力不做功、洛伦兹力提供向心力 点评：此类题型考察了洛伦兹力不做功、洛伦兹力提供向心力的相关公式 实验题 （ 10分）在一次课外实践活动中，某课题研究小组收集到数码相机、手机等电子产品中的一些旧电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子元件现从这些材料中选取两个待测元件，一是电阻 R0(约为 2k)，二是手机中常用的锂电池(电动势 E标称值为 3.7V，允许最大放
11、电电流为 100mA)在操作台上还准备了如下实验器材： A电压表 (量程 4V，电阻 RV约为 4.0k) B电流表 A1(量程 100mA，内阻不计 ) C电流表 A2(量程 2mA，内阻不计 ) D滑动变阻器 R1(0 2k，额定电流 0.1A) E电阻箱 R2(0 999.9) F开关 S一只，导线若干 (1)为了测定电阻 R0的 阻值，小组的一位成员设计了如图所示的电路原理图，所选取的相应器材 (电源用待测的锂电池 )均标在图上，其器材选取中有不妥之处，你认为应该怎样调整？ (2)如果在实际操作过程中，发现滑动变阻器 R1、电压表已损坏，用余下的器材测量锂电池的电动势 E和内阻 r.
12、请你在方框中画出实验电路原理图 (标注所用器材符号 )； 该实验小组的同学在实验中取得多组数据，然后作出如图所示的线性图象处理数据，则电源电动势为 _V，内阻为 _. 答案： (1)用 A2替换 A1 （ 2） 如图所示 3.5 7或 7.0 试题分析：由于待测电阻有 2k，其最大电流只有 2mA，因此电流表应换 A2.根据闭合电路欧姆定律则 ，化简则 ，符合已知图像。根据该图像截距知内阻为 7.0，根据斜率知 E=3.5V 考点：选择仪器、根据图像梳理数据 点评：此类题型考察了结合实验目的而设计实验电路，并根据电路图理解图像的能力 某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验。图中电流表的量程为
13、0.6 A，内阻约 0.1 ；电压表的量程为 3 V，内阻约 6 k；为小量程电流表；电源电动势约 3 V，内阻较小，下列电路中正确的是( ) 答案： AB 试题分析：电动势为 3V，电阻为 5，说明最大电流为 0.6A，所以 A可以。根据闭合电路欧姆定律 U=E-Ir，电压表测量路端电压，安培表测量电源输出电流，因此可行。描绘小灯泡的伏安特性曲线，要能经过坐标原点，限流式电路做不到， C不行。测定电流表内阻可以用替换法，即电阻箱应该与滑动变阻器交换位置，所以 D不行 考点：选择实验电路的能力 点评：此类题型考察了选择实验电路的综合判断能力 有一游标卡尺，主尺的最小分度是 1mm，游标上有 2
14、0个小的等分刻度 . 用它测量一小球的直径，如图甲所示的读数 是 mm. 用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图乙所示的读数是 mm. 甲 乙 答案： .35 3.266 试题分析：游标卡尺读数主尺为 33mm，游标读数 7*0.05mm=0.35mm，所以读数为33.35mm，螺旋测微的读法主尺 3mm，游标 26.6*0.01mm=0.266mm，所以读数为3.266mm 考点：基本仪器的使用 点评：此类题型考察了基本仪器的使用 计算题 （ 8分）电视机显像管简单原理如图所示，初速度不计的电子经加速 电场加速后进入有限边界宽度为 L的匀强磁场，磁感应强度为 B，如要求电子束偏转角为 ，求加
15、速电场的电势差 U。（已知电子电量为 e，质量为 m） 答案： 试题分析： 电子经加速电场加速后，速度为 v，则由动能定理得 电子进入匀强磁场中作 匀速圆周运动，轨迹如图， 由几何关系得，电子运动半径 由牛顿第二定律，有 由以上各式解得加速电压 考点：动能定理、匀速圆周运动 点评：此类题型十分常见，往往是电场加速后引进到磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力以及相关几何知识便能建立的等式从而求解 （ 10分）如图所示， a、 b、 c、 d为 4个正离子，电荷量相等均为 q，同时沿图示方向进入速度选择器后， a粒子射向 P1板， b粒子射向 P2板， c、 d两粒子通过速度选择器后，进入
16、另一磁感应强度为 B2的磁场，分别打在 A1和 A2两点， A1和 A2两点相距 x。已知速度选择器两板电压为 U，两板距离为 d，板间磁感应强度为 B1 (1)试判断 a、 b、 c、 d四粒子进入速度选择器的速度 va、 vb、 vc、 vd大小关系。（用、或 表示） （ 2）试求出 vc、 vd， （ 3）试判断 c、 d粒子的质量 mc与 md是否相等，若不等，求出它们的质量差 m 答案：（ 1） （ 2） （ 3）不等， 试题分析：（ 1）粒子进入速度选择器，能通过速度选择器的条件是： Eq=Bvq。若速度太小则往左边偏即 a粒子，若速度太大，则向右偏即 b粒子。能通过速度选择器说明
17、 v=E/B。 （ 2） c、 d不偏转，故有 即： 得， （ 3）不等， mc md 根据洛伦兹力提供向心力则有 ，即 ， 考点：速度选择器、洛伦兹力提供向心力 点评：此类题型通过结合速度选择器筛选一部分合适速度的粒子进入磁场，然后利用洛伦兹力提供向心力从而找到两粒子间隔的表达式，进而解决问题 （ 10分）在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，有一倾角为 ，足够长的光滑绝缘斜面，磁感应强度为 B，方向垂直纸面向外，电场方向竖直向上。有一质量为 m，带电荷量为 +q的小球静止在斜面顶端，这时小球对斜 面的正压力恰好为零，如图所示，若迅速把电场方向反转成竖直向下。 求： （ 1）小球能在斜面上连续滑
18、行多远？ （ 2）所用时间是多少？ 答案：（ 1） （ 2） 试题分析：（ 1）电场反转前 mg=qE 电场反转后，小球先沿斜面向下做匀加速直线运动，到对斜面压力减为零时开始离开斜面，此时有： 解得小球离开斜面时的速度 小球在斜面上滑行的加速度 小球在斜面上滑行的距离为： 小球沿斜面滑行距离 （ 2）所用时间 考点：牛顿第二定律、匀变速直线运动规律 点评：此类题型关键在与分析题目所给已知信息，利用正交分解法结合牛顿运动定律分析出离开斜面条件，进而利用匀变速直线运动规律求解。 （ 12分）均匀导线制成的单位正方形闭合线框 abcd，每边长为 L，总电阻为 R，总质量为 m。将其置于磁感强度为 B
19、的水平匀强磁场上方 h处，如图所示。线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且 cd边始终与水平的磁场边界平行。当 cd边刚进入磁场时， （ 1）求线框中产生的感应电动势大小 ; （ 2）求 cd两点间的电势差大小 ; （ 3）若此时线框加速度恰好为 ，求线框下落的高度 h所应满足的条件。 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）进入磁场时速度 ， 切割产生的感应电动势 （ 2）回路中产生的感应电流 ， 所以 cd两点间的电压值 （ cd电压指的是路端电压） （ 3） 考点：切割磁感线产生的感应电动势、路端电压的理解、牛顿第二定律 点评：此类题型结合了切割磁感线问题，求路端电压问题，并结合牛顿运动定律 ，对学生综合能力有一定要求
