1、2012-2013学年黑龙江省牡丹江一中高二上学期期末物理试卷与答案（带解析） 选择题 关于物理学史，下列说法中正确的是（ ） A电荷量 e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的 B奥斯特发现了磁场对电流的作用力 C库仑引入 “电场 ”的概念来描述电场的真实存在 D库仑在前人工作的基础上，通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的规律 答案： AD 试题分析： A、美国物理学家密立根最早通过实验测得电荷量 e的数值；正确 B、奥斯特发现了电流的磁效应；错误 C、法拉第引入 “电场 ”的概念来描述电场的真实存在；错误 D、库仑在前人工作的基础上，通过实验研究确认了真空中两个静止点电
2、荷之间的相互作用力的规律，即库仑定律；正确 故选 AD 考点：物理学史 点评：学习物理学史，可以让我们了解物理学建立的过程，加深对物理知识的理解。了解电磁学发展史，可以加深对电磁学知识的理解。 如图所示，在屏 MN 的上方有磁感应强度为 B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。 P为屏上的一小孔， PC与 MN 垂直。一群质量为 m、带电荷量为 -q的粒子（不计重力），以相同的速率 v，从 P处沿垂直于磁场的方向射入磁 场区域。粒子入射方向在与磁场 B垂直的平面内，且散开在与 PC夹角为 的范围内，则在屏 MN 上被粒子打中的区域的长度为（ ） A B C D 答案： D 试题分析：任取一粒子分析
3、，作出圆周运动的轨迹，则可得出粒子打在屏上的位置与粒子与 PC夹角的关系，则可得出粒子打在屏上的最远点及最近点，即可得出打中的长度 由 可知， ,如图所示，取一粒子，设粒子与 PC夹角为 ，则由几何关系可知，打在屏上的距离与 P 点相距 ,故可知，当 时，打在屏上的距离最远，最远距离为 2R；当 时，打在屏上的距离最近，最近距离为 ；故有粒子打中的区域为 。 故选 D 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动 点评：带电粒子在磁场运动区域的判断时，要注意寻找一般表达式，通过分析再找出可能的边界；另外本题中关于 PC两边对称的粒子方向均可适合。 回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流
4、电极相连接的两个 D形金属盒。两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速。两 D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示。在保持匀强磁场和加速电压不变的情况下用同一装置分别对质子 ( )和氦核 ( )加速，则下列说法中正确的是（ ） A质子与氦核所能达到的最大速度之比为 l： 2 B质子与氦核所能达到的最大速度之比为 2： l C加速质子、氦核时交流电的周期之比为 2： l D加速质子、氦核时交流电的周期之比为 l： 2 答案： BD 试题分析：回旋加速器，粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，当粒子从 D形盒中出来时，速度最大，此时运动的半径等于 D形盒
5、的半径 AB、当粒子从 D形盒中出来时速度最大，由 得 ，可见质子与氦核所能达到的最大速度之比为 2： l； B正确 CD、粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，由 ,可知加速质子、氦核时交流电的周期之比为 l： 2； D正确 故选 BD 考点：回旋加速器的工作原理 点评：关键是知道当粒子从 D形盒中出来时，速度最大以及知道回旋加速器粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等 如图所示是一个平行板电容器，两板间距离为 d,其电容为 C，带电荷量为Q，上极板带正电 .现将一个正的试探电荷 q 由两极板间的 A 点移动到 B 点， A、B两点间的距离为 s，连线 AB与极板间的夹角为 3
6、0，则电场力对试探电荷 q所做的功等于（ ） A B C D 答案： C 试题分析：由平行板电容器的电容 C和带电量 Q，由电容的定义式求出板间电压由 求出板间场强根据功的计算公式求解电场力对试探电荷 q所做的功 由电容的定义式 的板间电压为 ,板间场强为 ，试探电荷q由 A点移动到 B点，电场力做功 。 故选 C 考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系 点评：抓住电场力具有力的一般性质，根据功的一般计算公式就可以很好地理解电场力做功，并能正确计算功的大小 如图所示， A、 B是带有等量的同种电荷的两小球，它们的质量都是 m，它们的悬线长度是 L，悬线上端都固定在 同一点 O， B球悬线竖直且
7、被固定， A球在力的作用下，在偏离 B球 x的地方静止平衡，此时 A受到绳的拉力为 FT；现保持其他条件不变，用改变 A球质量的方法，使 A球在距离 B为 处静止平衡，则 A受到绳的拉力为 ( ) A FT B 2FT C 4FT D 8FT 答案： D 试题分析：当 A、 B 间距离为 时， A、 B 间静电力为 ；由几何关系有， 则 。 故选 D 考点：库仑定律、共点力平衡 点评：本题属于动态的平衡问题，根据平衡的条件，列出关系式分析即可得出结论 如图所示，用甲、乙、丙三个电动势 E相同而内电阻 r不同的电源，分别给定值电阻 R供电。已知甲、乙、丙三个电源内 阻的大小关系为 r 甲 r 乙
8、 =R r 丙 ，则将 R先后接在这三个 电源上时的情况相比，下列说法中正确的是（ ） A接在甲电源上时，通过 R的电流最大 B接在丙电源上时，通过 R的电流最大 C三个电源中，乙电源的输出功率最大 D三个电源中，丙电源的输出功率最大 答案： BD 试题分析： AB、由 可知，接在丙电源上时，通过 R的电流最大； B正确 CD、由 可知，三个电源中，丙电源的输出功率最大； D正确 故选 BD 考点：闭合电路欧姆定律、电源的三个功率 点评：此题注意电源的输出功率为 R消耗的电功率，即电路中电流越大电源输出的功率越大。 如图所示，平行板电容器极板水平放置，板间有一质量为 m的带电油滴悬浮在两板间静
9、止不动，要使油滴向上运动，可采用的方法是 ( ) A把电阻 R1的阻值调大 B把电阻 R2的阻值调大 C把电阻 R3的阻值调大 D把电阻 R4的阻值调大 答案： BD 试题分析：由图可知 、 串联与 并联，再与 串联；电容器与 并联，由题知油滴静止，重力与电场力相等，由 ，可见要使油滴向上运动，要增大电场力，增大 两端电压，由串并联电路电压关系可知，增大 或，减小 或 ，可使油滴向上运动。 故选 BD 考点：闭合电路欧姆定律 点评：在直流电路中，电容器为断路，其两端电压为 两端电压，由可知只要增大 两端电压，即可使油滴向上运动。 如图所示，一束由质子、电子和 粒子组成的射线，在正交的电磁场中沿
10、直线 OO从 O点射入磁场 B2形成 3条径迹，下列说 法正确的是（ ） A 2是 粒子的径迹 B 3是质子的径迹 C 1是 粒子的径迹 D 2是质子的径迹 答案： D 试题分 析：三种粒子通过上方正交的电磁场沿直线运动，电场力与洛伦兹力平衡，可知速度相同，进入磁场后，由左手定则可知，质子与 粒子向右偏转，电子向左偏转，则 1是电子的径迹，由 得 ,可见 r与比荷成反比，质子的比荷比 粒子大，则质子的半径较小，由图可得 2是质子的径迹；D正确 故选 D 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动 点评：注意正交的电磁场是速度选择器， 的结论与粒子的质量、电荷量无关 如图所示，半径为 r的圆形空间内，存在
11、着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力），从 A点以速度 v0垂直磁场方向射入磁场中，并从 B点射出， AOB=1200，则该带电粒子在磁场中运动的时间为（ ） A 2r/3v0 B 2 r/3v0 C r/3v0 D r/3v0 答案： D 试题分析：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系可求出圆心角和半径，则可求得粒子转过的弧长，由线速度的定义可求得运动的时间 由图可知，粒子转过的圆心角为 60则 ，转过的弧长为则运动所用时间为 。 故选 D 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动 点评：本题很多同学只想到了用周期来求时间，其实用线速度的定义来求时间也是一个不错的选择 一带电粒
12、子只在电场力的作用下沿图中曲线从 J到 K 穿过 一匀强电场， a、b、 c、 d为该电场的等势面，其中有 abcd，若不计粒子的重力，可以确定（ ） A粒子带正电 B从 J到 K 粒子的电势能增加 C粒子带负电 D粒子从 J到 K 运动过程中的动能与电势能之和不变 答案： CD 试题分析： AC、电场线与等势面垂直且由高等势面指向低等势面，由题可知该匀强电场的电场线，垂直于等势面由 d指向 a，由图可知带电粒子受向右的电场力，电场力方向与场强方向相反，即粒子带负电； C正确 B、从 J 到 K 电场力做正功，电势能减小，动能增大，动能与电势能之和不变；D正确 故选 CD 考点：等势面、带电粒
13、子电场中的运动 点评：电场线与等势面垂直且由高等势面指向低等势面，只有电场力做功，动能与电势能之和不变。 如图所示，两个完全相同的通电圆环 A、 B圆心 O 重合，圆面相互垂直放置，通电电流相同电流方向如图所示，设每个圆环在其圆心 O 处独立产生的磁感应强度大小为 B。，则 O 处的磁感应强度大小为（ ） A B C D无法确定 答案： C 试题分析：由安培定则可知，通电圆环 A在圆心 O 处的磁感应强度方向，垂直纸面向里，通电圆环 B在圆心 O 处的磁感应强度方向，竖直向下，则圆心 O 处的磁感应强度大小为 ； C正确 故选 C 考点：磁场的叠加 点评：注意磁感应强度是矢量，求合磁感应强度用
14、平行四边形法则。 关于地磁场，下列说法正确的是（ ） A地球是一个巨大的磁体，地磁 N 极在地理南极附近， S极在地理北极附近 B地磁场在地表附近某处，有两个分量，水平分量指向地理北极附近，竖直分量一定竖直向下 C若能将指南针放在地心，则它的 N 极指向地球北极 D若能将指南针放在地心，则它的 N 极指向地球南极 答 案： AD 试题分析： A、地球是一个巨大的磁体，地磁 N 极在地理南极附近， S极在地理北极附近；正确 B、地磁场在地表附近某处，有两个分量，水平分量由向北，竖直分量北半球竖直向下，南半球竖直向上；错误 CD、指南针静止时，它的 N 极指向与磁场方向相同，在地球内部，地磁场方向
15、由北向南，则若能将指南针放在地心，则它的 N 极指向地球南极； D正确 故选 AD 考点：地磁场 点评：注意地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，磁体内部磁场方向由 S极指向 N 极。 实验题 两位同学在实验室利用如图（ a）所示的电路测定定值电阻 R0、电源的电动势 E和内电阻 r。调节滑动变阻器的滑动触头 P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表 A和电压表 V1的测量数据，另一同学记录的是电流表 A和电压表 V2的测量数据并根据数据描绘了如图（ b）所示的两条 UI 直线回答下列问题： （ 1）根据甲乙两同学描绘的直线，可知正确的是 A甲同学是根据电压表 V1和电流表 A的数据
16、 B甲同学是根据电压表 V2和电流表 A的数据 C乙同学是根据电压表 V1和电流表 A的数据 D乙同学是根据电压表 V2和电流表 A的数据 （ 2）根据图（ b），求出定值电阻 R0 ， 电源内电阻的阻值 r 答案： (1) AD (2) 2 1 试题分析：（ 1）电压表 测量的是路端电压，路端电压随电流的增大而减小；则甲同学是根据电压表 和电流表 A的数据 ，电压表 测量的是电阻 两端的电压，由欧姆定律可知 两端的电压随电流增大而增大，则乙同学是根据电压表 和电流表 A的数据；故选 AD （ 2）由图可得 ；电源内电阻的阻值考点：伏安法测电阻、测电源电动势和内电阻 点评：注意电源路端电压随电
17、流的增大而减小，定值电阻两端的电压随电流增大而增大。 （ 1）某同学在做多用电表测电阻的实验中： 测量某电阻时，用 “10W”档时发现指针偏转角度过大，他应该换用 档（填 “1W”或 “100W”）。 （ 2）把量程为 3mA的电流表改装成欧姆表，其结构如图所示，其中电源电动势 E=3V。改装后，将原来电流表 3mA的刻度定为电阻的 “0”刻度，欧姆表的中值电阻为 ， 2mA刻度处标 。 答案： (1) 1W (2)1000 500 试题分析： (1)多用电表测量电阻时，如果指针偏转过大，则被测电阻阻值较小，所以应将选择开关拨至倍率较小的挡位，即应该换用 “1W”档 （ 2）改装后欧姆表的内阻
18、为 ， 欧姆表的中值 电阻为 2mA刻度处标 考点：多用电表的使用 点评：熟练掌握欧姆表的原理和读数规则。 计算题 如图所示，在倾角为 的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为 L、质量为 m的直导体棒 ab，通以方向向里的电流，电流强度为 I，重力加速度为 g， （ 1）若加竖直向上的匀强磁场，使导体棒静止在斜面上，求所加磁场的磁感应强度 B的大小； （ 2）若匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，求所加磁场的磁感应强度 B的最小值和所对应方向。 答案：（ 1） (2) 、由左手定得磁感应强度的方向垂直斜面向上 试题分析：（ 1）导体棒静止在斜面上，根据共点力平衡得， 则所加磁场
19、的磁感应强度 B的大小为： （ 2）根据三角形定则知，当安培力沿斜面向上时，安培力最小 根据共点力平衡则有 可得磁感应强度 B的最小值为 由左手定得磁感应强度的方向垂直斜面向上。 考点：安培力、共点力平衡的条件及其应用 点评：关键是会根据共点力平衡求解力，以及知道根据三角形定则，当安培力的方向与支持力方向垂直时，安培力有最小值 如图所示的电路中，电阻 R1 R2 R3 10，电源内阻 r 5，电压表可视为理想电表当开关 S1和 S2均闭合时 ，电压表的示数为 10V.求： (1) 电源的电动势； (2)当开关 S1闭合而 S2断开时，电压表的示数和此时电源的效率。 答案：（ 1） 20V (2
20、) 16V 80 试题分析：（ 1）当开关 和 均闭合时，电阻 与 并联后与 串联 电压表的示数为 10V，由欧姆定律可知干路电流为 外电路总电阻为 根据闭合电路欧姆定律 可得 电源电动势 (2)当开关 闭合而 断开时，电阻 与 串联， 电路中的总电流为 电压表的读数等于路端电压即 此时电源的效率为 考点：闭合电路的欧姆定律 点评：对闭合电路的计算问题，首先要识别电路的结构，其次要明确电压表测量哪部分电路的电压。 如图所示，一带电粒子以某一速度在竖直平面内做直线运动，经过一段时间后进入一垂直于纸面向里、磁感应强度为 B的圆形匀强磁场区域（图中未画出磁场区域），粒子飞出磁场后垂直电场方向进入宽为
21、 L的匀强电场 . 电场强度大小为 E，方向竖直向上 . 当粒子穿出电场时速度大小变为原来的 倍 . 已知带电粒子的质量为 m，电量为 q，重力不计 . 粒子进入磁场前的速度与水平方向成60角，如图 . 试解答： （ 1）粒子带什么电？ （ 2）带电粒子在磁 场中运动时速度多大？ （ 3）该圆形磁场区域的最小面积为多大？ 答案： (1) 粒子带负电 (2) (3) 试题分析：（ 1）有题所给粒子在磁场中偏转的情况和左手定则可知，粒子带负电 （ 2）由于洛伦兹力对粒子不做功，故粒子以原来的速率进入电场中，设带电粒子进入电场的初速度为 ，在电场中偏转时做类平抛运动，由题意知粒子离开电场时的末速度大小为 将 分解为平行电场方向和垂直电场方向的两个分速度： 由几何关系知 垂直电场方向有 平行电场方向有 由牛顿第二定律有 联立 可得 （ 3）如图所示，带电粒子在磁场中所受到洛伦兹力作为向心力 设在磁场中做圆周运动的半径为 R，圆形磁场区域的半径为 r 则有： 可得： 由几何关系可得： 磁场区域的最小面积为 联立以上三式可得： 考点：带电粒子在组合场中的运动 点评：本题考查带电粒子在电场、磁场中两运动模型：匀速圆周运动与类平抛运动，及相关的综合分析能力，以及空间想像的能力，应用数学知识解决物理问题的能力。
