1、2013-2014学年江苏省泰州市姜堰区高二上期中考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 关于磁感强度，下列说法中正确的是 A一小段通电导线在磁场中某处不受磁场力的作用，则该处的磁感强度一定为零 B一小段通电导线在磁场中某处受到的磁场力越小，说明该处的磁感强度越小 C磁场中某点的磁感强度方向就是放在该点的一小段通电导线的受力方向 D磁场中某点的磁感强度的大小和方向跟放在该点的一小段通电导线受力情况无关 答案： D 试题分析：一小段通电导线在磁场中某处不受磁场力的作用，则该处的磁感强度不一定为零，磁场力和导线与磁场方向的夹角有关系， A错误、 B错误、 D正确；磁场力的方向与磁感应强度的方向垂直，
2、 C错误。 考点：本题考查磁场力、磁感应强度方向。 如图所示的空间中存在着正交的匀强电场和匀强磁场，从 A点沿 AB、 AC方向分别抛出两带电小球，关于小球的运动情况，下列说法中正确的是 A从 AB、 AC抛出的小球都可能做直线运动 B只有沿 AB抛出的小球才可能做直线运动 C做直线运动的小球带正电，而且一定是做匀速直线运动 D做直线 运动的小球机械能守恒 答案： BC 试题分析：从 AB抛出的小球，若小球带正电，受到重力、水平向右的电场力和垂直于 AB连线向上的洛伦兹力，三力的合力可能为零，可能做直线运动，且一定做匀速直线运动，否则洛伦兹力会发生变化，合力方向会发生变化，所以做直线运动，洛伦
3、兹力不能变，即为匀速直线运动；从 AC抛出的小球，若小球带正电，受到重力、水平向右的电场力和垂直于 AC 连线向上的洛伦兹力，三力的合力不可能为零，不可能做匀速直线运动；由于洛伦兹力随速度的变化，也不可能做直线运动；若小球带负电，受到重力、水平向左的电场力和垂直 于AC连线向下的洛伦兹力，三力的合力不可能为零，一定做曲线运动， A错误，BC 正确；从 AB抛出的小球，由于电场力做功，其机械能一定不守恒， D错误。 考点：本题考查带电粒子在混合场中的运动。 某同学将一直流电源的总功率 PE、输出功率 PR和电源内部的发热功率 Pr随电流 I变化的图线画在了同一坐标上，如图所示 .根据图线可知 A
4、反映 Pr变化的图线是 c B电源电动势为 8 V C电源内阻为 2 D当电流为 0.5 A时，外电路的电阻为 6 答案： ACD 试题分析：根据直流电源的总功率 PE=EI，内部的发热功率 Pr=I2r，输出功率PR=EI-I2r，可知反映 Pr变化的图线是 c，反映 PE变化的是图线 a，反映 PR变化的是图线 b， A正确；图线 a的斜率等于电源的电动势，由得到 E= =4V， B错误；当 I=2A时， Pr=8W，由公式 Pr=I2r得， r=2， C错误；当电流为 0.5A时，由图读出电源的功率 PE=2W由 PE 代入得到， R=6， D正确。 考点：本题考查电路的功率。 如图是磁
5、流体发电机的示意图，在间距为 d的平行金属板 A、 C间，存在磁感应强度为 B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，两金属板通过导线与变阻器 R相连，等离子体以速度 v平行于两金属板垂直射入磁场若要增大该发电机的电动势，可采取的方法是 A增大 d B增大 R C增大 B D增大 v 答案： ACD 试题分析：根据平衡条件得， qvB=q ，解得电动势 E=Bdv，所以可以通过增大 B、 d、 v来增大电动势故 A、 C、 D正确， B错误。 考点：本题考查磁流体发电机的电动势。 如图所示，一根有质量的金属棒 MN，两端用细软导线连接后悬于 a、 b两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通
6、有电流，方向 从 M流向 N，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以 A适当增大磁感应强度 B使磁场反向 C适当增大电流 D使电流反向 答案： AC 试题分析：棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从 M流向 N，根据左手定则可得，安培力的方向竖直向上，由于此时悬线上有拉力，由共点力平衡条件： T+BIL mg，为了使拉力等于零，则安培力必须增加所以适当增加电流强度，或增大磁感应强度。 考点：本题考查共点力平衡条件、安培力。 如图所示，直导线 AB、螺线管 C、电磁铁 D三者相距较远，它们的磁场互不影响，当开关 S闭合稳定后，则图中小磁针的北极 N（黑色的一端）指示出磁
7、场方向正确的是 A a B b C c D d 答案： BD 试题分析：在磁体外部磁场由 N极指向 S极，在磁体内部磁场由 S极指向 N极，而小磁针 N极的指向为该点的磁感应强度方向，根据安培定则，知 BD正确。 考点：本题考查通电导体周围的磁场方向。 在如图所示电路中，当滑动变阻器滑片 P向下移动时，则 A A灯变亮、 B灯变亮、 C灯变亮 B A灯变亮、 B灯变亮、 C灯变暗 C A灯变亮、 B灯变暗、 C灯变暗 D A灯变亮、 B灯变暗、 C灯变亮 答案： D 试题分析：滑动变阻器滑片 P向下移动时，滑动变阻器连入电路的电阻减小，根据 “并同串反 ”： A灯与 P间接串联，则 A灯变亮，
8、 B灯与 P间接并联，则 B灯变暗， C灯与 P串联，则 C灯变亮， D正确。 考点：本题考查闭合电路的动态分析。 如图所示，两根互相平行的长直导线过纸面上的 M、 N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流 .a、 O、 b在 M、 N的连线上， O为MN的中点， c、 d位于 MN的中垂线上，且 a、 b、 c、 d到 O点的距离均相等 .关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是 A O点处的磁感应强度为零 B a、 b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反 C c、 d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同 D a、 c两点处磁感应强度的方向不同 答案： C 试题分析：根据右手螺
9、旋定则， M处导线在 o点产生的磁场方向竖直向下， N处导线在 o 点产生的磁场方向竖直向下，合成后磁感应强度不等于 0， A 错误；M在 a处产生的磁场方向竖直向下，在 b处产生的磁场方向竖直向下， N在 a处产生的磁场方向竖直向下， b处产生的磁场方向竖直向下，根据场强的叠加知， a、 b两点处磁感应强度大小相等，方向相同， B错误； M在 c处产生的磁场方向垂直于 cM偏下，在 d出产生的磁场方向垂直 dM偏下， N在 c处产生的磁场方向垂直于 cN偏下，在 d处产生的磁场方向垂直于 dN偏下，根据平行四边形定则，知 c处的磁场方向竖直向下， d处的磁场方向竖直向下，且合场强大小相等，方
10、向相同， C正确； a、 c两点的磁场方向都是竖直向下， D错误。 考点：本题考查磁场的叠加。 质量和电荷量都相等的带电粒子 M和 N，以不同的速率经小孔 S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中两个虚线所示，下列表述正确的是 A M带正电， N带负电 B M的速率大于 N的速率 C洛伦磁力对 M、 N做正功 D M的运行时间大于 N的运行时间 答案： B 试题分析：由左手定则判断出 M带负电荷， N带正电荷， A错误；粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力 qvB=m ，半径为： r= ，在质量与电量相同的情况下，半径大说明速率大，即 M的速度率大于 N的速率， B错误；洛伦兹力不做功， C错
11、误；粒子在磁场中运动半周，即时间为周期的一半，而周期为T= ， M的运行时间等于 N的运行时间，故 D错误。 考点：本题考查带电粒子在匀强磁场中运动。 在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路，当调节滑动变阻器 R并 控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为 0.5A和 2V.重新调节 R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为 2A和24V，则这台电动机正常运转时的输出功率为 A 48W B 47W C 44W D 32W 答案： D 试题分析：电动机停止转动时，由欧姆定律 r= 电动机的总功率P=U1I1=24V2A=48W；电动机的热功率 Pr=I12r=（
12、 2A） 24=16W；电动机正常运转时的输出功率是 P 输出 =P-Pr=48W-16W=32W， D正确。 考点：本题考查电动机的输出功率。 若用 E表示电源电动势， U表示外电压， U 表示内电压， R表示外电路总电阻 (外电路为纯电阻电路 )， r 表示内电阻， I 表示总电流，考察下列各关系式： U =IR U =EU E=U+Ir I=E/(R+r) U=ER/(R+r) U=E+Ir 上述关系式中成立的是 A B C D 答案： B 试题分析：根据闭合电路欧姆定律 得： U =Ir U =IR U =EU U=ER/(R+r)，则 B正确， ACD错误。 考点：本题考查闭合电路欧
13、姆定律中各量间的 关系。 关于回旋加速器，下述说法中不正确是 A电场的作用是使带电粒子加速，动能增大 B电场和磁场交替使带电粒子加速 C磁场的作用是使带电粒子在磁场中回旋，获得多次被加速的机会 D D形盒的半径越大，射出的带电粒子获得的能量越多 答案： B 试题分析：回旋加速器中，电场的作用是使带电粒子加速，动能增大， A 正确；磁场的作用是改变粒子运动的方向，使带电粒子在磁场中回旋，做匀速圆周运动，获得多次被加速的机会，磁场力不对带电粒子做功， B错误、 C正确；由知， D形盒的半径越大，射出的带电粒子获得的能量越多， D正确。 考点：本题考查回旋加速器。 实验题 (15分 )在研究某电路元
14、件的伏安特性时，得到了如下图所示的伏安特性曲线 .备用器材有电压表 V1（量程为 3V，内阻约为 6k），电压表 V2（量程为15V，内阻约为 150k）；电流表 A1（量程为 150mA，内阻约为 10），电流表 A2（量程为 3A，内阻约为 0.3）；滑动变阻器 R1(20 1A)，滑动变阻器R2(1K 0.2A) （ 1）实验中电压表应选择 ，电流表应选择 ，滑动变阻器应选择 (选填写器材的字母代号 ). （ 2）请在答题卡中将图中的实物连线补充完整 . （ 3）通过伏安特性曲线可知，随着电压的增大此元件的电阻 （选填 “不变 ”、“增加 ”或 “减小 ”） （ 4）实验结束后，应先断开
15、开关，拆除 两端的导线，再拆除其他导线，最后整理好器材 . （ 5）把此元件和电阻为 99欧姆的标准电阻串联接在电动势为 10V，内阻为 1的电源两端，此时电源的输出功率为 W 答案： V2 A1 R1 连线如下图 减小 电池（ 5） 0.26W (0.25 0.27W) 试题分析：（ 1）由表中数据可得，电压最大值接近 12V，故电压表应选择 V2 ，电路中电流最大为 100mA，故电流表应选择 A1 ，在测量伏安特性曲线时，要求电流从零开始调节，应采用分压接法，滑动变阻器选择小电阻 R1 （ 2）本实验采用的是滑动变阻器分压接法，电流表采用分压接法；根据原理图依次将各元件连接，一般选连接串
16、联部分，再连接并联部分； （ 3） I-U图象中，图象的斜率表示电阻的倒数，由图象可知，斜率增大，故电阻减小； （ 4）实验结束后，应先断开开关，拆除电源两端的导线，防止电源出现短路，再拆除其他导线，最后整理好器材 . （ 5）在原图中再作出以 99等效为电源内阻时的伏安特性 曲线，如下图， 则两图象的交点纵坐标为电路中的电流 25mA；此时灯泡两端的电压为 7.9V；则电源的输出总电压 U=7.9+IR=9.88V；由 P=UI可求得电源的输出功率P=UI=9.880.025W0.26W； 考点：研究某电路元件的伏安特性 （ 8分）（ 1）下图为多用电表表盘，若将该表选择旋钮置于 25mA挡
17、 ,则读数为 mA . （ 2）某同学用多用电表粗测某电阻的阻值，当用 “100”倍率的挡位测量时，发现表头指针向右偏转角度过大，为减小误差，应将选择开关拨到 “ ”倍率的挡位（选填 “10”或 “1k”） .如果换挡后立即用表笔连接电阻读数，该同学欠缺的实验步骤是： .补上该步骤后，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值是 . 答案： .0 “10” 把红、黑表笔短接，重新欧姆调零 220 试题分析：（ 1）若将该表选择旋钮置于 25mA挡测电流，应从 “250”档读数，每小格表示的电流数为 5mA，电流读数为：格子数 5=20.05=100mA。读数再除以 100，则结果为 10.0mA 用欧
18、姆表测电阻，为减小误差应尽量使指针指在中值电阻附近，指针向右偏转角度过大，说明所选倍率偏大，应将开关拨至 10档，但换档后应注意重新欧姆调零。 考点：本题考查多用电表的使用。 （ 10分）（ 1）如图所示，游标卡尺的示数为 mm；螺旋测微器的示数为 mm. （ 2）一灵敏电流计，满偏电流为 Ig=5mA，表头电阻 Rg=400，若改装成量程为 10V的电压表，应串联一个 的电阻，改装后电压表的内阻为 ； 答案：（ 1） 14.25 9.270 （ 2） 1600 2000 试题分析：游标卡尺读数 :若用 x表示由主尺上读出的整毫米数 ;K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数 ,则
19、记录结果表达为 (x+K精确度 ) mm。 螺旋测微器读数：测量值 (毫米 )=固定刻度数 (毫米 )(注意半毫米刻线是否露出 )+可动刻度数 (估读一位 )0.01(毫米 ) 根据测量电阻具有分压作用可知，将电流表改装为电压表应串联一个分压电阻R，由 ，可求出 R=1600，改装后的电压表的内阻为RV=Rg+R=2000。 考点：本题考查游标卡尺读数、螺旋测微器读数、电表的改装。 计算题 （ 8分）如图所示，在同一水平面的两导轨相互平行，相距 2 m并处于竖直向上的匀强磁场中，一根质量为 3.6 kg的金属棒放在导轨上，与导轨垂直当金属棒中的电流为 5 A时，金属棒做匀速直线运动，当金属棒中
20、的电流增加到8A时，金属棒将获得 2m/s2的加速度 (g取 10m/s2) 求： （ 1）磁场的磁感应强度； （ 2）导轨与金属棒间动摩擦因数 . 答案： 1.2T 0.33 试题分析： (1)金属棒匀速运动时，安培力与摩擦力平衡： f=BI1L （ 2分） 金属棒加速运动时，由牛顿第二定律： BI2Lf=ma （ 2分） 联立 得： B=1.2T（ 2分） f=12N（ 2分） （ 2）由 f=N N=mg 得 =0.33（ 2分） 考点：本题考查安培力、共点力平衡条件、滑动 摩擦力计算。 （ 10分）如图所示的电路中，电源的电动势 E=3. 0V，内阻 r=1.0；电阻=10， 10，
21、=30， =35；电容器的电容 C=100 .电容器原来不带电，接通电键 K.求： （ 1）流过电源的电流； （ 2）电阻 两端的电压； （ 3）从接通电键 K达到稳定过程中流过 的总电量 . 答案： 2V C 试题分析：（ 1）电键 K闭合后，闭合电路的总电阻为 （ 2分） 由闭合电路欧姆定律，通过电源的电流 （ 2分） （ 2）电源的端电压 V（ 2分） 电阻 两端的电压 V（ 1分） （ 3）通过 的总电量就是电容器的带电量（ 1分） C。（ 2分） 考点：本题考查闭合电路的欧姆定律。 （ 13分）一个重力不计的带电粒子，以大小为 v的速度从坐标 (0， L)的 a点，平行于 x 轴射入
22、磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，并从 x轴上 b点射出磁场，射出速度方向与 x轴正方向夹角为 60，如图所示 .求： （ 1）带电粒子在磁场中运动的轨道半径； （ 2）带电粒子的比荷 q/m及粒子从 a点运动到 b点的时间； （ 3）其他条件不变，要使该粒子恰从 O点射出磁场，求粒子入射速度大小 . 答案： 2L 试题分析：（ 1）由几何知识： Rsin30+L=R R=2L （ 2）由洛伦兹力提供向心力： qBv= 得： 周期： T= 时间 t= （ 3）要使粒子能从 O 点射出磁场，则 R = 由 qBv= 得： V= （ 2分） 考点：本题考查带粒子在匀强磁场中
23、的运动。 （ 15分）如图所示，在直角坐标系 xoy的第一、四象限区域内存在两个有界的匀强磁场：垂直纸面向外的匀强磁场 、垂直纸面向里的匀强磁场 ， O、M、 P、 Q为磁场边界和 x轴的交点， OM=MP=L.在第三象限存在沿 y轴正向的匀强电场 . 一质量为 带 电量为 的带电粒子从电场中坐标为（ -2L， -L）的点以速度 v0沿 +x方向射出，恰好经过原点 O处射入区域 又从 M点射出区域 （粒子的重力忽略不计） （ 1）求第三象限匀强电场场强 E的大小； （ 2）求区域 内匀强磁场磁感应强度 B的大小； （ 3）如带电粒子能再次回到原点 O，问区域 内磁场的宽度至少为多少？粒子两次经过原点 O的时间间隔为多少？ 答案：（ 1） （ 2） （ 3）试题分析：（ 1）带电粒子在匀强电场中做类平抛运动：粒子沿 x轴正方向的位移： 粒子沿电场方向的位移： 联立 式得： （ 2）设到原点时带电粒子的竖直分速度为 : 把 式代入得： 则合速度： 方向与 轴正向成 角 (1分 ) 粒子进入区域 做匀速圆周运动，由几何知识可得： （ 1分） 由洛伦兹力充当向心力： （ 1分）， 可解得： （ 1分） （ 3）运动轨迹如图，在区域 做匀速圆周的半径为： （ 1分） (1分 ) 运动时间： （ 1分）， （ 1分）， （ 1分） （ 1分） 考点：本题考查带电粒子在混合场中的运动。
