1、2013-2014学年江苏省阜宁中学高二上期中考试物理（理）试卷与答案（带解析） 选择题 某同学对四只电阻各进行一次测量，把每一个电阻两端的电压和通过它的电流在 U-I坐标系中描点，得到了如图中 a、 b、 c、 d四个点，其中阻值最大的是（ ） A a B b C c D d 答案： A 试题分析：由题意知，将图中 a、 b、 c、 d四个点，分别于 O点相连，可得四只电阻的 U-I图像，如图所示，又因 U-I图像的斜率表示电阻可得 a的阻值最大，所以 A正确。 考点：本题考查欧姆定律及应用。 匀强磁场的边界为直角三角形 ABC，一束带正电的粒子以不同的速率沿AB从 A处射入磁场，不计粒子的
2、重力。则 （ ） A从 BC边射出的粒子场中运动时间相等 B从 AC边射出的粒子场中运动时间相等 C从 BC边射出的粒子越靠近 C，场中运动时间越长 D从 AC边射出的粒子越靠近 C，场中运动时间越长 答案： BC 试题分析：粒子在磁场中做圆周运动的时间 ，其中 为轨迹对应的圆心角。如图所示，根据轨迹 的对称性知，从 AC边射出的粒子运动轨迹对应的圆心角相同，所以要运动的时间相等，所以 B正确； D错 误；从 BC边射出的粒子轨迹对应的圆心角不同，且从 BC边射出的粒子越靠近C，圆心角越大，所以在场中运动时间越长，故 A错误； C正确。 考点：本题考查带电粒子在磁场中的圆周运动。 如图所示，平
3、行板间有互相垂直的匀强电场和匀强磁场，重力不计的带电粒子沿平行于极板方向从左侧射入，从右侧离开场区时动能比初动能小了些，为了使它离开场区时的动能比初动能大，可以 ( ) A增大粒子进入场区时的初速度 B改变带电粒子的带电性质 C减小磁场的磁感应强度 D增加两板间的电压 答案： CD 试题分析：由题意知粒子从右侧离开场区时动能比初动能小了些，因粒子在板间只受电场力和洛伦兹力的作用而洛伦兹力不做功，所以在粒子运动过程中电场力做负功，故电场力 qE小于洛伦兹力 Bqv；若增大粒子进入场区时的初速度，则洛伦兹力 Bqv增大，粒子运动轨迹向洛伦兹力一侧偏转，电场力做负功，动能减小，所以 A错误；若改变带
4、电粒子的带电性质则电场力与洛伦兹力的方向同时改变而大小不变，所以还是动能减小，故 B错误；若减小磁场的磁感应强度 B，则洛伦兹力减小，当 Bqv小于 qE时，在粒子运动过程中电场力做正功，则动能增大，所以 C正确； 若增加两板间的电压，则板间电场强度跟着增大，粒子受电场力增大，当 qE大于 Bqv时，在粒子运动过程中电场力做正功，则动能增大，所以 D正确。 考点：本题考查带电粒子在复合场中的运动，意在考查学生的综合分析能力。 如图所示，当电路里滑线变阻器 R2的滑动触头 P向下滑动时，下列物理量将增大的是（ ） A电容器 C的电容 B R1消耗的功率 C电压表的读数 D电容器两极板间的电场强度
5、 答案： CD 试题分析：电容器的电容由电容器自身决定，所以当滑动触头 P向下滑动时，电容器 C的电容保持不变，故 A错误；当滑动触头 P向下滑动时， R2连入电路中的阻值增大，所以电路中的电流减小，流过 R1的电流减小， R1的电压减小，故 R1消耗的功率减小，所以 B错误；因外电路的阻值增大，所以路端电压增大即电压表的示数增大，所以 C正确；根据 ， 增大， 减小，所以 增大，电容器与 R2并联，所以电容器电压增大，再根据 U=Ed知电容器两极板间的电场强度增大，所以 D正确。 考点：本题考查闭合电路的动态分析及电容器等，意在考查学生的综合分析能力。 如图电路是将滑动变阻器作分压器用的电路
6、， A、 B为分压器的输出端，若把变阻器的滑动滑片 P放在变阻器中央，下 列判断中正确的是（ ） A. 空载时输出电压为 B. 当接上负载 R时，输出电压为 C. 负载电阻 R的阻值越大， UAB越接近 D. 负载电阻 R的阻值越小， UAB越接近 答案： ABC 试题分析：空载时，滑动变阻器上、下两部分串联，又因 P在变阻器中央，所以上、下部分电阻相等，故电压相等，所以 A正确；当接上负载时，变阻器下半部分与 R并联，并联后总阻值小于上半部分的阻值，所以电压 ，故 B正确；当负载电阻 R的阻值越大，并联电路的总电阻越接近变阻器上半部分阻值，所以 UAB越接近 ，故 C正确； D错误。 考点：
7、本 题考查串并联电路的特点，意在考查学生的综合能力。 在磁场中的同一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样，图中几幅图象表现的是导线受的力 F与通过的电流 I的关系。 a、 b各代表一组 F、 I的数据。图正确的是( ) 答案： BC 试题分析：在磁场中放置一条直导线，当导线中电流为零时导线不受磁场力作用，所以 A错误；由题意知在磁场中的同一位置放置一条直导线，所以 BL相同，当导线的方向与磁场方向垂直时，导线受到安培力 ，所以 相同即 a、 b两点与坐标原点连线的斜率相同，所以 B、 C正确； D错误。 考点：本题考查安培力，意在考查学
8、生的理解能力。 两根互相平行的通电长直导线 A、 B垂直于纸面放置，电流相同， 是AB连线的中垂线， 沿 方向磁感应强度的大小（ ） A逐渐变大 B逐渐变小 C先变小后变大 D先变大后变小 答案： D 试题分析：根据安培定则，知直导线 A产生磁场在 O点的磁感应强度的方向竖直向下，而直导线 B产生磁场在 O点的磁感应强度的方向竖直向上且大小与导线 A产生的相等，所以 O点磁感应强度为零，又在无穷远出的磁感应强度也为零，所以沿 方向磁感应强度的大小从零变化到零，即先变大后变小，故 D正确。 考点：本题考查安培定则、磁感应强度。 电饭锅工作有两个状态：一个是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧
9、干后的保温状态。如图所示的电饭锅电路图， R1是一辅助电阻， R2是加热用的电热丝，已知 R1=2R2。则（ ） A S闭合时处于保温状态，加热功率是保温功率的 9倍 B S闭合时处于保温状态，加热功率是保温功率的 3倍 C S断开时处于保温状态，加热功率是保温功率的 9倍 D S断开时处于保温状态，加热功率是保温功率的 3倍 答案： C 试题分 析：由图知，当 S接通时， R1被短路， R2直接接在电源两端，流过 R2的电流为 220/R2；当 S断开时， R1、 R2串联后接在电源两端，流过 R2的电流为，因而 S接通时，流过的 R2电流大，所以 R2消耗的电功率要大一些，故此时为加热状态
10、，故 S断开时处于保温状态；加热时， ，保温时，又 R1=2R2，联立可得 ，所以 C正确。 考点：本题考查电饭煲的原理设计电功率的计算，意在考查学生的分析能力。 a、 b两点间电压保持不变，某同学用一只非理想电压表并联在电阻 R1两端时，读数为 4.3V；用这只电压表并联在电阻 R2两端时，读数为 4.5V；则 ab间的电压一定 ( ) A等于 8.4V B等于 8.8V C大于 8.8V D小于 8.8V 答案： C 试题分析：电压表与 R1并联的时候，相当于 R1上又并联了一个电阻，那么相当于 R1电阻变小，所以 R1分到的电压要比原来小了，测得的电压 4.3V要小于 R1与 R2串联时
11、实际电压；测 R2时同理，假设电压表示数为 U，因 R1和 R2测到的电压都要比实际电压小，那么测到的总电压一定小于总电压 U，即 4.3V +4.5V U，即 a、 b间的电压一定大于 8.8V，所以 C正确。 考点：本题考查串并联电路的规律，意在考查学生的理解能力。 图中的 D为置于电磁铁两极间的一段通电直导线，电流方向垂直于纸面向里。在电键 S接通后，导线 D所受磁场力的方向是 ( ) A向下 B向上 C向左 D向右 答案： B 试题分析：在电键 S接通后，根据右手螺旋定则可知，导线 D所在位置的磁感线方向为水平向左，结合导线中电流的方向垂直于纸面向里，根据左手定则可得导线受安培力方向竖
12、直向上，所以 B正确。 考点：本题考查右手定则、左手定则的应用，意在考查学生的分析能力。 实验题 在测量一节干电池的电动势和内电阻的实验中，实验电路图如图所示。调节滑动变阻器测得几组电流、电压的数据： 电流表读数 I/A 1.72 1.35 0.98 0.63 0.34 电压表读数 U/V 1.88 1.91 1.93 1.97 1.99 （ 1）作出电源路端电压 U随电流变化的 U-I图象，要求尽量作满坐标线，并能清楚看出变化规律。 （ 2）根据图象得出电源的电动势 V 和内电阻 （有效数字跟表格内数据一致） （ 3）实验中要求电流表测量通过电池的电流，电压表测量电池两极的电压。根据图示的电
13、路电流表测量值 真实值（选填 “大于 ”或 “小于 ”）。写出现一条能减少这一误差的改进办法 。 答案：（ 1） （ 2） 2.02V 0.08 （ 2分） （ 3） 小于 选择电压表内阻尽量大些 试题分析：（ 1）为尽量作满坐标线，纵轴不能从 0V开始，如图所示； （ 2）在闭合回路中根据路端电压与电流的关系 可知，图像与纵轴的交点表示电动势，所以电动势为 2.02V，图线的斜率表示电源内阻 r=0.08；（ 3）由图知流过电源的电流等于电流表读数加上电压表的电流，所以电流表读数小于真实值，误差的原因的电压表的分流，若流过电压表的电流越 小，该误差就越小，所以电压表内阻应尽量大些。 考点：本
14、题考查测电源的电动势和内阻，意在考查学生综合能力。 为了测量量程为 3V的电压表 V的内阻（内阻约 2000），实验室可以提供器材有： A电流表 A1，量程为 600mA，内阻约0.1； B电流表 A2，量程为 2mA，内阻约0.1； C电源 E1，电动势 1.5V，内阻约0.8； D电源 E2，电动势 6.0V，内阻约0.6； E滑动变阻器 R，最大阻值约 100； F电键 K，导线若干。 从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表 V内阻的实验电路 （ 1）电流表应该选择 ，电源应该选择 ；（填代号） （ 2）在虚线框中画出电路原理图 （ 3）说明实验所需要测量的量： ，写出计算电压表
15、内阻 Rv的表达式 答案：（ 1） B(A2) ， D(E2) （ 2）如图 （ 3）电压表读数 U、电流表读数 I （ 2分） （ 2分） 试题分析：由待测电压表量程为 3V，内阻约为 2000，知电压表的最大电流约为 ，所以电流表选择 B(A2)，电源 E1，电动势 1.5V，而电压表量程是 3V，电源 E1电动势太小，所以电源选择 D(E2)； （ 2）要测电压表的电流，所以电流表与待测电压 表串联，又因滑动变阻器 R，最大阻值约 100，远小于待测电压表内阻，为调节方便，故滑动变阻器用分压式接法，所以电路图如图： （ 3）根据欧姆定律 知要测电压表内阻需知电压表电压和流过电压表的电流，
16、故需测量的物理量有：电压表读数 U、电流表读数 I ； 。 考点：本题考查测量电压表内阻涉及欧姆定律、电表的选择等知识，意在考查学生的综合分析能力。 用多用表进行某次测量，指针的位置如图所示，若选择的挡位在 “直流电压500V”,则指针读数为 V；若选择的挡位在 “电阻 10”，则指针读数为 ； 答案： V， 320 试题分析：若选择的挡位在 “直流电压 500V”,即指针满偏时电压 500V，所以一个刻度表示 10V，由图知指针读数为 220V；若选择的挡位在 “电阻 10”，由图知指针指向刻度值 32，所以待测电阻的阻值为 3210=320。 考点：本题考查多用电表的读数。 计算题 一台国
17、产 XQB30-13 型全自动洗衣机说明书中所列的主要技术数据如下表，试根据表中提供的数据计算： 额定电压 220V 额定频率 50Hz 额定洗衣、脱水功率 360W 额定洗衣、脱水容量 3kg 整机质量 33kg 外形尺寸（长 宽 高） (542550920)mm3 （ 1）这台洗衣机正常洗衣时，通过洗衣机的电流强度是多大？ （ 2）如洗衣、脱水的累计时间为 40min，则洗衣机耗电多少？ （ 3）有人用 ，得到 ，估算出洗衣机的内阻约为134. 他的估算方法对吗？说明理由 . 答案：（ 1） 1.64A （ 2） 8.64105J （ 3）不能 , 因为洗衣机不是纯电阻电路 试题分析： (
18、1)由题意知洗衣机正常工作时额定电压为 220V，额定功率为 360W，根据 ，可求通过洗衣机的电流 （ 3分） (2)消耗的电能 （ 3分） (3)因为洗衣机在工作时不是纯电阻电路，所以不满足欧姆定律即 ，所以，所以他的估算方法不对。 （ 3分） 考点：本题考查欧姆定律、电功、电功率等。 回旋加速器 D形盒的半径为 r，匀强磁场的磁感应强度为 B。一个质量了 m、电荷量为 q的粒子在加速器的中央从速度为零开始加速。 （ 1）求该回旋加速器所加交变电场的频率； （ 2）求粒子离开回旋加速器时获得的动能； （ 3）有同学想自利用该回旋加速器直接对质量为 m、电量为 2q的粒子加速。能行吗？行，说
19、明理由；不行，提出改进方案 . 答案： (1) (2) (3)不行 ，方法一：改变交流电的频率改为原来的 2倍 方法二：改变磁场的磁感应强度改为原来的一半 试题分析： (1)带电粒子在回旋加速器中要实验回旋加速要求 D形盒间电场的变化周期等于粒子在磁场中做圆周运动的周期，即 ，所以（ 4分） (2)当粒子的轨道半径增大到等于 D形盒半径时，粒子将飞出加速器，此时速度最大，所以当带电粒子离开回旋加速器时： 所以 （ 4分） (3) 质量为 m、电量为 2q的粒子在磁场中做圆周运动的周期 与盒间电场变化的周期不同，所以不能用该回旋加速器直接对质量为 m、电量为 2q的粒子加速。改进方案 ： 方法一
20、 :改变交流电的频率改为原来的 2倍 方法二 :改变磁场的磁感应强度改为原来的一半 （ 4分） (说出一种方法即可 ) 考点：本题考查带电粒子在复合场中的运动，意在考查学生的综合分析能力。 磁流体发电是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为电能，如图所示，平行金属板 A、 B之间相距为 d，板间的磁场按匀强磁场处理，磁感应强度为 B，等离子体以速度 v沿垂直于 B的方向射入磁场，金属板 A、 B是边长为 a的正方形，等离子体的电阻率为 ，外接电阻 R。求： （ 1）发电机的电动势； （ 2）电阻 R上的电流； （ 3）要使等离 子体能进入磁场所需的外力 . 答案：（ 1） （ 2） （ 3
21、） 试题分析：（ 1）等离子体进入 A、 B板间在洛伦兹力的作用下发生偏转，正、负离子分别在 B、 A板上聚集，从而使 A、 B板间有了电场，离子在板间还要受到电场力作用，当电场力等于洛伦兹力的时候 A、 B板间由稳定的电势差即发电机电动势， 电动势 （ 4分） （ 2） A、 B板及板间等离子体视为电源，则电源内阻： ，又外电阻为R，根据欧姆定律可得流过 R的电流： （ 5分） （ 3）可把等离子体视为直线电流长度为 a，方向 A到 B，在磁场中受到安培力的作用，根据左手定则可判断安培力的方向向外，等离子体要进入磁场需克服该安培力，所以等离子体需要的外力： （ 5分） 考点：带电粒子在复合场
22、中的运动涉及欧姆定律、电阻定律等知识，意在考查学生的综合分析能力。 如图所示，宽 x=2cm的有界匀强磁场的纵向范围足够大，磁感应强度的方向垂直纸面向内，大小为 0.01T。现有一群比荷 q/m=4107C/kg的正粒子，从 O点以相同的速率 2104m/s沿纸面不同方向进入磁场，粒子重量忽略不计（ ）。求： （ 1）粒子在磁场中做圆周运动的半径； （ 2）所有打在 y轴上的粒子在磁场中运动的最长时间； （ 3）打在分界线 x=2cm上粒子的分布范围 . 答案：（ 1） 0.05m （ 2） 4.6210-6s （ 3） x轴下方 0.04m到 x轴上方 0.04m之间均有粒子 试题分析：（
23、1）根据粒子在磁场中运动是洛伦兹力提供向心力可得：，求得 r=0.05m； （ 2）粒子做圆周运动的周期 ，设粒子运动轨迹的圆心角为 ，则粒子在磁场中运动的时间 ，由题意知，当粒子的轨迹与磁场右边界相切时，粒子打在 y轴上，轨迹的圆心角最大，运动的时间最长，如图所示，根据几何关系可求圆心角为 106o，代入可求运动时间 t=4.6210-6s； （ 3）由题意知，当粒子的速度沿 y轴负方向时粒子从 p点离开磁场，且 p点为粒子打在分界线 x=2cm上的最低点，如图所示，由几何关系可求 p点到 x轴的距离为 0.04m；当粒子轨迹与分界线 x=2cm相切时，切点 Q为粒子在分界线x=2cm上的最高点，如图所示根据几何关系可求 Q到 x轴的距离为 0.04m，所以打在分界线 x=2cm上粒子的分布在 x轴下方 0.04m到 x轴上方 0.04m的范围内。 考点：本题考查带电粒子在磁场中的圆周运动，意在考查学生的分析能力。
