1、2013-2014学年重庆八中高二上期中考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 下列关于磁场的说法正确的是（ ） A一小段通电导线在磁场中的受力方向就是该处磁感应强度的方向 B一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度一定为零 C物理学上用单位质量的小磁针在磁场中某点受到的力来表征该点磁场的强弱 D物理学上用一小段通电导线垂直于磁场方向摆放在某点时，受到的磁场力与该小段导线的长度和电流的乘积的比值来表征该点磁场的强弱 答案： D 试题分析：由左手定则可知一小段通电导线在磁场中的受力方向跟该处磁感应强度的方向垂直， A错误；一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，可能是导线跟磁感应强度方
2、向平行，而该处磁感应强度不一定为零， B错误；物理学上用一小段通电导线垂直于磁场方向摆放在某点时，受到的磁场力与该小段导线的长度和电流的乘积的比值来表征该点磁场的强弱， C错误 D正确。 考点：对磁感应强度的理解 半导体中参与导电的电流载体称为载流子。 N 型半导体的载流子是带负电的电子， P型半导体的载流子是带正电的 “空穴 ”，如图所示，一块厚度为 d、宽度为 L的长方形 半导体样品，置于方向如图所示、磁感应强度大小为 B的匀强磁场中，当半导体样品中通以向右的电流强度为 I的恒定电流时，样品上、下底面出现恒定电势差 U，且上表面带正电、下表面带负电。设半导体样品中每个载流子带电荷量为 q，
3、半导体样品中载流子的密度（单位体积内载流子的个数）用 n表示（已知电流 I=nqvS，其中 v为载流子定向移动的速度， S为导体横截面积），则下列关于样品材料类型的判断和其中载流子密度 n大小的表达式正确的是（ ） A是 N 型半导体， B是 P型半导体， C是 N 型半导体， D是 P型半导体， 答案： D 试题分析：因为上表面带正电、下表面带负电，电流的方向向右，根据左手定则可判断，是正电荷向右移动，故是是 P型半导体；根据 ，可得，根据 I=nqvS，得 ,选项 D正确。 考点：霍尔效应及电流强度的概念。 两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图
4、所示，接通开关，电源即给电容器充电。则下列说法正确的是（ ） 保持 K 接通，减少两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小 保持 K 接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电量增大 断开 K，减少两极 板间的距离，则两极板间的电势差减小 断开 K，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大 A B C D 答案： B 试题分析：保持 K 接通，则两板间的电势差不变，因 d减小，由 E= 可知，两极板间电场的电场强度增大，故 错误；保持 K 接通，两板间的电势差不变，在两极板间插入介质后，电容增大，由 Q=UC 可知，极板上的电量增大，故 正确；断开 K，两板上所带电量不变，减小距离
5、d，电容增大，由 C=可得 U= ，则可知 U减小，故 正确；断开 K，两板上所带电量不变，插入介质后电容变大，由 U= 可知极板上的电势差减小，故 错误本题选 B。 考点：电容器的动态分析 电量相同质量不同的同位素离子以相同的速率从 a孔射入正方形空腔中，空腔内匀强磁场的磁感应强度方向如图所示如果从 b、 c射出的离子质量分别为 m1、 m2，运动时间分别为 t1、 t2，打到 d点的离子质量为 m3，运动时间为 t3.则下列判断正确的是（ ） A m1 m2 m3 B t3 t2 t1 C m1： m2 1： 2 D m2： m3 2： 1 答案： C 试题分析：同位素离子在匀强磁场中做匀
6、速圆周运动，其半径 R ， m1的半径为 m2 的一半，故 m2=2m1， m1： m2 1： 2，而 m3的半径更大，故 m3最大，选项 C正确 A、 D错误。由于同位素离子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期，故 ，所以 ，选项 B错误。 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动 如图所示，两根垂直纸面平行放置的直导线 a和 b，通有大小相等的电流在纸面上距 a、 b等距处有一点 P，若 P点的合磁感应强度 B的方向水平向左，则导线 a、 b中的电流方向是（ ） A a中垂直纸面向里， b中垂直纸面向外 B a中垂直纸面向外， b中垂直纸面向里 C a、 b中均垂直纸面向外 D a、 b中均垂直纸面向
7、里 答案： A 试题分析：若 a中向纸里， b中向纸外，根据安培定则判断可知： a在 P处产生的磁场 Ba方向垂直于 aP连线向下， b在 P处产生的磁场 Bb方向垂直于 aP连线向上，根据平行四边形定则进行合成，则得 P点的磁感应强度方向水平向左，符合题意，故选项 A正确同理可知，选项 BCD均错误。 考点：磁感应强度的叠加（矢量合成的平行四边形定则） 如图所示，蹄形磁体用悬线悬于 O 点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是（ ） A静止不动 B向纸外平动 C N 极向纸外， S极向纸内转动 D N 极向纸内， S极向纸外转动 答案：
8、C 试题分析：假设磁体不动，导线运动，则有：根据右手螺旋定则可知，通电导线左边的磁场斜向下，而右边的磁场是斜向上，那么在导线两侧取两小段，根据左手定则可知，左边一小段所受的安培力方向垂直纸面向里，右侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向外，从上往下看，知导线顺时针转动，当转动 90度时，导线所受的安培力 方向向上，所以导线的运动情况为，顺时针转动，同时上升如今导线不动，磁体运动，根据相对运动，则有磁体逆时针转动（从上向下看），即 N 极向纸外转动， S极向纸内转动，故选项 C正确， ABD错误。 考点：电流的磁场对磁针的作用，左手定则 图中电源电动势 E 12 V，内电阻 r 0.5 。将一盏额定
9、电压为 8 V，额定功率为 16 W的灯泡与一只线圈电阻为 0.5 的直流电动机并联后和电源相连，灯泡刚好正常发光，则下列说法正确的是（ ） A电动机两端的电压是 12V B通过电动机的电流时 16A C通过电动机的电流是 6A D电源内阻的热功率是 16W 答案： C 试题分析：由题意可知，电路的路端电压 U=8V，则电动机两端的电压是 8V，故选项 A错误；内电压 U 内 =E-U=12V-8V=4V，则电路中的干路电流 I=A=8A，灯泡的额定电流为 2A，通过电动机的电流时 6A，故选项 B错误 C正确；电源内阻的热功率 Q=I2r=820.5W=32W，故选项 D错误。 考点：闭合电
10、路的欧姆定律，焦耳定律 如图是小强在做 “探究串联电路中电流、电压特点 ”实验时连接的实物电路 .当开关闭合时，发现灯 L1不亮、灯 L2亮，电流表和电压表均有读数 .则出现此故障的原因可能是（ ） A灯 L2断路 B灯 L1短路 C灯 L1断路 D灯 L2短路 答案： B 试题分析：串联电路中一灯亮一灯不亮，则可能不亮的灯泡短路了，即 L1 短路，电流表有示数，说明电路故障不可能是断路，电压表有示数，说明电压表所测部分没有短路，综合判断可知是 L1短路故选 B 考点：电路故障的判断 如图所示， MN 是一负点电荷产生的电场中的一条电场线 .一个带正电的粒子（不计重力）从 a到 b穿越这条电场
11、线的轨迹如图中虚线所示 .下列结论正确的是（ ） A负点电荷一定位于 M点左侧 B带电粒子在 a点的加速度大于在 b点的加速度 C带电粒子在 a点时的电势能小于在 b点时的电势能 D带电粒子从 a到 b过程中动能逐渐减小 答案： A 试题分析：由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动，电场力指向轨迹内侧，可知电场力方向大致向左，电场力对带电粒子做正功，其动能增加，故 D错误带正电的粒子所受电场力向左，电场线由 N 指向 M，说明负电荷在直线 M点左侧，故 A正确电场力对带电粒子做正功，电势能减小，则带电粒子在 a点的电势能大于在 b点的电势能，故 C错误 a点离点电荷较远， a点的电场强度小于 b
12、点的电场强度，带电粒子在 a点的电场力小于在 b点的电场力，根据牛顿第二定律得知，带电粒子在 a 点的加速度小于在 b 点的加速度，故 B 错误 考点：电场线，电场力做功与电势能变化的关系，牛顿第二定律 在下图所示的电路中，合上电键 S后，下列说法正确的是（ ） A电流表读数变大，电压表读数变大 B电流表读数变小，电压表读数变小 C电流表读数变小，电压表读数变大 D电流表读数变大，电压表读数变小 答案： D 试题分析：合上电键 S后，外电阻减小，故干路电流增加，电流表读数增大；根据 U=E-Ir可知，路端电压减小，故电压表读数减小，故选项 ABC 错误， D正确。 考点：简单的电路动态分析问题
13、，闭合电路的欧姆定律 实验题 （ 12分）某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要用到某元件（电阻约为 20 ）。现需要描绘该元件的伏安特性曲线。实验室备有下列器材： 器材（代号） 规格 电流表（ A1） 量程 05mA，内阻约为 50 电流表（ A2） 量程 0200mA，内阻约为 10 电压表（ V1） 量程 03V，内阻约为 10k 电压表（ V2） 量程 015V，内阻约为 25k 滑动变阻器（ R1） 阻值范围 010 ，允许最大电流 1A 滑动变阻器（ R2） 阻值范围 01k ，允许最大电流 100mA 直流电源（ E） 输出电压 4V，内阻不计 开关（ S）及导线若干 为提高实
14、验结果的准确程度，电流表应选用 ；电压表应选用 ；滑动变阻器应选用 。（以上均填器材代号） 为达到上述目的，请在虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号。 现已描绘出该元件的伏安特性曲线如图。 若将该元件直接连接在一个电动势为 3V，内阻为 5 的电源上，则该元件消耗的功率为 W。（保留 3位有效数字） 答案： A2;V1;R1 0.366W(0.3360.396W) 试题分析： 由伏安特性曲线图可知，电流最大值为 0.30A，故电流表应选用A2，灯泡两端的电压最大为 2.5V，故电压表应选用 V1；由曲线可知实验要求电流电压是从零开始变化的，故应选用分压接法，故滑动变阻器应选用
15、 R1，便于调节。 滑动变阻器选用分压接法；待测元件内阻较小，故应选用电流表外接法，电路图见答案： 由电源的电动势和内阻在元件伏安特性曲线图中作出电源的伏安特性曲线，则两图线的交点即为元件的工作点，可得元件的电压和电流，进而可知元件的功率为 0.366W. 考点：伏安特性曲线的描绘及应用 (6分 )某同学取来一个 “黑箱 ”，准备探测内部结构：如图，该 “黑箱 ”表面有A、 B、 C三个接线柱，盒内总共有两个电学元件，每两个接线柱之间只可能连接一个元件，且已知电学元件的种类只可能是电阻、二极管或电池。为了探明盒内元件的种类及连接方式，某位同学用多用电表进行了如下探测： 第一步：用电压挡，对任意
16、两个接线柱正、反向测量 ，指针均不发生偏转； 第二步：用多用电表的欧姆挡，对任意两个接线柱正、反向测量，将每次红、黑表笔的位置和测得的阻值都填入了下表： 红表笔接 A A B B C C 黑表笔接 B C A C A B 测得的阻值（ ） 100 10k 100 10.1k 90 190 若在某次测量时，档位及指针位置如图所示，则此时多用电表的读数为_ 第一步测量结果表明盒内 _。 请在下图的接线柱间，用电路符号画出黑箱内的元件及连接情况 答案： 4.0 无电源 如图所示 试题分析： 电阻 1 档读第一行，测量值等于表盘上读数 “4.0”乘以倍率 使用电压档进行测量，目的是看内部是否有电源，由
17、于指针没有示数，因此内部无电源，故黑箱内不存在电源故答案：为：无电源 对电阻来讲，无论表笔怎么接，数值都不变，所以 AB之间接电阻，且阻值为 100；对二极管来讲，正向电阻较小，而反向电阻较大，由 AC 和 BC 间的读数知二极管接在 AC 之间，且正极接在 C点，反向阻值为 10k；由 CA间读数知二极管的正向电阻为 90 考点：探测黑箱中的电学元件 计算题 （ 12分）竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场其电场强度为 E，在该匀强电场中，用绝缘丝线悬挂质量为 m的带电小球，丝线跟竖直方向成 =30o角时小球恰好平衡，且此时与右板的距离为 b，如图所示已知重力加速度为 g,求： （
18、1）小球带电荷量是多少？ （ 2）若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？ 答案：见 试题分析： (1)由于小球处于平衡状态知小球带正电，对小球受力分析如图所示 FTsin qE FTcos mg 由 得 tan ，故 q .= （ 2）由第 (1)问中的方程 知 FT ，而剪断丝线后小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线对小球的拉力大小相等，故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于 .小球的加速度 a ，小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动，当碰到金属板上时，它的位移为 x ， 又由 x at2，得 t = 考点：共点力的平衡，牛顿第二定律与直线运动规律的综合 如图所示的
19、电路中，电阻 ， ，电源的电动势 E=12V，内电阻 r=1，理想电流表 A的读数 I=0.4A。求： （ 1）电阻 的阻值 （ 2）电源的输出功率 （ 3）电源的效率 答案：（ 1） 30 (2)6.84W (3)95% 试题分析：（ 1）电阻 R2及 R3上的电压为 U2=U3=IR2=0.415V=6V,则电源内阻及 R1上的电压之和为 6V,电路的总电流为 ，通过 R3的电流为 0.2A，所以 (2)电源的输出功率 ;(3)电源的效率 考点：全电路欧姆定律。 （ 13分）如图甲是质谱仪的工作原理示意图图中的 A容器中的正离子从狭缝 S1以很小的速度进入电压为 U的加速电场区 (初速度不
20、计 )加速后，再通过狭缝 S2从小孔 G垂直于 MN 射入偏转磁场，该偏转磁场是以直线 MN 为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为 B，离子最终到达 MN 上的 H点 (图中未画出 )，测得 G、 H间的距离为 d，粒子的重力可忽略不计。试求： （ 1）该粒子的比荷 （ 2）若偏转磁场为半径为 的圆形区域，且与 MN 相切于 G 点，如图乙所示，其它条件不变，仍保证上述粒子从 G点垂直于 MN 进入偏转磁场，最终仍然到达 MN 上的 H点，则圆形区域中磁场的磁感应强度 与B之比为多少 答案：见 试题分析：（ 1）设离子被加速后获得的速度为 v，由动能定理有 （ 2分） 离子在磁
21、场中做匀速圆周运动的轨道半径 （ 1分 ） 又 （ 1分） 以上三式联立可解得 （ 2分） （ 2）离子在磁场中得轨迹如图所示， （ 3）由几何关系有 即 （ 2分） 离子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为 则 （ 2分） 又 （ 1分） 磁感应强度 （ 2分） 考点：动能定理，带电粒子在磁场中的运动 （ 15分）如图所示，在 平面直角坐标系中，直线 与轴成 30角， 点的坐标为（ ， 0），在 轴与直线 之间的区域内，存在垂直于 平面向里磁感强度为 的匀强磁场均匀分布的电子束以相同的速度 从 轴上 的区间垂直于轴和磁场方向射入磁场己知从 轴上 点射入磁场的电子在磁场中的轨迹恰好经过 点，忽略
22、电子间的相互作用，不计电子的重力 （ 1）电子的比荷（ ）； （ 2）有一电子，经过直线 MP飞出磁场时，它的速度方向平行于 y轴，求该电子在 y轴上的何处进入磁场； （ 3）若在直角坐标系 的第一象限区域内，加上方向沿 轴正方向大小为的匀强电场，在 处垂直于 轴放置一平面荧光屏，与 轴交点为，求：从 O 点上方最远处进入电场的粒子打在荧光屏上的位置。 答案：（ 1） （ 2）该电子在 轴上进入磁场的纵坐标为：（ 3） 试题分析：（ 1）由题意可知电子在磁场中的半径为 a （ 1分） 由： （ 1分） 电子的比荷： （ 1分） （ 2）设该电子射入的纵坐标为 （ 3分）解得 （ 1分） 该电子
23、在 轴上进入磁场的纵坐标为： （ 1分） （ 3）粒子能进入电场中，且离 O 点上方最远，则粒子在磁场中运动圆轨迹必须与直线 MN 相切，粒子轨道的圆心为 O点。 则： 由三角函数关系可求得： ； 得： ， 有 即粒子垂直于 轴进入电场的位置离 O 点上方最远距离为 （ 2分） 电子在电场中做类平抛，设电子在电场的运动时间为 ，竖直方向位移为 ，水平位移为 ， 水平方向： 竖直方向： 代入得： （ 2分） 设电子最终打在光屏的最远点距 Q 点为 H，电子射出电场时的夹角为 有： 有： ，（ 2分） 将 带入可得， 打在荧光屏上的位置为距离 Q 点 （ 1分） 考点：带电粒子在组合场（电场、磁场）中的运动
