1、2013-2014江西南昌八一中学等三校高二 12月联考物理试卷与答案（带解析） 选择题 有一个多用电表，其欧姆挡的四个量程分别为： “1”“10”“100”“1 k”，某同学把选择开关旋到 “100”挡测量一未知电阻时，发现指针偏转角很大，为了减小误差，它应该 ( ) A换用 “1 k”挡，不必重新调整调零旋钮 B换用 “10”挡，不必重新调整调零旋钮 C换用 “1 k”挡，必须重新调整调零旋钮 D换用 “10”挡，必须重新调整调零旋钮 答案： D 试题分析：用多用电表的欧姆挡测未知电阻时，指针偏转角很大，说明该待测电阻的阻值相对该挡比较小，为了提高测量精确度，应换低率 “10”的挡来测量，
2、换挡之后，必须重新调零。故选 D 考点：欧姆表的使用 利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度 B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流 I， C、 D两侧面会形成电势差 UCD，下列说法中正确的是 ( ) A电势差 UCD仅与材料有关 B若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差 UCD 0 C仅增大磁感 应强度时，电势差 UCD变大 D在测定地球赤道上方的地磁电场强度弱时，元件的工作面应保持水平 答案： BC 试题分析：由霍尔元件的原理知，当 C、 D间电压稳定时，元件中载流子受到的洛伦兹力与电场力平衡，即 ，其中 d为 C
3、、 D间距离。根据电流的微观表达 得： 。其中 s为垂直电流方向的横截面积，代入得，可见 除与材料有关外，还与 B、 I 有关，所以 A 错误， C 正确；根据左手定则，自由电子在洛伦兹力作用下向 C侧面偏转，所以 ， B正确；地球赤道上方地磁场的方向是水平方向，故元件工作面应保持竖直，所以D选项错误。 考点：考查了 霍尔元件的工作原理 如图所示，半径为 r的圆形空间内，存在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=120，则该带电粒子在磁场中运动的时间为（ ） A B C D 答案： D 试题分析：根据几何知识
4、可得，粒子转过的圆心角为 60，所以 ，故转过的弧长为 ； 而粒子在磁场中运动时，做匀速圆周运动，速度仍为 ，则运动所用时间 ；故选 D 考点：考查了带电粒子在有界磁场中的运动 利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子。图中板 MN 上方是磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为 2d和 d的缝，两缝近端相距为 L。一群质量为 m、电荷量为 q，具有不同速度的粒子从宽度为 2d的缝垂直于板 MN 进入磁场，对于能够从宽度为 d的缝射出的粒子，下列说法正确的是 ( ) A. 粒子带正电 B. 射出粒子的最大速度为 C. 保持 d和 L不变，增大 B，射出粒子
5、的最大速度与最小速度之差增大 D. 保持 d和 B不变，增大 L，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大 答案： BC 试题 分析：不同速度的粒子从宽度为 2d的缝垂直于板 MN 进入磁场向右偏，所以根据左手定则可判断粒子带负电，故 A错误；当粒子从 2d的缝的最左端进入，从宽为 d的缝的最右端射出时，粒子的最大半径，为 、，从 2d缝的最右端进，而从 d缝的最左端出时，粒子的最小半径，为 ，根据，可得 、 ，则 ，与 L大小无关，故可知 BC 正确。 考点： 带电粒子在匀强磁场中的运动。 如下图所示，一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场 B中现给
6、滑环施以一个水平向右的瞬时速度，使其由静止开始运动，则滑 环在杆上的运动情况可能是 ( ) A始终做匀速运动 B开始做减速运动，最后静止于杆上 C先做加速运动，最后做匀速运动 D先做减速运动，最后做匀速运动 答案： ABD 试题分析：圆环向右运动的过程中可能受到重力、洛伦兹力、杆的支持力和摩擦力，由于滑环初速度的大小未具体给定，因而洛伦兹力与滑环重力可出现三种不同的关系：，分析洛伦兹力与重力的关系可知；当 时，不受摩擦力，圆环做匀速直线运动，当 受摩擦力，减速运动到静止，当时，受摩擦力，先减速后匀速运动； ABD正确 考点：洛伦兹力，牛顿第二定律 如右图所示， A为一水平旋转的橡胶盘，带有大量
7、均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如右图当圆盘高速绕中心轴OO转动时，通电直导线所受磁场力的方向是 ( ) A竖直向上 B竖直向下 C水平向里 D水平向外 答案： C 试题分析：由于带负电的圆环顺时针方向旋转，而电流的方向与负电荷运动方向相反，所以形成的等效电流方向为逆时针方向，（从上往下看）故所产生的磁场方向竖直向上根据左手定则可判定通电导线所受安培力的方向水平向里 C正确 考点：考查了右手螺旋定则，左手定则 如右图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为 1T的匀强磁场中，以导线截面的中心为圆心，半径为 r的圆周上有 a、 b、 c、 d四个点，已知 a点的实际磁
8、感应强度为零，则下列叙述正确的是 ( ) A直导线中的电流方向垂直纸面向里 B b点的实际磁感应强度为 T，方向斜向上，与 B的夹角为 45 C c点的实际磁感应强度也为零 D d点的实际磁感应强度跟 b点的相同 答案： AB 试题分析：磁场是矢量，可以用平行四边形定则求矢量和。匀强磁场水平向右，a点的实际磁感应强度为零，则导线产生的磁场在 a点水平向左，大小 为 1T，根据安培定则，直导线中的电流方向垂直纸面向里， A选项正确；直导线在 b点产生的磁场竖直向上，大小为 1T，与匀强磁场的矢量和为 ，方向斜向上，与 B的夹角为 45， B选项正确；导线在 c点产生的磁场水平向右， c点合磁场水
9、平向右，大小为 2T， C选项错误， d点的实际磁感应强度跟 b点大小相等，但方向不同，所以 D错误 考点：磁场的叠加 利用如图所示的电路可测出电压表的内阻，电源的内阻可以忽略， R为电阻箱当 R取不同阻值时，电压表均对应有不同读数 U.多次改变电阻箱的阻值，所得到的 -R图象为下图中的 ( ) 答案： A 试题分析：我们可设电压表的电阻为 ，根据闭合电路的欧姆定律可得：电路电流 ，所以电压表示数 ，则 ，因 E、为定值，所以 与 R的间的关系是一次函数关系，并且图像不经过原点，故 A正确， 考点：考查了闭合回路欧姆定律的应用 用电压表、电流表测定 a、 b 两节干电池的电动势 Ea、 Eb
10、和内电阻 ra、 rb 时，画出的图线如图所示，则由此图线可知（ ） A 、 B 、 C 、 D 、 答案： A 试题分析：据 ，可得 ，可见 U-I图线，与纵轴的交点表示电源的电动势，所以有 ，图线的斜率的绝对值表示电源的内电阻，故 。 A正确 考点：考查了对 U-I图像的理解 “与 ”门、 “或 ”门和 “非 ”门三个基本逻辑电路组成的一个组合逻辑电路，其中A、 B、 C为输入端， Y为输出端，在完成下面的真值表时，输出端 Y空格中从左到右依次填写都正确的是 ( ) A 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 C 0 1 0 1 0 1 0 1 Y A.0010
11、101 B 00000010 C.0101010 D以上答案：都不正确 答案： C 试题分析： A、 B输入或门， C输入非门，两个输出端又同时输入与门，当 A、B为 0时，输出为 0， C为 0，输出为 1， 1和 0输入与门，输出仍然为 0同理得出输出端 Y为 “0， 1， 0， 1， 0， 1， 0故 C正确， 考点：简单的逻辑电路 实验题 把一量程 6 mA、内阻 100 的电流表改装成欧姆表，线路如右图所示，现备有如下器材： A.电源 E 3 V(内阻不计 )； B.变阻器 0 100 ； C.变阻器 0500 ； D.红表笔； E.黑表笔； (1)变阻器选用 _ (2)红表笔接 _
12、端，黑表笔接 _端 (3)电流表 2 mA刻度处换成电阻刻度，其电阻值应为 _（ 2分） 答案： (1)C (2)N M (3)1000 试题分析： (1)因为欧姆表在使用时，如果将两表笔短接，电流表处于满偏状态，所以两表笔直接接触时，调节变阻器阻值使电流达到满偏 ，解得，故变阻器应选 C； (2)根据红进黑出原则可知红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极，所以红表笔接 N 端，黑表笔接 M端； (3)电流 时，有 ，解得 . 考点：考查了电表的改装 在 “描绘小电珠的伏安特性曲线 ”的实验中备有下列器材： A小 灯泡 (3.8 V,1.5 W) B直流电源 (电动势 4.5 V，内阻
13、约 0.4 ) C电流表 (量程 0 500 mA，内阻约 0.5 ) D电压表 (量程 0 5 V，内阻约 5000 ) E滑动变阻器 R1(0 5 ，额定电流 2 A) F滑动变阻器 R2(0 50 ，额定电流 1 A) G开关一个，导线若干 如果既要满足测量要求，又要使测量误差较小，应选择如图所示的四个电路中的 _，（ 3分）应选用的滑动变阻器是 _。 (2分 ) 答案：丙 R1(或 E) 试题分析：由于伏安特性曲线中的电压和电流均要从零开始测量，所以滑动变阻器应选用分压式，分压式接法适用于测量较大阻值电阻（与滑动变阻器的总电阻相比），由于 ，选用 时滑片移动时，电压变化明显，便于调节又
14、小灯泡的电阻约 ， ，所以安培表应该选用外接法故应选用图丙所示电路由于电路中采用分压接法，故滑动变阻器应采用小电阻 ； 考点： “描绘小电珠的伏安特性曲线 ”的实验 填空题 如图为电磁流量计的示意图，直径为 d的非磁性材料制成的圆形导管内有导电液体流动，磁感应强度为 B的匀强磁场垂直于导电液体流动方向而穿过一段圆形 管道。若测得管壁内 a、 b两点间的电势差为 U，则管中导电液体的流量Q= 答案： 试题分析：导电液体中的正负离子在洛伦兹力的作用下发生偏转，在上下两端间形成电势差，最终离子受电场力和洛伦兹力处于平衡，根据平衡求出离子的速度，再根据 求出导电液体的流量。解决本题的关键理解最终离子在
15、电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡。根据平衡求出离子的流动的速度，从而得出流速对离子有： ，解得 ，由于管中导电液体的流量等于单位时间流过导管截面的液体的体积，则 。 考点：考查了带电粒子在复合场中的运动 将长为 1 m的导线 ac从中点 b折成如图所示的形状，放入 B 0.08 T的匀强磁场中， abc平面与磁场垂直若在导线 abc中通入 25 A的直流电，则整个导线所受安培力大小为 _ N. 答案： 试题分析：折线 abc受力等效于 a和 c连线受力，由几何知识可知 ，所以有： ； 考点：考查了安培力的求解 计算题 （ 8分）如右图所示， ab、 cd为两根相距 2m的平行金属导轨，水平放置
16、在竖直向下的匀强磁场中，通以 5 A的电流时，质量为 3.6 kg的金属棒 MN 沿导轨做匀速运动；当棒中电流增大到 8 A时，棒能获得 2 m/s2的加速度 ，已知金属棒受到的磁场力方向水平求匀强磁场的磁感应强度的大小 答案： .2T 试题分析：由平衡条件可得 （ 3分） 当金属棒中的电流为 时，棒做加速运动，加速度为 a，根据牛顿第二定律得 （ 3分） 将 代入 得 （ 2分） 考点：考查了安培力的计算，牛顿第二定律 ，共点力平衡条件的应用 （ 10分） 如下图所示，质量为 m 1kg，电荷量为 q 510-2 C的带正电的小滑块，从半径为 R 0.4m的光滑绝缘 圆孤轨道上由静止自 A端
17、滑下整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中已知 E 100 V/m，水平向右；B 1T，方向垂直纸面向里求： (1)滑块到达 C点时的速度； (2)在 C点时滑块对轨道的压力 (g 10 m/s2) 答案：（ 1） （ 2） 20.1 N 试题分析： (1)滑块滑动过程中洛伦兹力不做功，由动能定理得（ 3分） 得 （ 2分） (2)在 C点，受到四个力作用，如右图所示，由牛顿第二定律与圆周运动知识得 （ 3分） 得： （ 1分） 由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力为 20.1 N（ 1分） 考点：考查了带电粒子点复合场中的运动 （ 10分）载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为 B
18、kI/r，式中常量k0， I为电流强度， r为距导线的距离。在水平长直导线 MN 正下方，矩形线圈 abcd通以逆时针方向的恒定电流，被两根等长的轻质绝缘细线静止地悬挂，如图所示。开始时 MN 内不通电流，此时两细线内的张力均为 T0。当 MN 通以强度为 I1的电流时，两细线内的张力均减小为 T1；当 MN 内的电流强度变为 I2时，两细线的张力均大于 T0。 (1)分别指出强度为 I1、 I2的电流的方向； (2)求 MN 分别通以强度为 I1和 I2电流时，线框受到的安培力 F1与 F2大小之比； (3)当 MN 内的电流强度为 I3时两细线恰好断裂，在此瞬间线圈的加速度大小为a，求 I
19、3。 答案：（ 1） 方向向左， 方向向右（ 2） （ 3）（方向向右）或者 （方向向左） 试题分析：（ 1）当 MN 通以强度为 的电流时，两细线内的张力均减小为 ，知此时线框所受安培力合力方向竖直向上，则 ab边所受的安培力的向上， cd边所受安培力方向向下，知磁场方向垂直纸面向里，则 方向向左当 MN 内电流强度变为 时，两细线内的张力均大于 知此时线框所受安培力合力方向竖直向下，则 ab边所受的安培力的向下， cd边所受安培力方向向上，知磁场方向垂直纸面向外，则 方 向向右 （ 2）当 MN 中通以电流 I时，线圈所受安培力大小为 ，所以 ， （ 3） ， 若加速度向下： 根据第（ 2
20、）问结论：（方向向右） 若加速度向上： 根据第（ 2）问结论：， （方向向左） 考点：安培力；左手定则 （ 12分）如图，在 xoy平面第一象限内有平行于 y轴的匀强电场和垂直于xoy平面的匀强磁场，匀强电场电场强度为 E。一带电量为 +q的小球从 y轴上离坐标原点距离为 L的 A点处，以沿 x正向的初速度进入第一象限，如果电场和磁场同时存在，小球将做匀速圆周运动，并从 x轴上距坐标原点 L/2的 C点离开磁场。如果只撤去磁场，并且将电场反向，带电小球以相同的初速度从 A点进入第一象限，仍然从 x轴上距坐标原点 L/2的 C点离开电场。求： （ 1）小球从 A点出发时的初速度大小； （ 2）磁感应强度 B的大小和方向； （ 3）如果在第一象限内存在的磁场范围是一个矩形，求这一范围的最小面积。 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 试题分析： (1)由带电小球做匀速圆周运动可得： 所以电场反向后，竖直方向受力 ， 小球做类平抛运动，有 ， 联立可得： （ 2）带电小球做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，所以 ，由圆周运动轨迹分析可得： 解得： ，代入可得 （ 3）由小球运动轨迹的范围可最小矩形磁场的长宽分别为 ，解得 ,故面积为 考点：考查了带电粒子在复合场中的运动
