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- 2021-04-22 发布
海南中学2017-2018学年度第一学期期末考试
高二物理理科试卷
(时间：90分钟 分数：100分)
第Ⅰ卷（共44分）
注：请不要使用计算器，只交答题卷。
一、单项选择题：（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目的要求的）
1.如图，在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里。一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板。若不计重力，下列四个物理量中哪一个改变时，粒子运动轨迹不会改变：
A．粒子速度的大小 B．磁感应强度
C．电场强度 D．粒子所带的电荷量
2.有两个匀强磁场区域I和 II，I中的磁感应强度是II中的k倍，两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。与I中运动的电子相比，II中的电子：
A．运动轨迹的半径是I中的倍 B．加速度的大小是I中的k倍
C．做圆周运动的角速度是I中的倍 D．做圆周运动的周期是I中的倍
3.如图所示，虚线A、B、C代表电场中的三条等势线，其电势分别为3 V、5 V、7 V．实线为带电粒子在电场中运动时的轨迹，P、Q为轨迹与A、C的交点，电荷只受电场力作用，忽略重力，则下列说法正确的是：
A．粒子可能带负电
B．粒子在P点的动能大于在Q点的动能
C．粒子P点的电势能大于粒子在Q点的电势能
D．粒子在P点受到的电场力大于在Q点受到的电场力
M
M
M
M
N
N
N
N
a
b
c
d
4.
用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示。在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud。下列判断正确的是:
A．Ua＜Ub＜Ud＜Uc B．Ua＜Ub＜Uc＜Ud C．Ua＝Ub＜Uc＝Ud D．Ub＜Ua＜Ud＜Uc
5.如图所示，螺线管B置于闭合金属环A的轴线上，B中有恒定电流，从某时刻起， 当B中通过的电流逐渐变大时，则环A有 的趋势（请填上“缩小”或“扩张”），螺线管B的横截面积圆的直径有 的趋势（请填上“缩短”或“伸长”）。
A.扩张, 伸长 B.扩张，缩短 C.缩小，伸长 D.缩小，缩短
6．如图所示，在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab是圆的直径。一带电粒子从a点射入磁场，速度大小为v、方向与ab成30°角时，恰好从b点飞出磁场，且粒子在磁场中运动的时间为t；若同一带电粒子从a点沿ab方向射入磁场，也经时间t飞出磁场，则其速度大小为：
A． B． C． D．
二、多项选择题：（本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的，得5分；选对但不全的，得3分；有选错的，得0分）
7.如右图所示，当金属棒a在水平金属轨道上运动时，线圈b向右摆动，则金属棒a：
A. 向左减速运动 B.向右减速运动
C. 向左匀速运动 D.向右加速运动
8．如图所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球，其质量为m，带电荷量为q，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放入沿水平方向且相互垂直的匀强磁场和匀强电场中，设小球带电荷量不变，小球由静止下滑的过程中：
A．摩擦力先减小，后增大 B．小球加速度一直增大
C．杆对小球的弹力一直减小 D．小球所受洛伦兹力一直增大，直到最后不变
9．如图为回旋加速器的示意图．其核心部分是两个D形金属盒，置于磁感应强度大小恒定的匀强磁场中，并与某一高频交流电源相连．带电粒子在D形盒中心附近由静止释放，忽略带电粒子在电场中的加速时间，不考虑相对论效应．欲使粒子在D形盒内运动的时间增大为原来的2倍，下列措施可行的是：
A．仅将磁感应强度变为原来的2倍
B．仅将交流电源的电压变为原来的
C．仅将D形的半径变为原来的倍
D．仅将交流电源的周期变为原来的2倍
10．如图所示，PQ是匀强磁场中的一片薄金属片，其平面与磁场方向平行，一个带电粒子从
某点以与PQ垂直的速度v射出，动能是E，射出后带电粒子的运动轨迹如图所示．今测得它
在金属片两边的轨迹半径之比为10∶9，若在穿越板的过程中粒子受到的阻力大小及电量恒
定，则：
Q
P
B
A．带电粒子一定带正电
B．带电粒子每穿过一次金属片，速度减小了
C．带电粒子每穿过一次金属片，动能减少了0.19E
D．带电粒子穿过5次后陷在金属片里
第Π卷(共56分)
三、 实验题（本题共2小题，第11题7分，第12题7分，共14分。把答案写在答题卷
中指定的答题处，不要写出演算过程）
11.（7分）（1）有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度。用它测量一小球的直径，如图1所示的读数是 mm。
（2）用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图2所示的读数是 mm。
（3）某同学先用多用电表粗测其电阻．用已经调零且选择开关指向欧姆挡“×10”档位的多用电表测量，发现指针的偏转角度太大，这时他应将选择开关换成欧姆挡的“ ”档位(选填“×100”或“×1”)，然后进行 ，再次测量电阻丝的阻值，其表盘及指针所指位置如右图所示，则此段电阻丝的电阻为 Ω．
12．（7分）在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
A．待测的干电池（电动势约为1.5 V，内电阻小于1.0Ω）
B．电流表A1（量程0—3 mA，内阻Rg1＝10Ω）
C．电流表A2（量程0—0.6 A，内阻Rg2＝0.1Ω）
D．滑动变阻器R1（0—20Ω，10 A）；E．滑动变阻器R2（0—200Ω，1A）
F．定值电阻R0（990Ω）；G．开关和导线若干
（1）某同学设计了如图甲所示的（a）、（b）两个实验电路，其中合理的是______图；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选______（填写器材名称前的字母序号），这是因为若选另一个变阻器，__________________________________
（2）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的I1-I2图线（I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数），则由图线可得电动势E=______V，内阻r=______Ω。（结果保留3位有效数字）
四、计算题：（本题共4小题，8+10+11+13=42分。把解答写在答题卷中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤）
13．(8分)如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E＝4.5 V、内阻r＝0.50 Ω的直流电源。现把一个质量m＝0.04 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R＝2.5 Ω，金属导轨的其他电阻不计，g取10 m/s2。已知sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，试求：
(1)导体棒受到的安培力大小；
(2)导体棒受到的摩擦力的大小。
14．(10分)如图所示，光滑斜面倾角为37°，一带有正电的小物块质量为m，电荷量为q，置于斜面上，当沿水平方向加如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变化为原来的，求：
(1)原来的电场强度为多大？
(2)物块运动的加速度大小？
(3)沿斜面下滑距离为时物块的速度。(sin37°＝0.6，
cos37°＝0.8，g取10 m/s2)
15. (11分)如图所示，在空间有一坐标系xOy，直线OP与x轴正方向的夹角为30°，第一象限内有两个大小不同、方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，直线OP是它们的边界，OP上方区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的质子(不计重力)以速度v从O点沿与OP成30°角的方向垂直于磁场进入区域Ⅰ，质子先后通过磁场区域Ⅰ和Ⅱ后，恰好垂直打在x轴上的Q点(图中未画出)，试求：
(1)区域Ⅱ中磁场的磁感应强度大小；
(2)Q点的坐标。
16. (13分)如图甲所示，建立Oxy坐标系，两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为，第一四象限有磁场，方向垂直于Oxy平面向里。位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连接发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在0～3t0时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极边缘的影响）。
已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时刻经极板边缘射入磁场。上述m、q、、t0 、B为已知量。（不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况）
（1）求电压U0的大小。
（2）求t0时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径。
（3）何时进入两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间。
图乙
图甲
海南中学2017-2018学年度第一学期期末考试
高二物理答题卷
班级： 姓名： 学号： 分数：
一、二选择题：（4×6+5×4=44分）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
三、实验题（本题共2小题，第11题7分，第12题7分，共14分。把答案写在答题卷中指定的答题处，不要写出演算过程）
11.（7分）（1） ；（2） ；
（3） ， ， 。
12.（7分）（1） ， ，
。（2） ， 。
四、计算题：（本题共4小题，8+10+11+13=42分。把解答写在答题卷中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤）
13．(8分)
14．(10分)
15. (11分)
16. (13分)
图乙
图甲
海南中学2017-2018学年度第一学期期末考试
高二物理试卷答案
一、二选择题：（4×6+5×4=44分）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D
C
B
A
A
C
AB
AD
BC
ACD
三、实验题（本题共2小题，第11题7分，第12题7分，共14分。把答案写在答题卷
中指定的答题处，不要写出演算过程）
11. （1）13.55 （2分）; （2）0.678～0.682（2分）;（3）×1（1分）, 欧姆调零
（1分）, 11.8～12.2（1分，没有小数点后一位0分）
12. （1）b（1分）, D（1分）, 在变阻器滑片调节大部分范围内，电流表A2读数太小，电流表A1读数变化不明显（1分，答对一个就给满分1分）；（2）1.46～1.49（2分，没有三位有效数字0分），0.780～0.890（2分，没有三位有效数字0分）。
四、计算题：（本题共4小题，8+10+11+13=42分。把解答写在答题卷中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤）
13.（8分）解：(1)由闭合电路欧姆定律：I＝＝1.5 A，（2分）
由安培力公式得F＝BIL＝0.3 N。（2分）
(2)由平衡关系式，F＋f＝mgsinθ，（2分）
得f＝－0.06 N，即导体棒受到的摩擦力大小为0.06 N。（2分）
14.（10分）解： (1)对小物块受力分析如图，物块静止mgsin37°＝qEcos37°（1分），
E＝（2分，E=也给2分）。
(2)当场强变为原来的时，小物块所受的合外力
mgsin37°－qEcos37°＝ma（1分），所以a＝3 m/s2（2分）。
(3)由动能定理mgsin37°·＝mv2（2分），所以v＝（2分，v＝也给2分）
15.（11分）解：(1)设质子在磁场Ⅰ和Ⅱ中做圆周运动的轨道半径分别为r1和r2，区域Ⅱ中磁感应强度为B′，由牛顿第二定律知：
qvB＝①，qvB′＝②（1分）
粒子在两区域运动的轨迹如图所示，由几何关系可知，
质子从A点出磁场I时的速度方向与OP的夹角为300，故质子在
磁场I中轨迹的圆心角为 θ=60°（1分）
则△O1OA为等边三角形 OA=r1 ③（1分），r2=OAsin30°④（1分）
由①②③④解得区域II中磁感应强度为 B′=2B（2分）
（2）Q点坐标 x=OAcos30°+r2=r1cos30°+r2（2分）
故 x=（3分）
16.（13分）解：（1）①（0.5分），
②（0.5分），③（1分）
联立三式，解得两极板间偏转电压为④（1分）。
（2）时刻进入两极板的带电粒子，前时间在电场中偏转，后时间两极板没有电场，带电粒子做匀速直线运动。⑤（0.5分），⑥（0.5分）
带电粒子离开电场时的速度大小为⑦（1分）
进磁场做匀速圆周运动：⑧（1分），联立③⑤⑥⑦⑧得⑨。（1分）
（3）时刻进入两极板的带电粒子在磁场中运动时间最短（1分）。
⑩（0.5分）， （0.5分），联立③⑤⑩式得， （1分），
周期 （1分），联立以上两式解得（2分）
注：2. C
【学科网考点定位】带电粒子在磁场中的运动；圆周运动
【方法技巧】本题主要是理解带电粒子在磁场中做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，然后用圆周运动的相关知识就可以解决。
6. C
【解析】
7. AB。线圈b向右摆动是由于螺线管上线圈电流减小而引起的，因此金属棒a必须做使切割磁感线产生的电流减小的运动，因此只能做减速运动。正确答案为选项AB。
9.BC. 解析 注意审题，“在D形盒内运动的时间增大”，即如何将运动的速度或能量与时间联系起来．出射速度对应最大速度和最大半径Rm＝，粒子的最大动能mv＝，假设n为半个周期数，则在D形盒内运动的时间t＝n，欲得到最大动能，根据动能定理可知nqU＝mv＝，解得t＝n，若仅将交流电源的电压变为原来的，粒子在D形盒内运动的时间增大为原来的2倍，B项正确；仅将D形盒的半径Rm变为原来的倍，粒子在D形盒内运动的时间增大为原来的2倍，C项正确；若仅将磁感应强度变为原来的2倍，或仅将交流电源的周期变为原来的2倍，都会使粒子的加速不同步，A、D选项错误．
答案 BC.设置目的 考查同步加速器的工作原理，影响运动时间的因素
10. ACD 由粒子运动的运动方向可知粒子带正电，由半径比可知速度变化及能量变化。
12. 【答案】（1）b； D； 在变阻器滑片调节的大部分范围内，电流表A2
读数太小，电流表A1读数变化不明显；（2）1.44 V~1.49V均给分；0.78~0.89Ω均给分。
【解析】（1）上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，将电流表G串联一个电阻，可以改
考点：测量电源的电动势及内阻
【名师点睛】在测量电源电动势和内阻时，要注意根据画出的U-I图象分析出电动势及内阻；根据欧姆定律和串联的知识求出I1和电源两端电压U的关系，根据图象与纵轴的交点求出电动势，由与横轴的交点可得出路端电压为某一值时电流，则可求得内阻。