辽宁省沈阳二中20152016学年高二物理上学期期中试卷答案

1沈阳二中2015——2016学年度上学期期中小班化学习成果阶段验收高二（17届）物理试题说明：1.测试时间：90分钟总分：100分2.客观题涂在答题纸上，主观题答在答题纸的相应位置上第Ⅰ卷（48分）一．选择题（本题共48分，每小题4分，第5、6、9题为多选题）1．如图所示，三条长直导线都通以垂直纸面向外的电流，且I1=I2=I3，则距三条导线等距离的A点处磁场方向为（）A．向上B．向右C．向左D．向下2．如图所示，一弓形线圈通以逆时针方向的电流，在其圆弧的圆心处，垂直于纸面放置一直导线，当直导线通有指向纸内的电流时，线圈将（）A．a端向纸内、b端向纸外转动，且靠近导线B．a端向纸内、b端向纸外转动，且远离导线C．a端向纸外、b端向纸内转动，且靠近导线D．a端向纸外、b端向纸内转动，且远离导线3．如图所示，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于水平轴OO′上，并处于匀强磁场中．当导线中通以沿x正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ．则磁感应强度的最小值及对应的方向为（）A．ILmg，y轴正向B．ILmgtanθ，z轴负向C．ILmgsinθ，沿悬线向下D．ILmgcosθ，沿悬线向上4．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．v21B．v32C．v23D．v235．（多选题）如图所示，带异种电荷的粒子a、b以相同的动能同时从O点射入宽度为d的有界匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，且同时到达与O点在同一水平面的P点．则a、b两粒子的质量之比和电量之比分别为（）A．4:3B．3:4C．3:2D．2:36．（多选题）如图所示，以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，∠A=60°，AO=L，在O点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电粒子（不计重力作用），粒子的比荷2为mq，发射速度大小都为v0，且满足mqBLv0．粒子发射方向与OC边的夹角为θ，对于粒子进入磁场后的运动，下列说法正确的是（）A．粒子有可能打到A点B．以θ=60°飞入的粒子在磁场中运动时间最短C．以θ＜30°飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等D．在AC边界上只有一半区域有粒子射出7．如图所示，一粒子源位于一边长为a的正三角形ABC的中点O处，可以在三角形所在的平面内向各个方向发射出速度大小为v、质量为m、电荷量为q的带电粒子，整个三角形位于垂直于△ABC的匀强磁场中，若使任意方向射出的带电粒子均不能射出三角形区域，则磁感应强度的最小值为（）A．qamvB．qamv2C．qamv32D．qamv348．如图所示.它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．如果用同一回旋加速器分别加速氚核（H31）和α粒子（eH42）比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有（）A．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大B．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小C．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小D．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大9．（多选题）在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电量为q、质量为m的带电球体，管道半径略大于球体半径．整个管道处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，磁感应强度方向与管道垂直．现给带电球体一个水平速度v0，则在整个运动过程中，带电球体克服摩擦力所做的功可能为（）A．0B．221qBmgmC．2021mvD．22021qBmgvm10．如图所示，空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向水平（垂直纸面向里），一带电油滴P恰好处于静止状态，则下列说法正确的是（）A．若仅撤去电场，油滴P可能做匀加速直线运动B．若仅撤去磁场，油滴P可能做匀加速直线运动C．若给油滴P一初速度，油滴P不可能做匀速直线运动D．若给油滴P一初速度，油滴P可能做匀速圆周运动11．将等量的正、负电荷分别放在正方形的四个顶点上（如图所示）．O点为该正方形对角线的交点，B~3直线段AB通过O点且垂直于该正方形，OAOB，以下对A、B两点的电势和场强的判断正确的是（）A．A点场强小于B点场强B．A点场强大于B点场强C．A点电势等于B点电势D．A点电势高于B点电势12．如图所示，真空中同一平面内MN直线上固定电荷量分别为－9Q和+Q的两个点电荷，两者相距为L，以+Q电荷为圆心，半径为L/2画圆，a、b、c、d是圆周上四点，其中a、b在MN直线上，c、d两点连线垂直于MN，一电荷量为+q的试探电荷在圆周上运动，则下列判断错误的是（）A．电荷+q在a处所受的电场力最大B．电荷+q在a处的电势能最大C．电荷+q在b处的电势能最大D．电荷+q在c、d两处的电势能相等第Ⅱ卷（52分）二．填空题（本题共2小题，每空2分，16分）13．在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图甲所示方式连接好电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零．闭合开关后，发现电压表的示数为2V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，则判断断路的导线为；若电压表的示数为零，电流表的示数为0.3A，小灯泡亮，则断路的导线为；若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数总不能为零，则断路的导线为．14．在电流表扩大量程的实验中，要将量程为200μA的电流表G改装成量程为0.2A的电流表，需先用如图1所示的电路即“半偏法”测出此电流表的内电阻Rg．（1）在测量Rg的实验中，滑动变阻器有如下的规格供选择：A．滑动变阻器（阻值范围0～10Ω）B．滑动变阻器（阻值范围0～1500Ω）为了便于实验的调节操作，减小误差，滑动变阻器R滑应选用．（填入选用器材的字母代号）（2）当电阻箱的阻值为R1时，调节滑动变阻器滑动头P的位置，使电流表G满偏；保持滑动头P的位置不动，调整电阻箱接入电路的阻值，当电阻箱的阻值为R2时，电流表G恰好半偏．则电流表G4的内电阻Rg=．（3）若测得Rg=500Ω，为完成上述改装，需要用一个约为Ω的电阻与电流表并联．（4）用改装成的电流表，按图2所示的电路测量未知电阻Rx．若量未知电阻Rx时，电压表的示数为1.2V，而改装后的电流表的表头（刻度盘仍为原电流表的刻度）示数如图3所示，那么Rx的测量值为Ω．（5）如果测量与操作均正确，那么Rx的测量值将（选填“大于”或“小于”）Rx的真实值．三．计算题（本题共36分，其中15题11分，16题10分，17题15分，要求有必要的文字说明、公式和解答过程）15．（11分）如图所示，在x轴下方的区域内存在+y方向的匀强电场，电场强度为E．在x轴上方以原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于xoy平面向外，磁感应强度为B．﹣y轴上的A点与O点的距离为d，一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A点由静止释放，经电场加速后从O点射入磁场，不计粒子的重力．（1）求粒子在磁场中运动的轨道半径r；（2）要使粒子进人磁场之后不再经过x轴，求电场强度的取值范围；（3）改变电场强度，使得粒子经过x轴时与x轴成θ=30°的夹角，求此时粒子在磁场中的运动时间t及经过x轴的位置坐标值x0．16．（10分）如图所示，甲、乙两电路中电源电动势均为E=12V，内阻均为r=3Ω，电阻R0=1Ω，直流电动机内阻R0’=1Ω，调节滑动变阻器R1、R2使甲、乙两电路的电源输出功率均为最大，且此时电动机刚好正常工作．已知电动机的额定功率为6W，求：（1）电动机的焦耳热功率P热；（2）此时滑动变阻器R1、R2连入电路部分的阻值．17．（15分）如图（a）所示，平行金属板A和B间的距离为d，现在A、B板上加上如图（b）所示的方波形电压，t=0时A板比B板的电势高，电压的正向值为U0，反向值也为U0，现有由质量为m的带0R1RE,r甲0R2RE,rM乙5正电且电荷量为q的粒子组成的粒子束，从AB的中点O以平行于金属板方向OO＇的速度v0=dmTqU30不断射入，所有粒子在AB间的飞行时间均为T，不计重力影响．试求：（1）粒子打出电场时位置离O＇点的距离范围；（2）若要使打出电场的粒子经某一垂直纸面的圆形区域匀强磁场偏转后，都能通过圆形磁场边界的一个点处，而便于再收集，则磁场区域的最小半径和相应的磁感强度是多大？沈阳二中2015——2016学年度上学期期中小班化学习成果阶段验收高二（17届）物理试题参考答案说明：1.测试时间：90分钟总分：100分62.客观题涂在答题纸上，主观题答在答题纸的相应位置上第Ⅰ卷（48分）一．选择题（本题共48分，每小题4分，第5、6、9题为多选题）1．B2．A3．C4．C5．AD6．AD7．D8．B9．ACD10．D11．C12．B第Ⅱ卷（52分）13．d；h；g．14．（1）A；（2）R2—2R1；（3）0.5Ω；（4）10Ω；（5）小于．三．计算题（本题共36分，其中15题11分，16题10分，17题15分，要求有必要的文字说明、公式和解答过程）15．（1）粒子在电场中加速，由动能定理得：qEd=mv2…①（1分）粒子进入磁场后做圆周运动，有：qvB=m…②（1分）解得粒子在磁场中运动的半径：r=…③（1分）（2）设场强为E0时，粒子离开磁场后恰好不再经过x轴，则离开场时的速度方向与x轴平行，运动情况如图（甲），易得：R=r…④（2分）由③、④式解得：E0=…⑤（1分）因此，场强的范围：E≥E0=…⑥（1分）（3）粒子运动情况如图（乙），由几何关系可得：α=120°…⑦（1分）粒子在磁场中的运动周期为：T=…⑧粒子在磁场中的运动时间为：t=T…⑨7联立②⑥⑦⑧可得：t=⑩（1分）由图可得粒子经过x轴时的位置横坐标值为：x0=2Rcos30°=R（2分）答：（1）粒子在磁场中运动的轨道半径r=；（2）要使粒子进人磁场之后不再经过x轴，电场强度的取值范围E≥E0=；（3）改变电场强度，使得粒子经过x轴时与x轴成θ=30°的夹角，此时粒子在磁场中的运动时间t=，经过x轴的位置坐标值x0为R．16．解析：（1）乙电路中：P出=U外I①（1分）U外=E-Ir②（1分）由①、②得P出=（E—Ir）I=12I—3I2由数学知识得：当AI2)3(212时，P出取得最大值．（2分）WRIP4122'02热（2分）（2）电动机的额定电压VAWIPUM326电（1分）5.1323122rIUERM（1分）甲电路中：对于纯电阻电路当R外=r时，P出取得最大值．（1分）R1=r—R0=3—1=2Ω（1分）17.解：（1）当粒子由tnT时刻进入电场，向下侧移最大，则2220000172223332318ququququTTTTTsdmdmdmdm（3分）当粒子由23TtnT时刻进入电场，向上侧移最大，则220022318ququTTsdmdm（3分）8在距离O/中点下方20718quTdm至上方2018quTdm范围内有粒子打出。(2分)（2）要使平行粒子能够交于圆形磁场区域边界且有最小区域时，磁场直径最小值与粒子宽度相等，粒子宽度dmTqUmdTqUDo92245cos942020(2分)故磁场区域的最小半径为dmTqUDr92220(2分)粒子在磁场中作圆周运动有2vqvBmr(1分)解得qTmB3(2分)ABOO/av0D