1、新疆兵团第二师华山中学2017-2018学年高二上学期期中考试物理试题一、选择题（1-6单选，7-10多选，每题4分选不全得2分，共40分）1. 如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线。在电场力作用下，一带电粒子（不计重力）经A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（ ）A. 粒子带正电B. 粒子在A点加速度大C. 粒子在B点电势能较大D. 粒子通过B点时动能大【答案】C【点睛】粒子运动轨迹为曲线，所以粒子受到的电场力方向应指向轨迹的内侧；正电荷所示电场力与电场方向相同，负电荷所受电场力与电场方向相反；电场力做负功，电势能增大，反之减小。2. 如图所示，在粗糙绝缘的水平面上有一物体
2、A带正电，另一带正电的点电荷B沿着以A为圆心的圆弧由P到Q缓慢地从A的上方经过，若此过程中A始终保持静止，A、B两物体可视为质点且只考虑它们之间的库仑力作用则下列说法正确的是()A. 物体A受到地面的支持力先增大后减小B. 物体A受到地面的支持力保持不变C. 物体A受到地面的摩擦力先增大后减小D. 库仑力对点电荷B先做正功后做负功【答案】A【解析】试题分析:当质点B由P运动到最高点的过程中，对物体A受力分析，如图：由共点力的平衡得到：解得：其中mg与F不变，角逐渐减小为零，因而支持力N逐渐变大，f逐渐变小；当质点B由最高点运动到Q点的过程中，再次对物体A分析，如下图：由共点力的平衡可得：；联立
3、解得：其中mg与F不变，由零逐渐增大，因而支持力N逐渐变小，f逐渐变大；综合以上分析可知，物体A受到地面的支持力N先增大后减小，物体A受到地面的摩擦力先减小后变大，故AC对，B错；质点A对质点B的静电力与质点B的速度总是直直，故A对B不做功，D错。考点: 库仑定律、力的合成与分解的运用、共点力平衡的条件及其应用。3. 在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图。过c点的导线所受安培力的方向（ ）A. 与ab边垂直，指向左边B. 与ab边平行，竖直向上C. 与ab边平行，竖直向下D. 与ab边垂直，指向右边【答案】A【解析】等边三角形
4、的三个顶点a、b、c处均有一通电导线，且导线中通有大小相等的恒定电流，由安培定则可得：导线a、b的电流在c处的合磁场方向竖直向下，再由左手定则可得：安培力的方向是与ab边垂直，指向左边，故A正确，BCD错误；故选A。【点睛】通电导线周围的磁场方向由安培定则可得，通电导线在磁场中受到安培力，方向是由左手定则可确定。4. 在如图所示的电路中，电源内阻不计，在调节可变电阻R的阻值过程中，发现理想电压表的示数减小，则正确的是 （ ）A. R的阻值变大B. 路端电压不变C. 干路电流减小D. 路端电压和干路电流的比值不变【答案】B【解析】B、电源内阻不计，电源的内电压为0，则由得路端电压等于电源的电动势
5、，所以路端电压不变，故B正确，AC、由电压表的示数减小，根据串联电路分压规律知电阻R的阻值变小，外电路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律知，干路电流增大，故AC错误；D、根据欧姆定律知：路端电压和干路电流的比值等于外电路总电阻，所以比值变小，故D错误，故选：D【点睛】欧姆定律中的动态分析，要求学生能灵活选择闭合电路的欧姆定律的表达形式。5. 带正电的微粒放在电场中，场强的大小和方向随时间变化的规律如图所示。带电微粒只在电场力的作用下由静止开始运动，则下列说法中 正确的是 ( ) A. 微粒做往复运动B. 微粒将沿着一条直线做匀加速运动C. 微粒在01 s内的加速度与12 s内的加速度相同D. 微粒
6、在第1 s内的位移与第3 s内的位移相同【答案】D【解析】AB、由图看出，E1和E2大小相等、方向相反，所以微粒奇数秒内和偶数秒内的加速度大小相等、方向相反，作出微粒的速度图象如图：根据运动的对称性可知在2s末的速度恰好是0，即微粒第1s做加速运动第2s做减速运动，然后再加速，再减速，一直持续下去微粒将沿着一条直线运动故AB错误，C、加速度的方向与正电粒子所带的电场力的方向相同，所以由牛顿第二定律得知，微粒在0-1s内的加速度与1-2s内的加速度大小相同，方向相反，故C错误；D、微粒在第1s内与第3s内都是从速度为0开始加速，加速度相同，所以它们的位移也相同，故D正确；故选D。【点睛】通过图象
7、，计算出微粒的运动具有对称性是问题的关键。6. 两个等量正点电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示一个电荷量为2 C、质量为1 kg的小物块从C点由静止释放，其运动的vt图像如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)则下列说法正确的是()A. 从C到A电势逐渐升高B. 由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大C. B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E6V/mD. A、B两点电势差UBA5 V【答案】D【解析】A、据两个等量的同种正电荷，其连线中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外侧，故由C点到A点的过程中电势逐渐减小，故A错误；B、据
8、v-t图可知物块的速度增大，物块的动能增大，电场力做正功，则电势能减小，故B错误；C、据v-t图的斜率等于加速度，可得物块在B点的加速度最大为，所受的电场力最大为 F=ma=12N=2N，则电场强度的最大值为，故C错误；D、由v-t图可知A、B两点的速度分别为：vA=6m/s，vB=4m/s，物块在A到B过程，根据动能定理得：，得：，故 D正确；故选D。【点睛】明确等量同种电荷电场的特点是解本题的关键，据V-t图获取加速度、速度、动能等物理量是解本题的突破。7. 现代广泛应用的半导体材料分为两大类：一类是N型半导体，其载流子是电子，另一类是P型半导体，其载流子称为“空穴”，相当于带正电的粒子如
9、果把某种导电材料制成长方体放在匀强磁场中，磁场方向如图所示，且与长方体的前后侧面垂直，当长方体中通有向右的电流I时，测得长方体的上下表面的电势分别为上和下，则()A. 长方体如果是N型半导体，必有上下B. 长方体如果是P型半导体，必有上下D. 长方体如果是金属导体，必有上下【答案】BD【解析】BC、如果是P型半导体，它的载流子是正电粒子，根据左手定则，正电粒子向下偏，所以下表面带正电，上表面失去正电荷带负电所以，故C错误，B正确； AD、如果是N型半导体或金属导体，载流子是电子，根据左手定则，电子向下偏，所以下表面带负电，上表面失去电子带正电所以，故A错误，D正确；故选BD。【点睛】根据左手定
10、则判断出洛伦兹力的方向，得出电荷偏转方向，从而得出上下表面电势的高低。8. 如图所示，在半径为R的圆形区域内(圆心为O)有匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于圆平面向里(未画出)一群具有相同比荷的负离子以相同的速率由P点在纸平面内向不同方向射入磁场中，发生偏转后又飞出磁场，若离子在磁场中运动的轨道半径大于R，一无限大挡板MN在圆的正下方且与直径PQ平行，则下列说法中正确的是(不计离子的重力)()A. 所有离子飞出磁场时的动能一定相等B. 沿PQ方向射入的离子飞出时偏转角最大C. 从Q点飞出的离子在磁场中运动的时间最长D. 若离子入射速度满足，入射的离子出磁场后一定垂直打在挡板MN上【答案】CD
11、【解析】A、所有离子在磁场中做匀速圆周运动，出磁场时速度大小不变，具有相同比荷、相同的速率的一群离子，它们的质量不一定相等，故飞出磁场时的动能不一定相等，故A错误； D、由可知，入射点、出射点、O点与轨迹的圆心构成菱形，射出磁场时的轨迹半径与PQ平行，所以粒子的速度一定垂直打在MN板上，故D正确；【点睛】要抓住粒子是圆弧，磁场的边界也是圆弧，利用几何知识分析出射速度与入射速度方向的关系，确定出轨迹的圆心角。9. 如图甲所示，不计电表对电路的影响，改变滑动变阻器的滑片位置测得电压表V1 和V2随电流表A的示数变化规律如图乙中a、b所示，下列判断正确的是( )A. 图线a的延长线与纵轴交点的坐标值
12、等于电源电动势B. 图线b斜率的绝对值等于电源的内阻C. 图线a、b交点的横、纵坐标之积等于此状态下电源的输出功率D. 图线a、b交点的横、纵坐标之积等于此状态下电阻Ro消耗的功率【答案】ACD【解析】A、当电路中电流增大时，电源的内电压增大，路端电压减小，电压表 V1的读数减小，电压V2的示数增大，则根据图象可知，图线a是电压表V1的示数与I的关系图像，是电源的U-I图像，反映电源的特性，当I=0时，U=E，所以图线a的延长线与纵轴交点的坐标值等于电源的电动势，故A正确；B、图线b是电压表V2的示数与I的关系图像，是定值电阻R0的U-I图像，则图线b斜率的绝对值等于定值电阻R0，故B错误；C
13、D、图象a反映电源的特性，图象b反映电阻R0的特性，两图象的交点表示电阻R0接在该电源上的工作状态，则交点的横、纵坐标值的乘积等于该状态下电阻R0消耗的瞬时功率，也表示电源的输出功率故CD正确；故选ACD。【点睛】要通过分析电路中电路的电压和电流变化变化找到与图象的对应关系，要理解交点的物理意义。10. 设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，已知一离子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略重力，以下说法正确的是 ()A. 该离子带负电荷B. 离子在C点时速度最大C. A点和B点位于同一高度D. 离子到
14、达B点时，将沿原曲线返回A点【答案】BC【解析】A、从图中可以看出，上极板带正电，下极板带负点，带电粒子由静止开始向下运动，说明受到向下的电场力，可知粒子带正电，故A错误；BC、离子具有速度后，它就在向下的电场力F及总与速度方向垂直并不断改变方向的洛仑兹力f作用下沿ACB曲线运动，因洛仑兹力不做功，电场力做功等于动能的变化，在由A经C到B的过程中，在C点时，电势最低，此时粒子的电势能最小，由能量守恒定律可知此时具有最大动能，所以此时的速度最大，故B正确；而离子到达B点时的速度为零，所以从A到B电场力所做正功与负功加起来为零这说明离子在电场中的B点与A点的电势能相等，即B点与A点位于同一高度，故
15、C正确；D、只要将离子在B点的状态与A点进行比较，就可以发现它们的状态（速度为零，电势能相等）相同，如果右侧仍有同样的电场和磁场的叠加区域，离子就将在B之右侧重现前面的曲线运动，因此，离子是不可能沿原曲线返回A点的，如图所示，故D错误；故选BC。【点睛】带电粒子在混合场中运动的问题,要求能正确分析粒子的受力情况,再通过受力情况分析粒子的运动情况,要注意洛伦兹力永不做功。二、实验题（15分）11. 要测绘一个标有“3 V0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V，并便于操作已选用的器材有：电池组(电动势为4.5 V，内阻不计)电流表(量程为0250 mA，内阻约5
16、)电压表(量程为03 V，内阻约3 k)开关一个、导线若干(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的_(填选项字母)A滑动变阻器 (最大阻值为5,额定电流0.5A)B滑动变阻器(最大阻值为20 ，额定电流1 A)(2)实验的电路图应选用下列的图_(填选项字母)(3)用另一电源E0（电动势1.5V，内阻1.0 ）和另一滑动变阻器R（阻值04.0）及题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为_W，【答案】 (1). B (2). B (3). 0.098-0.120【解析】(1)测绘小灯泡的伏安特性曲线时，小灯
17、泡两端的电压应从0开始，可以有更大的调节范围，故所需要的电路为滑动变阻器分压式，滑动变阻器应选用阻值小而电流大的，故选B；(2)描绘伏安特性曲线，滑动变阻器分压式接法，小灯泡正常发光的电阻，则有，根据大内偏大小外偏小，电流表选择外接法，故B正确；(3)设小灯泡的两端电压为U，通过小灯泡的电流为I，根据闭合电路欧姆定律有，作出IU图像，与伏安特性曲线交点，这点的电压与电流的乘积即为小灯泡消耗的功率，如图，当调节滑动变阻器R的阻值等于0欧时，小灯泡的功率最大，当调节滑动变阻器R的阻值等于4欧时，小灯泡的功率最小，小灯泡的最小功率为 PIU0.100.99 W0.099 W。12. 图（a）为某同学
18、组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头电流表G的量程为05mA，内阻r=300，。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压5V挡和10 V挡，直流电流10 mA挡和100 mA挡，欧姆10挡。(1)图（a）中的B端与_（填“红”或“黑”）色表笔相连接。 (2)开关S接位置_(填“1”或“2”)时是电流挡的小量程,根据题给条件可得R1=_，R2=_，R4=_。(3)某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为_；若此时B端是与“3”相
19、连的，则读数为_； (4)已知图中的电源E的电动势为10V,当把开关S接到位置3,短接A.B进行欧姆调零后,此欧姆挡内阻为_(5)当电池长期使用使得电动势变小，用该电池的多用电表测量电阻时，所测得的阻值将_(填“偏大”“偏小”或“不变”)【答案】 (1). 红 (2). 2 (3). 30 (4). 270 (5). 350 (6). 58mA-60mA (7). 110 (8). 10000 (9). 偏大【解析】(1)与欧姆表内电源正极相连的是黑表笔，与欧姆表内电源负极相连的是红表笔；故图中的B端与红色表笔相连接。(2)开关S接位置2时，是电流挡的小量程，根据题给条件可得；开关S接位置1时
20、，是电流挡的大量程，根据题给条件可得，解得，开关S接位置4时，是电压挡的小量程，根据题给条件可得，解得(3)B端是与“1”相连的，是电流挡的大量程，分度值是2mA，指针指在29.5格，则多用电表读数为2mA29.5=59mA；此时B端是与“3”相连的，是欧姆挡，指针指在11的位置，则读数为1110=110；(4)图中的电源E的电动势为10V,当把开关S接到位置3，短接A、B进行欧姆调零后，此欧姆挡内阻为(5)当电池电动势变小、内阻变大时，欧姆得重新调零，由于满偏电流Ig不变，由公式，欧姆表内阻R内得调小，待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的，由，可知当R内变小时，I变小，指针跟原来的位
21、置相比偏左，欧姆表的示数变大【点睛】会规范使用多用电表，能正确读出多用电表的示数，是解决本题的关键，在平时实验训练过程中要多加注意规范操作和正确使用，多用电表的读数，重点是分清测量的物理量不同，读数方法不同，电压、电流对应量程、电阻是倍率；要特别注意，用电压表和欧姆表时，表头的内阻和量程变了，也就是R1和R2与表头Rg并联组成新的表头（电流表）。三、计算题（45分）13. 如图所示，两平行光滑导轨倾斜放置= 37，相距为20cm，金属棒MN的质量为20g，电阻为7，匀强磁场磁感应强度B方向竖直向下，大小为1.5T，电源电动势为10V，内阻r=1，当开关S闭合时，MN处于平衡。（g取10m /s
22、2 sin37=0.6 cos37=0.8）求变阻器R1为多大。【答案】12【解析】【分析】根据左手定则判出安培力方向，再作出金属棒平衡时的受力，根据平衡条件求得。解：金属棒受重力mg、支持力N、安培力F的作用，受力如图，根据平衡条件得：安培力为：根据欧姆定律得：代入数据解得： 14. (8分)如图所示,在y0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xy平面并指向纸里,磁感应强度为B. 一带负电的粒子(质量为m、电荷量为e)以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为. (粒子所受重力不计)，求：(1)该粒子射出磁场的位置（用坐标表示）；(2)该粒子在磁场中运动的时间【答案】
23、（1）（2）【解析】【分析】带正电粒子射入磁场后，由于受到洛仑兹力的作用，粒子将沿图示的轨迹运动，从A点射出磁场，O、A间的距离为L射出时速度的大小仍不变，射出方向与轴的夹角仍为解：(1)由于洛伦兹力提供向心力，则：，R为圆轨道的半径，解得： 圆轨道的圆心位于OA的中垂线上,由几何关系可得：L=2Rsin 联立两式解得所以粒子离开磁场的位置为(,0)(2)因为 该粒子在磁场中运动的时间15. 如图所示,R1=R2=R3=R4=R，开关S闭合时，间距为d的平行板电容器C的正中间有一质量为m，带电荷量为q的小球恰好处于静止状态。不计电源内阻。（重力加速度为g）求： (1)电源的电动势。(2) 开关
24、S断开时，小球向电容器一个极板运动,小球到达极板时的速度大小【答案】（1）（2）【解析】【分析】由小球的运动状态可得出电容器两端的电势差；根据电路结构分析开关通断前后电容器两端的电势差的变化，即可得出小球的运动情况解：(1)开关S闭合时 由平衡条件有：得： (2)开关S断开后,R1、R4串联,则小球向下运动由动能定理得 联解得： 16. 如图所示，在E=1104V/m的水平方向的匀强电场中，有一光滑的半圆形绝缘轨道与一水平绝缘轨道MN连接，半圆形轨道所在的竖直平面与电场线平行，P为QN圆弧的中点，其半径 R=20cm， 一带正电 q=110-4C 的小滑块质量 m=10g，与水平轨道间的动摩擦
25、因数 =0.1，位于 N 点右侧 L=1.25m 处，取 g=10m/s2，求：(1)要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点 Q，并在 Q 点脱离半圆轨道水平向右抛出，求滑块落到水平轨道时的落点与Q 点的距离 是多大？(2)要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点 Q，则滑块应以多大的初速度 v0 向左运动？【答案】（1）（2）5m/s【解析】【分析】要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点 Q，轨道对小滑块作用力为0，由重力和电场力提供向心力，从Q点水平抛出后，小球做类平抛运动，滑块从开始运动到达Q点过程中，由动能定理求解。解：(1)设小球到达Q点时速度为v，则有解得从Q点水平抛出后，小球做类平抛运动，由可
26、知小球的加速度由类平抛规律，竖直方向上有 水平方向上有 则 (2)滑块从开始运动到达Q点过程中，由动能定理得代入数据解得17. 如图甲所示，在空间中存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，其边界AB、CD相距为d，在左边界的Q点处有一质量为m、带电量为q的负粒子沿与左边界成30的方向射入磁场，粒子重力不计求：(1)带电粒子能从AB边界飞出的最大速度；(2)若带电粒子能垂直CD边界飞出磁场，穿过小孔进入如图乙所示的匀强电场中减速至零且不碰到负极板，则极板间电压U应满足什么条件？整个过程粒子在磁场中运动的时间是多少？(3)若带电粒子的速度是(2)中的倍，并可以从Q点沿纸面各个方向射入磁场，则粒
27、子能打到CD边界的距离大小？【答案】（1）（2）（3）【解析】试题分析：（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，设半径为R1，运动速度为v0。粒子能从左边界射出，临界情况如图甲，有R1+R1cos30=d，qv0B=m v02/R1。联立解得：v0=所以，粒子能从左边界射出的速度应满足（2）粒子能从右边界垂直射出，轨迹如图乙，R2=d/cos30，q v2B=m v22/R2，解得。即粒子不碰负极所加的电压应满足。粒子转过的圆心角为60所用时间为T/6，而，加上返回磁场所用的时间得：（3）当粒子速度为（2）中的倍时，解得R3=2d， 3分由几何关系可得粒子能打到CD边界的范围如图丙所示，有：考点：本题考查带电粒子在复合场中的运动