河北省衡水中学2013-2014学年高二上学期二调考试物理题（含答案）

河北省衡水中学2013-2014学年高二上学期二调考试物理题（含答案）

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第Ⅰ卷共4页，第Ⅱ卷共2页。共 110分。考试时间110分钟。 第Ⅰ卷（选择题 共 56 分） 注意事项：1.答卷Ⅰ前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目用铅笔涂写在答题卡 上。 2.答卷Ⅰ时，每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号 涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。不能答在试题卷上。 一、选择题（每小题4分，共56分。下列每小题所给选项至少有一项符合题意，请将正确 答案的序号填涂在答题卡上，全部选对的4分，有漏选的得2分，有错选的得0分） 1．关于磁场，下列说法中不正确的是 ( 　) A．最早发现电流磁效应的科学家是法拉第 B．磁场的最基本性质是对放在磁场中的磁体或电流有磁场力的作用 C．电流和电流之间的相互作用也是通过磁场发生的 D．磁场的方向和小磁针北极所指的方向相同 2．如图(甲)所示为一个质量为 m、带电荷量为+q 的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆 上 滑 动 ， 细 杆 处 于 磁 感 应 强 度 为 B 的 匀 强 磁 场 中 . 现 给 圆 环 向 右 初 速 度 3．有两根长直导线 a、b 互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图.在图中所示的平面 内，O 点为两根导线连线的中点，M、N 为两导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上， 且与 O 点的距离相等.若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流 I，则关于线段 MN 上 各点的磁感应强度，下列说法中正确的是( ) A.M 点和 N 点的磁感应强度大小相等，方向相同 B.M 点和 N 点的磁感应强度大小相等，方向相反 C.在线段 MN 上各点的磁感应强度都不可能为零 D.在线段 MN 上只有一点的磁感应强度为零 4．如图所示,台秤上放一光滑平板,其左边固定一挡板,一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接 起来 ,现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒,当导体棒中通以如图所示的电流后,以下说 法正确的是( ) A.弹簧长度将变长 B.弹簧长度将变短 C.台秤读数变小 D. 台秤读数变大 5．如图所示,a、b、c 三个闭合线圈,放在同一平面内,当 a 线圈中有电流 I 通过时,它们的磁 通量分别为Фa、Фb、Фc 下列说法中正确的是( ) A．Фa＜Фb＜Фc B．Фa＞Фb＞Фc C．Фa＜Фc＜Фb D．Фa＞Фc＞Фb 6．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图 1 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和α粒子，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 7．如图所示，一个带正电的小球沿光滑的水平绝缘桌面向右运动，速度的方向垂直于一个水 平方向的匀强磁场，小球飞离桌子边缘落到地板上.设其飞行时间 为 t1，水平射程为 s1,落地速率为 v1.撤去磁场，其余条件不变时， 小球飞行时间为 t2，水平射程为 s2,落地速率为 v2,则（ ） A．t1＜t2 B．s1＞s2 C．s1＜s2 D．v1=v2 8．如图所示，ABC 为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中 AB 为倾斜直轨道，BC 为与 AB 相切 的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向 里．质量相同的甲、乙、丙三个小球中，甲球带正电、乙球带负电、 丙球不带电．现将三个小球在轨道 AB 上分别从不同高度处由静止释 放，都恰好通过圆形轨道的最高点，则（ ） A．甲球的释放位置比乙球的高 B．运动过程中三个小球的机械能均保持不变 C．经过最高点时，三个小球的速度相等 D．经过最高点时，甲球的速度最小 10．某空间存在着如图甲所示足够大沿水平方向的匀强磁场。在磁场中 A、B 两个物块叠放在 一起，置于光滑水平面上，物块 A 带正电，物块 B 不带电且表面绝缘。在 t1=0 时刻，水平恒 力 F 作用在物块 B 上，物块 A、B 由静止开始做加速度相同的运动．在 A、B 一起向左运动的 过程中，以下说法正确的是( ) A．图乙可以反映 A 所受洛仑兹力大小随时间 t 变化的关系 B．图乙可以反映 A 对 B 的摩擦力大小随时间 t 变化的关系 C．图乙可以反映 A 对 B 的压力大小随时间 t 变化的关系 D．图乙可以反映 B 对地面压力大小随时间 t 变化的关系 11．如图所示，一个理想边界为 PQ、MN 的匀强磁场区域，磁场宽 度为 d，方向垂直纸面向里．一电子从 O 点沿纸面垂直 PQ 以速度 v0 进入磁场．若电子在磁场中运动的轨道半径为 2d．O′ 在 MN 上， 且 OO′ 与 MN 垂直．下列判断正确的是（ ） A．电子将向右偏转 B．电子打在 MN 上的点与 O′点的距离为 d C．电子打在 MN 上的点与 O′点的距离为 D．电子在磁场中运动的时间为 ． 12．如右图所示，在半径为 R 的圆形区域内充满磁感应强度为 B 的匀强磁场，MN 是一竖直放 置的感光板．从圆形磁场最高点 P 垂直磁场射入大量的带正电、电荷量为 q、质量为 m、速度 为 v 的粒子，不考虑粒子间的相互作用力及重力，关于这些粒子的运动以下说 法正确的是(　　) A．只要对着圆心入射，出射后均可垂直打在 MN 上 B．对着圆心入射的粒子，其出射方向的反向延长线不一定过圆心 C．对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中通过的弧长越长，时间也越长 D．只要速度满足 ，沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在 MN 上 13．如图所示，O 点有一粒子源，在某时刻发射大量质量为 m、电荷量为 q 的带正电的粒子， 它们的速度大小相等、速度方向均在 xOy 平面内.在直线 x=a 与 x=2a 之间存在垂直于 xOy 平 面向外的磁感应强度为 B 的匀强磁场，与 y 轴正方向成 60°角发射的粒子恰好垂 直于磁场右边界射出.不计粒子的重力和粒子间的相互作用力.关于这些粒子的运 动，下列说法正确的是( ) A.粒子的速度大小为 B.粒子的速度大小为 C.与 y 轴正方向成 120°角射出的粒子在磁场中运动的时间最长 D.与 y 轴正方向成 90°角射出的粒子在磁场中运动的时间最长 14．如图在 x 轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为 B 的匀强磁场，x 轴下方存在垂直纸面 向外的磁感应强度为 B/2 的匀强磁场．一带负电的粒子从原点 O 以 d3 03 d v π qBRv m = 2aBq m aBq m 与 x 轴成 角斜向上射人磁场(此为第一次)，且在上方运动半径为 R（不计重力）。则（ ） A．粒子经偏转一定能回到原点 0 B．粒子在 轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为 2:1 C．粒子完成一次周期性运动的时间为 D．粒子第二次射入 轴上方磁场时，沿 轴前进 3R 30 x 2 / 3m qBπ x x 河北衡水中学 2013—2014 学年度上学期二调考试 高二物理试卷 卷Ⅱ（非选择题 共 54 分） 注意事项：1．答卷Ⅱ前考生务必将姓名、班级、考号填在答卷纸密封线内规定的地方。 2．答卷Ⅱ时用兰黑色钢笔或圆珠笔直接填写在答卷纸规定的地方。 二、填空实验题（每空 2 分，共 10 分） 15．（10 分）在测量电源的电动势 E 以及内阻 r （电动势约 2V,内阻约 0．5Ω实验中，给出 如下器材： 量程为 1V 的电压表，量程为 0． 5A 的电流表（内阻较小），定值电阻 Ro = 1．6Ω,滑 动变阻器 R,开关 S,导线若干。 （1）四位同学设计了如上四个电路，实验电路应选为（ ） （2）实验时当电流表的示数为 I1 时，电压表示数为 U1;当电流 表的示数为 I2 时，电压表示数为 U2,则可求出电动势 E 的字母表达式为_____,内电阻 r 的字母表达式为_______ （3）根据测量实验记录数据画出了电压表示数 U 随电流 I 的变化关系 U—I 图象，如 图所示，由此可知电源电动势 E=_____、内阻为 r=______。（结果在小数点后保留两位小 数） 三．计算题：（计算题要写出必要的文字说明和解题过程，只写出结果，没有过程不能得分） 16．（10 分）在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，有一倾角为 θ，足够长的光滑绝缘斜面， 磁感应强度为 B，方向垂直纸面向外，电场方向竖直向上。有一质量为 m，带电荷量为+q 的小 球静止在斜面顶端，这时小球对斜面的正压力恰好为零，如图所示，若迅速把电场方向反转 成竖直向下。 求：（1）小球能在斜面上连续滑行多远？ （2）所用时间是多少？ 17．（10 分）如图所示，在 xOy 坐标系中，x 轴上 N 点到 O 点的距离是 12cm，虚线 NP 与 x 轴 负向的夹角是 30°．第Ⅰ象限内 NP 的上方有匀强磁场，磁感应强度 B＝1T，第 IV 象限有匀 强电场，方向沿 y 轴正向．一质量 m＝8×10-10kg.电荷量 q=1×10-4C 带正电粒子，从电场中 M（12，－8）点由静止释放，经电场加速后从 N 点进入磁场，又从 y 轴上 P 点穿出磁场．不 计粒子重力，取 ＝3 求： （1）粒子在磁场中运动的速度 v； （2）粒子在磁场中运动的时间 t； （3）匀强电场的电场强度 E． π 18（10 分）．如图所示，粒子源 O 产生初速度为零、电荷量为 q、质量为 m 的正离子，被电压 为 的加速电场加速后通过直管，在到两极板等距离处垂直射入平行板间的偏转电场，两平 行板间电压为 2 。离子偏转后通过极板 MN 上的小孔 S 离开电场。已知 ABC 是一个外边界为 等腰三角形的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，边界 AB=AC=L， ，离子经过一 段匀速直线运动，垂直 AB 边从 AB 中点进入磁场。（忽略离子所受重力） 试求： （1）若磁场的磁感应强度大小为 ，离子在磁场中做圆周运动的半径； （2）若离子能从 AC 边穿出，试求磁场的磁感应强度大小的范围。 0U 0U 030=θ 0B 19．(14 分)如图所示，在坐标系 xOy 中，第一象限内充满着两个匀强磁场 a 和 b，OP 为分界 线，倾角为 37°，在区域 a 中，磁感应强度为 2B，方向垂直于纸面向里；在区域 b 中，磁感应 强度为 B，方向垂直于纸面向外，P 点坐标为(4L,3L)．一质量为 m、电荷量为 q 的带正电的粒 子从 P 点沿 y 轴负方向射入区域 b，经过一段时间后，粒子恰能经过原点 O，不计粒子重 力．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求： (1)粒子从 P 点运动到 O 点的时间最少是多少？ (2)粒子运动的速度可能是多少？ 2013-2014 第上学期物理二调答案 【解析】 试题分析：（1）电场反转前 mg=qE （1 分） 电场反转后，小球先沿斜面向下做匀加速直线运动，到对斜面压力减为零时开始离开斜面， 此时有： （2 分） 解得小球离开斜面时的速度 （1 分） 小球在斜面上滑行的加速度 （2 分） 小球在斜面上滑行的距离为： （1 分） 小球沿斜面滑行距离 （1 分） （2）所用时间 （2 分） 17 【 答 案 】 （ 1 ） （ 2 ） （ 3 ） 【解析】 试题分析：（1）粒子在磁场中的轨迹如图，由几何关系，得粒子做圆周运动的轨道半径 ① cosqvB mg qE θ= +（ ） qB mgv θcos2= θθ sin2sin)( gm qEmga =+= a vs 2 2 = θ θ sin cos 22 22 Bq gms = qB m a vt θcot== 410 m/sv = 5120 2π 1.6 10 s360 mt qB −°= × = ×° 2 35 10 V/m2 mvE qd = = × 2 12cm 0.08m3R = × = 由 得 ② （2）粒子在磁场中运动轨迹所对圆心角为 120°，则有 ③ （3）由 得 评分标准：本题共 10 分，每式 2 分，正确作出轨迹、圆心各 1 分 18.【答案】（1） （2） 【解析】 2vqvB m R = 410 m/sv = 5120 2π 1.6 10 s360 mt qB −°= × = ×° 21 2qEd mv= 2 35 10 V/m2 mvE qd = = × 0 0 2 mU B q 012 mUB L q < 19.【答案】(1) 　(2) (n＝1,2,3…) 【解析】(1)设粒子的入射速度为 v，用 Ra、Rb、Ta、Tb 分别表示粒子在磁场 a 区和 b 区运动 的轨道半径和周期 则：Ra＝ 　Rb＝ Ta＝ ＝ 　Tb＝ 粒子先从 b 区运动，再进入 a 区运动，然后从 O 点射出时，粒子从 P 运动到 O 点所用时间最 短．如图所示 tanα＝ 得 α＝37° 粒子在 b 区和 a 区运动的时间分别为：tb＝ Tb ta＝ Ta 53 60 m qB π 25 12 qBl nm 2 mv qB mv qB 2 2 m qB π m qB π 2 m qB π 3 4 0 0 290 360 α− 0 0 290 360 α−