河北省衡水中学2013-2014学年高二上学期二调考试物理试题（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试题（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 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．‎ ‎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。‎ ‎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 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】‎ ‎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