湖北省武汉市第二中学高二物理上学期期中试题
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1 武汉二中2016——2017学年上学期高二年级期中考试物理试卷
考试时间：2016年11月9日 下午14：00—15：30 试卷满分：110分
一、选择题：本题共10小题，每小题4分。共40分；在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．沈括在《梦溪笔谈》中记载了“以磁石磨针锋”制造指南针的方法，磁针“常微偏东，不全南也”。他是世界上第一个指出地磁场存在磁偏角的人，比西方早了400年。关于地磁场，下列说法中正确的是（ ）
A、地磁场只分布在地球的外部
B、地理南极点的地磁场方向竖直向上
C、地磁场穿过地球表面的磁通量为零
D、地球表面各处地磁场的磁感应强度大小相等
2．用阴极射线管可以观察电子在磁场中的运动径迹。图甲是阴极射线管的实物图，图乙中A、B两端的“+”“-”号表示阴极射线管工作时所接电源的极性，虚线表示电子的运动径迹，其中符合实际的是：（ ）
3．如图所示，两根通电长直导线a、b平行且竖直放置，a、b中的电流强度分别为I和12I，此时a受到的磁场力大小为F。当在a、b所处的空间内加一垂直于的a、b导线的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为3F，方向垂直纸面向外，此时b受到的磁场力大小为（ ）
A．F B．F3
C．23F D．F7
4．如图所示，直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场，磁感应强度为B，已知AB边长为L，∠C=30°，I 12I a b 2 比荷均为qm的带正电粒子（不计重力）以不同的速率从A点沿AB方向射入磁场，则（ ）
A．粒子速度越大，在磁场中运动的时间越短
B．粒子在磁场中运动的最长时间为23mqB C．粒子速度越大，在磁场中运动的路程越短
D．粒子在磁场中运动的最长路程为439L
5．如图所示，足够长的竖直绝缘管内壁粗糙程度处处相同，处在方向彼此垂直的匀强电场和匀强磁场中，电场强度和磁感应强度的大小分别为E和B．一个质量为m，电荷量为+q的小球从静止开始沿管下滑，下列关于小球所受弹力N、运动速度v、运动加速度a、运动位移x、运动时间t之间的关系图象中正确的是（ ）
6．如图所示，宽度为h、厚度为d的霍尔元件放在与它垂直的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，当恒定电流I通过霍尔元件时，在它的前后两个侧面之间会产生电压，这样就实现了将电流输入转化为电压输出。为提高输出的电压，可采取的措施是（ ）
A．增大d
B．减小d
C．增大h
D．减小h
7．（多选）下列说法错误的是（ ）
A．将通电导线放入磁场中，若不受安培力，说明该处磁感应强度为零
B．洛伦兹力的方向在特殊情况下可能与带电粒子的速度方向不垂直
C．由于安培力是洛伦兹力的宏观表现，所以洛伦兹力也可能做功
D．安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部，存在着分子电流，分子电流使
每个微粒成为微小的磁体
8．（多选）如图所示是某次创意物理实验设计作品《小熊荡秋千》的原理图．两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上，漆包线绕成的两个线圈P、Q与其组成闭合回路．两个磁 A B C D 3 性很强的条形磁铁如图放置，当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟着摆动，仿佛小熊在荡秋千．以下说法正确的是 （ ）
A．P向右摆动的过程中，P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)
B．P向右摆动的过程中，Q会向右摆动
C．P向右摆动的过程中，Q会向左摆动
D．若使Q左右摆动，P会始终保持静止
9．（多选）如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，磁感强度为B，质量为m边长为a的正方形线框ABCD斜向穿进磁场，当AC刚进入磁场时速度为v，方向与磁场边界成450。若线框的总电阻为R，则：（ ）
A、线框穿进磁场过程中，框中电流的方向为DCBA
B、AC刚进入磁场时线框中感应电流为2BavR
C、AC刚进入磁场时线框所受安培力为222BavR
D、在以后穿过的过程中线框的速度不可能减小到零.
10．（多选）设在我国某实验室的真空室内，存在匀强电场E和可看作匀强磁场的地磁场B，电场与地磁场的方向相同，其中地磁场磁感线的分布图如图所示，地磁场的竖直分量和水平分量分别竖直向下和水平指北，今有一带电的小球以v的速度在此区域内沿垂直场强方向沿水平面做直线运动，则下列说法正确的是（ ）
A．小球运动方向为自东向西
B．小球可能带正电
C．小球一定带负电
D．小球速度v的大小为EB
二、实验题（本题共3小题，共20分）
11．（6分）在正确操作的情况下，多用电表的指针和螺旋测微器指在图示位置。
（1）若选择开关置于位置a，则测量的物理量是 ，测量结果为 V 。
（2）若选择开关置于位置b，则测量的物理量是 ，测量结果为 mA。
（3）若选择开关置于位置c，则测量结果为 Ω。 A C
B D v 4 （4）螺旋测微器的示数为 mm。
12．（6分）小张和小明测绘标有“3.8 V 0.4 A”小灯泡的伏安特性曲线，提供的实验器材有：
A．电源E（4 V，内阻约0.4 Ω） B．电压表V（2 V，内阻为2 kΩ）
C．电流表A（0.6 A，内阻约0.3 Ω） D．滑动变阻器R（0～10Ω)
E．三个定值电阻（R1 =1kΩ，R2=2kΩ，R3=5kΩ） F．开关及导线若干
（1）小明研究后发现，电压表的量程不能满足实验要求，为了完成测量，他将电压表进行了改装．在给定的定值电阻中选用 （选填“R1”、“R2”或“R3”）与电压表 （选填 “串联”或“并联”），完成改装．
（2）小张选好器材后，按照该实验要求连接电路，如图所示（图中电压表已经过改装）．闭合开关前，小明发现电路中存在两处不恰当的地方，分别是：① ；② ．
（3）正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，电压表和电流表的示数改变，但均不能变为零．由此可以推断电路中发生的故障可能是导线 （选填图中表示导线的序号）出现了 （选填“短路”或“断路”）．
13．（8分）在测定电源电动势和内阻的实验中，实验室仅提供下列实验器材：
A．干电池两节，每节电动势约为1.5V，内阻约几欧姆
B．直流电压表1V、2V，量程均为0~3V，内阻约为3k
C．电流表，量程0.6 A，内阻小于1Ω 第12题图 2 3 4
5 6
7
8 1 V A
a b P
第13题图a 5 D． 定值电阻0R，阻值为5
E． 滑动变阻器R，最大阻值50
F． 导线和开关若干
①如图a所示的电路是实验室测定电源的电动势和内阻的电路图，按该电路图组装实验器材进行实验,测得多组U、I数据,并画出UI图象，求出电动势和内电阻。电动势和内阻的测量值均偏小，产生该误差的原因是
，这种误差属于
。（填“系统误差”或“偶然误差”）
②实验过程中，电流表发生了故障，某同学设计如图甲所示的电路，测定电源电动势和内阻，连接的部分实物图如图乙所示，其中还有一根导线没有连接，请补上这根导线。
③实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表1V和2V的多组数据1U、2U，描绘出21UU图象如图丙所示，图线斜率为k，与横轴的截距为a，则电源的电动势E ，内阻r—
（用k、a、0R表示）。
三、分析计算题（本题共4小题，共50分。分析解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
14．（10分）如图所示，两平行金属导轨间距l=0.5m，导轨与水平面成=37°，导轨电阻不计．导轨上端连接有E=6V、r=1Ω的电源和滑动变阻器．长度也为l的金属棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好，金属棒的质量m=0.2kg、电阻R0=1Ω，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，金属棒一直静止在导轨上．g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8求：
（1）当滑动变阻器的阻值R1=1Ω时金属棒刚好与导轨间无摩擦力，电路中的电流；
（2）当滑动变阻器接入电路的电阻为R2=4Ω时金属棒受到的摩擦力．
第13题图甲 第13题 第13题图乙 第13题图丙 6
15．（10分）如图甲所示，半径为a=0.4m的圆形区域内有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，平行金属导轨PQP′Q′与磁场边界相切于OO′，磁场与导轨平面垂直，导轨两侧分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R=2Ω，金属导轨的电阻忽略不计，则：
（1）若磁场随时间均匀增大，其变化率为ΔB/Δt=（4 /π）T/s，求流过L1电流的大小和方向；（2）如图乙所示，若磁感强度恒为B=1.5T，一长为2a、电阻r=2Ω的均匀金属棒MN与导轨垂直放置且接触良好，现将棒以v0=5m/s的速率在导轨上向右匀速滑动，求棒通过磁场过程中的最大电流以及平均电动势．
16．（14分）地磁场可以减少宇宙射线中带电粒子对地球上生物体的危害。为研究地磁场，某研究小组模拟了一个地磁场。如图所示，模拟地球半径为R,地球赤道平面附近的地磁场简化为赤道上方厚度为2R、磁感应强度大小为B、方向垂直于赤道平面的匀强磁场。磁场边缘A处有一粒子源，可在赤道平面内以不同速度向各个方向射入某种带正电粒子。研究发现，当粒子速度为2v时，沿半径方向射入磁场的粒子恰不能到达模拟地球。不计粒子重力及大气对粒子运动的影响，且不考虑相对论效应。
（1）求粒子的比荷qm；
（2）若该种粒子的速度为v，则这种粒子到达模拟地球的最短时间是多少？
（3）试求速度为2v的粒子到达地球粒子数与进入地磁场粒子总数比值η。（结
果用反三角函数表示。例：sink，则sinarck，θ为弧度）
L1 L2 O
O′ Q′ P′ P Q
c a
甲 L1 L2 O
O′ Q′ P′ P Q
c a
乙 M
N v0
oR3RA
