2010-2011学年湖北省黄冈中学高二（上）期中物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

下列说法正确的是（ ）
A．带电粒子只受电场力，由静止开始运动，其运动轨迹一定与电场线重合
B．电场强度的方向就是放入电场中电荷所受电场力的方向，且其大小E=
C．由B=知，通电直导线垂直于磁场放置，B与通电直导线所受安培力成正比，与I、L的乘积成反比
D．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向不一定与电荷运动方向垂直

2. 难度：中等

如图所示，在真空中有两个等量的正电荷q₁、q₂，分别固定于A、B两点，DC为A、B连线的中垂线，现将一正电荷q₃由C点沿CD移至无穷远的过程中，下列结论中正确的是（ ）

A．电势能逐渐减小
B．电势能逐渐增大
C．q₃受到的电场力逐渐减小
D．q₃受到的电场力先逐渐增大，后逐渐减小

3. 难度：中等

如图所示，C为两极板水平放置的平行板电容器，闭合开关S，当滑动变阻器R₁、R₂的滑片处于各自的中点位置时，悬在电容器C两极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态．现要使尘埃P向上加速运动，下列方法中可行是（ ）

A．把R₁的滑片向左移动
B．把R₂的滑片向左移动
C．把R₂的滑片向右移动面
D．把开关S断开

4. 难度：中等

如图所示，定值电阻阻值为R，电池电动势为E，内阻为r=R，滑动变阻器最大电阻R=2R，不考虑电表内阻影响，则下列判定正确的是（ ）

A．改变R，伏特表最大示数为
B．改变R，安培表最大值为
C．R=0时，R上获得最大功率，且最大功率P=
D．R=2R时，电源输出功率最大，效率最高

5. 难度：中等

竖直导线ab与水平面上放置的圆线圈隔有一小段距离，其中直导线固定，线圈可自由运动，当同时通以如图所示方向的电流时（圆线圈内电流从上向下看是逆时针方向电流），则从左向右看，线圈将（ ）

A．不动
B．顺时针转动，同时靠近导线
C．顺时针转动，同时离开导线
D．逆时针转动，同时靠近导线

6. 难度：中等

如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一带电粒子（不计重力）以某一初速度沿圆的直径方向射入磁场，粒子穿过此区域的时间为t，粒子飞出此区域时速度方向偏转60°角，根据上述条件可求下列物理量中的（ ）
A．带电粒子的比荷
B．带电粒子的初速度
C．带电粒子在磁场中运动的周期
D．带电粒子在磁场中运动的半径

7. 难度：中等

如图是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝  P和记录粒子位置的胶片A₁A₂．平板S下方有强度为B的匀强磁场．下列表述不正确的是（ ）
A．质谱仪是分析同位素的重要工具
B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C．能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/B
D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小

8. 难度：中等

如图所示，在真空中匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场的方向垂直纸面向里，三个油滴a、b、c 带有等量同种电荷，其中a静止，b向右做匀速运动，c向左匀速运动，比较它们的重力Ga、G_b、G_c的大小关系，正确的是（ ）

A．Ga最大
B．G_b最大
C．G_c最大
D．G_b最小

9. 难度：中等

如图所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进人磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角，若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是（ ）

A．，正电荷
B．，正电荷
C．，负电荷
D．，负电荷

10. 难度：中等

如图宽度为d的有界匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，MM′和NN′是它的两条边界．现有质量为m，电量为+q的带电粒子沿图示方向与磁场边界夹角为60°垂直磁场射入．要使粒子不能从边界NN′射出，则粒子入射速率的最大值是（ ）

A．
B．
C．
D．

二、解答题

11. 难度：中等

用如图甲所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻．蓄电池的电动势约为2V，内电阻很小．除蓄电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有：
A．电压表（量程3V）；
B．电流表（量程0.6A）；
C．电流表（量程3A）；
D．定值电阻R（阻值4Ω，额定功率4W）；
E．滑动变阻器R（阻值范围0-20Ω，额定电流1A）
（1）电流表应选______；（填器材前的字母代号）．
（2）根据实验数据作出U-I图象（如图乙所示），则蓄电池的电动势E=______ V，内阻r=______Ω．

12. 难度：中等

某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ．步骤如下：

（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图，由图可知其长度为______mm；
（2）用螺旋测微器测量其直径如右上图，由图可知其直径为______mm；
（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为______Ω．
（4）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：
待测圆柱体电阻R；电流表A₁（量程0～4mA，内阻约50Ω）；
电流表A₂（量程0～10mA，内阻约30Ω）；电压表V₁（量程0～3V，内阻约10kΩ）
电压表V₂（量程0～15V，内阻约25kΩ）；直流电源E（电动势4V，内阻不计）
滑动变阻器R₁（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）；
滑动变阻器R₂（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）；开关S；导线若干．
为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在右框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号．
（5）若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ=______Ω•m．（保留2位有效数字）

13. 难度：中等

如图所示电路，电源的电动势E=4V，内阻r=1Ω，R₁=8Ω，R₂=R₃=4Ω，电流表和电压表均为理想电表，求电压表和电流表的读数．

14. 难度：中等

一台“6V，15W”的直流电动机的电枢电阻为0.5Ω，接在电动势E=6V，内阻r=0.5Ω的电源上工作时，测得电动机两端电压是5V，求：
（1）电源的总功率；
（2）电源的输出功率；
（3）电动机的发热功率；
（4）电动机的输出功率．

15. 难度：中等

如图所示，电源电动势E=2V，内电阻r=0.5Ω，竖直平面内的导轨电阻可忽略，金属棒的质量m=0.1Kg，电阻R=0.5Ω，它与导轨的动摩擦因数µ=0.4，有效长度为L=0.2m．为了使金属棒能够靠在导轨外面静止不动，我们施加一与纸面成30°向里且与金属棒垂直的磁场，问磁场方向是斜向上还是斜向下？磁感应强度B的范围是多大？（重力加速度g=10m/s²）

16. 难度：中等

【选做题】如图所示，在平面直角坐标系xoy中，第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第四象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B=．一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从y轴正半轴上的M点以速度v垂直于y轴射入电场，经x轴上N点与x轴正方向成θ=60°角射入匀强磁场中，最后从y轴负半轴某一点P射出，已知M点坐标为（0，3L），不计粒子重力，求：
（1）匀强电场的电场强度和粒子到N点的速度；
（2）粒子在磁场中运动的轨道半径和粒子打在P点的坐标；
（3）粒子从进入M点运动到P点所用的总时间．

17. 难度：中等

[选做题]]如图所示，两根正对的平行金属直轨道MN、M´N´位于同一水平面上，两轨道之间的距离 l=0.50m．轨道的MM′端之间接一阻值R=0.40Ω的定值电阻，NN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接，两半圆轨道的半径均为 R=0.50m．直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B=0.64T的匀强磁场中，磁场区域的宽度d=0.80m，且其右边界与NN′重合．现有一质量 m=0.20kg、电阻 r=0.10Ω的导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0m处．在与杆垂直的水平恒力 F=2.0N的作用下ab杆开始运动，当运动至磁场的左边界时撤去F，结果导体ab恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP′．已知导体杆ab在运动过程中与轨道接触良好，且始终与轨道垂直，导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数 μ=0.10，轨道的电阻可忽略不计，取 g=10m/s²，求：
（1）导体杆刚进入磁场时，通过导体杆上的电流大小和方向；
（2）导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上的电荷量；
（3）导体杆穿过磁场的过程中整个电路产生的焦耳热．