2013-2014江苏省高二上学期期中考试物理试卷（选修）（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

某同学做三种导电元件的导电性实验，他根据所测量数据分别绘制了三种元件的I－U图像如图所示，则下述判断正确的是  (　　)

A．只有乙图像是正确的

B．甲、丙图像是曲线，肯定误差太大

C．甲、丙为线性元件，乙为非线性元件

D．甲、乙、丙三个图像都可能是正确的，并不一定有较大误差

2. 难度：中等

电阻R和电动机M串联接到电路时，如图所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作。设电阻R和电动机M两端的电压分别为U₁和U₂，经过时间t，电流通过电阻R做功为W₁，产生热量Q₁，电流通过电动机做功为W₂，产生热量为Q₂，则有  (　　)

A．U₁<U₂，Q₁=Q₂      B．U₁=U₂，Q₁=Q₂

C．W₁=W₂，Q₁>Q₂      D．W₁<W₂，Q₁<Q₂

3. 难度：中等

如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R₀的滑动端向下滑动的过程中(　　)

A．电压表与电流表的示数都增大

B．电压表与电流表的示数都减小

C．电压表的示数增大，电流表的示数减小

D．电压表的示数减小，电流表的示数增大

4. 难度：中等

在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0 V，内阻不计，L₁、L₂、L₃为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，当开关S闭合后  (　　)

A．通过L₁的电流为通过L₂的电流的2倍

B．L₁的电阻为7.5 Ω

C．L₁消耗的电功率为0.75 W

D．L₂消耗的电功率为0.375 W

5. 难度：中等

如图所示，ABC为与匀强磁场垂直的边长为a的等边三角形，磁场垂直于纸面向外，比荷为的电子以速度v₀从A点沿AB方向射入，欲使电子能经过BC边，则磁感应强度B的取值应为  (　　)

A．B>    B．B<           C．B<    D．B>

6. 难度：中等

如图所示，直线A为电源的U－I图线，直线B和C分别为电阻R₁和R₂的U－I图线，    用该电源分别与R₁、R₂组成闭合电路时，电源的输出功率分别为P₁、P₂，电源的效率分别为η₁、η₂，则(　　)

A．P₁>P₂                 B．P₁＝P₂                  C．η₁>η₂             D．η₁<η₂

7. 难度：中等

如图所示，质量为m、长为L的导体棒电阻为R，初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E，内阻不计。匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与轨道平面成θ角斜向上方，开关闭合后导体棒开始运动，则(　　)

A．导体棒向左运动

B．开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为

C．开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为

D．开关闭合瞬间导体棒MN的加速度为

8. 难度：中等

如图，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O′，并处于匀强磁场中，当导线中通以沿x正方向的电流I，且导线保持静止时， 悬线与竖直方向夹角为θ。则磁感应强度方向和大小可能为(　　)

A．y正向，   B．z正向，tanθ

C．z负向，tanθ  D．沿悬线向上，sinθ

9. 难度：中等

环形对撞机是研究高能离子的重要装置，如图所示正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。(两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞)为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确的是     (　　)

A．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越小

B．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越大

C．对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变

D．对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期越小

10. 难度：简单

（1）用游标为50分度的卡尺（测量值可精确到0.02 mm）测定某圆筒的内径时，卡尺上的示数如图甲所示，可读出圆筒的内径为________mm。

（2）图乙中给出的是用螺旋测微器测量一金属薄板厚度时的示数，此读数应为________mm。

二、实验题

11. 难度：中等

某学习小组用伏安法测量一未知电阻R的阻值，给定器材及规格为：

电流表(量程0～5 mA，内阻约为10 Ω)；

电压表(量程为0～3 V，内阻约为3 kΩ)；

最大阻值约为100 Ω的滑动变阻器；

电源E(电动势约3 V)；

开关S、导线若干。

（1）由于不知道未知电阻的阻值范围，先采用如图甲电路试测，读得电压表示数大约为2.5 V，电流表示数大约为5 mA，则未知电阻阻值R_x大约为________Ω；

（2）经分析，该电路测量误差较大，需作改进。请直接在原图甲上改画；①在不需要的连线上画“×”表示，②补画上需要添加的连线；

（3）对改进的电路进行测量，并根据测量数据画出了如图乙所示的U－I图像，得R_x＝________Ω。(保留3位有效数字)

12. 难度：中等

要测量一电源的电动势E（小于3 V)和内阻r(约1 Ω)，现有下列器材：电压表V(3V和15 V两个量程)、电阻箱(0～999.9 Ω)、定值电阻R₀＝3 Ω、开关和导线。某同学根据所给器材设计如图甲的实验电路。

（1）电路中定值电阻R₀的作用是___________________________。

（2）请根据图甲电路，在图乙中用笔画线代替导线连接电路。

（3）该同学调节电阻箱阻值R，读出对应的电压表读数U，得到两组数据：R₁＝2.0 Ω   时U₁＝2.37 V；R₂＝4.0 Ω时U₂＝2.51 V。由这两组数可求得电源的电动势为

E＝          V，内阻为r＝           Ω。

（4）为使最终测量结果更精确，在不改变实验方法、不更换实验器材的前提下，请

你对该同学提一条建议                                               。

三、计算题

13. 难度：中等

（15分）一台小型电动机在3 V电压下工作，用此电动机提升所受重力为4 N的物体时，通过它的电流是0.2 A。在30 s内可使该物体被匀速提升3 m。若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：

（1）电动机的输入功率；

（2）在提升重物的30 s内，电动机线圈所产生的热量；

（3）线圈的电阻。

14. 难度：中等

（15分）如图所示，电源内阻，。当电键闭合时，电流表和电压表的示数分别为1.5A和2V。求：

（1）电源电动势；

（2）的阻值；

（3）电键断开时，干路上的电流强度。

15. 难度：中等

（16分）如图所示，在磁感应强度为B的水平匀强磁场中，有一足够长的绝缘细棒OO′在竖直平面内垂直于磁场方向放置，细棒与水平面夹角为α。一质量为m、带电荷量为＋q的圆环A套在OO′棒上，圆环与棒间的动摩擦因数为μ，且μ<tanα，现让圆环A由静止开始下滑，试问圆环在下滑过程中：

（1）圆环A的最大加速度为多大？获得最大加速度时的速度为多大？

（2）圆环A能够达到的最大速度为多大？

16. 难度：困难

（18分）如图所示，真空中有以(r,0)为圆心，半径为r的圆柱形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，在y＝r的实线上方足够大的范围内，有方向水平向左的匀强电场，电场强度的大小为E，从O点向不同方向发射速率相同的质子，质子的运动轨迹均在纸面内，设质子在磁场中的偏转半径也为r，已知质子的电量为e，质量为m，不计重力及阻力的作用，求：

（1）质子射入磁场时的速度大小。

（2）速度方向沿x轴正方向射入磁场的质子，到达y轴所需的时间。

（3）速度方向与x轴正方向成30°角(如图所示)射入磁场的质子，到达y轴的位置坐标。