2014-2015学年湖北孝感高级中学高二上期期末考试物理卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来，地球磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义。假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，（如图，地球由西向东转，虚线表示地球自转轴，上方为地理北极），在地球磁场的作用下，它将(     )

A．向东偏转   B．向南偏转   C．向西偏转   D．向北偏转

2. 难度：简单

质量为m的钢球自高处落下，以速率v₁碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短，离地的速率为v₂。在碰撞过程中，地面对钢球冲量的方向和大小为

A．向下，m(v₁-v₂)  B．向下，m(v₁+v₂)

C．向上，m(v₁-v₂)  D．向上，m(v₁+v₂)

3. 难度：中等

有一个均匀带电圆环，以圆环圆心O为坐标原点，过O且垂直于圆环平面的线为x轴，如下图甲所示，现测得x轴上的电场强度随坐标x值变化的图像如图乙所示（场强为正值，表示方向沿x轴正方向），H、I是x轴上两点，且HO＜OI，取无穷远处电势为零。则以下分析正确的是

A．该圆环带负电

B．x轴上O点电势为零

C．将一个正的试探电荷沿x轴从H移动到I的过程中，电势能先增大后减小

D．H点的电势低于I点的电势

4. 难度：中等

如图所示，R₃是光敏电阻，当开关Ｓ闭合后在没有光照射时，两点等电势，当用光照射电阻R₃时

A．R₃的电阻变小，点电势高于点电势

B．R₃的电阻变小，点电势低于点电势

C．R₃的电阻变大，点电势高于点电势

D．R₃的电阻变大，点电势低于点电势

5. 难度：简单

K^-介子衰变的方程为K^-，其中K^-介子和介子带负的基元电荷，介子不带电。一个K^-介子沿垂直磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP，衰变后产生的介子的轨迹为圆弧PB，轨迹在P点相切，它们的半径与之比为2:1。介子的轨迹未画出，由此可知的动量大小与的动量大小之比为

A．1:1    B．1:2    C．1:3   D．1:6

6. 难度：简单

如图所示，A₁、A₂是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是

A.开关S接通时，A₂灯先亮、A₁灯逐渐亮，最后A₁A₂一样亮

B．开关S接通时，A₁、A₂两灯始终一样亮

C．断开S的瞬间，流过A₂的电流方向与断开S前电流方向相反

D．断开S的瞬间，流过A₁的电流方向与断开S前电流方向相反

7. 难度：中等

如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d（d＞L ）的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动，t=0时导线框的的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。下列v-t图像中，可能正确描述上述过程的是

8. 难度：中等

如图所示，Q为用毛皮摩擦过的橡胶圆盘，由于它的转动，使得金属环P中产生了逆时针方向的电流，则Q盘的转动情况是：

A．顺时针加速转动        B．逆时针加速转动

C．顺时针减速转动        D．逆时针减速转动

9. 难度：中等

如图所示，设变压器为理想变压器，并保持输入电压U₁不变，L为串联在原线圈的灯泡，L₁、L₂、L₃、L₄为副线圈的负载，当滑动变阻器R的滑片向下移动时

A．L₁灯亮度增加      B．L₂灯亮度减弱

C．L灯亮度增加     D．L₄灯亮度减弱

10. 难度：简单

如图所示，一根长度L的直导体棒中通以大小为I的电流，静止放在导轨上，垂直于导体棒的匀强磁场的磁感应强度为B，B的方向与竖直方向成θ角。下列说法中正确的是

A．导体棒受到磁场力大小为BLIsinθ

B．导体棒对轨道压力大小为

C．导体棒受到导轨摩擦力为

D．导体棒受到导轨摩擦力BLIcosθ

11. 难度：中等

如图所示，固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻，但表面粗糙，导轨左端连接一个电阻R，质量为m的金属棒(电阻也不计)放在导轨上，并与导轨垂直，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，用水平恒力F把ab棒从静止起向右拉动的过程中,以下结论正确的有

A．恒力F做的功等于电路产生的电能；

B．恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能；

C．克服安培力做的功等于电路中产生的电能；

D．恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和

二、实验题

12. 难度：简单

用某精密仪器测量一物体的长度，得到结果为1.63812cm 。现改成最小刻度为mm的刻度尺去测量，结果应该为        cm ；如果改成20分度的游标卡尺去测量，结果应该为_________cm ；如果改成螺旋测微器去测量，结果应该为        cm.

13. 难度：中等

某同学欲测一个未知电阻的阻值，可供选择的仪器有：电流表A（量程有10 mA、0.6 A），电压表V（量程有3 V、15 V）两种，电源电压为4.5 V．该同学先按如图接好电路，闭合S₁后，把开关S₂拨至a时发现，两电表的指针偏转都在满偏的4/5处，再把S₂拨至b时发现，其中一个电压表的指针偏角几乎不变，另一个电流表的指针偏转到满偏的3/4处．则该同学在实验中：

①所选电压表的量程为______；②所选电流表的量程为_______；③被测电阻＝_______．

三、计算题

14. 难度：中等

（8分）如图所示，套在绝缘棒上的小球，质量为1g，带有q=4×10^-3C的正电荷，小球在棒上可以自由滑动，直棒放在互相垂直且沿水平方向的匀强电场E=10N/C和匀强磁场B=5T之中，小球和直棒之间的动摩擦因数为=0.2，求小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度和最大速度。（设小球在运动过程中电量不变，重力加速度g=10m/s²）。

15. 难度：中等

（12分）如图所示，线圈的面积是0.05 m²，共100匝，线圈电阻为r = 1 Ω，外接电阻R = 9 Ω，匀强磁场的磁感应强度B =T，当线圈以300 r/min的转速匀速旋转时，求：

（1）若从中性面开始计时，写出线圈磁通量变化率的瞬时表达式．

（2）电路中电压表和电流表的示数各是多少？

（3）由图示位置转过60°角的过程产生的平均感应电动势为多少？

16. 难度：困难

（14分）如图（a）两水平放置的平行金属板C、D相距很近(粒子通过加速电场的时间忽略不计)，上面分别开有小孔O^/、O，水平放置的平行金属导轨与C、D接触良好，且导轨在磁感强度为B₁=10T的匀强磁场中，导轨间距L=0.50m,金属棒AB紧贴着导轨沿平行导轨方向在磁场中做往复运动，其速度图象如图(b)所示，若规定向右运动速度方向为正方向，从t=0时刻开始，由C板小孔O^/处连续不断以垂直于C板方向飘入质量为m=3.2×10^-21㎏、电量q=1.6×10^-19C的带正电的粒子（设飘入速度很小，可视为零）。在D板外侧有以MN为边界的匀强磁场B₂=10T，MN与D相距d=10cm，B₁、B₂方向如图所示（粒子重力及其相互作用不计）。求：

（1）在0～4.0s时间内哪些时刻发射的粒子能穿过电场并能飞出磁场边界MN？

（2）粒子从边界MN射出来的位置之间最大的距离是多少？