2014届山东威海市高二上学期期末考试物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

物理学的发展是许多物理学家奋斗的结果，下面关于一些物理学家的贡献说法正确的是

A．安培通过实验发现了通电导线对磁体有作用力，首次揭示了电与磁的联系

B．奥斯特认为安培力是带电粒子所受磁场力的宏观表现，并提出了著名的洛伦兹力公式

C．库仑在前人工作的基础上通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力遵循的规律——库仑定律

D．法拉第不仅提出了电场的概念，而且采用了画电场线这个简洁的方法描述电场

2. 难度：简单

下列选项对公式认识正确的是

A．公式可以用来求平行板电容器两极板间的匀强电场的电场强度，其中Q为一极板所带电量的绝对值，r为研究点到带正电极板的距离

B．P=I²R可用来计算电风扇正常工作时内阻的发热功率

C．由公式可知导体的电阻与加在导体两端电压成正比，与通过导体的电流成反比 

D．由公式可知，磁场中某一点的磁感应强度由公式中的电流I的大小来决定

3. 难度：中等

如图所示为一带电体的电场线，已知a、b、c为电场线上的点，其中a、b两点的电势关系为，分别用、表示a、b两点的电场强度，则下列说法正确的是

A．a、c两点所在的电场线方向由a指向c

B．a、c两点所在的电场线方向由c指向a

C．＜

D．a、c两点处在同一等势面上

4. 难度：中等

如图，在方框中有一能产生磁场的装置，现在在方框右边放一通电直导线（电流方向如图箭头方向），发现通电导线受到向右的作用力，则方框中放置的装置可能是下面哪个

5. 难度：中等

关于带电粒子在电场或磁场中运动的表述，以下正确的是

A．带电粒子在电场中某点受到的电场力方向与该点的电场强度方向相同

B．正电荷只在电场力作用下，一定从高电势处向低电势处运动

C．带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力方向与粒子的速度方向垂直

D．带电粒子在磁场中某点受到的洛伦兹力方向与该点的磁场方向相同

6. 难度：中等

如图所示，平行板电容器C与一电源E连接， P为一自动控制元件，只有自a向b的电流通过P时，P才会自动控制外电路，关于该电路的工作原理，下列叙述正确的是(　　　)

A．当电键S闭合后，增大平行板电容器两板间距离，P会对外电路起到控制作用

B．当电键S闭合后，减小平行板电容器两板间距离，P会对外电路起到控制作用

C．将电键S断开，增大平行板电容器两板间距离，P会对外电路起到控制作用

D．将电键S断开，减小平行板电容器两板间距离，P会对外电路起到控制作用

7. 难度：中等

根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的发射炮弹的装置——电磁炮，其原理如图所示：把待发炮弹（导体）放置在强磁场中的两平行导轨上，给导轨通以大电流，使炮弹作为一个通电导体在磁场作用下沿导轨加速运动，并以某一速度发射出去。现要提高电磁炮的发射速度，你认为下列方案在理论上可行的是(　　　)

A．增大磁感应强度B的值 

B．增大电流I的值

C．减小磁感应强度B的值 

D．改变磁感应强度B的方向，使之与炮弹前进方向平行

8. 难度：中等

如图所示，现有一带正电的粒子能够在正交的匀强电场和匀强磁场中匀速直线穿过。设产生匀强电场的两极板间电压为U，板间距离为d，匀强磁场的磁感应强度为B，粒子带电荷量为q，进入速度为v(不计粒子的重力）。以下说法正确的是

A．匀速穿过时粒子速度v与U、d、B间的关系为

B．若只增大v，其他条件不变，则粒子仍能直线穿过

C．若只增大U，其他条件不变，则粒子仍能直线穿过

D．若保持两板间电压不变，只减小d，其他条件不变，粒子进入两板间后将向下偏

9. 难度：中等

如图所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系图象，直线B、C分别是电阻R₁、R₂的两端电压与电流的关系图象，若将这两个电阻分别接到该电源上，下列说法正确的是 (　　　)

A．两电阻阻值R₁＞R₂

B．R₂接在电源上时，电源的内阻消耗功率大

C．R₂接在电源上时，电源的效率高

D．电源的内阻和R₂的阻值相等

10. 难度：中等

如图所示，虚线为一静电场中的等势面1、2、3、4，相邻等势面间的电势差相等，其中等势面3的电势为0。一带正电的点电荷仅在静电力的作用下沿图中实线从a点运动到b点，经过a、b两点时粒子的动能分别为5eV和26eV。当这一点电荷运动到某一位置c时，其电势能变为-5 eV。下列说法正确的是(　　　)

A．粒子从a点运动到b点的过程中电场力做负功         

B．粒子在a点的电势能小于其在b点的电势能  

C．粒子在c点时的动能为24 eV         

D．a、b点的电势关系为

二、实验题

11. 难度：中等

小明同学在测定金属丝电阻率的实验中，进行了如下操作，请你将相应的操作步骤补充完整。

（1）他首先用螺旋测微器测金属丝的直径，如图甲所示，该金属丝的直径为　    mm。

（2）他再用多用电表粗测金属丝的阻值，操作过程如下：

①将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋”、“－”插孔，选择开关旋至电阻挡“×10”挡位；

②将红、黑表笔短接，调节　　　旋钮（填图乙中的“A”或“B”或“C”），使欧姆表指针对准电阻的　　　　　　处（填 “0刻线”或“∞刻线”）；

③把红、黑表笔分别与金属丝的两端相接，此时多用电表的示数如图丙所示；

④为了使金属丝的阻值读数能够再准确一些，小明将选择开关旋至电阻挡　　　　挡位（填“×1”或“×1k”），重新进行　　　　　               ；

⑤重新测量得到的结果如图丁所示，则金属丝的电阻为　　　　　Ω。

（3）他想用伏安法更精确地测量该金属丝的阻值，他用如图所示的装置进行测量，其中部分器材的规格为：电源E（两节干电池，3V），电流表（量程0.6A，内阻约1Ω），电压表（量程3V，内阻约10kΩ），滑动变阻器（阻值范围0～20Ω，额定电流1 A）。要求滑动变阻器采用限流式接法，为了减小实验误差，请你在下图中加两条导线将未连接完的电路连起来。

12. 难度：中等

（6分）某同学想用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻，其原理如下图所示，电路中串联了一只2Ω的保护电阻R₀。该同学通过实验得到电压表和电流表显示的五组数据（见表格）。

请你根据表中数据在给出的坐标图中画出U－I图线，并求出该电池的电动势E＝____V，内阻r＝________Ω。

    

三、计算题

13. 难度：中等

（8分）如图所示，两根平行光滑金属导轨MP、NQ与水平面成θ=37°角固定放置，导轨电阻不计，两导轨间距L=0.5 m，在两导轨形成的斜面上放一个与导轨垂直的均匀金属棒ab，金属棒ab处于静止状态，它的质量为。金属棒ab两端连在导轨间部分对应的电阻为R₂＝2Ω，电源电动势E＝2V，电源内阻r＝1Ω，电阻R₁＝2Ω，其他电阻不计。装置所在区域存在一垂直于斜面MPQN的匀强磁场。（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，）求：

（1）所加磁场磁感应强度方向；

（2）磁感应强度B的大小。

14. 难度：中等

如图所示，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为电场和磁场的理想边界，一束电子（电量为e，质量为m，重力不计）由静止状态从P点经过Ⅰ、Ⅱ间的电场加速后垂直到达边界Ⅱ的Q点。匀强磁场的磁感应强度为B，磁场边界宽度为d，电子从磁场边界Ⅲ穿出时的速度方向与电子原来的入射方向夹角为30°。求：

（1）电子在磁场中运动的时间t；

（2）若改变PQ间的电势差，使电子刚好不能从边界Ⅲ射出，则此时PQ间的电势差U是多少？ 

15. 难度：中等

(12分)如图所示，在倾角为θ的绝缘斜面上，有相距为L的A、B两点，分别固定着两个带电量均为的正点电荷。O为AB连线的中点，a、b是AB连线上两点，其中Aa＝Bb＝。一质量为m、电荷量为+q的小滑块（可视为质点）以初动能从a点出发，沿AB直线向b点运动，其中小滑块第一次经过O点时的动能为，第一次到达b点时的动能恰好为零，已知静电力常量为。求：

（1）两个带电量均为的正点电荷在a点处的合场强大小和方向；

（2）小滑块由a点向b点运动的过程中受到的滑动摩擦力大小；

（3）aO两点间的电势差。

16. 难度：困难

如图所示，真空中有以O′为圆心，r为半径的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度为B。圆的最下端与x轴相切于直角坐标原点O，圆的右端与平行于y轴的虚线MN相切，在虚线MN右侧x轴上方足够大的范围内有方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场，在坐标系第四象限存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小也为B的匀强磁场，现从坐标原点O沿y轴正方向发射速率相同的质子，质子在磁场中做半径为r的匀速圆周运动，然后进入电场到达x轴上的C点。已知质子带电量为+q，质量为m，不计质子的重力、质子对电磁场的影响及质子间的相互作用力。求：

（1）质子刚进入电场时的速度方向和大小；

（2）OC间的距离；

（3）若质子到达C点后经过第四限的磁场后恰好被放在x轴上D点处（图上未画出）的一检测装置俘获，此后质子将不能再返回电场，则CD间的距离为多少。