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1、河北省衡水中学2013-2014学年高二上学期二调考试 物理试题及答案 河北衡水中学20132014学年度高二上学期二调高二年级物理试卷 本试卷分第卷(选择题)和第卷非选择题两部分。第卷共4页,第卷共2页。共110分。考试时间110分钟。第卷(选择题 共56分)注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目用铅笔涂写在答题卡上。2.答卷时,每小题选出答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案。不能答在试题卷上。一、选择题(每小题4分,共56分。下列每小题所给选项至少有一项符合题意,请将正确答案的序号填涂在答题卡上,全部选对的4分,有
2、漏选的得2分,有错选的得0分)1.关于磁场,下列说法中不正确的是 A.最早发现电流磁效应的科学家是法拉第 B.磁场的最基本性质是对放在磁场中的磁体或电流有磁场力的作用 C.电流和电流之间的相互作用也是通过磁场发生的 D.磁场的方向和小磁针北极所指的方向相同【答案】AD【考点】本题考查的是磁场方面的知识【KS5U解析】电荷的定向移动形成电流,电流周围存在磁场,而磁体周围也存在磁场,则磁体的磁场也是由运动电荷产生的.运动电荷除电场力外,还存在磁场力.通电导线的受安培力与磁场及电流方向所构成的平面垂直.在磁场中磁体的N极受力方向为磁场方向.2.如图甲所示为一个质量为m、带电荷量为+q的圆环,可在水平
3、放置的足够长的粗糙细杆上滑动,细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中. 现给圆环向右初速度v0 ,其中,在以后的运动过程中,圆环运动的速度图象可能是图(乙)中的( )【答案】D【考点】本题考查的是洛伦兹力的相关知识【KS5U解析】带正电的小环向右运动时,受到的洛伦兹力方向向上,注意讨论洛伦兹力与重力的大小关系,然后即可确定其运动形式,注意洛伦兹力大小随着速度的大小是不断变化的.由左手定则可判断洛伦兹力方向向上,圆环受到竖直向下的重力、垂直细杆的弹力及向左的摩擦力,A、当时,小环做匀速运动,此时图象为A,故A错误;B、当时,此时:,所以小环做加速度逐渐增大的减速运动,直至停止,所以其v-t图象的斜率
4、应该逐渐增大,故BC错误.D、当 g时,此时:,所以小环做加速度逐渐减小的减速运动,直到时,小环开始做匀速运动,故D正确;3.有两根长直导线a、b互相平行放置,如图所示为垂直于导线的截面图.在图中所示的平面内,O点为两根导线连线的中点,M、N为两导线附近的两点,它们在两导线连线的中垂线上,且与O点的距离相等.若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I,则关于线段MN上各点的磁感应强度,下列说法中正确的是 A.M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相同 B.M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相反 C.在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零 D.在线段MN上只有一点的磁感应强度为零 【答案】B
5、D【考点】本题考查的是安培力和磁感应强度的相关知识【KS5U解析】根据安培定则判断两根导线在M、N两点产生的磁场方向,根据平行四边形定则,进行合成,确定大小和方向的关系.在线段M?N上只有O点的磁感应强度为零.解:A、B根据安培定则判断得知,两根通电导线产生的磁场方向均沿逆时针方向,由于对称,两根通电导线在MN两点产生的磁感应强度大小相等,根据平行四边形进行合成得到,M点和N点的磁感应强度大小相等,M点磁场向下,N点磁场向上,方向相反.故A错误,B正确.C、D只有当两根通电导线在同一点产生的磁感应强度大小相等、方向相反时,合磁感应强度才为零,则知只有O点的磁感应强度为零.故C错误,D正确.4.
6、如图所示,台秤上放一光滑平板,其左边固定一挡板,一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来 ,现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒,当导体棒中通以如图所示的电流后,以下说法正确的是 A.弹簧长度将变长 B.弹簧长度将变短 C.台秤读数变小D. 台秤读数变大 【答案】BC【考点】本题考查的是安培力和牛顿第三定律的相关知识【KS5U解析】以导体棒为研究对象,根据左手定则判断其受到的安培力方向,再由牛顿第三定律分析磁铁受到的安培力方向,确定弹簧长度及弹簧秤读数的变化. A、B以导体棒为研究对象,根据左手定则判断可知,其所受安培力方向为斜向右下方,根据牛顿第三定律分析得知,磁铁受到的安培力方向斜向左上方,则
7、磁铁将向左运动,弹簧被压缩,长度将变短.故A错误,B正确.? C、D由于磁铁受到的安培力方向斜向左上方,对弹簧秤的压力减小,则F1F2.故C正确,D错误.5.如图所示,a、b、c三个闭合线圈,放在同一平面内,当a线圈中有电流I通过时,它们的磁通量分别为a、b、c下列说法中正确的是 A.abbc C.accb【答案】B【考点】本题考查的是磁通量的相关知识【KS5U解析】根据安培定则,把通过线圈a的磁感线画出来,a跟b之间的那部分平面会有一部分反方向的磁感线穿过去,这样就导致了净磁通的减少,同理c反过去的磁场就更多了,所以c的磁通量就更小了。6.回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,如图1所示.它的
8、核心部分是两个D形金属盒,两盒相距很近,分别和高频交流电源相连接,两盒间的窄缝中形成匀强电场,使带电粒子每次通过窄缝都得到加速.两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面,带电粒子在磁场中做圆周运动,通过两盒间的窄缝时反复被加速,直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出.如果用同一回旋加速器分别加速氚核和粒子,比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小,有 A.加速氚核的交流电源的周期较大,氚核获得的最大动能也较大 B.加速氚核的交流电源的周期较大,氚核获得的最大动能较小 C.加速氚核的交流电源的周期较小,氚核获得的最大动能也较小 D.加速氚核的交流电源的周期较小,氚核获得的最大动能
9、较大【答案】B【考点】本题考查的是回旋加速器的知识【KS5U解析】回旋加速器是通过电场进行加速,磁场进行偏转来加速带电粒子.带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同,根据比较周期.当粒子最后离开回旋加速器时的速度最大,根据求出粒子的最大速度,从而得出最大动能的大小关系.带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同,根据,知氚核(13H)的质量与电量的比值大于粒子(24He),所以氚核在磁场中运动的周期大,则加速氚核的交流电源的周期较?,氚核的质量是粒子的倍,氚核的电量是倍,则氚核的最大动能是粒子的倍,即氚核的最大动能较小.故B正确,A、C、D错误.7.如图所示,一个带正电的小球沿光滑的
10、水平绝缘桌面向右运动,速度的方向垂直于一个水平方向的匀强磁场,小球飞离桌子边缘落到地板上.设其飞行时间为t1,水平射程为s1,落地速率为v1.撤去磁场,其余条件不变时,小球飞行时间为t2,水平射程为s2,落地速率为v2,则( ) A.t1s2 C.s1s2D.v1v2【答案】BD【考点】本题考查的是洛伦兹力和类平抛运动【KS5U解析】小球在有磁场时做一般曲线运动,无磁场时做平抛运动,运用分解的思想,两种情况下,把小球的运动速度和受力向水平方向与竖直方向分解,然后利用牛顿第二定律和运动学公式来分析判断运动时间和水平射程;最后利用洛伦兹力不做功判断落地的速率.解:A、有磁场时,小球下落过程中要受重
11、力和洛仑兹力共同作用,重力方向竖直向下,大小方向都不变;洛仑兹力的大小和方向都随速度的变化而变化,但在能落到地面的前提下洛仑兹力的方向跟速度方向垂直,总是指向右上方某个方向,其水平分力fx水平向右,竖直分力fy竖直向上. 如图所示,竖直方向的加速度仍向下,但小于重力加速度g,从而使运动时间比撤去磁场后要长,即,所以,A选项错误. B、C:小球水平方向也将加速运动,从而使水平距离比撤去磁场后要大,即,所以,B选项正确,C选项错误. D、在有磁场,重力和洛仑兹力共同作用时,其洛仑兹力的方向每时每刻都跟速度方向垂直,不对粒子做功,不改变粒子的动能,有磁场和无磁场都只有重力作功,动能的增加是相同的.有
12、磁场和无磁场,小球落地时速度方向并不相同,但速度的大小是相等的,因此,D选项正确.8.如图所示,ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB为倾斜直轨道,BC为与AB相切的圆形轨道,并且圆形轨道处在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里.质量相同的甲、乙、丙三个小球中,甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电.现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放,都恰好通过圆形轨道的最高点,则( ) A.甲球的释放位置比乙球的高 B.运动过程中三个小球的机械能均保持不变 C.经过最高点时,三个小球的速度相等 D.经过最高点时,甲球的速度最小【答案】AB【考点】本题考查洛伦兹力和圆周运动的相关知识【KS5U解析
13、】三个小球在磁场中受洛仑兹力方向不同,最高点由重力和洛仑兹力充当向心力;由向心力公式可知最高点的速度关系;由机械能守恒定律可得出各球释放的位置.在最高点时,甲球受洛仑兹力向下,乙球受洛仑兹力向上,而丙球不受洛仑兹力,故三球在最高点受合力不同,故由可知,三小球的速度不相等,甲球速度最大,而在整个过程中洛仑兹力不做功,故机械能守恒,甲球释放时的高度最高,故A正确;而且仑兹力不做功,故系统机械能守恒,三个小球的机械能保持不变,故B正确;9.如图所示,长方体容器的三条棱的长度分别为a、b、h,容器内装有NaCl溶液,单位体积内钠离子数为n,容器的左、右两壁为导体板,将它们分别接在电源的正、负极上,电路
14、中形成的电流为I,整个装置处于垂直于前后表面的磁感应强度为的匀强磁场中,则液体的上、下两表面间的电势差为( ) A.0 B. C. D.【答案】A【考点】本题考查的是洛伦兹力的问题【KS5U解析】电流做从左向右流动,正负离子的流动方向完全相反,根据左手定则,知正负离子都向上偏转,则液体上下表面间的电势差为零.故A正确 10.某空间存在着如图甲所示足够大沿水平方向的匀强磁场。在磁场中A、B两个物块叠放在一起,置于光滑水平面上,物块A带正电,物块B不带电且表面绝缘。在t10时刻,水平恒力F作用在物块B上,物块A、B由静止开始做加速度相同的运动.在A、B一起向左运动的过程中,以下说法正确的是 A.图
15、乙可以反映A所受洛仑兹力大小随时间t变化的关系 B.图乙可以反映A对B的摩擦力大小随时间t变化的关系 C.图乙可以反映A对B的压力大小随时间t变化的关系 D.图乙可以反映B对地面压力大小随时间t变化的关系【答案】CD【KS5U解析】解决本题需要掌握:对A、B正确的进行受力分析,尤其是A所受洛伦兹力的大小变化情况以及洛伦兹力的方向;根据物体运动状态,选用适当规律列方程,写出y与t的函数关系式来判断y表示的物理量;对于图象问题也可以利用排除法来判断是否正确.A、由于A,B由静止开始运动,因此当t0时,速度为零,洛伦兹力为零,故A错误;B、由于A、B是一起匀加速运动的,且A所受洛伦兹力竖直向下,因此
16、对于A来说是由静摩擦力提供其加速度,故其所受摩擦力不变,故B错误;C、设水平方向匀加速为a,由于竖直方向合外力为零,因此A对B的压力大小为:,压力为时间t的一次函数,故C正确;D、同理B对地面的压力为:,也是关于t的一次函数,故D正确.11.如图所示,一个理想边界为PQ、MN的匀强磁场区域,磁场宽度为d,方向垂直纸面向里.一电子从O点沿纸面垂直PQ以速度v0进入磁场.若电子在磁场中运动的轨道半径为2d.O 在MN上,且OO 与MN垂直.下列判断正确的是( )A.电子将向右偏转B.电子打在MN上的点与O点的距离为dC.电子打在MN上的点与O点的距离为D.电子在磁场中运动的时间为.【答案】D【考点
17、】本题考查是带电粒子在磁场中的运动【KS5U解析】A、电子带负电,进入磁场后,根据左手定则判断可知,所受的洛伦兹力方向向左,电子将向左偏转,如图.A错误.B、C设电子打在MN上的点与O点的距离为x,则由几何知识得: 故BC错误.D、设轨迹对应的圆心角为,由几何知识则电子在磁场中运动的时间,所以选项D正确。12.如右图所示,在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场,MN是一竖直放置的感光板.从圆形磁场最高点P垂直磁场射入大量的带正电、电荷量为q、质量为m、速度为v的粒子,不考虑粒子间的相互作用力及重力,关于这些粒子的运动以下说法正确的是 A.只要对着圆心入射,出射后均可垂直打在MN上B
18、.对着圆心入射的粒子,其出射方向的反向延长线不一定过圆心C.对着圆心入射的粒子,速度越大在磁场中通过的弧长越长,时间也越长D.只要速度满足,沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上【答案】D【考点】本题考查是带电粒子在磁场中的运动【KS5U解析】如图所示,只有当时,所以从B点射出的粒子的速度方向是水平的,才能垂直打到MN上,所以选项A错误,D正确;粒子在磁场中运动时间长短取决于圆心角的大小,和圆弧的长短无关。13.如图所示,O点有一粒子源,在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,它们的速度大小相等、速度方向均在xOy平面内.在直线xa与x2a之间存在垂直于xOy平面向外的磁感应
19、强度为B的匀强磁场,与y轴正方向成60角发射的粒子恰好垂直于磁场右边界射出.不计粒子的重力和粒子间的相互作用力.关于这些粒子的运动,下列说法正确的是 A.粒子的速度大小为 B.粒子的速度大小为C.与y轴正方向成120角射出的粒子在磁场中运动的时间最长D.与y轴正方向成90角射出的粒子在磁场中运动的时间最长【答案】AC【考点】本题考查是带电粒子在磁场中的运动【KS5U解析】画出粒子运动轨迹图,轨迹半径。由,解得粒子的速度大小为 ,选项A正确B错误。与y轴正方向成120角射出的粒子在磁场中运动的时间最长,选项C正确D错误。 14.如图在x轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,x轴下方存
20、在垂直纸面向外的磁感应强度为B/2的匀强磁场.一带负电的粒子从原点O以与x轴成角斜向上射人磁场此为第一次,且在上方运动半径为R(不计重力)。则( ) A.粒子经偏转一定能回到原点0 B.粒子在轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为2:1 C.粒子完成一次周期性运动的时间为 D.粒子第二次射入轴上方磁场时,沿轴前进3R【答案】D【考点】本题考查是带电粒子在磁场中的运动【KS5U解析】如图所示经过一个周期之后,粒子继续向x轴正方向运动;根据,可以得到半径之比为1:2;粒子完成一个周期的时间为:;通过几何关系可以判断选项D正确。河北衡水中学2013?2014学年度上学期二调考试高二物理试卷卷(非选择题
21、 共54分)注意事项:1.答卷前考生务必将姓名、班级、考号填在答卷纸密封线内规定的地方。2.答卷时用兰黑色钢笔或圆珠笔直接填写在答卷纸规定的地方。二、填空实验题(每空2分,共10分)15.(10分)在测量电源的电动势E以及内阻r (电动势约2V,内阻约0.5实验中,给出如下器材:量程为1V的电压表,量程为0.5A的电流表(内阻较小),定值电阻Ro 1.6,滑动变阻器R,开关S,导线若干。(1)四位同学设计了如上四个电路,实验电路应选为()(2)实验时当电流表的示数为I1时,电压表示数为U1;当电流表的示数为I2时,电压表示数为U2,则可求出电动势E的字母表达式为_,内电阻r的字母表达式为_(3
22、)根据测量实验记录数据画出了电压表示数U随电流I的变化关系U?I图象,如图所示,由此可知电源电动势E_、内阻为r_。(结果在小数点后保留两位小数)三.计算题:(计算题要写出必要的文字说明和解题过程,只写出结果,没有过程不能得分)【答案】(1)D231.70V 0.40【考点】本题考查的是测量电源的电动势和内电阻的实验【KS5U解析】由于电压表的额定电压小于电源的电动势,所以电压表不能直接接到电源的两端,容易将电压表烧坏,所以选项D正确;根据闭合电路欧姆定律可得:,整理可以得到E和r;将图像延长,与纵坐标的交点是电源电动势,与横轴的交点是短路电流,根据欧姆定律可以求出电源的内阻。16.(10分)
23、在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,有一倾角为,足够长的光滑绝缘斜面,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,电场方向竖直向上。有一质量为m,带电荷量为+q的小球静止在斜面顶端,这时小球对斜面的正压力恰好为零,如图所示,若迅速把电场方向反转成竖直向下。求:(1)小球能在斜面上连续滑行多远? (2)所用时间是多少?【答案】(1) (2)【考点】本题考查是带电粒子在复合场中的运动【KS5U解析】试题分析:(1)电场反转前 (1分)电场反转后,小球先沿斜面向下做匀加速直线运动,到对斜面压力减为零时开始离开斜面,此时有: (2分)解得小球离开斜面时的速度(1分) 小球在斜面上滑行的加速度(2分)小球在斜面上滑
24、行的距离为: (1分)小球沿斜面滑行距离(1分)(2)所用时间(2分)17.(10分)如图所示,在xOy坐标系中,x轴上N点到O点的距离是12cm,虚线NP与x轴负向的夹角是30.第象限内NP的上方有匀强磁场,磁感应强度B=1T,第IV象限有匀强电场,方向沿y轴正向.一质量m=810-10kg.电荷量q110-4C带正电粒子,从电场中M(12,-8)点由静止释放,经电场加速后从N点进入磁场,又从y轴上P点穿出磁场.不计粒子重力,取=3求:(1)粒子在磁场中运动的速度v;(2)粒子在磁场中运动的时间t;(3)匀强电场的电场强度E.【答案】(1) 2 (3)【考点】本题考查的是带电粒子在电场和磁场
25、中的运动【KS5U解析】(1)粒子在磁场中的轨迹如图,由几何关系,得粒子做圆周运动的轨道半径由得 (2)粒子在磁场中运动轨迹所对圆心角为120,则有(3)由得18(10分).如图所示,粒子源O产生初速度为零、电荷量为q、质量为m的正离子,被电压为的加速电场加速后通过直管,在到两极板等距离处垂直射入平行板间的偏转电场,两平行板间电压为2。离子偏转后通过极板MN上的小孔S离开电场。已知ABC是一个外边界为等腰三角形的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,边界ABACL,离子经过一段匀速直线运动,垂直AB边从AB中点进入磁场。(忽略离子所受重力)试求:(1)若磁场的磁感应强度大小为,离子在磁场中做圆周
26、运动的半径;(2)若离子能从AC边穿出,试求磁场的磁感应强度大小的范围。【答案】(1)(2)【考点】本题考查的是带电粒子在电场和磁场中的运动【KS5U解析】(1)设离子进入磁场的速度为,则根据动能定理可知: (2分)离子进入磁场后,由牛顿第二定律可知: (2分)得(1分)(2)如图所示,由几何知识 (2分)又由于:可得: (2分)要满足离子能从AC边穿出,则 (1分)19.14分如图所示,在坐标系xOy中,第一象限内充满着两个匀强磁场a和b,OP为分界线,倾角为37,在区域a中,磁感应强度为2B,方向垂直于纸面向里;在区域b中,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向外,P点坐标为4L,3L.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从P点沿y轴负方向射入区域b,经过一段时间后,粒子恰能经过原点O,不计粒子重力.sin37=0.6,cos37=0.8求:1粒子从P点运动到O点的时间最少是多少?2粒子运动的速度可能是多少?【答案】1 2【考点】本题考查是带电粒子在磁场中的运动【KS5U解析】 1设粒子的入射速度为v,用、分别表示粒子在磁场a区和b区运动的轨道半径和周期则: 粒子先从b区运动,再进入a区运动,然后从O点射出时,粒子从P运动到O点所用时间最短.如图所示t得粒子在b区和a区运动的时间分别为:故从P点运动到O点所用最短时间为:.2由题意及图可知解得:
