湖北省部分重点中学上学期高二物理期中试卷(含解析)

物 理 试 卷

一 .选择题.本题包括10小题，共50分。在每个小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分

1. 两个半径均为R的金属小球，带电量之比为1∶3，相距为r（r>>R），两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的（ ）

A．1 B．1/3 C．2/3 D．4/3 【答案】BD

Q1Q23Q2【解析】由库仑定律可知：Fk，原来Fk2

R2R当两相同金属小球带同种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量变为2：

4Q22，所以库仑力是F'k2，是原来的4/3，故D正确；

R当两相同金属小球带异种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量变为1：

Q21，所以库仑力是F''k2，是原来的1/3，故B正确。

R【考点】库仑定律

2. 如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线。在电场力作用下，一带电粒子（不计重力）经A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（ ） A．粒子带正电 B．粒子在A点加速度大

C．粒子在B点动能大 D．A、B两点相比，B点电势较低

【答案】D【解析】

A、带电粒子所受电场力指向其轨迹内侧，因此电场力向下和电场线相反，故粒子到负电，故A错误；

B、B处电场线密，电场强，故电场力大于，因此其加速度比A点要大，故B错误； C、从A到B过程中，电场力做负功，动能减小，因此A处动能大于B处的，故C错误； D、沿电场线电势降低，因此A点电势高于B点，故D正确。 【考点】电场线；牛顿第二定律；物体做曲线运动的条件；电势

3. 某控制电路如图所示，主要由电源(电动势为E、内阻为r)与定值电阻R1、R2及电位器(滑

动变阻器)R连接而成，L1、L2是红绿两个指示灯，当电位器的触片滑向a端过程中，下列说法正确的是 （ ） A．L1、L2两个指示灯都变暗

B．L1、L2两个指示灯都变亮

C．L1变亮，L2变暗 D．L1变暗，L2变亮 【答案】A

【解析】电位器的触片滑向a端时，电位器电阻减小→外电路总电阻R减小→总电流增加→内电压增加外电压减小→灯泡L1变暗；

电位器的触片滑向a端时，电位器电阻减小，与电位器并联的支路的总电阻减小，故分得的电压减小，故通过灯泡L2支路的电流减小，故灯泡L2变暗。 【考点】闭合电路的欧姆定律

4. 请根据下面所列的真值表，从四幅图中选出与之相对应的一个门电路（ ）

【答案】D

【解析】由真值表分析该门电路为或非门电路，根据题干或非门的符号为C正确。

【考点】简单的逻辑电路

5. 随着信息技术的发展，我们可以用磁传感器把磁感应强度变成电信号，通过计算机对磁场进行研究。图中磁传感器探头对磁场很敏感，输出的电信号从右端经过电缆和接口装置进入计算机。现用磁传感器探测通电螺线管轴线上的磁感应强度，将探头从螺线管右端沿轴线向左端移动时，测得磁感应强度B的大小随位置x的变化关系，下面最符合实际情况的图是（ ）

【答案】B

【解析】从外部逐渐靠近螺线管两端时，磁场逐渐增强，但不是均匀增强，磁场基本上是匀强磁场，磁感应强度大于螺线管端点的磁感应强度，磁场左右对称，故应该选B。 【考点】磁感应强度

6. 如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成。当闭合开关S1、S2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出。已知电吹风的额定电压为220V，吹冷风时的功率为120W，吹热风时的功率为1000W。关于该电吹风，下列说法正确的是（ ） A．电热丝的电阻为55 Ω B．电动机的电阻为1210/3 Ω

C．当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1000 JD．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120J 【答案】AD 【解析】：

U2吹热风时P＝880W，由P得R＝55 Ω，故A对；

RU2由P得电动机的电阻R＝403.3 Ω是错误的，因为电动机是非纯电阻用电器，故B错误；

R由QPt得电热丝每秒钟消耗的电能为880 J，电动机每秒钟消耗的电能为120J，故C错误D正确。

【考点】串联电路和并联电路；欧姆定律；焦耳定律

7. 一束粒子流由左端平行于极板P1射入质谱仪，沿着直线通过电磁场复合区后，并从狭缝S0

进入匀强磁场B2，在磁场B2中分为如图所示的三束，则下列相关说法中正确的是（ ）

A．速度选择器的P1极板带负电

B．粒子1带正电

C．能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于E/B1 D．粒子2的比荷q/m的绝对值最大 【答案】C 【解析】

A、在平行金属板中受到电场力和洛伦兹力两个作用而做匀速直线运动，由左手定则可知，洛伦兹力方向竖直向上，则电场力方向向下，粒子带正电，电场强度方向向下，所以速度选择器的P1极板带正电，故A错误；

B、由图可知，带电粒子进入匀强磁场B2时向上偏转，所以粒子所受的洛伦兹力方向向上，根据左手定则判断得知该束粒子带负电，故B错误；

C、粒子能通过狭缝，电场力与洛伦兹力平衡，则有：qvB1qE，解得vE，故C正确； B1v2mvD、根据qvBm得，r，知r越大，比荷越小，所以D错误。

qBr【考点】质谱仪和回旋加速器的工作原理

8. 空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组

成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射。这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子。不计重力。下列说法正确的是（ ） A.入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同 B.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同 C.在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同

D.在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大【答案】AD 【解析】

A、在磁场中半径rmv，运动圆弧对应的半径与速率成正比，由于入射速度相同，则粒子qB在磁场中的运动轨迹也相同，故A正确；

B、入射速度不同的粒子，若它们入射速度方向相同，则它们的运动也一定相同，虽然轨迹不一样，但圆心角却相同，则磁场中运动时间：t定相同，故B错误； C、在磁场中运动时间：t同，故C错误；

D、由于它们的周期相同的，在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角也一定越大，故D正确。

【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力

9. 如图所示，OP、OQ为匀强磁场的边界，磁场分布足够广，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。一质量为m、电量为q的电荷（重力不计）以平行于OQ边的速度从M点垂直磁场射入，并从N点垂直OQ离开，已知θ=30°，OM=l，则（ ） A．该电荷在磁场中运动的轨道半径等于l

mqB（θ为转过圆心角），所以运动时间一

mqB，虽圆心角可能相同，但半径可能不同，所以运动轨迹也不

B．该电荷在磁场中运动的轨道半径等于

2πmC．该电荷在磁场中运动的时间为

2qBπmD．该电荷在磁场中运动的时间为

6qB【答案】BC

l

【解析】

由几何知识可得半径rlsin30olmm，而t，所以在磁场中运动的时间为，故选2qB2qBBC。

【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力

10. 如图所示，空间有一垂直纸面的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速放置一质量为0.1kg、电荷量q=+0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为

2

等于滑动摩擦力。t=0时对木板施加方向水平向左，大小为0.6N恒力，g取10m/s。则（ ）

2

A．木板和滑块一直做加速度为2m/s的匀加速运动

B．滑块开始做加速度减小的变加速运动，最后做速度为10m/s匀速运动

2

C．木板先做加速度为2m/s匀加速运动，再做加速度增大的运动，最后做加速度为3m/s的匀加速运动

D．t=5s后滑块和木块有相对运动

2

【答案】C 【解析】

ABC、由于动摩擦因数为0.5，静摩擦力能提供的最大加速度为5m/s，所以当0.6N的恒力作用于木板时，系统一起以a2

F＝2m/s2的加速度一起运动，当滑块获得向左运动的速

Mm度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力，当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零，此时Bqvmg，解得：v10m/s，此时摩擦力消失，滑块做匀速运动，而木板在恒力作用下做匀加速运动，aF＝3m/s2，可知滑块先与木板一起做匀加速直线运动，然后发生m2

相对滑动，做加速度减小的变加速，最后做速度为10m/s的匀速运动．故A、B错误，C正确； D、木块开始的加速度为2m/s，然后加速度逐渐减小，当减小到零，与木板脱离做匀速直线运动，知5s末的速度小于10m/s，知此时摩擦力不为零，还未脱离木板，故D正确。 【考点】洛仑兹力；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用

二、实验题：（14分）把答案填在答题卷纸相应的横线上或按题目要求作答.

11. 如图所示，螺旋测微器的示数为 mm；游标卡尺的示数为 cm。

【答案】4.700 10.015

【解析】螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm，可动刻度读数为0.01×20.0mm=0.200mm，所

以最终螺旋测微器的示数为4.700mm；

游标卡尺主尺读数为100mm，游标读数为0.05×3mm=0.15mm，最终读数为100.15mm即10.015cm。

【考点】长度的测量、游标卡尺和螺旋测微器的使用

12. （10分）某同学用图甲所示的电路测绘额定电压为3.0V的小灯泡伏安特性图线，并研究小灯泡实际功率及灯丝温度等问题。

① 根据电路图，将图乙中的实验仪器连成完整的实验电路。

②连好电路后，开关闭合前，图甲中滑动变阻器R的滑片应置于 (填“a端”、“b端”或“ab正中间”）。 ③闭合开关，调节滑动变阻器R的滑片，发现“电流表的示数为零，电压表的示数逐渐增大”，则分析电路的可能故障为 。

A．小灯泡短路 B．小灯泡断路 C．电流表断路 D．滑动变阻器断路

④排除故障后，该同学完成了实验。根据实验数据，画出的小灯泡I--U图线如图。形成图中小灯泡伏安特性图线是曲线的原因为 .

⑤根据I--U图线，将该小灯泡与“3V,6Ω”的电源相连时，

灯泡的实际功率为 。（保留两位有效数字）。 【答案】 ①如图连接 ② a端 ③ B

④灯丝的电阻随温度的升高而增大

⑤ 0.36w-0.39w 【解析】

①、根据电路图连线实物图如图所示；

②、连好电路后，开关闭合前，图中滑动变阻器R的滑片应置于a端；

③闭合开关，向b端调节滑动变阻器R的滑片，发现“电流表的示数为零”，说明小灯泡或滑动变阻器断路，而又有“电压表的示数逐渐增大”，根据变阻器是分压式接法可知，只能是小灯泡发生断路，则分析电路的可能故障为小灯泡断路，故应选B；

④、根据欧姆定律知，画出的小灯泡I-U图线是曲线的原因是，灯丝的电阻随温度的升高而增大；

⑤、作出电源的U-I图像，如右图，两图像的交点就是电路唯一的解，由图中可以读出此时灯泡两端的电压和电路中的电流，由PUI可计算出此时灯泡的实际功率。 【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线

三．计算题。本题共4题，共46分，解答应写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. （9分）如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab=4cm，bc=12cm，其中ab沿电场方

-8

向，bc和电场方向成60°角，一个电荷量为q=6×10C的正电荷从a移到b电场力做功为W1=2.4×10-7J

求：（1）匀强电场的场强E的大小

（2）将电荷从b移到c，电场力做功W2为多少？

（3）a、c两点电势差Uac的大小 【答案】 E= 00V/m W2= 3.6×10J Uac= 10V 【解析】

（1）由W1=qUab 得Uab= W1/ q=4V

而E=U1/x1=100V/m

-7

（2）Ubc=Exbccos60=6V W2=qUbc=3.6×10J （3）Uac= Uab+Ubc=4V+6V=10V

【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电场强度;电场力做功

o-7

14. （12分）如图所示，电源电动势E=12V，内电阻r =0.5Ω，外电路中R =4Ω，R1 =6Ω，滑动变阻器R2的变化范围是0~30Ω，求：

（1）滑动变阻器R2取值为多少时，电流表读数最大，电流表示数最大值为多少？ （2）滑动变阻器R2取值为多少时，R中消耗功率最大，且最大功率为多少？

（3）滑动变阻器R2取值为多少时，MN并联部分的功率最大，且最大功率为多少？ 【答案】R2=30Ω时IA＝1.1A R2=0Ω时 PR＝28.4W R并=R+r时P=8W 并【解析】

（1）分析电路可知：P在最上端R2=30Ω时，安培表示数最大， 此时：R并R1R2

R1R2 IE

rRR并 IAIR并 R1 解得IA≈1.1A

（2）P在最下端R2=0Ω时，R的功率最大，

此时 IErR

PR=I R

PR≈28.4W （3）当R并=R+r时，R并功率最大，

2

此时

R1R24.5

R1R2′

得 R2=18Ω

P并E2=8W 4R并【考点】闭合电路的欧姆定律；电功、电功率

15. （12分）水平放置的两个平行金属轨道相距0.2m上面有一质量为0.04kg的均匀金属棒ab，电源电动势为6 V，内阻为0.5Ω，滑动变阻器调到2.5Ω时，在金属棒所在位置施加一个垂直于ab的匀强磁场，使金属棒ab对轨道的压力恰好为零,且金属棒ab保持静止。

(1)求匀强磁场磁感应强度B的大小和方向． (2)若保持磁感应强度B的大小不变，方向顺时针旋转37°（沿ab方向观察），此时ab仍然静止，求轨道

2

对ab的支持力和摩擦力的大小？（g=10m/s） 【答案】B=1T，且方向水平向左 N=0.08N，f静=0.24N 【解析】

（1）当F安=mg，ab对轨道的压力恰好为零， F安=BIL It

ErR2R0T42v2 解得B=1T，且方向水平向左 （2）F安cos53°=f静 N=mg- F安sin53°

解得：N=0.08N，f静=0.24N 【考点】左手定则；安培力

16. （13分）如图（a）所示，在以O为圆心，内外半径分别为R1和R2的圆环区域内，存在

辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场，内外圆间的电势差为U，R1=R0，R2 =3R0，一电荷量为+q，质量为m的粒子从内圆上的A点进入该区域，不计重力。

（1）已知粒子从外圆上以速度v1射出，求粒子在A点的初速度v0的大小。

（2）若撤去电场，如图（b），已知粒子从OA延长线与外圆的交点C以速度v2射出，方向与OA延长线成45°角，求磁感应强度B的大小及粒子在磁场中运动的时间t。

（3）在图（b）中,若粒子从A点进入磁场,速度大小为v3,方向不确定,要使粒子一定能够从外圆射出,磁感应强度应小于多少？

02【答案】 B2qUBt2v0v1m2mv2qR0T42R2v2mv3 2qR0【解析】

（1）粒子从A点到离开场区的过程，由动能定理 12122qU2mv1mv0v0v122 解得 mqU

（2）如图，由几何关系知，粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为：

2v22Rqv2BmTR向心力： 周期: v2R2R0 解得:

B2mv22qR0T22R0v22R0T粒子在磁场中的运动时间: 42v2t

（3）由题意分析知，粒子不离开磁场的最大半径为： RR1R22R0

v向心力 : Rqv3Bm

解得最小: B232mv3 2qR0【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力

湖北省部分重点中学2013～2014学年度上学期高二期中考试

物 理 答 案

一 .选择题.本题包括10小题，共50分。在每个小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 BD D A D B AD C AD BC C 二、实验题：（14分，每空2分） 13． 4.700 (4.699, 4.701给分) 10.015

14．①如图连接

② a端 ③ B ④灯丝的电阻随温度的升高而增大

⑤ 0.36w-0.39w

三．计算题。本题共4题，共46分，解答应写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

2.4107315.（9分）（1）W1=qUab Uab= W1/ q=610 V=4V

E=U1/x1=100V/m ……3分

o-7

（2）Ubc=Exbccos60=6V W2=qUbc=3.6×10J ……3分 （3）Uac= Uab+Ubc=4V+6V=10V ……3分

16、（12分）

（1）（4分）分析电路可知：P在最上端R2=30Ω时，安培表示数最大，

R1R2 …………………①

R1R2E I……………………②

rRR并 此时：R并 IAIR并 …………………………..③ R1 解得IA≈1.1A ………4分 （2）（4分）P在最下端R2=0Ω时，R的功率最大，

此时 I2

ErR

PR=I R

PR≈28.4W ………4分 （3）当R并=R+r时，R并功率最大，

此时

R1R24.5

R1R2′

得 R2=18Ω P并

17.（12分）（1）当F安=mg……………①，ab对轨道的压力恰好为零， F安=BIL …………② IE2=8W ………4分 4R并ErR ………….③

解得B=1T，且方向水平向左 ………6分 （2）F安cos53°=f静 ……………..④ N=mg- F安sin53° …………..⑤

解得：N=0.08N，f静=0.24N ………6分

18．（13分）

解： （1）粒子从A点到离开场区的过程，由动能定理 12122qU2qUmvmvvv1001 解得 ………4分 22m（2）如图，由几何关系知，粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为：

R2R0

向心力： v2qv2Bm2

R

周期: 2RT v2

22R02mv2解得:

BT 2qR0v2粒子在磁场中的运动时间: 2R0T ………5分 t42v2

（3）由题意分析知，粒子不离开磁场的最大半径为：

RR2 R12R022向心力 : v3qv3Bm

Rmv3解得最小: B …………4分

2qR0

湖北省部分重点中学2013～2014学年度上学期高二期中考试

物 理 答 题 卡

一 .选择题.本题包括10小题，共50分。在每个小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 二、实验题：（14分）把答案填在答题卷纸相应的横线上或按题目要求作答. V 13． 、 14．①根据电路图，将图乙中的实验仪器连成完整的实验电路。 ② (填“a端”、“b端”或“ab正中间”）。③ 。 ④原因为 。 ⑤ 。（保留两位有效数字）。

乙A A + _ 三．计算题。本题共4题，共46分，解答应写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15. c E 60° b a 16. 17. b a 18. R2ACR1Ov245(b)