福州闽清高中第一学期高二物理期中考试试题及答案

2016 届福建省闽清高级中学高二学年第一学期期中考试 物理试卷 注意事项： 1、答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚。 2、请将准考证条码粘贴在右侧的[条码粘贴处]的方框内 3、选择题必须使用 2B 铅笔填涂；非选择题必须 用 0.5 毫米黑色字迹的签字笔 填写，字体工整 4、请按题号顺序在各题的答题区内作答，超出范围的答案无效，在草纸、试卷 上作答无效。 第Ⅰ卷 选择题（共 60 分） 一、选择题(本题包括 10 个小题，每小题 6 分，共 60 分。1 到 6 题只有一个选项正确，7 到 10 题有多个选项正确，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 4 分，错选或不选的得 0 分) 1.一个物体在 8N 的合外力作用下，产生 4m/s2 的加速度，它受 16N 的合外力作用时的加速 度是（） A. 1m/s2 B. 2m/s2 C. 4m/s2 D. 8m/s2 2.下列物理量中，属于矢量的是（） A. 重力 B. 动能 C. 质量 D. 时间 3．如图，正方形区域 ABCD 中有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个α粒子(不计重力)以一定 速度从 AB 边的中点 M 沿既垂直于 AB 边又垂直于磁场的方向射入磁场，正好从 AD 边的中 点 N 射出．若将磁感应强度 B 变为原来的 2 倍，其他条件不变，则这个α粒子射出磁场的位 置是( ) A．A 点 B．ND 之间的某一点 C．CD 之间的某一点 D．BC 之间的某一点 4.医生做某些特殊手术时,利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。 电磁血流计由一对电极 a 和 b 以及一对磁极 N 和 S 构成,磁极间的磁场是均匀的。使用时,两 电极 a、b 均与血管壁接触,两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直,如图所示。由 于血液中的正负离子随血液一起在磁场中运动,电极 a、b 之间会有微小电势差。在达到平衡 时,血管内部的电场可看作是匀强电场,血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在 某次监测中,两触点间的距离为 3.0 mm,血管壁的厚度可忽略,两触点间的电势差为 160 μV,磁 感应强度的大小为 0.040 T。则血流速度的近似值和电极 a、b 的正负为( ) A.1.3 m/s,a 正、b 负 B.2.7 m/s,a 正、b 负 C.1.3 m/s,a 负、b 正 D.2.7 m/s,a 负、b 正 5.美国物理学家劳伦斯于 1932 年发明的回旋加速器,应用带 电粒子在磁场中做圆周运动的特点,能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得 较大的能量,使人类在获得较高能量的带电粒子方面前进了一步。如图所示为一种改进后的 回旋加速器示意图,其中盒缝间的加速电场场强大小恒定,且被限制在 A、C 板间,带电粒子从 P0处静止释放,并沿电场线方向射入加速电场,经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆 周运动,对于这种改进后的回旋加速器,下列说法正确的是( ) A.带电粒子每运动一周被加速一次 B.P1P2=P2P3 C.加速粒子的最大速度与 D 形盒的尺寸无关 D.加速电场方向需要做周期性的变化 6.如图所示，为一圆形区域的匀强磁场，在 O 点处有一放射源，沿半径方向射出速率为 v 的不同带电粒子，其中带电粒子 1 从 A 点飞出磁场，带电粒子 2 从 B 点飞出磁场，不考 虑带电粒子的重力，则( ) A．带电粒子 1 的比荷与带电粒子 2 的比荷的比为 3∶1 B．带电粒子 1 的比荷与带电粒子 2 的比荷的比为 3∶1 C．带电粒子 1 与带电粒子 2 在磁场中运动时间的比为 2∶1 D．带电粒子 1 与带电粒子 2 在磁场中运动时间的比为 1∶2 7.如左图所示,两根光滑平行导轨水平放置,间距为 L,其间有竖直向 下的匀强磁场,磁感应强度为 B。垂直于导轨水平对称放置一根均 匀金属棒。从t=0 时刻起，棒上有如右图所示的持续交变电流 I,周期为 T,最大值为 Im,左图中 I 所示方向为电流正方向。则金属棒( ) A.一直向右移动 B.速度随时间周期性变化 C.受到的安培力随时间周期性变化 D.受到的安培力在一个周期内做正功 8．如图所示，虚线上方存在匀强磁场，磁感应强度为 B；一群电子以不同速率 v 从边界上 的 P 点以相同的方向射入磁场．其中某一速率 v0 的电子从 Q 点射出．已知电子入射方向与 边界夹角为θ，则由以上条件可判断( ) A．该匀强磁场的方向是垂直纸面向里 B．所有电子在磁场中的轨迹相同 C．速率大于 v0 的电子在磁场中运动时间长 D．所有电子的速度方向都改变了 2θ 9.如图所示,两金属板间有水平方向(垂直纸面向里)的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。一带 正电、质量为 m 的小球垂直于电场和磁场方向从 O 点以速度 v0 飞入此区域,恰好能沿直线从 P 点飞出此区域。如果只将电场方向改为竖直向上,则小球做匀速圆周运动,加速度大小为 a1, 经时间 t1 从板间的右端 a 点飞出,a 与 P 间的距离为 y 1;如果同时撤去电场和磁场,小球加速度 大小为 a2,经时间 t2 从板间的右端 b 点以速度 v 飞出,b 与 P 间的距离为 y2。a、b 两点在图中 未标出,则一定有( )[ A.v0a2 C.a1=a2 D.t10 的区域 内有电场强度大小 E=4 N/C、方向沿 y 轴正方向的条形匀强电场,其宽度 d=2 m。一质量 m=6.4×10-27kg、电荷量 q=-3.2×10-19C 的带电粒子从 P 点以速度 v=4×104 m/s,沿与 x 轴正方向 成α=60°角射入磁场,经磁场、电场偏转后,最终通过 x 轴上的 Q 点(图中未标出),不计粒子重 力。求: (1)带电粒子在磁场中运动时间。 (2)当电场左边界与 y 轴重合时 Q 点的横坐标。 答案 一、选择题(本题包括 10 个小题，每小题 6 分，共 60 分。1 到 6 题只有一个选项正确，7 到 10 题有多个选项正确，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 4 分，错选或不选的得 0 分) 1． D 2．A 3． A 4．A 5． A 6.A 7. ABC 8. AD 9.AB 10.CD 第Ⅱ卷 （共 44 分） 二、实验题 11. (1)如图甲 (2)如图乙 (3)10 (4)小 (5)50 甲 乙 三、计算题（共 30 分） 12. (1)从左向右看，受力分析如图所示．由平衡条件得：tan 37°＝F 安/mg，F 安＝BIL， 解得：B＝3mg 4IL . (2)设两导轨对导体棒支持力为 2FN，别有 2FNcos 37°＝mg，解得 FN＝5 8 mg. 即每个圆导轨对导体棒的支持力大小为 5 8 mg. 13. (1)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律有 qvB= 代入数据得:r=2m 轨迹如图 1 交 y 轴于 C 点,过 P 点作 v 的垂线交 y 轴于 O1 点,由几何关系得 O1 为粒子运 动轨迹的圆心,且圆心角为 60°。 图 1 在磁场中运动时间 t= 代入数据得:t=5.23×10-5s (2)带电粒子离开磁场垂直进入电场后做类平抛运动 方法一:粒子在电场中加速度 a= =2.0×108m/s2 运动时间 t1= =5.0×10-5s 沿 y 方向分速度 vy=at1=1.0×104m/s 沿 y 方向位移 y= =0.25 m 粒子出电场后又经时间 t2 达 x 轴上 Q 点 t2= =7.5×10-5s 故 Q 点的横坐标为 x=d+vt2=5.0 m 方法二:设带电粒子离开电场时的速度偏向角为θ,如图 1,则: tanθ= 设 Q 点的横坐标为 x 则:tanθ= 故 x=5 m。