圆环通电，使悬线的拉力刚好为零，则环中 哈师大附中高二上学期期末考试物理试卷 一、选择题（共 47 分，1-9 题为单选题，每题 3 分；10-14 为不定项选择题，每题 4 分， 少选得 2 分） 1、某区域的电场线分布情况如图所示， M、N、P 是电场中的三个 点 ， 下列说法正确的是(　　) A．负电荷由 M 点移动到 P 点，电场力做正功 B．同一电荷在 N 点受到的电场力大于其在 M 点所受的电场力 C．正电荷在 M 点的电势能小于其在 N 点的电势能 D．M 点和 N 点电场强度的方向相同 方向（顺着磁场方向观察）是(　　) A．大小为，沿顺时针方向 B．大小为，沿逆时针方向 C．大小为，沿顺时针方向 D．大小为，沿逆时针方向 6. 如 图所 示， 在边 长为 2a 的 正三 角形 区域 内存在方向垂 直于纸面向里的匀强磁场．一个质量为 m、电荷量为－q 的带电粒子(重力不计)从 AB 边的中心 O 以速度 v 进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与 AB 边的夹角为 60°，若要使粒子 能从 AC 边穿出磁场，则匀强磁场的大小 B 需满足(　　) 2、如图所示，菱形 ABCD 的对角线相交于 O 点，两个等量 A．B> C．B> 异号点电荷分别固定在 AC 连线上的 M 点与 N 点，且 OM＝ ON，则(　　) B．B< D．B< A．A、C 两处电势、场强均相同 B．A、C 两处电势、场强均不相同 C．B、D 两处电势、场强均不相同 D．B、D 两处电势、场强均相同 3、如图所示， a、b、c、d 是圆心为 O 的圆上的四个点，直径 ac、bd 相互垂直，两根长直导线垂直于圆所在的平面分别固定在 7、如图所示，在外力的作用下，导体杆 OC 可绕 O 轴沿半径为 r 的光滑的半圆形框架在匀强磁场中以角速度 ω 匀速转动，磁感 应强度大小为 B，方向垂直纸面向里，A、O 间接有电阻 R，杆 和框架电阻不计，则所施外力的功率为(　　) A. B. b、d 处，导线中通有大小相等、垂直纸面向外的电流，关于 a、O、c C. 三点的磁感应强度，下列说法正确的是(　　) 8．（校本原题）如图所示，等腰直角三角形 OPQ 内存在垂直纸面向 A． a、O 和 c 三点方向相同 C． O 点为零 B．O 点最大 D．a、c 两点方向相同 D. 里的匀强磁场，它的 OP 边在 x 轴上且长为 l ，纸面内一边长为 l 的正方 4、(金版原题)如图所示，在水平向右、大小为 E 的匀强电场中，在 O 点固定一电荷量为 Q 的正 形导线框的一条边也在 x 轴上，线框沿 x 轴正方向以恒定的速度 v 穿过 电荷，A、B、C、D 为以 O 为圆心、半径为 r 的同一圆周上的四点，B、D 连线与电场线平行， 磁场区域，在 t＝0 时该线框恰好位于图中所示位置．规定顺时针方向 A、C 连线与电场线垂直。则(　　) 为导线框中电流的正方向，则线框穿越磁场区域的过程中，感应电流 i A．A 点的电场强度大小为 B．B 点的电场强度大小为 E－k C．D 点的电场强度大小不可能为 0 D．A、C 两点的电场强度相同 5、如图所示，在天花板下用不可伸长的细线悬挂一半径为 R 的金 属圆环，圆环处于静止状态，圆环一部分处在垂直于环面的磁感应强度大小为 B 的水平匀强磁场 中，环与磁场边界交点为 A、B，A、B 与圆心 O 连线的夹角为 120°，此时悬线拉力大小为 F。若 电流的大小和 随时间 t 变化的图线是( 　　) B．0～1 s 内，ab、cd 导线互相排斥 C．2～3 s 内，ab、cd 导线互相吸引 D．3～4 s 内，ab、cd 导线互相排斥 13、如图所示，在竖直平面内有水平向左 的匀强电场，在匀强电场中有一根长为 L 不可伸长的绝缘细线，细线一端固定在 O 点，另一端系 9. 如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和 电荷量都相同的带电粒子 a、b、c，以不同的速率对准圆心 O 沿着 AO 方向射入磁场，其运动轨迹如图．若带电粒子只受磁 场力的作用，则下列说法正确的(　　) A．a 粒子速率最大，在磁场中运动时间最长 B．c 粒子速率最大，在磁场中运动时间最短 C．a 粒子速率最小，在磁场中运动时间最短 D．c 粒子速率最大，在磁场中运动时间最长 10. 回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相 连接的两个 D 形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子 在通过狭缝时都能得到加速，两 D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中， 如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是(　　) A．增大匀强电场间的加速电压 B．增大磁场的磁感应强度 C．减小狭缝间的距离 D．增大 D 形金属盒的半径 11．（金版原题）长为 l 的水平放置极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示。磁感应强度大 小为 B，板间距离为 l，极板不带电。现有质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子(不计重力)，从左 一质量为 m 的带电小球。小球保持静止时细线与竖直方向成 θ 角，某时刻小球获得沿切线方向的 初速度恰好能绕 O 点在竖直平面内做圆周运动，重力加速度大小为 g。 下列说法正确的(　　) A．小球所受电场力的大小为 mg tan  mgL B．小球运动过程中动能的最小值为 2 cos  C．小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小 D．小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，可能电势能先减小后增大 1  14、如图,点电荷固定在绝缘水平面上 x 轴的原点 O 处，轴上各点电势 与 x 的关系如图 b。可 视为质点的滑块质量为 0.05 kg、电荷量为＋8.0×10－9 C，从 x ＝0.2 m 处由静止释放，在 x ＝ 0.4 m 处时速度达到最大。已知滑块与水平面间的动摩擦因数  ＝0.01， g ＝10 m/s2。设最大 静摩擦力等于滑动摩擦力，则在 x ＝0.4 m 处滑块(　　) 边极板间中点处垂直磁感线以速度 v 水平射入磁场，欲使粒子不打 在极板上，可采用的办法是(　　) A．使粒子的速度 v< B．使粒子的速度 v> C．使粒子的速度 v> D．使粒子的速度<v< A．所受电场力大小为 5.0×10－3 N 12．如图甲所示，等离子气流由左方连续以速度 v0 射入 M 和 N 两 B．所在位置的电势为 4.0×105 V 板间的匀强磁场中，ab 直导线与 M、N 相连接，线圈 A 与直导线 cd 连接，线圈 A 内有按图乙所 C．电势能为 2.0×10－3 J 示规律变化的磁场，且规定向左为磁场 B 的正方向，则下列叙述正确的是(　　) A．1～2 s 内，ab、cd 导线互相吸引 D．速度大小为 0.2 m/s 二、实验题（共 15 分） 15. （1）张明同学在测定某种合金丝的电阻率时： 用螺旋测微器测得其直径为_____mm（如图甲所示）； C.电压表 V (量程为 0~15V,内阻 RV =5 kΩ ); D.开关、导线若干。 用 20 分度的游标卡尺测其长度为______cm（如图乙所示）； (1)该小组同学发现，由于电池的电动势约为 37V，但电压表的量程只有 0~15V，因此在设计电 路时需将一定值电阻 R0 与电压表串联后接入电路，现在实验室只找到了四个阻值不同的可能用到 的定值电阻，你认为应选择阻值为 A .5kΩ B .10 kΩ C .15kΩ 的定值电阻与电压表串联。（选填选项前的字母） D .20 kΩ (2) 选择好定值电阻后,该小组设计了如图甲所示的实验电路进行测量。若在某次测量中 电压表的示数如图乙所示,则电阻箱两端的电压为 V。 （2）某班同学做“测定电源的电动势和内阻”实验,实验室提供了合适的器材,某同学先用多 用电表直流电压 2.5V 档，粗测一节干电池的电动势 ,测量时多用电表的表盘如图( a )所 示,则该电池的电动势为 V ;若用多用电表测电阻,选择开关旋至“×100”挡,按正确的 操作步骤测某一电阻,多用电表的表盘仍如图( a )所示,则该电阻的阻值为 后,应将选择开关拨到图( b )中的 Ω;实验结束 档位。（选填 A、B、C 或 D） (3)该小组通过多次改变电阻箱的阻值 R ,电压表得到了对应的多个不同的电压值 U ,作出了 1 1 1 −1 − V 图像如图丙所示，图线与横、纵轴的交点坐标分别为( ，0)和(0， R U 12 − 16.（共 10 分）某物理兴趣小组欲测量从电动 行车上拆卸下来的一块电池的电动势 E 和内阻 r，所用的实验器材有： A.待测电池(电动势约为 37 V ,内阻未知); B.电阻箱 R (最大阻值为 9999.9Ω); 自 1 −1 Ω ),则由此可知该电池的电动势为 12 V(结果保留整数) ,内阻为 Ω(结果保留整数)。 三、论述计算题（共 38 分） 17．（8 分）如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为 L，一理想电流表与两导轨 相连，匀强磁场与导轨平面垂直.有一质量为 m、有效电阻为 R 的导体棒在距磁场上边界一定高度 处静止释放.导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为 I.整个运动过程中，导 体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，其他部分的电阻不计，不计空气阻力，重力加速度大小 为 g.求： 19.（17 分）如图所示， PQMN 是竖直面内有一边长为 L 的正方形区域，区域有竖直向上的 匀强电场，场强大小为 E， 在△PQM 中还存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁应强度大小为 B，在 PQMN 的左侧有一足够长的粗糙绝细杆，细杆与 PQ 在同一水平线上，细杆周围足够长的水平区 域存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小可调。细杆的左侧套有一带电荷量为+ q 的小 球，现使小球以适当的速度沿杆向右做变速运动，在到达 P 点前小球已匀速运动，由 P 点射入 △PQM 区域后,小球做匀速圆周运动，已知重力加速度为 g （1）磁感应强度的大小 B （2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小 v 18.（13 分）如图所示，两极板水平放置的平行板电容器，两板间距 d=8cm，板长 L=25cm， 接在直流电源上。一个带电油滴以 v0 0.5m / s 的初速度从板间的正中央水平射入，恰好做匀速 4 d  cm 直线运动，当它运动到 P 处时迅速将下板向上提起 ，油滴刚好从金属板末端飞出，g 3 (1)若小球恰能从 M 点离开电磁场，求小球的质量和小球从 M 点离开时速度的大小和方向 取 10m/s2。求： 终从 Q