江西省吉安一中2013—2014学年上学期高三第二次段考

物理试卷

一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。单选题1、2、3、4、5、6、7题，多选题8、9、10题。

1. 在电磁学建立和发展的过程中，许多物理学家做出了重要贡献。下列说法符合史实的是

A. 法拉第首先提出正电荷、负电荷的概念

B. 库仑首先提出电荷周围存在电场的观点

C. 奥斯特首先发现电流的磁效应

D. 洛伦兹提出分子电流假说

2. 质量为m的木块以4m/s的速度从半径为R的半球形的碗口下滑到碗底的过程中，如果由于摩擦力的作用使得木块速率不变，则

A. 因为速率不变，所以木块下滑过程中合外力都为零

B. 因为速率不变，所以木块下滑过程中的摩擦力不变

C. 若木块以3m/s的速度从碗口下滑，则木块不能到达碗底

D. 若木块以5m/s的速度从碗口下滑，则木块到达碗底的速度小于5m/s

3. 如图所示，a，b，c，d是某匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，ab＝cd＝L，ab＝bc＝2L，电场线与矩形所在平面平行。已知a点电势为20V，b点电势为24V。d点电势为12V。一个质子从b点以v0的速度射入电场，入射方向与bc成45°，一段时间后经过C点。不计质子的重力，下列判断正确的是

A. C点的电势高于a点的电势

B. 电场强度方向由b指向d

C. 质子从b运动到c所用的时间为

D. 质子从b运动到c，电场力做功为4 eV

4. 水平放置的光滑绝缘圆环上套有三个带电小球A、B、C，小球可在环上自由移动。如图所示，是小球平衡后的位置图。三个小球构成一个等边三角形。下列判断正确的是

A. A、B两小球可能带异种电荷

B. B、C两小球可能带异种电荷

C. A、C两小球可能带异种电荷

D. 三个小球一定带同种电荷

5. 如图所示，光滑水平面上存在一有界匀强磁场，圆形金属线框在水平拉力的作用下，通过磁场的左边界MN。在此过程中，线框做匀速直线运动，速度的方向与MN成
角。下列说法正确的是：

A. 线框内感应电流沿顺时针方向

B. 线框内感应电流先增大后减小

C. 水平拉力的大小与
无关

D. 水平拉力的方向与
有关

6. 如图甲所示，空间存在水平向里、磁感应强度的大小为B的匀强磁场，磁场内有一绝缘的足够长的直杆，它与水平面的倾角为
，一带电荷量为－q、质量为M的带负电小球套在直杆上，从A点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数为
。则在图乙中小球运动过程中的速度—时间图象可能是

7. 如图所示电路中，电源的电动势为E，内阻为r，各电阻阻值如图所示，当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑到b端的过程中，下列说法正确的是

A. 电压表的读数U先减小，后增大

B. 电流表的读数，先增大，后减小

C. 电压表读数U与电流表读数I的比值U/I不变

D. 电压表读数的变化量△U与电流表读数的变化量△I的比值△U/△I不变

8. 如图所示，如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，从水星与金星在一条直线上开始计时，若天文学家测得在相同时间内水星转过的角度为
1，金星转过的角度为
2（
1、
2均为锐角），则由此条件可求得

A. 水星和金星绕太阳运动的周期之比

B. 水星和金星的密度之比

C. 水星和金星到太阳中心的距离之比

D. 水星和金星绕太阳运动的向心加速度大小之比

9. 同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

10. 如图所示，以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，∠A＝60°，AO＝a。在O点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电粒子，粒子的比荷为q/m，发射速度大小都为v0，且满足v0＝
，发射方向由图中的角度
表示。对于粒子进入磁场后的运动（不计重力作用），下列说法正确的是

A. 粒子有可能打到A点

B. 以
＝60°飞入的粒子在磁场中运动时间最短

C. 以
<30°飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等

D. 在AC边界上只有一半区域有粒子射出

二、填空题（共20分，每小题10分）

11. （10分）在第三次工业革命的今天，新材料的发现和运用尤为重要。我国某科研机构发现一种新型的半导体材料，目前已经知道这种半导体材料的载流子（参与导电的“带电粒子”）的电荷量的值是e（电子电量的绝对值），但不知道它的电性和载流子的数密度n（单位体积中载流子的数量）。为了测定这种材料中的载流子是带正电还是带负电，以及载流子的数密度，科学家把这种材料先加工成一块偏平的六面体样品，这块样品的长、宽和厚度分别为a、b、d（如图中所示）。现将这块样品接入电路中，且把靠外的偏平面标记为M，靠里的偏平面标记为N，然后在垂直于大平面的方向加上一个磁感应强度大小为B的匀强磁场。接通电键S，调节可变电阻R。使电路中产生合适的电流。然后用电压表判定M、N两个面的电势高低并测定M、N间的电压（也叫霍耳电压），从而得到这种半导体材料载流子的电性和数密度。

（1）当M的电势比N的电势低时，材料中的载流子带 电（填“正”或“负”）；

（2）为了测定载流子的数密度n，除题目中已给出的数据外，还需要测定的物理量有（写出物理量的含义并设定相应的符号） ；

（3）根据题设条件和你测定的物理量，写出载流子的数密度的表达式n＝ 。

12. 有以下的可供选用的器材及导线若干条，要求尽可能精确地测量出待测电流表的满偏电流。

A. 待测电流表A0：满偏电流约为700～800A、内阻约100Ω，已知表盘刻度均匀、总格数为N。

B. 电流表A：量程0.6A、内阻0.1Ω。

C. 电压表V：量程3V、内阻3kΩ。

D. 滑动变阻器R：最大阻值200Ω。

E. 电源E：电动势约3V、内阻约1.5Ω。

F. 开关S一个。

（1）根据你的测量需要，“B. 电流表A”、“C. 电压表V”中应选择 。（只需填写序号即可）

（2）在虚线框内画出你设计的实验电路图。

（3）测量过程中，测出多组数据，其中一组数据中待测电流表A的指针偏转了n格，可算出满偏电流IAmax＝ ，式中除N、n外，其他字母符号代表的物理量是 。

三、计算题：本题共4小题，共40分。解答时写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，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. 甲、乙两物体相距s，在同一直线上同方向做匀减速运动，速度减为零后就保持静止不动。甲物体在前，初速度为v1，加速度大小为a1。乙物体在后，初速度为v2，加速度大小为a2且知v1< v2，但两物体一直没有相遇，求甲、乙两物体在运动过程中相距的最小距离为多少?

14. 1897年汤姆孙发现电子后，许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索。1907～1916年密立根用带电油滴进行实验，发现油滴所带的电荷量是某一数值e的整数倍，于是称这数值e为基本电荷。

如图所示，完全相同的两块金属板正对着水平放置，板间距离为d。当质量为m的微小带电油滴在两极间运动时，所受空气阻力的大小与速度大小成正比。两极间不加电压时，可以观察到油滴竖直向下做匀速运动，通过某一段距离所用时间为t1；当两极间加电压U（上极板的电势高）时，可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，且在时间t2内运动的距离与在时间t1内运动的距离相等。忽略空气浮力，重力加速度为g。

（1）判断上述油滴的电性，要求说明理由；

（2）求上述油滴所带的电荷量Q；

（3）在极板间照射X射线可以改变油滴的带电量。再采用上述方法测量油滴的电荷量。如此重复操作，测量出油滴的电荷量Qi如下表所示。如果存在基本电荷，那么油滴所带的电荷量Qj应为某一最小单位的整数倍，油滴电荷量的最大公约数（或油滴带电量之差的最大公约数）即为基本电荷e，请根据现有数据求出基本电荷的电荷量e（保留3位有效数字）。

实验次序

1

2

3

4

5



电荷量Qj（1018C）

0.95

1.10

1.41

1.57

2.02





15. 如图所示，光滑水平面右端B处连接一个竖直的半径为R的光滑半圆轨道，B点为水平面与轨道的切点，在离B距离为x的A点，用水平恒力将质量为m的质点从静止开始推到B处后撤去恒力，质点沿半圆轨道运动到C处后又正好落回A点：

（1）求推力对小球所做的功。

（2）x取何值时，完成上述运动推力所做的功最少?最小功为多少。

（3）x取何值时，完成上述运动推力最小?最小推力为多少。

16. 如图所示，在坐标系xOy中，y轴右侧有一匀强电场；在第二、三象限内有一有界匀强磁场，其上、下边界无限远，右边界为y轴、左边界为平行于y轴的虚线，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一带正电，电量为q、质量为m的粒子以某一速度自磁场左边界上的A点射入磁场区域，并从O点射出，粒子射出磁场的速度方向与x轴的夹角
＝45°，大小为v。粒子在磁场中的运动轨迹为纸面内的一段圆弧，且弧的半径为磁场左右边界间距的
倍。粒子进入电场后，在电场力的作用下又由O点返同磁场区域，经过一段时间后再次离开磁场。已知粒子从A点射入到第二次离开磁场所用的时间恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期。忽略重力的影响。求：

（1）粒子经过A点时速度的方向和A点到x轴的距离；

（2）匀强电场的大小和方向；

（3）粒子从第二次离开磁场到再次到达磁场所用的时间。



（2）电路中的电流强度I，MN间电压U。（2分）

（3）
（4分）

12. （1）C（只需填写序号即可）（2分）

（2）作图（4分）

（3）
，U为电压表的读数，Rv为电压表的内阻。（4分）

三、计算题：本题4小题，共42分

13. （8分）

若

若

14. （10分＝2＋4＋4）

<1>带负电

<2>

得

<3> Q2－Q1＝0.15×10－18C，Q3－Q2＝0.31×10－18C，Q4－Q3＝0.16×10－18C，Q5－Q4＝0.45×10－18C，油滴带电量之差都近似为某个数的整数倍。

Q2－Q1＝e1，Q3－Q2＝2e2，Q4－Q3＝e3，Q5－Q4＝3e4

15. （12分＝4＋4＋4）

（1）

得

A→C：

得

（2）

得

（3）由
及
得

16. （12分＝4＋4＋4）

<1>

得

<2>

第二次进磁场

依题意：

匀变速直线运动：

解得

<3>
做类平抛运动

得