2017-2018学年江西抚州七校联考高二上学期期末考试物理试题 解析版

2017-2018学年江西抚州七校联考高二上学期期末考试物理试题 解析版

一、选择题：本题共10小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~10题有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分 ‎1．光滑水平面上，小球A以速率v运动时，和静止的小球B发生碰撞，碰后A以的速率弹回，而B球以的速率向前运动，则A、B两球的质量之比为 A．2：3 B．2：‎9 C．3：2 D．9：2‎ ‎2．如图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴以恒定的角速度转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照如图乙所示的余弦规律变化，在时刻 A．线圈中的电流最大 B．穿过线圈的磁通量为零 C．线圈所受的安培力为零 D．穿过线圈磁通量的变化率最大 ‎3．弹簧测力计下挂一条形磁铁，其中条形磁铁的N极一端位于未通电的螺线管正上端，如图所示，下列说法正确的是 A．若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧测力计示数将不变 B．若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧测力计示数将增大 C．若将b接电源正极，a接电源负极，弹簧测力计示数将减小 D．若将b接电源正极，a接电源负极，弹簧测力计示数将增大 ‎4．远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原副线圈的匝数分别为，电压分别为，电流分别为，输电线上的电阻为R，变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是 A． B． C． D．‎ ‎5．物体在恒定的合力作用下做直线运动，在时间内动能由零增大到，在时间内动能由增加到2，设合力在时间内做的功为，冲量为，在时间内做的功是，冲量为，则 A． B．‎ C． D．‎ ‎6．如图中甲~丁所示分别为穿过某一闭合回路的磁通量随时间t变化的图像，关于回路中产生的感应电动势下列论述正确的是 A．图甲中回路产生的感应电动势恒定不变 B．图乙中回路产生的感应电动势一直在变大 C．图丙中回路在0~t1时间内产生的感应电动势小于在t1~t2时间内产生的感应电动势 D．图丁中回路产生的感应电动势先变小再变大 ‎7．以某一初速度竖直向上抛出一物体，空气阻力不可忽略，关于物体受到的冲量，以下说法正确的是 A．物体上升阶段和下落阶段受到的重力和冲量方向相反 B．物体上升阶段和下落阶段受到的空气阻力冲量的方向相反 C．物体在下落阶段受到的重力的冲量大于上升阶段受到重力的冲量 D．物体在下落阶段受到的重力的冲量小于上升阶段受到重力的冲量 ‎8．如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c，各导线中的电流大小相同，其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线中的电流方向垂直纸面向内，每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法正确的是 A．导线a所受合力方向水平向右 B．导线c受到合力方向水平向右 C．导线c所受合力方向水平向左 D．导线b所受合力为零 ‎9．如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路，虚线MN右侧有磁感应强度为的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，，直径CD始终与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是 A．感应电流方向不变 B．CD段直线始终不受安培力 ‎ C．感应电动势最大值E=Bav ‎ D．感应电动势平均值 ‎10．如图所示，两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强电场和匀强磁场中，轨道两端在同一高度上，轨道是光滑的，两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放，M、N为轨道的最低点，以下说法正确的是 A．两小球到达轨道最低点的速度 B．两小球到达轨道最低点时对轨道的压力 C．小球第一次到达M点的时间大于到达N点的时间 D．在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电场中不能 二、填空题 ‎11．某同学采用如图所示的电路测定电源电动势和内阻，已知有干电池（电动势约1.5V，内阻约2Ω）、电压表（0~3V，3kΩ）、电流表（0~‎0.6A，1.0Ω）、滑动变阻器R1（10Ω，‎2A）和R2（100Ω，‎0.1A）各一只。‎ ‎（1）实验中滑动变阻器应选_________（选填“R1”或“R2”）。‎ ‎（2）在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路。‎ ‎（3）在实验中测得多组电压和电流值。得到如图丙所示的U-I图像，由图可校准地求出电源电动势E=________V；内阻r=_______Ω（保留二位小数）。‎ ‎12．在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，若待测金属丝的电阻约为5Ω，要求测量结果尽量准确，提供一下器材供选择：‎ A．电池组（3V，内阻1Ω）‎ B．电流表（0～‎3A，内阻0.012　5Ω）‎ C．电流表（0～‎0.6A，内阻约0.125Ω）‎ D．电压表（0～3V，内阻4kΩ）‎ E．电压表（0～15V，内阻15kΩ）‎ F．滑动变阻器（0～20Ω，允许最大电流‎1A）‎ G．滑动变阻器（0～2　000Ω，允许最大电流‎0.3A）‎ H．开关、导线若干 ‎（1）实验时电流表、电压表、滑动变动阻选用_____（填写仪器前字母代号）；‎ ‎（2）测电阻时，电流表、电压表、待测金属丝电阻Rx在组成测量电路时，应采用电流表_____接法，待测金属丝电阻的测量值比真实值偏_____（选填“大”或“小”）；‎ ‎（3）若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图所示，则读数为_____mm；‎ ‎（4）若用L表示金属丝的长度，d表示直径，测得电阻为R，请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ=_____．‎ 三、计算题：解答时请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．如图所示，足够长的平行光滑金属导轨树皮放置，宽度L=‎0.4m，一端连接R=1Ω的电阻，导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T，导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好．导轨和导体棒的电阻均可忽略不计．在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=‎5m/s，求：‎ ‎（1）感应电动势E和感应电流；‎ ‎（2）若将MN换为电阻为r=1Ω的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压U．‎ ‎14．电动自行车是目前较为时尚的代步工具，某厂生产的一种电动自行车，设计质量（包括人）‎80kg，动力电源选用能量储存为“36V；‎10A·h”（即输出电压为36V，工作电流与工作时间的乘积为10安培小时）的蓄电池（不计内阻），）．所用电动机的输入功率有两档，分别为P1=120W和P2=180W，考虑到传动摩擦及电机发热等各种因素造成的损耗，自行车的效率为η=80%．如果电动自行车在平直公路上行驶时所受阻力与行驶速率　和自行车对地面压力都成正比，即Ff=kmgv，其中k=5.0×10-3s．m-1，g取‎10m/s2．求：‎ ‎（1）该电动自行车分别使用两档行驶时，行驶的最长时间分别是多少？‎ ‎（2）自行车在平直公路上能达到的最大速度为多大？‎ ‎15．质谱仪原理如图所示，a为粒子加速器，电压为U1；b为速度选择器，磁场与电池正交，磁感应强度为B1，板间距离为d；c为偏转分离器，磁感应强度为B2．今有一质量为m、电荷量为+e的正电子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动．求：‎ ‎（1）粒子射出加速器时的速度v为多少？‎ ‎（2）速度选择器的电压U2为多少？‎ ‎（3）粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大？‎ ‎16．用轻质弹簧相连的质量均为m=‎2kg的A、B两物体都以v=‎6m/s的速度在光滑的水平地面上运动，弹簧处于原长，质量M=‎4kg的物体C静止在前方，如图所示，B与C碰撞后二者粘在一起运动，在以后的运动中，求：‎ ‎（1）当弹簧的弹性势能最大时物体A的速度；‎ ‎（2）弹性势能的最大值。‎ ‎17．如图所示，在xoy平面的第一、第三和第四象限内存在着方向竖直向上的大小相同的匀强电场，在第一和第四象限内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个质量为m、电荷量为+q的带电质点，在第三象限中以沿x轴正方向做速度为v的匀速直线运动，第一次经过y轴上的M点，M点距坐标原点O的距离为l，然后在第四象限和第一象限的电磁中做匀速圆周运动，质点第一次经过x轴上的N点距坐标原点O的距离为，已知重力加速度为g，求：‎ ‎（1）匀强电场的电场强度的大小E；‎ ‎（2）匀强磁场的磁感应强度的大小B；‎ ‎（3）质点第二次经过x轴的位置距坐标原点的距离d。‎ ‎2017-2018学年度高二上学期期末考试物理试题参考答案 ‎1.【解析】小球A和静止的小球B发生碰撞,取两小球为系统,受到的合外力为零,满足动量守恒的条件.又因为动量是一个矢量,取A球初速度方向为正方向,设A、B小球质量分别为m1、m2,则m1v=－m1·＋m2·,得m1:m2=2:9,故B正确.‎ ‎【答案】B ‎2.【解析】注意线圈转动过程中通过两个特殊位置(平行于磁感线和垂直于磁感线)时的特点;磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率不同;t==,线圈转过90°,本题应选C项.‎ ‎【答案】C ‎3.【解析】‎ ‎【答案】D ‎4.【解析】由于理想变压器的电流比与匝数比成反比,即,A错;由于R两端的电压不等于U2,故B错;由能量关系可得U1I1=＋P用,故C错;由功率关系,P入=P出可得I1U1=I2U2,D项正确.‎ ‎【答案】D ‎5.【解析】根据动能定理有W1=Ek1－0=Ek1,W2=2Ek1－Ek1=Ek1,所以W1=W2;根据动量定理和动量与动能的关系式p=,有I1=－0=,I2=2－=(2－),显然I1＞I2.‎ ‎【答案】B ‎6.【解析】磁通量Φ随时间t变化的图象中,斜率表示感应电动势,所以图甲中不产生感应电动势,图乙中产生恒定的感应电动势,图丙中0～t1时间内的感应电动势大于t1～t2时间内的感应电动势,图丁中感应电动势先变小再变大.‎ ‎【答案】D ‎7.【解析】A:恒力的冲量的方向与该恒力方向相同,即上升、下落阶段重力的冲量方向相同,均竖直向下.B:物体上升阶段和下落阶段空气阻力方向相反,冲量方向相反.C、D:由于空气阻力不可忽略,物体上升过程受到的合力大于下落过程的合力,物体上升的时间小于下落的时间,即下落阶段受到重力的冲量大于上升阶段受到重力的冲量.‎ ‎【答案】BC ‎8.【解析】由安培定则确定电流磁场方向,再由磁场的叠加判定a、b、c处合磁场方向,由左手定则可得出导线a受合力方向向左,导线c受合力方向向右,导线b受安培力合力为零,故选B、D.‎ ‎【答案】BD ‎9.【解析】根据楞次定律可判定闭合回路中产生的感应电流方向始终不变,A项正确;CD段电流方向是D指向C,根据左手定则可知,CD段受到安培力,且方向竖直向下,B项错;当有一半进入磁场时,产生的感应电流最大,Em=Bav,C项对;由法拉第电磁感应定律得,D项也对.‎ ‎【答案】ACD ‎10.【解析】小球在磁场中到达轨道最低点时只有重力做功,vM=.在电场中到达轨道最低点时,重力做正功,电场力做负功,根据动能定理mgR－qER=m,vN=,所以vM＞vN;因为,所以该过程所用时间tM＜tN,故A正确,C错误;据能量守恒定律,D正确;在M点FM′=mg＋qvMB＋m,在N点FN′=mg＋m,不难看出,FM′＞FN′,由牛顿第三定律可知FM=FM′,FN=FN′,所以B项正确.‎ ‎【答案】ABD ‎11.【解析】(1）电路中最大电流I===‎0.75A.R2的额定电流小于‎0.75A,同时R2阻值远大于电源内阻r,不便于调节,所以变阻器用R1.‎ ‎(2）如图所示.‎ ‎(3）将图线延长,交于纵轴,则纵截距即电动势E=1.48V(1.47～1.49V均正确）‎ r=,可得r=1.79Ω(1.78～1.90Ω均正确）‎ ‎【答案】(1）R1（2）见图 （3）1.48(1.47～1.49均正确）；1.79(1.78～1.90均正确）‎ ‎12.【解析】‎ ‎（1）由电池组的电动势可判断电压表选D;根据金属丝的电阻约为5Ω,可求出电路中的最大电流Im=‎0.6A,所以电流表选C,滑动变阻器选F;最后选取开关、导线H.‎ ‎（2）由于金属丝的电阻较小,所以采用电流表外接法,外接法测得的电流偏大,算出的电阻值偏小,所以测量值比真实值偏小.‎ ‎（3）从图中可以读出金属丝的直径为‎0.900mm.‎ ‎（4）金属丝的横截面积为:S=,由电阻定律得R=,联立解得金属丝的电阻率为ρ=.‎ ‎【答案】（1）ACDFH（2）外；小（3）0.900（4）.‎ ‎13.【解析】(1)由法拉第电磁感应定律可得,感应电动势E=BLv=1×0.4×5V=2V 感应电流I==A=‎2A.‎ ‎(2)由闭合电路欧姆定律可得,电路中电流I′==A=‎‎1A 由欧姆定律可得,导体棒两端电压U=I′R=1V.‎ ‎【答案】(1)2V；‎2A(2)1V ‎14.【解析】（1）根据公式P=IU可得两挡电流分别为I1=A,I2=‎‎5A 再根据电池容量可得t1==h=3h,t2=h=2h.‎ ‎（2）当电动自行车以最大功率行驶且匀速运动时速度最大,有F牵=kmgvmax,而F牵=‎ 联立两式得vmax=m/s=‎6m/s. ‎ ‎【答案】（1）3h；2h（2）‎6m/s ‎15、【解析】(1）在a中,电子被加速,由动能定理有eU1=mv2,得v=;‎ ‎(2）在b中,电子所受电场力和洛伦兹力的大小相等,即e=evB1,代入v值得U2=B1d;‎ ‎(3）在c中,电子受洛伦兹力作用而做圆周运动,旋转半径R=,代入v值得R=.‎ ‎【答案】(1） (2）B1d (3）‎ ‎16.【解析】(1)当弹簧的压缩量最大时,弹性势能最大,此时A、B、C的速度相等,由动量守恒定律得2mv=(‎2m＋M)v1‎ v1==‎3m/s，即A的速度为‎3m/s.‎ ‎(2)由动量守恒定律得B、C碰撞时mv=(m＋M)v2，v2==‎2m/s 由能量守恒可得，解得ΔEp=12J.‎ ‎【答案】(1)‎3m/s(5分)(2)12J(5分)‎ ‎17.【解析】(1）带电质点在第三象限中做匀速直线运动,电场力与重力平衡,则①‎ 所以E=②‎ ‎(2）设质点做匀速圆周运动的半径为R,则R2=(R－l）2＋(l）2③，得R=‎2l④‎ 由qvB=m得R=⑤‎ 由④⑤式可得B=.⑥‎ ‎(3）质点在第二象限做平抛运动后第二次经过x轴,设下落的高度为h,则h=2R－l=‎3l⑦‎ 由平抛运动的规律h=gt2⑧，d=vt⑨‎ 由⑦⑧⑨式可得d=.‎ ‎【答案】(1）(2）(3）‎