2017-2018学年天津市静海县第一中学高二12月学生学业能力调研考试物理（理）试题

2017-2018学年天津市静海县第一中学高二12月学生学业能力调研考试物理（理）试题

静海一中2017-2018第一学期高二物理（理12月）‎ ‎ 学生学业能力调研卷 考生注意：‎ ‎1. 本试卷分第Ⅰ卷基础题（80分）和第Ⅱ卷提高题（20分）两部分，共100分。‎ ‎2. 试卷书写规范工整，卷面整洁清楚，酌情减3-5分，并计入总分。‎ 知 识 技 能 学习 能力 习惯养成 总分 内容 电场 恒定电流 安培力 带电粒子在 磁场中的运动 ‎20‎ ‎（卷面整洁）‎ ‎100‎ 分数 ‎25‎ ‎37‎ ‎9‎ ‎29‎ ‎3-5‎ ‎ 第Ⅰ卷 基础题（共80分）‎ 一、单项选择题: （每小题3分，共24分）‎ ‎1．关于磁感应强度的概念，下面说法中正确的是（　　）‎ A．由磁感应强度的定义式B=可知，磁感应强度与磁场力成正比，与电流和导线长度的乘积成反比 B．一小段通电导线在空间某处不受磁场力的作用，那么该处的磁感应强度一定为零 C．一小段通电导线放在磁感应强度为零的位置上，它受到的磁场力一定等于零 D．磁场中某处的磁感应强度的方向，跟电流在该处所受磁场力的方向相同 ‎2．如图所示，在示波管下方有一根水平放置的通电直电线，则示波管中的电子束将（　　）‎ A．向上偏转 B．向下偏转 C．向纸外偏转 D．向纸里偏转 ‎3．:劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示．置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U.若A处粒子源产生质子的质量为m、电荷量为＋q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响．则下列说法正确的是( )‎ A．质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比 B．质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为2∶1‎ C．质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf D．改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器的最大动能不变 ‎4．如图所示，折成不同形状的四个导线框质量相等、匝数相同，高度相同，MN边长度相等，将它们用相同的细线悬挂在空中，四个导线框的下边处在同一水平线上，且四个线框的下半部分都处在与线框平面垂直的同一匀强磁场中，磁场的上边界水平（如图中虚线所示），四个导线框中都通有顺时针方向、电流强度相同的电流，均处于平衡状态．若使磁场缓慢变强，细线最不易拉断的是（　　）‎ ‎5．如图所示，厚度均匀的木板放在水平地面上，木板上放置两个相同的条形磁铁，两磁铁N极正对．在两磁铁竖直对称轴上的C点固定一垂直于纸面的长直导线，并通有垂直纸面向里的恒定电流，木板和磁铁始终处于静止状态，设两条形磁铁和木板的总重力为G，则（　　）‎ A．导线受到的安培力竖直向上，木板对地面的压力大于G B．导线受到的安培力竖直向下，木板对地面的压力小于G C．导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向左 D．导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向右 ‎6.如图所示,电源内阻不可忽略,电路中接有一小灯泡和一电动机。小灯泡L上标有“9V 9W”字样,电动机的线圈电阻RM=1Ω.若灯泡正常发光时,电源的输出电压为15V,此时( ) A. 电动机的输入功率为36W B. 电动机的输出功率为5W C. 电动机的热功率为6W D. 整个电路消耗的电功率为15W ‎7．1922‎ 年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖．若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是(　　)‎ A．该束带电粒子带负电 ‎ B．速度选择器的P1极板带负电 C．在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小 D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大 ‎8. 如图所示，正六边形区域内有垂直于纸面的匀强磁场。一带正电的粒子从点沿 方向射入磁场区域，当速度大小为时，从点离开磁场，在磁场中运动的时间为，当速度大小为时，从点离开磁场，在磁场中运动的时间为，不计粒子重力。则（ ）‎ A． ， ‎ B． ， ‎ C． ， ‎ D． ， ‎ 二、多项选择题（每小题4分，共16分）‎ ‎9．水平线上的O点放置一点电荷,图中画出电荷周围对称分布的几条电场线,如右图所示。以水平线上的某点O′为圆心,画一个圆,与电场线分别相交于a、b、c、d、e,则下列说法正确的是（ ） A. b、e两点的电场强度相同 B. a点电势低于c点电势 C. b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差 D. 电子沿圆周由d到b，电场力做正功 ‎10.如图所示，一个带正电荷的小球在方向水平向右的匀强电场中的O点以某一速度竖直向下进入电场，经过一段时间，小球从P点离开电场(图中未画出).在此过程中，下列说法正确的是（ ） A．P点的位置可能在过O点的竖直线上，也可能在该竖直线的左方或右方 ‎ B. 电场力对小球做负功、小球的电势能增加 C. 小球的电势能减少量与重力势能减少量之和等于小球的动能增加量 D. 电场力对小球所做的功等于小球的动能增量减去小球重力势能的减少量 ‎11.如图所示，电源电动势为E，内电阻为r．当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，下列法中正确的是（ ）‎ A．小灯泡L1、L3变暗，L2变亮 B．小灯泡L3变暗，L1、L2变亮 C．ΔU1<ΔU2 D．ΔU1>ΔU2 ‎ ‎12.如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接，下极板N接地。在其两板间的P点固定一个带负电的点电荷。则以下说法正确的是（ ） A．闭合开关，再将M极板向上移动少许，则 P点的负电荷电势能增大 B．闭合开关，再将M极板向上移动少许，电容器极板上所带的电荷量增加 C. 闭合开关，再将N极板向下移动少许，P点的负电荷受到电场力增大 D. 闭合开关，电容器充电后再断开开关，将N极板向下移动少许，P点的负电荷受到电场力不变 三、填空题：（每空2分，共30分）‎ ‎13.要测量某种合金的电阻率。‎ ‎（1）若合金丝长度为L，直径为D，阻值为R，则其电阻率ρ=___.用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示，读数为___mm.‎ ‎（2）图乙是测量合金丝阻值的原理图，S2是单刀双掷开关。根据原理图在图丙中将实物连线补充完整。‎ ‎(3)闭合S1,当S2处于位置a时,电压表和电流表的示数分别为U1=1.35V,I1=0.30A;当S2处于位置b时,电压表和电流表的示数分别为U2=0.92V,I2=0.32A.根据以上测量数据判断,当S2处于位置___(选填“a”或“b”)时,测量相对准确,测量值Rx =___Ω.(结果保留两位有效数字)。‎ ‎14．（1）用下图多用表的欧姆档测量阻值约为几十kW的电阻Rx，以下给出的是可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆档调零旋钮，把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上。‎ a．将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，断开两表笔 b．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔 c．旋转S使其尖端对准欧姆档´1k d．旋转S使其尖端对准欧姆档´100‎ e．旋转S使其尖端对准交流最大档或OFF档，并拔出两表笔 ‎ ‎ 。‎ 根据上图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为___________W。‎ ‎（2）下述关于用多用表欧姆档测电阻的说法中正确的是_________‎ A．测量电阻时如果指针偏转过大，应将选择开关S 拨至倍率较小的档位，重新调零后测量 B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，不会影响测量结果 C．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开 D．测量阻值不同的电阻时都必须重新调零 E．双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大 F. 欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但仍能调零，其测量结果与原来相比偏小 ‎15．某同学想要描绘标有“3. 6V 1.08 W”字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整．可供该同学选用的器材除开关、导线外，还有：‎ A．电压表V1（0～3V，内阻等于3kΩ）‎ B．电压表V2（0～15V，内阻等于15kΩ）‎ C．电流表A1（量程350 mA，内阻约为1 Ω） D．电流表A2（量程150 mA，内阻约为2 Ω） E．滑动变阻器R1（0～10Ω，额定电流2A）‎ F．滑动变阻器R2（0～200Ω，额定电流0.5A）‎ G．定值电阻R（阻值等于1kΩ）‎ H．电源E（E=4.5 V，内阻不计）‎ ‎(1)在上述器材中,滑动变阻器应选__ _,电压表应选_ __,电流表应选__ _.(填写器材前的字母代号)‎ ‎(2)请在虚线框中画出实验电路图；‎ ‎16.实验室有量程是0～3 A(内阻较小)的电流表和0～3 V(内阻很大)的电压表，电阻箱R(最大值999.9 Ω)，滑动变阻器R′(0～2 kΩ)，固定电阻R1＝5 Ω，开关S，导线若干，欲测量某一电源的电动势E和内阻r(E略小于3 V，内阻较小)．‎ ‎(1)由于电源内阻较小，要求固定电阻R1作为等效内阻的一部分，设计电路要求误差尽量小，且便于操作，能达到这一要求的电路是(　　)‎ ‎(2)用正确的实验电路图得到的实验数据，作出的图象是一条倾斜的直线，其纵截距为b，斜率为k，则电动势E＝________，内阻r＝________(用b、k、R1表示)．‎ 四、计算题（10分）‎ ‎17．如图所示,在E=103V/m的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN连接,半圆轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径R=40cm,一带正电荷q=10−4C的小滑块质量为m=40g,与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10m/s2，问：‎ ‎(1)要小滑块恰好运动到圆轨道的最高点C，滑块应在水平轨道上离N点多远处释放?‎ ‎(2)这样释放的滑块通过P点时对轨道压力是多大?(P为半圆轨道中点)‎ ‎(3)小滑块经过C点后最后落地，落地点离N点的距离多大? ‎ 第Ⅱ卷 提高题（共20分）‎ ‎18．如图所示，一个质量为m=2.0×10-11kg，电荷量q=+1.0×10-5C的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经U1=25V电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中．金属板长L=20cm，两板间距d=10cm．求：‎ ‎（1）微粒进入偏转电场时的速度V0是多大？‎ ‎（2）若微粒射出电场过程的偏转角为θ=30°，并接着进入一个方向垂直与纸面向里的匀强磁场区，则两金属板间的电压U2是多大？‎ ‎（3）若该匀强磁场的宽度为D=10cm，为使微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?这种情况下磁场中运动时间是多少？‎ ‎19．如图所示,在xOy平面内,第Ⅲ象限内的虚线OM是电场与磁场的边界,OM与y轴负方向成45°角。在x<0且OM的左侧空间存在着沿x轴负方向的匀强电场E,场强大小为0.32N/C,在y<0且OM的右侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场B,磁感应强度大小为0.10T,不计重力的带负电的微粒,从坐标原点O沿y轴负方向以v0=2.0×103m/s的初速度进入磁场,已知微粒的带电荷量为q=5.0×10-18C,质量为m=1.0×10-24kg,求:‎ ‎(1)带电微粒第一次经过磁场边界点的位置坐标;‎ ‎(2)带电微粒在磁场区域运动的总时间;‎ ‎(3)带电微粒最终离开电、磁场区域点的位置坐标。(保留两位有效数字)‎ 静海一中2017-2018第一学期高二物理（12月）考试附加题 考生注意：‎ 本试卷为提高题，共30分 ‎1．在光滑绝缘的水平面上,用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B.A球的带电量为+2q,B球的带电量为-3q,组成一带电系统,如图所示,虚线MP为AB两球连线的垂直平分线,虚线NQ与MP平行且相距4L.最初A和B分别静止于虚线MP的两侧,距MP的距离均为L,且A球距虚线NQ的距离为3L.若视小球为质点,不计轻杆的质量,在虚线MP, NQ间加上水平向右的匀强电场E后,求:  (1)B球刚进入电场时,带电系统的速度大小. (2)带电系统从开始运动到速度第一次为零所需时间以及B球电势能的变化量.‎ ‎2．如图所示,竖直放置的平行金属板,板间电压为U0.质量为m,电量为q的带正电的粒子(不计重力)自左极板的a处由静止释放，加速后从右极板的小孔b射出。由o点垂直于mf边的方向射入边长为L的正方形场区，o为mf边的中点。‎ ‎(1)若正方形区域内仅存在垂直于mn方向的匀强电场，求电场强度E多大能使粒子从n点射出场区；‎ ‎(2)若正方形区域内仅存在垂直于纸面方向的匀强磁场，求磁感应强度B大小满足什么条件能使粒子从m、n两点间射出场区。‎ 静海一中2017-2018第一学期高二物理（理12月）‎ 学生学业能力调研卷 ‎ 答 题 纸 ‎ 得分框 知 识 技 能 学习能力 习惯养成 总分 三．填空题 ‎13.（1） ， ‎ ‎（2）‎ ‎（3） ， ‎ ‎14．（1） _________ ‎ ‎（2）________‎ ‎15．（1） , , .‎ ‎(2) ‎ ‎16.(1) , (2) ‎ 四．计算题 17.‎ ‎18.‎ ‎19.‎ 静海一中2017-2018第一学期高二物理（理12月）‎ ‎ 学生学业能力调研卷 答案 一、单项选择题:‎ ‎1.C 2.A 3.C 4.B 5.D 6.B 7.D 8. B 二、多项选择题 ‎9.BC 10.CD 11.BD 12.AD 三 ‎13.答案为：(1)πRD24L;0.650;(3)b，2.9 ‎ ‎14. 答案（1）cabe，30k（2）ABC ‎15. (1) E A C (2) 电压表V1与定值电阻R串联与灯泡并联，电流表外接，分压 ‎16. (1)D　(2)　－R1‎ ‎17(1)设滑块与N点的距离为L，分析滑块的运动过程，由动能定理可得，‎ qEL−μmgL−mg⋅2R=12mv2−0‎ 小滑块在C点时,重力提供向心力,所以mg=mv2R 代入数据解得v=2m/s，L=20m.‎ ‎(2)滑块到达P点时，对全过程应用动能定理可得，‎ qE(L+R)−μmgL−mg⋅R=12mv2P−0‎ 在P点时由牛顿第二定律可得，‎ N−qE=mv2PR 解得N=1.5N   ‎ 由牛顿第三定律可得，滑块通过P点时对轨道压力是1.5N.‎ ‎(3)小滑块经过C点，在竖直方向上做的是自由落体运动，‎ 由2R=12gt2可得滑块运动的时间t为，‎ t=4Rg−−−√=4×0. 410−−−−−−√=0.4s，‎ 滑块在水平方向上只受到电场力的作用，做匀减速运动，‎ 由牛顿第二定律可得 qE=ma，‎ 所以加速度a=2.5m/s2，‎ 水平的位移为x=vt−12at2‎ 代入解得x=0.6m.‎ ‎18 解：（1）带电微粒经加速电场后速度为v，根据动能定理：‎ ‎（2）带电微粒在偏转电场中只受电场力作用，做类平抛运动。‎ 水平方向：‎ 竖直方向：加速度为a，出电场时竖直方向速度为 得 ‎（3）带电微粒进入磁场做圆周运动，设微粒轨道半径为R，由几何关系知 设微粒进入磁场时的速度为 由牛顿运动定律：‎ 得 解得B=0.1T ‎19 (1)带电微粒从O点射入磁场,运动轨迹如图。‎ 第一次经过磁场边界上的A点 由qv0B=　 (2分)‎ 得r==4×10-3m (2分)‎ A点位置坐标 ‎(-4×10-3m,-4×10-3m)　 (1分)‎ ‎(2)带电微粒在磁场中运动轨迹如(1)问图,设带电微粒在磁场中做圆周运动的周期为T T=　 (2分)‎ 则t=tOA+tAC=T+T　 (2分)‎ 代入数据解得:T=1.3×10-5s (1分)‎ 所以t=1.3×10-5s ‎(3)微粒从C点沿y轴正方向进入电场,速度方向与电场力方向垂直,微粒做类平抛运动 a=　 (2分)‎ Δx=a=2r　 (2分)‎ Δy=v0t1　 (2分)‎ 代入数据解得:Δy=0.2m y=Δy-2r=0.2m-2×4×10-3m=0.19 m (2分)‎ 离开电、磁场时的点的位置坐标为(0,0.19m)　 (2分)‎ 答案:(1)(-4×10-3m,-4×10-3m)‎ ‎(2)1.3×10-5s　(3)(0,0.19 m)‎