2017-2018学年安徽省滁州市定远县西片三校高二上学期期末考试物理试题 Word版

2017-2018学年安徽省滁州市定远县西片三校高二上学期期末考试物理试题 Word版

定远县西片三校 2017-2018 学年上学期期末考试 高二物理 2018.2 考生注意： 1、本卷满分 100 分，考试时间 90 分钟； 2、答题前请在答题卷上填写好自己的学校、姓名、班级、考号等信息； 3、请将答案正确填写在答题卷指定的位置，在非答题区位置作答无效。 一、选择题（1-8 小题为单选题，9-12 小题为多选题） 1.如图所示，是测定液面高度 h 的电容式传感器示意图，E 为电源，G 为灵敏电流计，A 为固 定的导体芯，B 为导体芯外面的一层绝缘物质，C 为导电液体．已知灵敏电流计指针偏转方向 与电流方向的关系为：电流从左边接线柱流进电流计，指针向左偏．如果在导电液体的深度 h 发生变化时观察到指针正向左偏转，则(　　) A.导体芯 A 所带电量在增加，液体的深度 h 在增大 B.导体芯 A 所带电量在减小，液体的深度 h 在增大 C.导体芯 A 所带电量在增加，液体的深度 h 在减小 D.导体芯 A 所带电量在减小，液体的深度 h 在减小 2.一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左，不计空气阻力， 则小球（ ） A．可能做直线运动 B．一定不做曲线运动 C．速率先减小后增大 D．速率先增大后减小 3.一正电荷从电场中 A 点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到 B 点，它运动的速 度﹣时间图象如图所示，则 A、B 所在区域的电场线分布情况可能是图中的（ ） A B C D 4.如图甲，一带电物块无初速度地放上皮带轮底端，皮带轮以恒定大小的速率沿顺时针传动， 该装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，物块由底端 E 运动至皮带轮顶端 F 的过程中，其 v-t 图像如图乙所示，物块全程运动的时间为 4．5 s，关于带电物块及运动过程的说法正确的是 A．该物块带负电 B．皮带轮的传动速度大小一定为 lm／s C．若已知皮带的长度，可求出该过程中物块与皮带发生的相对位移 D．在 2s～4．5s 内，物块与皮带仍可能有相对运动 5.空间有平行于纸面的匀强电场，一电荷量为—q 的质点（重力不计），在恒定拉力 F 的作用 下沿虚线由 M 匀速运动到 N，如图所示，已知力 F 和 MN 间夹角为 θ，MN 间距离为 d，则（ ） A. MN 两点的电势差为 cos /Fd qθ B. 匀强电场的电场强度大小为 C. 带电小球由 M 运动到 N 的过程中，电势能减少了 D. 若要使带电小球由 N 向 M 做匀速直线运动，则 F 必须反向 6.如图所示，一根长直导线穿过通有恒定电流的金属环的中心，且垂直于金属环的平面．导 线和环中的电流方向如图所示．那么金属环受到的磁场力（ ） A. 沿环半径向外 B. 沿环半径向内 C. 沿直导线向右 D. 为零 7.长为 L 的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁感强度为 B，板间距离也 为 L，板不带电，现有质量为 m，电量为 q 的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处 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 B. 使粒子的速度 C. 使粒子的速度 D. 使粒子速度 8.三条在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流均为 I， 方向如图所示．a、b 和 c 三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离 相等．将 a、b 和 c 处的磁感应强度大小分别记为 B1、B2 和 B3，下列说法正确的是 （ ） A. B1 5v4 4 BqL BqL m m < ＜ B. B1＝B2＝B3 C. a 和 b 处磁场方向垂直于纸面向外，c 处磁场方向垂直于纸面向里 D. a 处磁场方向垂直于纸面向外，b 和 c 处磁场方向垂直于纸面向里 9.磁流体发电机，又叫等离子体发电机，下图中的燃烧室在 3000K 的高温下将气体全部电离 为电子与正离子，即高温等离子体。高温等离子体经喷管提速后以 1000m/s 进入矩形发电通 道，发电通道有垂直于喷射速度方向的匀强磁场，磁感应强度为 6T。等离子体发生偏转，在 两极间形成电势差。已知发电通道长 a=50cm，宽 b=20cm，高 d=20cm。等离子体的电阻率 ρ=2Ω•m。则以下判断中正确的是（ ） A. 发电机的电动势为 1200V B. 因不知道高速等离子体为几价离子，故发电机的电动势不能确定 C. 当外接电阻为 8Ω 时，发电机效率最高 D. 当外接电阻为 4Ω 时，发电机输出功率最大 10.如图甲所示，有一绝缘圆环，圆环上均匀分布着正电荷，圆环平面与竖直平面重合。一光 滑细杆沿垂直圆环平面的轴线穿过圆环，细杆上套有一个质量为 m=10g 的带正电的小球，小 球所带电荷量 q=5.0×10﹣4C。小球从 c 点由静止释放，其沿细杆由 C 经 B 向 A 运动的 v﹣t 图 象如图乙所示.小球运动到 B 点时，速度图象的切线斜率最大（图中标出了该切线）.则下列 说法正确的是 A. 在 O 点右侧杆上，B 点场强最大，场强大小为 E=1.2V/m B. 由 C 到 A 的过程中，小球的电势能一直减小 C. 由 C 到 A 电势先降低后升高 D. C、B 两点间的电势差 UCB=0.9V 11.如图（a）所示，两水平平行正对的金属板 M、N 间距为 d，加有如图（b）所示的交变电压。 一质量为 m、电荷量为 q 的带正电的微粒被固定在两板正中间的 P 点，在 t = 0 时刻释放该粒 子，3t₀时间内粒子未到达极板。则在 0 ～ 3t₀时间内，下列说法正确的是（ ） A. 从 t = 0 开始，粒子向 M 板运动 B. 粒子从 t0 开始一直向 N 板运动 C. 0～2t0 时间内，电场力对粒子做的功为 mg2t20 D. 3t0 时，重力对粒子做功的瞬时功率为 mg2t0 12.如图所示，电路中定值电阻阻值 R 大于电源内阻阻值 r。将滑动变阻器滑片向下滑动，理 想电压表 V1、V2、V3 示数变化量的绝对值分别为V1、V2、V3，理想电流表 A 示数变化量 的绝对值I，则（ ） A. A 的示数增大 B. V2 的示数增大 C. V3 与I 的比值大于 r D. V1 小于V2 第 II 卷（非选择题） 二、实验题 13.在物理课外活动中，刘聪同学制作了一个简单的多用电表，图甲为电表的电路原理图．已 知选用的电流表内阻 Rg=10Ω、满偏电流 Ig=10mA，当选择开关接 3 时为量程 250V 的电压 表．该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，C 为上排刻度线的中间刻度，由于粗心上排 刻度线对应数值没有标出． （1）若指针指在图乙所示位置，选择开关接 1 时其读数为 ；选择开关接 3 时其读数 为 ． （2）为了测该多用电表欧姆挡的电阻和表内电源的电动势，刘聪同学在实验室找到了一个电 阻箱，设计了如下实验： ①将选择开关接 2，红黑表笔短接，调节 R1 的阻值使电表指针满偏； ②将多用电表红、黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在 C 处，此时电阻箱 如图丙所示，则 C 处刻度应为 Ω． ③计算得到多用电表内电池的电动势为 V．（保留 2 位有效数字） （3）调零后将电表红黑表笔与某一待测电阻相连，若指针指在图乙所示位置，则待测电阻的 阻值为 Ω．（保留 2 位有效数字） 14.为测量一根金属丝(电阻约 5 Ω)的电阻率 ρ,选用的电学器材:电压表(量程 3 V,内阻约 3 kΩ)、电流表(量程 0.6 A,内阻约 0.2 Ω),滑动变阻器(015 Ω),学生电源(稳压输出 3 V)、开 关、导线若干. 甲 乙　 　丙 (1) 如图甲所示,用螺旋测微器测量金属丝的直径时,为了防止金属丝发生明显形变,同时防止 损坏螺旋测微器,转动旋钮 C 至测砧、测微螺杆与金属丝将要接触时,应调节旋钮____(填 “A”“B”或“D”)发出“喀喀”声时停止;某次的测量结果如图乙所示,其读数为____mm. 丁 (2) 请在图丙中用笔画线代替导线将电路补充完整______. (3) 如图丁所示,实验数据已描在坐标纸上,请作出 U-I 图线并求出该金属丝的电阻值为 ____Ω(结果保留两位有效数字). (4) 有人认为用图象法求金属丝的电阻是为了减小系统误差,他的观点是否正确?请说明理由 ______. 三、解答题 15.如图甲所示，间距为 L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为 θ 的斜面上。在 MNPQ 矩形区 域内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为 B；在 CDEF 矩形区域内有方向垂直于斜面 向下的磁场，磁感应强度 Bt 随时间 t 变化的规律如图乙所示，其中 Bt 的最大值为 2B。现将一 根质量为 M、电阻为 R、长为 L 的金属细棒 cd 跨放在 MNPQ 区域间的两导轨上并把它按住，使 其静止。在 t=0 时刻 ，让另一根长也为 L 的金属细棒 ab 从 CD 上方的导轨上由静止开始下滑， 同时释放 cd 棒。已知 CF 长度为 2L，两根细棒均与导轨良好接触，在 ab 从图中位置运动到 EF 处的过程中，cd 棒始终静止不动，重力加速度为 g；t0 是未知量。求: （1）通过 cd 棒的电流大小，并确定 MNPQ 区域内磁场的方向； （2）当 ab 棒进入 CDEF 区域后，求 cd 棒消耗的电功率； （3）ab 棒刚下滑时离 CD 的距离。 16.如图所示，在方向竖直向上、大小为 E=1×106V/m 的匀强电场中，固定一个穿有 A、B 两个 小球（均视为质点）的光滑绝缘圆环，圆环在竖直平面内，圆心为 O、半径为 R=0.2m．A、B 用一根绝缘轻杆相连，A 带的电荷量为 q=+7×10﹣7C，B 不带电，质量分别为 m A=0.01kg、 mB=0.08kg．将两小球从圆环上的图示位置（A 与圆心 O 等高，B 在圆心 O 的正下方）由静止释 放，两小球开始沿逆时针方向转动．重力加速度大小为 g=10m/s2． （1）通过计算判断，小球 A 能否到达圆环的最高点 C？ （2）求小球 A 的最大速度值． （3）求小球 A 从图示位置逆时针转动的过程中，其电势能变化的最大值． 17.如图所示，将某正粒子放射源置于原点 O，其向各方向射出的粒子速度大小均为 、质量 均为 m、电荷量均为 q．在 0≤y≤d 的一、二象限范围内分布着一个左右足够宽的匀强电场， 方向与 y 轴正向相同，在 d＜y≤2d 的一、二象限范围内分布着一个左右足够宽的匀强磁场， 方向垂直于 xOy 平面向里．粒子第一次离开电场上边界 y=d 时，能够到达的最右侧的位置为 （ d，d），且最终恰没有粒子从 y=2d 的边界离开磁场，若只考虑每个粒子在电场中和磁 场中各运动一次，不计粒子重力以及粒子间的相互作用，求： （1）电场强度 E 和磁感应强度 B； （2）粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间． 定远县西片三校 2017-2018 学年上学期期末考试 高二物理答案 一、选择题 1. D 2.C 3. D 4. D 5.A 6. D 7. A 8.C 9. AC 10.ABD 11. AD 12. AC 二、实验题 13. （1）6.90mA（6.88 mA ~6.92 mA 或 6.9mA 都给分）；173V （171V~174V 都给分）(2)150；1.5 (3)67；（66~68 都给分） 14. D 0.540(0.539 或 0.541 也算对) 4.2~4.6 都可以 不正确,多次测量取平均值只能减小偶然误差,不能减小系统误差. 三、解答题 15. （1）如图所示，由物体的平衡条件 cd 棒： 得 由于 cd 棒始终静止不动，说明回路中电流始终保持不变，而只有回路中电动势保持不变，才 能保证电流不变，因此可以知道：在 时刻 ab 刚好到达 CDEF 区域的边界 CD。 在 0~ 内，由楞次定律可知，回路中电流沿 abdca 方向，再由左手定则可知， sinBIL Mg θ= sinMgI BL θ= 0t 0t MNPQ 区域内的磁场方向垂直于斜面向上 （2）ab、cd 和导轨构成的回路中，ab 相当于电源， cd 相当于外电阻， （3）ab 进入 CDEF 区域前只受重力和支持力作用做匀加速运动，进入 CDEF 区域后将做匀速运 动 设 ab 刚好到达 CDEF 区域的边界 CD 处的速度大小为 v，刚下滑时离 CD 的距离为 s 在 0~ 内： 由法拉第电磁感应定律有 E1=ΔΦ/Δt=（2B-B）（2L×L）/ t0=2BL2/ t0 在 后： ，得 16. （1）设 A、B 在转动过程中，轻杆对 A、B 做的功分别为 WT 和 ， 根据题意有： 设 A、B 到达圆环最高点的动能分别为 EKA、EKB 对 A 根据动能定理：qER﹣mAgR+WT1=EKA 对 B 根据动能定理： 联立解得：EKA+EKB=﹣0.04J 由此可知：A 在圆环最高点时，系统动能为负值，故 A 不能到达圆环最高点 （2）设 B 转过 α 角时，A、B 的速度大小分别为 vA、vB， 因 A、B 做圆周运动的半径和角速度均相同，故：vA=vB 对 A 根据动能定理： 对 B 根据动能定理： 联立解得： 由此可得：当 时，A、B 的最大速度均为 （3）A、B 从图示位置逆时针转动过程中，当两球速度为零时，电场力做功最多，电势能减少 最多，由上可式得：3sinα+4cosα﹣4=0 TW′ 0T TW W+ ′ = 1T BW m gR E′ − = 2 2 1sin sin 2A T A AqER m gR W m vα α− + = ( ) 2 2 11 cos 2T B B BW m gR m vα =′ − − ( )2 8 3sin 4cos 49Av α α= × + − 3tan 4 α = max 2 2 /3v m s= 2 2sin( )MgP I R RBL θ= = 0t 0t 2E BLv= 1 2E E= ( ) 0 0 02 , 2 v tL s Lt υ += = = 解得： 或 sinα=0（舍去） 所以 A 的电势能减少： 17. （1）沿 x 轴正方向发射的粒子能够到达最右侧的位置（ d，d）．由类平抛运动规律得： ， 其中 联立解得： 设粒子射入磁场时的速度为 ，由动能定理有： 解得： 设射入磁场时的速度方向与水平方向的夹角为 α，则有： ，α=60° 设粒子做圆周运动的半径为 R，由几何关系可知：d="R+R" sin30°=3R/2 粒子在磁场中做圆周运动，洛仑兹力提供向心力： 将 、 代入解得： （2）粒子运动的最长时间对应最大的圆心角，经过点（ d，d）恰与上边界相切的粒子轨 迹对应的圆心角最大． 24sin 25 α = 84sin 0.1344625PE qER J Jα= = = 由几何关系可知最大圆心角： =240°=4π/3 粒子运动最长时间： 粒子运动的最短时间对应最小的圆心角，经过点（— d，d）粒子轨迹对应的圆心角最小， 由几何关系可知最小圆心角： =120°=2π/3 粒子运动最短时间：