物理卷·2018届河南省许昌市三校（ 许昌高中、长葛一高、襄城高中）高二下学期第一次联考（2017-02）

物理卷·2018届河南省许昌市三校（ 许昌高中、长葛一高、襄城高中）高二下学期第一次联考（2017-02）

许昌市三校联考高二下期第一次考试 物理试卷 考试时间：90分钟 分值：100分 一、选择题（每小题4分，共计48分，1-7题为单选题，8-12题为多选题）‎ ‎1. 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，‎ A、C连线与电场线垂直．则( )‎ A．A点的场强大小为 B．B点的场强大小为E－k C．D点的场强大小不可能为0‎ D．A、C两点的场强相同 ‎2. 如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面 上，上面放一质量为m的带正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力F 将小球向下压至某位置静止．现撤去F，小球从静止开始运动到离开弹 簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为W1和W2，小球离开 弹簧时速度为v，不计空气阻力，则对于上述过程中分析正确的是( )‎ A．小球与弹簧组成的系统机械能守恒 B．小球的重力势能增加W1‎ C．小球的机械能增加W1＋mv2 D．小球的电势能减少W2‎ ‎3. 小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图 线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中不正确的是( )‎ A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大 B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝ C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝ D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积大小 ‎4. 在如图所示的电路中，两个灯泡均发光，当滑动变阻器的滑 动触头向下滑动时，则(　　)‎ A．A灯变暗，B灯变亮 B．A灯和B灯都变亮 C．电源的输出功率如何变化不能确定 D．电源的工作效率降低 ‎5. 如图所示，带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在 环左侧轴线上的小磁针最后平衡时的位置是(　　)‎ A．N极竖直向上　　　　　 B．N极竖直向下 C．N极沿轴线向左 D．N极沿轴线向右 ‎6. 如图，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈．当一竖直放置的条形磁铁从线 圈中线AB正上方水平快速经过时，若线圈始终不动，则关于线 圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是(　　)‎ A．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向左 B． FN先大于mg后小于mg，运动趋势向左 C．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向右 D．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向右 ‎7. 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，则下列说法正确的是(　　)‎ 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粒子速率最小，在磁场中运动时间最短 ‎8. 如图所示，实线是一质子仅在电场力作用下由a点运动到b点的运动轨迹，虚线可能 是电场线，也可能是等差等势线，则下列说法中正确的是( )‎ A．若虚线是电场线，则质子在a点的电势能大，动能小 B．若虚线是等差等势线，则质子在a点的电势能大，动能小 C．质子在a点的加速度一定大于在b点的加速度 D．a点的电势一定高于b点的电势 ‎9. 如图所示，A、B分别为电源E和电阻R的U－I图线，虚线C是过图线A、‎ B交点的曲 线B的切线．现将电源E与电阻R及开关、导线组成闭合电路，‎ 由图象可知(　　)‎ A．电源的电动势为3 V，此时消耗的总功率为6 W B．R的阻值随电压升高而增大，此时的阻值为1 Ω C．此时电源消耗的热功率为4 W，效率约为66.7%‎ D．若再串联一定值电阻，电源的输出功率可能不变 ‎10.如图所示为一个质量为m、带电荷量为＋q的圆环，可在水平放 置的粗糙细杆上自由滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场 中，圆环以初速度v0向右运动直至处于平衡状态，则圆环克服摩 擦力做的功可能为(　　)‎ A．0 B. mv C. D. m ‎11.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，顶端接阻值为R的电 阻．质量为m、电阻为r的金属棒在距磁场上边界某处由静止释放，‎ 金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁 场垂直，如图所示，不计导轨的电阻，重力加速度为g，则 (　　)‎ A．金属棒在磁场中运动时，流过电阻R的电流方向为a→b B．金属棒的速度为v时，金属棒所受的安培力大小为 ‎ C．金属棒的最大速度为 D．金属棒以稳定的速度下滑时，电阻R的热功率为R ‎12.如图所示，CAD是固定在水平面上的用一硬导线折成的V形框架，‎ ‎∠A＝θ.在该空间存在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场．‎ 框架上的EF是用同样的硬导线制成的导体棒，它在水平外力作用下 从A点开始沿垂直EF方向以速度v匀速水平向右平移．已知导体棒 和框架始终接触良好且构成等腰三角形回路，导线单位长度的电阻均为R，框架和导 体棒均足够长．则下列描述回路中的电流I和消耗的电功率P随时间t变化的图象中 正确的是(　　)‎ 二、实验题（每空2分，共计12分）‎ ‎13.为了探究某电阻Rt在不同温度下的阻值，某同学设计了如图甲所示的电路，其中A为 内阻不计、量程为3 mA的电流表，E1为电动势为1.5 V、内阻约为1 Ω的电源，R1‎ 为滑动变阻器，R2为电阻箱，S为单刀双掷开关．‎ ‎(1)实验室中提供的滑动变阻器有两个：RA(0～150 Ω)，‎ RB(0～500 Ω)，本实验中滑动变阻器R1应选用________(选填 ‎“RA”或“RB”)．‎ ‎(2)完成下面实验步骤：‎ ‎①调节温度，使Rt的温度达到t1；‎ ‎②将S拨向接点1，调节________，使电流表的指针偏转到适当位置，记下此时电流 表的读数I；‎ ‎③将S拨向接点2，调节________，使电流表的读数仍为I，记下此时电阻箱的读数 R0，则当温度为t1时，电阻Rt＝________；　‎ ‎④改变Rt的温度，重复步骤②③，即可测得电阻Rt的阻值随温度变化的规律．‎ ‎(3)现测得电阻Rt随温度t变化的图象如图乙所示．把该电阻与电动势为3.0 V、内 阻不计的电源E2，量程为3.0 V的理想电压表V(图中未画出)和电阻箱R2连成如图丙所 示的电路，用该电阻做测温探头，将电压表的电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了 一个简单的“电阻温度计”．若要求电压表的读数必须随温度的升高而增大，则应在原理 图丙中________(选填“a、b”或“b、c”)两点接入电压表．如果电阻箱阻值R2＝75 Ω，‎ 则电压表刻度盘2.0 V处对应的温度数值为________℃.‎ ‎ ‎ 三、计算题（14题、15题每小题12分，16题16分，共计40分）‎ ‎14、如图所示，一条长为L的细线上端固定，下端拴一个质量为m，电荷量为q的小球，‎ 将它置于方向水平向右的匀强电场中，使细线竖直拉直时将小球从A点静止释放，当 细线离开竖直位置偏角α＝60° 时，小球速度为0.‎ ‎(1)求小球带电性质和电场强度E.‎ ‎(2)若小球恰好完成竖直圆周运动，求小球在A点应有的初速度vA的大小(可含根式)．‎ ‎15、如图所示，两条足够长的平行金属导轨相距L，与水平面的夹角为θ，整个空间存在 垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，虚线上方轨道光滑且磁场方向 向上，虚线下方轨道粗糙且磁场方向向下．在导体棒EF以初速度v0沿导轨上滑至最 大高度的过程中，导体棒MN一直静止在导轨上．若两导体棒质量均为m、电阻均为R，‎ 导轨电阻不计，重力加速度为g，在此过程中导体棒EF上产生的焦耳热为Q，求：‎ ‎(1)导体棒MN受到的最大摩擦力；‎ ‎(2)导体棒EF上升的最大高度． ‎ ‎16、如图所示，M、N为平行板电容器的两极板，M板的上表面涂有一种特殊材料，确保 粒子和M板相撞后以原速率反弹且电荷量不变，其上方有一腰长为2a，θ＝45°的等 腰直角三角形区域，区域内有垂直纸面向外的匀强磁场．N板上的O为粒子发射源，‎ 现有一质量为m，电荷量为q的带负电粒子从粒子发射源O发射(发射速度忽略不计)‎ 后经电场加速，从M板上距离B点为 a的小孔P垂直于BC进 入磁场，若粒子从P点进入磁场后经时间t第一次与M板相撞，‎ 且撞击点为B点，不计粒子重力与空气阻力的影响．‎ ‎(1)求M、N之间的电势差UMN；‎ ‎(2)若粒子从AB边射出磁场区域且不和M板相撞，磁感应强度满足什么条件？‎ ‎(3)若仅将磁场反向，粒子至少和M板相撞一次后射出磁场，磁感应强度满足什么条件？‎ 许昌市三校联考高二下期第一次考试 物理答案 一、选择题 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ 答案 A D C C C D 题号 ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ 答案 B BC AD ABD BD AD 二、实验题 ‎ 13题（1）)RB（2）R1 R2　R0　(3)b、c　50‎ 三、计算题 ‎ 14题：解析：(1)根据电场方向和小球受力分析可知小球带正电．‎ 小球由A点释放到速度等于零，由动能定理有 ‎0＝EqLsin α－mgL(1－cos α) 2分 解得E＝. 1分 ‎(2)如图所示，将小球的重力和电场力的合力作为小球的等效重力G′，则G′＝mg，方向与竖直方向成30°角偏向右下． 2分 若小球恰能做完整的圆周运动，在等效最高点 m＝mg 2分 小球从A点以初速度vA运动，由动能定理知 mv2－mv＝－mgL(1＋cos 30°) 3分 联立解得vA＝ . 2分 ‎15题 解析：(1)EF获得向上的初速度v0时，感应电动势 E＝BLv0 2分 电路中电流为I，由闭合电路欧姆定律得 I＝ 2分 ‎ 此时对导体棒MN进行受力分析，由平衡条件得 FA＋mgsinθ＝Ff 2分 ‎ FA＝BIL 2分 ‎ 解得Ff＝＋mgsin θ. 1分 ‎ ‎(2)导体棒EF上升过程中MN一直静止，对系统，由能的转化和守恒定律，有 mv＝mgh＋2Q， 2分 ‎ 解得h＝. 1分 ‎ ‎16题 解析：(1)如图甲所示，由几何关系可知，粒子在磁场中运动的半径为 R1＝① t＝② v＝③‎ 粒子在平行板电容器中加速，根据动能定理qU＝④‎ 由①②③④联立解得 U＝⑤ ‎ 粒子带负电在平行板电容器中加速，所以M板的电势高于N点电势 UMN＝.⑥ 6分 ‎(2)粒子恰从B射出时，粒子半径最小，‎ 磁感应强度B1最大 T＝⑦ T＝2t⑧‎ 联立①②③⑦⑧得B1＝⑨ 3分 粒子的轨迹与AC边相切时，半径最大(如图乙所示)，磁感应强度B2最小，由几何关系知 R2＝a⑩ qvB2＝m⑪‎ 得B2＝⑫‎ 磁感应强度应满足的关系为 ≤B2≤.⑬ 4分 ‎(3)磁场反向后粒子向右偏转，轨道与AC边相切时，磁感应强度最小(如图丙所示)，由几何关系得 R3＝(3－4)a⑭ qvB3＝m⑮‎ 联立各式解得B3＝⑯‎ 磁感应强度应满足的关系 B3≥. 3分