2017-2018学年江苏省如东高级中学高二上学期期中考试物理（选修）试题

2017-2018学年江苏省如东高级中学高二上学期期中考试物理（选修）试题

一、 单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题只有一项符合题目要求。‎ ‎1.锂电池能量密度高、绿色环保。现用充电宝为一手机锂电池(图甲)充电，等效电路如图乙所示，充电宝的输出电压为U，输出电流为I，该锂电池的内阻为r，则(  )‎ A.充电宝输出的电功率为 B.电能转化为化学能的功率为UI C.锂电池产生的热功率为 D.锂电池产生的热功率为%‎ ‎2.如右图所示，在长载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两根可自由滑动的导体棒ab和cd。当载流直导线中的电流逐渐减弱时，导体棒ab和cd的运动情况是(  )‎ ‎ A.一起向左运动      B.一起向右运动      ‎ C.相向运动，相互靠近    D.相背运动，相互远离 ‎3.如图甲所示是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒。在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连.带电粒子在磁场中运动的动能随时间t的变化规律如图乙所示，忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是(  )‎ A.在-t图中应有<<‎ B.在-t图中应有==‎ C.加速电压越大，粒子最后获得的动能就越大 D.粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大 ‎4.如图所示，一在通有向左恒定电流的长直导线MN上，用非常结实的绝缘细线悬挂一等腰直角三角形线圈abc，线圈与直导线在同一竖直平面内，线圈中通以a→b→c方向的恒定电流，则(  )‎ A.线圈不动，但细线上一定有张力 B.线圈可能会向上平动 C.俯视看线圈一定会发生顺时针转动 D.俯视看线圈一定会发生逆时针转动 ‎5.如图所示，一个静止的质量为m、带电荷量为q的带电粒子(不计重力)，经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子最后落到P点，设OP=x，能够正确反应x与U之间的函数关系的是(  )‎ 二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对不全的得2分，错选或选错的得0分。‎ ‎6.法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别于圆盘的边缘和铜轴接触，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（  ）‎ A.若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定 B.若从上往下看，圆盘顺时针转动，则圆盘中心电势比边缘高 C.若从上往下看，圆盘顺时针转动，则电阻R中电流沿a到b的方向流动 D.若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化 ‎7.如图甲所示是一种手摇发电的手电筒，内部有一固定的线圈和可来回运动的条形磁铁，其原理图如图乙所示。当沿图中箭头方向来回摇动手电筒过程中，条形磁铁在线圈内来回运动，灯泡发光。在此过程中，下列说法正确的是(  )‎ A.增加摇动频率，灯泡变亮 B.线圈对磁铁的作用力方向不变 C.磁铁从线圈一端进入与与穿出时，灯泡中电流方向相反 D.磁铁从线圈一端进入再从另一端穿出过程，灯泡中电流方向相同 ‎8.如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则（  ）‎ A.两线圈内产生顺时针方向的感应电流 B.a、b线圈中感应电动势之比为9：1‎ C.a、b线圈中感应电流之比为3：4‎ D.a、b线圈中电功率之比为3：1‎ ‎9.如图所示，质量为m，长为l的铜棒ab，用长度也为l的两根轻导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，未通电时，轻导线静止在竖直方向，通入恒定电流后，棒向外偏转的最大角度为θ，‎ 则( ) A. 棒中电流的方向为b→a  B. 棒中电流的大小为mgtanθ/Bl  C. 棒中电流的大小为mg(1−cosθ)/Blsinθ  D. 若只增大轻导线的长度，则θ角变大 ‎10.如图所示，水平放置的平行极板间存在正交的匀强电场和匀强磁场，一带电粒子以某一水平速度进入场区刚好做匀速直线运动。当进入场区的水平速度适当增大时，微粒将一直向一侧偏转并打在板上，则（ ）‎ A.微粒带负点 B.微粒向上偏转 C.微粒的电势能越来越大 D.微粒的速率越来越小 ‎ 三、简答题：本题共2小题，共计24分。‎ ‎11.（12分）在练习使用多用表的实验中：‎ ‎（1）某同学正确连接后的电路如图所示，可知 （选填“a”或“b”）表笔一定时红色的；‎ ‎①若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，闭合电键，此时测得的是通过________（选填“”或“”）的电流；‎ ‎②若断开电键，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，进行电阻调零后，此时测得的是________的电阻；‎ ‎③一直电阻与电源内阻r阻值相等。若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡（可看成理想电压表），闭合电键，将滑动变阻器的滑片从左端缓慢向右移动，测得的电压值逐渐 ，电源的输出功率如何变化？ 。‎ ‎（2）在使用多用表的欧姆挡测量电阻时，下列说法正确的是（  ）‎ A.双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大 B.测量时发现指针偏离中央刻度过小，则必须增大小倍率，重新调零后再进行测量 C.选择“×10”倍率测量时，发现指针位于，20与30正中间，则测量值小于25Ω ‎12.（12分）某同学欲用伏安法测一电池的电动势E(约3V）和内电阻r，已知该电池内阻很小，为了安全，他设计了如图甲所示的电路，其中保护电阻，还有如下器材可供选择：‎ A.电流表，内阻约为10Ω，量程0-10mA B.电流表，内阻约为0.1Ω，量程0-0.6A C.滑动变阻器，最大阻值30Ω D.滑动变阻器，最大阻值1kΩR ‎（1）以上器材中，电流表应选用 ，滑动变阻器应选用 。‎ ‎（2）该同学实验时，通过改变滑动变阻器的阻值，测出了6组对应的数据，并在图乙上描点如图所示。你根据所描点作出图线后可知，该电池的电动势E= V，电池内阻r= Ω(要求小数点后保留两位数字)。‎ ‎（3）用此电路测量电池的电动势和内电阻，产生系统误差的原因是 ；测出的电动势与真实值相比偏 （“大”或“小”）。 ‎ 四、计算题： 本题共4小题，共计61分。解答时请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。数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。‎ ‎13.(15分)如图所示，定值电阻，，电容器C=600μF，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，单刀双掷开关S与触点1接触，电路达到稳定状态。求：‎ ‎(1）了此时通过的电流大小和电容器所带的电荷量；‎ ‎(2)S从触点1改接触点2后至电路中电流为零过程，通过的电荷量。‎ 14. ‎（16分）如图所示，一光滑倾斜平行金属导轨与水平面夹角θ=30°，导轨间距L=0.5m，，在MN的下方区域内存在着垂直斜面向上的匀强磁场。质量m=0.05kg、有效电阻 r=2Ω的导体棒从MN上方相距d=0.4m处由静止释放，进入磁场时刚好匀速运动，整个运动过程中，导体棒与导轨始终保持垂直，且接触良好，电阻 R=6Ω，不计导轨的电阻， 取 g=10m/s2。求：‎ (1) 求导体棒进入磁场时的速度v和磁场的磁感应强度B的大小；‎ (2) PQ、MN间距也为d，求导体棒从MN到PQ的过程中，电阻R上产生的焦耳热和通过的电荷量q；‎ ‎(3)从导体棒到达PQ位置开始计时t=0，为了使导体棒中不产生感应电流，求磁感应强度B′随时间t变化的关系式。‎ 15. 如图所示的平行板器件中，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度=0.4T，方向垂直纸面向里，电场强度，方向向下，PQ为板间中线。紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度=0.25T，磁场边界AO和y轴的夹角∠AOy=45°。一束带电量 的正离子从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为(0，0.2m)的Q点垂直y轴射入磁场区，离子离开磁场后垂直通过x轴。求： (1)离子运动的速度为多大? (2)离子的质量为多大? (3)若只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小，使离子都不能打到x轴上，磁感应强度大小应满足什么条件?‎ ‎16.如图所示，虚线框内为某两级串列加速器原理图，abc为长方体加速管，加速管底面宽度为d，加速管的中部b处有很高的正电势，a、c两端均有电极接地(电势为零)，加速管出口c右侧距离为d处放置一宽度为d的荧光屏。现让大量速度很小(可认为初速度为零)的负一价离子(电荷量为-e)从a端进入，当离子到达b处时，可被设在b处的特殊装置将其电子剥离，成为三价正离子(电荷量为+3e)，而不改变其速度大小。这些三价正离子从c端飞出后进入与其速度方向垂直的、磁感应强度为B的匀强磁场中，其中沿加速管中轴线进入的离子恰能打在荧光屏中心位置，离子质量为m，不计离子重力及离子间相互作用力。求：  (1)求离子在磁场中运动的速度v的大小；  (2)求a、b两处的电势差U；  (3)实际工作时，磁感应强度可能会与设计值B有一定偏差，若进入加速器的离子总数为N，则磁感应强度为0.9B时有多少离子能打在荧光屏上?  ‎ 物理参考答案 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ C D B A B ABC AC BD CD BD 11. ‎（每空2分）（1）b；；与串联；增大；减小；（2）B 12. ‎（每空2分）（1）B，C；（2）2.92（2.92～2.98均可），0.90（0.80～01.00均可）‎ （3） ‎（每空2分）电压表的分流作用，小 13. ‎（15分）解：（1）与串联： （3分）‎ 解得：I=1A （2分）‎ 电容器的电荷量Q=CI （3分）‎ 解得Q=1.8×10-3C （2分）‎ （2） 断开电源，）与并联，通过的电荷量： （3分）‎ 解得Q2=7.2×10-4C （2分）‎ 14. ‎（16分）(1)导体棒下滑距离d过程：得v=2m/s （3分）‎ 导体棒进入磁场后，E=BLv，，BIL=mgsinθ （2分）‎ 得B=2T （1分）‎ ‎(2)导体棒通过磁场的过程中，I=0.25A； （3分）‎ Q=It=0.05C （3分）‎ (1) 导体棒中不产生感应电流，应满足 （2分）‎ a=gsinθ=5m/s2 （1分）‎ 所以 （1分）‎ 11. 解：(1)设正离子的速度为v，因为沿中线PQ做直线运动，则： （2分） 代入数据计算得出：v=5.0×105m/s （2分） (2)设离子的质量为m，如图所示，当通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为90°时，由几何关系可以知道运动半径： （2分） 由牛顿第二定律有： （2分） 代入数据计算得出：m=4.0×10-26㎏ （2分） (3)如图所示，由几何关系可以知道使离子不能打到x轴上的最大半径为： （2分） 设使离子都不能打到x轴上，最小的磁感应强度大小为，则有： 代入数据计算得出： （2分） 则： （2分）‎ 12. ‎(14 分)解： (1)三价正离子在磁场中做匀速围周运动半径r=d (2分)‎ ‎，， (3分)‎ ‎(2)ac过程，由动能定理得： (3分)‎ 解得(2分)‎ ‎(3)碰感应强度为B时，=d，所有离子全部打在劳光屏上 磁感应强度为0.9B时， (1分)‎ 打在劳光屏外的离子数为： (2 分)‎ 打在劳光屏上的离子数为 (1分)‎ ‎ ‎