物理卷·2018届河北省张家口市第一中学高二（衔接班）上学期期末考试（2017-01）
2016-2017学年度第一学期期末考试
高二年级衔接班物理试题
注意事项：
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。
2．所有试题的答案均填写在答题纸上，答案写在试卷上的无效。
第Ι卷（选择题，共56分）
一、选择题：本题共14小题，每小题4分，共56分。在每小题给出的四个选项中，第1～10题只有一项符合题目要求，第11～14题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。下列说法中正确的是 （ ）
A．安培提出了场的概念
B．法拉第发现了电流的磁效应
C．密立根通过油滴实验测定了电子的电荷量
D．欧姆指出导体的电阻与导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比
2．1820年，丹麦物理学家奥斯特发现通电直导线可以产生磁场，揭开了物理学史上的一个新纪元；当年9月11日，他在法国科学院演示：直导线通电，其下方放置的小磁针顺时针旋转了近90°（俯视）；我们可以推测，该导线的放置及所通的电流方向是（ ）A
A．南北方向放置，电流由北向南 B．南北方向放置，电流由南向北
C．东西方向放置，电流由西向东 D．东西方向放置，电流由东向西
3．图中L是绕在铁芯上的线圈，它与电阻R、R0、电键和电池E可构成闭合回路，线圈上的箭头表示线圈中电流的正方向，当电流的流向与箭头所示的方向相同，该电流为正，否则为负。电键K1和K2都处于断开状态。设在t=0时刻，接通电键K1，经过一段时间，在t=t1时刻，再接通电键K2，则能正确表示L中的电流I随时间t的变化图线的是
4．如图所示为一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图，其工作原理类似打点计时器。当电流从电磁铁的接线柱a流入，吸引小磁铁向下运动时，以下选项中正确的是（ ）
～
空气导管
小磁铁
橡皮碗
电磁铁
气室
固定端
a
b
A．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为N极
B．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为S极
C．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极
D．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极
5．如图是质谱仪的原理图，若速度相同的同一束粒子沿极板P1、P2的轴线射入电磁场区域，由小孔S0射入右边的偏转磁场
B2中，运动轨迹如图所示，
不计粒子重力。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，质量越大
D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小
6．如图，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的固定直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为FN1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为FN2，则下列关于压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是
A．FN1
FN2，弹簧的伸长量增大
D．FN1>FN2，弹簧的伸长量减小
7．在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示。过c点的导线所受安培力的方向
A．与ab边平行，竖直向上
B．与ab边平行，竖直向下
C．与ab边垂直，指向左边
D．与ab边垂直，指向右边
8．如图，空间存在垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，场内有一绝缘的足够长的直杆，它与水平面的倾角为θ，一带电荷量为-q、质量为m的带负电小球套在直杆上，从A点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数为μ，在小球以后的运动过程中，下列说法正确的是
A．小球下滑的最大速度为vm=
B．小球下滑的最大加速度为am=gsin θ
C．小球的加速度一直在减小
D．小球的速度先增大后减小
9．如图所示，小车的上面是中突的两个对称的曲面组成，整个小车的质量为m，原来静止在光滑的水平面上.今有一个可以看作质点的小球，质量也为m，以水平速度v从左端滑上小车，恰好到达小车的最高点后，又从另一个曲面滑下.关于这个过程，下列说法不正确的是
( )
A．小球滑离小车时，小车又回到了原来的位置
B．小球在滑上曲面的过程中，对小车压力的冲量大小是
C．小球和小车作用前后，小车和小球的速度一定有变化
D．车上曲面的竖直高度不会大于
10．两根相距为L的足够长的金属弯角光滑导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边与水平面的夹角为37°，质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，导轨的电阻不计，回路总电阻为2R，整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中，当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v沿导轨匀速运动时，cd杆恰好处于静止状态，重力加速度为g，以下说法正确的是(. )
A．ab杆所受拉力F的大小为mg sin37°
B．回路中电流为
C．回路中电流的总功率为mgv sin37°
D．m与v大小的关系为m＝
11．如图甲所示，在竖直向上的磁场中，水平放置一个单匝金属环形线圈，线圈所围面积为0.1 m2，线圈电阻为1 Ω，磁场的磁感应强度大小B随时间t的变化规律如图乙所示，规定从上往下看顺时针方向为线圈中感应电流i的正方向，则
甲 乙
A．0～5 s内的最大值为0.1 A B．第4 s末的方向为负方向
C．第3 s内线圈的发热功率最大 D．3～5 s内线圈有扩张的趋势
12．用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子n，若一块横截面为矩形的金属导体的宽为b，厚为d，当通以图示方向电流I，并加有与侧面垂直的匀强磁场B时，
在导体上、下表面间用理想电压表测得电压为U。已知自由电子的电荷量为e，则下列判断正确的是( )
A．上表面电势低 B．下表面电势低
C． D．
13. 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如甲图所示，其核心部分是两个D形金属盒，其间留有空隙。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Ek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，不计粒子重力，则下列判断正确的是
A．在Ekt图象中应有t4-t3=t3-t2=t2-t1
B．高频电源的变化周期应该等于tn-tn－1
C．粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大
D．要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒
的直径
14．一轻质弹簧，上端悬挂于天花板上，下端系一质量为M的平板，处在平衡状态.一质量为m的均匀环套在弹簧外，与平板的距离为h，如图所示.让环自由下落，撞击平板.已知碰后环与板以相同的速度向下运动，使弹簧伸长
A．若碰撞时间极短，则碰撞过程中环与板的总动量守恒
B．若碰撞时间极短，则碰撞过程中环与板的总机械能守恒
C．环撞击板后，板的新平衡位置与h的大小无关
D．在碰后板和环一起下落的过程中，它们减少的动能等于克服弹簧弹力所做的功
第Ⅱ卷（非选择题，共 44 分）
二、实验题：15题4分，16题10分，共14分。
15．（4分）在“研究电磁感应现象”实验中，将灵敏电流计G与线圈L
连接，线圈上导线绕法
如图所示。已知当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。
（1）将磁铁N极向下从线圈L上方竖直插入L时，
灵敏电流计的指针将 偏转（选填
“向左”、 “向右”或“不”）。
（2）当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，a
点电势 b点电势（填“高于”、“等于”或“低于”）。
16．(10分)如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：
先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。
接下来的实验步骤如下：
步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；
步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞，重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。
(1)对于上述实验操作，下列说法正确的是________。
A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道末端必须水平
D．小球1质量应大于小球2的质量
(2)上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有________。
A．A、B两点间的高度差h1
B．B点离地面的高度h2
C．小球1和小球2的质量m1、m2
D．小球1和小球2的半径r
(3)当所测物理量满足表达式____________(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。如果还满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞时无机械能损失。
(4)完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图2所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1，l2、l3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为________________(用所测物理量的字母表示)。
三、计算题：解答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．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位（17题8分， 18题10分，19题12分，共30分）：
17. 如图16所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，一个磁感应强度B＝0.50T的匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M
与P间连接阻值为R＝0.30Ω的电阻，导轨宽度L＝0.40m。电阻为r＝0.20Ω的金属棒ab紧贴在导轨上，导轨电阻不计，现使金属棒ab由静止开始下滑0．7 m 后以5 m/s的速度匀速运动 。（g=10m/s2）
求：（1）金属棒的质量m；
（2）在导体棒下落2.70m内，回路中产生的热量Q 。
18．如图所示，在光滑的水平桌面上有一长为L＝2 m的木板C，它的两端各有一块挡板，C的质量为mC＝5 kg，在C的中央并排放着两个可视为质点的滑块A与B，其质量分别为mA＝1 kg、mB＝4 kg，开始时A、B、C均处于静止状态，并且A、B间夹有少许炸药，炸药爆炸使得A以vA＝6 m/s的速度水平向左运动，不计一切摩擦，两滑块中任一块与挡板碰撞后就与挡板合成一体，爆炸与碰撞时间不计，求：
(1)当两滑块都与挡板碰撞后，板C的速度多大？
(2)从爆炸开始到两个滑块都与挡板碰撞为止，板C的位移多大？方向如何？
19．如图所示，真空中有以O′为圆心，r为半径的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度为B。圆的最下端与x轴相切于直角坐标原点O，圆的右端与平行于y轴的虚线MN相切，在虚线MN右侧x轴上方足够大的范围内有方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场，在坐标系第四象限存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小也为B的匀强磁场，现从坐标原点O沿y轴正方向发射速率相同的质子，质子在磁场中做半径为r的匀速圆周运动，然后进入电场到达x轴上的C点。已知质子带电量为+q，质量为m，不计质子的重力、质子对电磁场的影响及质子间的相互作用力。求：
（1）质子刚进入电场时的速度方向和大小；
（2）OC间的距离；
（3）若质子到达C点后经过第四象限的磁场后恰好被放在x轴上D点处（图上未画出）的一检测装置俘获，此后质子将不能再返回电场，则CD间的距离为多少。
张家口市第一中学2016～2017学年第一学期高二期末考试衔接物理试题答案
1
2
3
4
5
6
7
C
A
A
D
D
C
C
8
9
10
11
12
13
14
B
A
D
BD
AC
AD
AC
15．（1）向左；（3分） （2）高于（3分）
16．【答案】：(1)ACD (2)C (3)m1＝m1＋m2 m1()2＝m1()2＋m2()2 (4)m1＝m1＋m2
17
18.解析：炸药爆炸，滑块A与B分别获得向左和向右的速度，由动量守恒可知，A的速度较大(A的质量小)，A、B均做匀速运动，A先与挡板相碰合成一体(满足动量守恒)一起向左匀速运动，最终B也与挡板相碰合成一体(满足动量守恒)，整个过程满足动量守恒.
(1)整个过程A、B、C系统动量守恒，有：
0＝(mA＋mB＋mC)v，所以v＝0
(2)炸药爆炸，A、B获得的速度大小分别为vA、vB.以向左为正方向，有：
mAvA－mBvB＝0，解得：vB＝1.5 m/s，方向向右
然后A向左运动，与挡板相撞并合成一体，共同速度大小为vAC，由动量守恒，有：
mAvA＝(mA＋mC)vAC，解得：vAC＝1 m/s
此过程持续的时间为：t1＝＝ s
此后，设经过t2时间B与挡板相撞并合成一体，则有：
＝vACt2＋vB(t1＋t2)，解得：t2＝0.3 s
所以，板C的总位移为：xC＝vACt2＝0.3 m，方向向左
答案：(1)0 (2)0.3 m 方向向左
19、（1）由qvB=得 …………（1分）方向沿x轴正方向…………（1分）
（2）质子电场中运动时间…………（2分）
由牛顿第二定律 qE=ma…………（1分）
由题意可知x1=ON=r…………（1分）
电场中x2=NC=v…………（1分）
OC间的距离为x=x1+ x2 =r+…………（1分）
