2017-2018学年黑龙江省大庆实验中学高二上学期期中考试物理试题 解析版

2017-2018学年黑龙江省大庆实验中学高二上学期期中考试物理试题 解析版

大庆实验中学2017-2018学年度上学期期中考试 高二 物理（理科）试题 一、选择题： ‎ ‎1. 下面说法正确的是( )‎ A. 我们通常所说的1号干电池的容量比7号干电池的容量大 B. 电源电动势等于电源正、负极之间的电势差 C. 同一电源接入不同的电路，电动势会发生变化 D. 电动势和电势差的单位相同，电动势实质上就是电势差 ‎【答案】A ‎2. 某直流电动机两端所加电压为，流过电动机的电流为，在1s内将的物体匀速提升（取）,下列说法正确的是( )‎ A. 电动机的绕线内阻为55Ω B. 直流电动机输出功率为220W C. 电动机绕线两端的电压为5V D. 电动机绕线产生的电热功率为20W ‎【答案】D ‎【解析】A、B、在1s内将4kg物体缓慢提升5m，物体一直处于平衡状态，故拉力为40N，速度为5m/s，电动机的输出功率为：‎ 电动机的总功率为：‎ 电动机的发热功率为：‎ 根据能量守恒定律，有：‎ 故： ‎ - 16 -‎ 解得： ，A错误；B错误；‎ C、线圈两端电压为110V，故C错误；‎ D、线圈损耗的热功率为：，D正确；‎ 故选D。‎ ‎3. 如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管（正向电阻为零可以视为短路，反向电阻无穷大可以视为断路）连接，电源负极接地．初始电容器不带电，闭合开关S稳定后，一带电油滴位于电容器极板间的P点且处于静止状态。下列说法正确的是( ) ‎ A. 减小极板间的正对面积，带电油滴会向下移动，且P点的电势会降低 B. 减小极板间的正对面积，带电油滴会向上移动，且P点的电势会降低 C. 将下极板上移，带电油滴向上运动 D. 断开开关S，带电油滴将向下运动 ‎【答案】C ‎【解析】根据电容的决定式：可知，减小极板的正对面积，电容C减小，由于二极管具有单向导电性，图中电容器只能充电不能放电，在直流电路中，电容器视为断路，电容器两端的电压等于电阻R两端的电压，根据定义式：Q=CU可知，电容器电量减少，但由于电路中有二极管，电容器放电时二极管处于截止状态，所以电容器不能放电，即电量不变，根据、和联立可得：，电场强度E变大，油滴所受电场力变大，油滴所受合力向上，带电油滴会向上移动，P点与下极板的距离不变，E变大，则P点的电势升高，故A、B错误；当电容器的下极板向上移动时，极板距离减小，电容器的电容变大，电容器所带的电量Q变大，电容器充电，由知，电容器板间场强变大，油滴所受电场力大于重力，带电油滴向上运动，故C正确；断开开关S，由于二极管具有单向导电性，电容器不能放电，电容器带电量Q不变，电容C不变电压也不变，电容器两极板间的场强不变，故油滴仍然处于平衡状态，故D错误。所以C正确，ABD错误。‎ ‎4. 某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系如图所示.用此电源和电阻R1、R2组成电路,R1、R2可以同时接入电路,也可以单独接入电路.‎ - 16 -‎ 在所有可能的各种接法中,下列说法中正确的是 ( )‎ A. 将R1、R2并联后接到电源两端,电源输出功率最大,电源效率最低 B. 将R1、R2并联后接到电源两端,电源输出功率最小,电源效率最高 C. 将R1、R2串联后接到电源两端,电源输出功率最小,电源效率最低 D. 将R1、R2串联后接到电源两端,电源输出功率最大,电源效率最高 ‎【答案】A ‎【解析】由图象得到：电源的电动势为，内阻为，由电阻的伏安特性曲线求出、，当电源的内外电阻相等时，电源的输出功率最大，R1、R2并联电阻为Ω，所以将R1、R2并联后接到电源两端时，输出功率最大，‎ 电源效率，当电路电流最小时，电源效率最高，当电流最大时，电源效率最低，所以将R1、R2串联后接到电源两端，电阻最大，电流最小，效率最高，将R1、R2并联后接到电源两端，电阻最小，电流最大，电源效率最低，A正确；B、C、D错误；‎ 故选A。‎ ‎5. 关于带负电的粒子（重力可忽略不计），下面说法中正确的是( ) ‎ ‎①沿电场线方向飞入匀强电场，电场力做功，动能增加 ‎②垂直电场线方向飞入匀强电场，电场力做功，动能增加 ‎③垂直磁感线方向飞入匀强磁场，磁场力不做功，动能不变 ‎④沿磁感线方向飞入匀强磁场，磁场力做功，动能增加 A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④‎ ‎【答案】B - 16 -‎ ‎【解析】带负电的粒子沿电场线方向飞入匀强电场，电场力的方向与电场线的方向相反，所以电场力的方向与运动的方向相反，电场力做负功，动能减小，故①错误；当垂直进入电场时，电场力做正功，动能增加，故②正确；带电粒子垂直磁感线方向飞入匀强磁场，洛伦兹力的方向始终与速度的方向垂直，磁场力不做功，动能不变，故③正确；带电粒子垂直于磁场的方向飞入，运动的方向与磁场的方向平行，则不受洛伦兹力的作用，动能不变，故④错误。所以选B。‎ ‎6. 赤道附近地磁场方向水平向北，同时存在方向竖直向下的电场，若在该处发射一电子，电子沿直线飞行而不发生偏转。则该电子的飞行方向为( )‎ A. 水平向西 B. 水平向东 C. 竖直向上 D. 竖直向下 ‎【答案】B ‎【解析】既有电场也有磁场，电子沿直线飞行而不发生偏转，说明电子受力平衡，电场力的方向是竖直向上的，所以洛伦兹力的方向就是竖直向下的，根据左手定则可以知道电子的飞行方向为水平向东，B正确；ACD错误；‎ 故选B。‎ ‎7. 如图所示正方形区域内，有垂直于纸面向里的匀强磁场，一束质量和电荷量都相同的带正电粒子，以不同的速率，沿着相同的方向，对准正方形区域的中心射入匀强磁场，又都从该磁场中射出，若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是( )‎ A. 这些粒子在磁场中运动的时间都相等 B. 在磁场中运动时间越短的粒子，其速率越小 C. 在磁场中运动时间越短的粒子，其轨道半径越大 D. 在磁场中运动时间越短的粒子，其通过的路程越小 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率垂直进入匀强磁场中，则运动半径的不同，导致运动轨迹也不同．因此运动轨迹对应的半径越大，则粒子的速率也越大．而运动周期它们均一样，但运动时间却由圆弧对应的圆心角决定．‎ 由周期公式得：由于带电粒子们的B、q、m均相同，所以T相同，根据可知，在磁场中运动时间越短的带电粒子，圆心角越小，半径越大，由知速率一定越大，故AB错误C正确；经过的路程即为弧长，由于圆心角越小，半径越大，所以路程不一定小，D错误 - 16 -‎ ‎8. 关于重力不计的带电粒子的运动的描述中，正确的是( )‎ A. 只在电场(E≠0)中，带电粒子可以静止 B. 只在电场(E≠0)中，带电粒子可以做匀速圆周运动 C. 只在匀强磁场(B≠0)中，带电粒子可以匀变速曲线运动 D. 只在匀强磁场(B≠0)中，带电粒子可能做匀变速直线运动 ‎【答案】B ‎【解析】在电场中，由于只受到电场力作用，所以粒子不可能静止，故A错误；在电场中，当受到的电场力与速度始终垂直时，当电场力提供向心力，则做匀速圆周运动，故B正确；在匀强磁场中，带电粒子可能不受到洛伦兹力，则做匀速直线运动，若受到洛伦兹力，则做匀速圆周运动，故CD错误；故选B．‎ 点睛：考查带电粒子在电场中受到电场力能做何种运动，在匀强磁场中能做何种运动，注意根据受力分析来确定运动分析，特别注意粒子在电场中做匀速圆周运动的情形，容易被漏掉．‎ ‎9. 如图所示，四边形的通电闭合线框abcd处在垂直线框平面的匀强磁场中，它受到磁场力的合力( )‎ A. 为零 B. 竖直向上 C. 方向垂直于ad斜向上 D. 方向垂直于bc斜向上 ‎【答案】A ‎【解析】若通以顺时针的电流方向，根据左手定则可知：各边所受的安培力背离中心处．如图所示：‎ 由公式得出各边的安培力的大小，从而得出安培力大小与长度成正比，因而两直角边的安培力与斜边的安培力等值反向．所以线圈所受磁场力的合力为零．D正确，A、B、C - 16 -‎ 错误．‎ 故选D。‎ ‎10. 如图，圆形和正方形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，圆的直径和正方形的边长相等，电子以某速度飞入磁场区域，速度方向与磁场垂直，且对准圆心（或者说垂直正方形边长从中点进入），则下面正确的是 ( ) ‎ A. 电子在两区域内运动的时间一定不同 B. 电子在两区域内运动的时间可能相同 C. 电子可能从正方形的入射点的对边边长中心射出 D. 电子在圆形区域内运动的时间可以为周期的一半 ‎【答案】B ‎【解析】A、B、粒子在磁场中的可能运动情况如图所示，‎ 电子从O点水平进入由于它们以某速度进入磁场区域，电子的运动轨迹可能有三种，如图所示，由图可以看出进入磁场区域的电子的轨迹1，先出圆形磁场，再出矩形磁场；进入磁场区域的电子的轨迹2，同时从圆形与矩形边界处磁场；进入磁场区域的电子的轨迹3，先出圆形磁场，再出矩形磁场；所以电子在两区域的运动时间可能相同，也可能不同，A错误；B正确；‎ C、电子在磁场中做圆周运动，一定发生了偏转，不会从正方形对边中心射出，C错误；‎ D、当电子从左边边长射出时，运动时间刚好为周期的一半，而经过圆形区域内的时间总是小于周期的一半，D错误；‎ 故选B。‎ ‎11. 如图所示，直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场，磁感应强度为B，已知AB边长为L，∠C=30°，比荷均为的带正电粒子（不计重力）以不同的速率从A点沿AB - 16 -‎ 方向射入磁场，则( )‎ A. 粒子速度越大，在磁场中运动的时间越短 B. 粒子在磁场中运动的最长时间为 C. 粒子速度越大，在磁场中运动的路程越短 D. 粒子在磁场中运动的最长路程为 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系，粒子在磁场中偏转的圆心角相等，都为120°，根据粒子在磁场中运动的时间：，又因为粒子在磁场中圆周运动的周期，所以粒子运动时间为，A错误B正确；粒子速度越大，根据公式可知半径越大，则轨迹越长，所以路程越长，C错误；当从C点射出时路程最长，根据几何知识可得此时的半径为，则，D错误；‎ 考点：考查了带电粒子在匀强磁场中的运动 ‎【名师点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式，周期公式，运动时间公式，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题，‎ ‎12. 一长方形金属块放在匀强磁场中，将金属块通以电流，磁场方向和电流方向如图所示，则在金属块上下表面M、N上( )‎ A. M集聚了电子 B. M集聚了正电荷 C. N集聚了电子 D. N集聚了正电荷 - 16 -‎ ‎【答案】AD ‎【解析】电子从右向左运动，根据左手定则，电子向上偏转，上表面得到电子带负电，下表面失去电子带正电，所以M集聚了电子, N集聚了正电荷,故A、D正确，B、C错误；‎ 故选AD。‎ ‎13. 两只电压表V1和V2是由完全相同的电流表改装而成的，V1的量程为5V，V2的量程为15V，为了测量15—20V的电压，把V1 、V2串联起来使用，在这种情况下( )‎ A. V1和V2的指针偏转角度之比等于两个电压表的内阻之比 B. V1和V2读数相等 C. V1和V2的读数之比等于两个电压表的内阻之比 D. V1和V2两表指针偏转角相等 ‎【答案】CD ‎【解析】（1）设电压表V1的内阻为R1，电压表V2的内阻为R2，由电压表的改装原理可知，：‎ A：根据通过电流表的偏角与电流成正比可知，串联时电流相等，偏角也应相等，A错误； ‎ B：若将二者串联起来，通过它们的电流相同，则V1的读数，V2的读数为，所以，B错误；‎ C：根据B的分析可知，，C正确；‎ D：由电流表的指针偏角与通过的电流成正比可知， V1与V2的偏转角度相等，D正确；‎ 故选CD。‎ ‎14. 如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，电流表和电压表都看做理想电表，且R1大于电源的内阻r，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则( )‎ A. 电压表读数减小 B. 电流表读数增大 C. 质点P将向上运动 - 16 -‎ D. 电源的输出功率逐渐增大 ‎【答案】ABD ‎【解析】B、由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联后，再由R1串连接在电源两端；电容器与R3并联；‎ 当滑片向b移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，干路中电流增大，电源的内压降增大，路端电压减小，同时，R1两端的电压也增大，故并联部分的电压减小；由欧姆定律可知流过R3的电流减小，则流过并联部分的电流增大，故电流表示数增大，B正确；‎ A、因并联部分电压减小，而R2中电压增大，故电压表示数减小，A正确；‎ C、因电容器两端电压减小，故电荷受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，电荷向下运动，C错误；‎ D、由题，R1大于电源的内阻r，外电路的总电阻大于r，而当电源的内外电阻相等时，电源的输出功率最大，则知电路中总电阻减小时，电源的输出功率逐渐增大．D正确；‎ 故选ABD。‎ ‎15. 半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流应有( )‎ A. 若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍 B. 若电荷量不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍 C. 若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大 D. 若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小 ‎【答案】AB ‎【解析】环转动一周的时间为：；一周内通过某一截面的电量为Q；则电流为：；‎ A、由以上公式可得：若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍．A正确；‎ B、由以上公式可得：若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍，B正确；‎ C、由以上公式可得：若使ω、Q - 16 -‎ 不变，将橡胶环拉伸，使环的半径增大，对电流没有影响．CD错误．‎ 故选AB。‎ 二、实验题： ‎ ‎16. 用如图所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内阻。蓄电池的内阻非常小，为防止滑动变阻器电阻过小时因电流过大而损坏器材，电路中用了一个保护电阻R0。除蓄电池、滑动变阻器、开关、导线外，可供使用的实验器材还有：‎ ‎①.电流表（量程0.6 A、3 A）‎ ‎②.电压表（量程3 V、15 V）‎ ‎③.保护电阻甲（阻值1 Ω、额定功率5 W）‎ ‎④.保护电阻乙（阻值10 Ω、额定功率10 W）‎ 电流表应选__________量程，电压表应选__________量程，保护电阻选__________。‎ ‎【答案】 (1). 0.6 (2). 3V (3). 1欧姆 ‎【解析】蓄电池内阻约为1Ω，电路中接有保护电阻，电路电流不超过1A，如果用量程为3A的电流表，误差较大，因此电流表应选0.6A量程；一节蓄电池电动势约为2V，因此电压表应选3V量程；选电池电动势为2V，保护电阻应选甲（阻值1Ω、额定功率5W），如果选择乙，由于定值定值较大，电路电流较小，电流变化范围小，不能测多组实验数据； 点睛：本题考查了实验器材的选取，要掌握实验器材的选取原则：安全性原则、精确性原则、方便性原则、经济（节能）性原则．‎ ‎17. 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，小灯泡标有“3.8V、1.14W”字样；，为了使测量结果尽量准确，电压测量范围尽量大，从实验室找到以下供选择的器材：‎ A．直流电源E的电动势4.5V，内阻不计 B．电流表A1量程250mA，内阻约为2Ω C．电流表A2量程500mA，内阻约为1Ω D．电压表V1（0～5V，内阻约为5kΩ）‎ - 16 -‎ E．电压表V2（0～15V，内阻15kΩ）‎ F．滑动变阻器R1（0～10Ω）‎ G．滑动变阻器R2（0～2 000Ω）‎ H．开关、导线若干 ‎（1）实验时电流表选________；电压表选________；滑动变阻器选________（填字母代号如ABCD等）。‎ ‎（2）请设计合理的测量电路，把电路图画在作图框中。‎ ‎【答案】 (1). C (2). D (3). F 本实验要求多测几组数据，滑动变阻器采用分压法，电流表采用外接法，电路图如下 ‎【解析】额定电压为3.8V，电压表选V1；‎ 根据小灯泡规格“3.8V，1.14W”可知，小灯泡额定电流为，所以电流表应选；‎ 由于实验要求电流从零调，变阻器应采用分压式接法，应选择全电阻小的变阻器以方便调节；‎ ‎②由于小灯泡电阻较小满足，所以电流表应用外接法，又变阻器应用分压式，电路图如图所示：‎ - 16 -‎ 故答案为(1). C (2). D (3). F 本实验要求多测几组数据，滑动变阻器采用分压法，电流表采用外接法，电路图如下 三、计算题： ‎ ‎18. 如图所示，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω。定值电阻、。‎ ‎ (1)若在a、b之间接一个电容C=100μF的电容器，闭合开关S，电路稳定后，求电容器上所带的电荷量。‎ ‎ (2)若在a、b之间接一个内阻的电流表，求电流表的示数。‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】（1）设电容器两极板间的电压为，则有：‎ ‎，‎ 电容器的带电量为：‎ ‎，‎ ‎（2）设电流表与并联后的电阻为：‎ ‎，‎ 则电流表上的电流为：‎ - 16 -‎ ‎，‎ 代入数据：‎ 解得：‎ ‎19. 如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小，同时存在着水平方向的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小。有一带正电的小球，质量，电荷量，正以速度v在图示的竖直面内做匀速直线运动，当经过P点时撤掉磁场（不考虑磁场消失引起的电磁感应现象），取，求：‎ ‎（1）小球做匀速直线运动的速度的大小和方向；‎ ‎（2）从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在的这条电场线经历的时间。‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】（1）小球做匀速直线运动时，受力如图，‎ 其所受的三个力在同一平面内，合力为零，则有：，‎ 带入数据解得：，‎ 速度v的方向与电场E的方向之间的夹角满足： ‎ - 16 -‎ 解得：，则；‎ ‎.....................‎ 若使小球再次穿过P点所在的电场线，仅需小球的竖直方向的分位移为零，则有：‎ 联立解得：‎ ‎20. 边长为L的等边三角形OAB区域内有垂直纸面向里的匀强磁场。在纸面内从O点向磁场区域AOB各个方向瞬时射入质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，所有粒子的速率均为v 。如图所示，沿OB方向射入的粒子从AB边的中点C射出，不计粒子之间的相互作用和重力的影响，已知sin35°≈0．577。求：‎ ‎（1）匀强磁场的磁感应强度；‎ ‎（2）带电粒子在磁场中运动的最长时间；‎ ‎（3）沿OB方向射入的粒子从AB边的中点C射出时，还在磁场中运动的粒子占所有粒子的比例。‎ ‎【答案】（1） （2） （3）‎ - 16 -‎ ‎【解析】试题分析：（1）OC=Lcos30o=L ①‎ 沿OB方向射入的粒子从AB边的中点C射出，由几何知识得粒子做圆周运动的圆弧对的圆心角为60°。‎ 半径r= OC=L ②‎ 由qvB=③‎ 得B==④‎ ‎（2）从A点射出的粒子在磁场中运动时间最长 ⑤‎ 设弦OA对的圆心角为，由几何关系得 sin==≈0．577，≈70° ⑥‎ 最长时间tm≈⑦‎ ‎（3）从OA上D点射出的粒子做圆周运动的弦长OD=OC，粒子做圆周运动的圆弧对的圆心角也为60°，如图，由几何知识得入射速度与OD的夹角应为30o ，即沿OC方向射入的粒子在磁场中运动的时间与沿OB方向射入的粒子从AB边的中点C射出的时间相等，从OB方向到OC方向这30o 范围内的粒子此时都还在磁场中，而入射的范围为60°，故还在磁场中运动的粒子占所有粒子的比例是⑧‎ 考点：带电粒子在磁场中的运动 ‎【名师点睛】带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动问题，关键是画出粒子圆周的轨迹，往往用数学知识结合几何知识求半径。‎ ‎ ‎ - 16 -‎ ‎ ‎ - 16 -‎