2017-2018学年山东省济南外国语学校、济南第一中学等四校高二期末考试（理）试题 物理

2017-2018学年山东省济南外国语学校、济南第一中学等四校高二期末考试（理）试题 物理

‎2017-2018学年度第一学期期末考试 高二物理（理） ‎ 考试时间90分钟 满分100分 第Ⅰ卷（选择题，共 50 分）‎ 一、选择题(共15小题，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，每小题3分；第11-15题有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。)‎ ‎1、物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律，为人类的科学做出了巨大贡献。下列描述中符合物理学史实的是（ ）‎ A. 安培发现了电流的磁效应 B. 奥斯特通过实验测定了磁场对电流的作用力 C. 库仑总结出了真空中的两静止点电荷间相互作用的规律 D. 法拉第发现了电磁感应现象并总结出了判断感应电流方向的规律 ‎2、以下说法正确的是（ ）‎ A．由E=F/q可知，电场中某点的电场强度E与F成正比 B．由公式j=e/q可知，电场中某点的电势j与q成反比 C．由Uab=Ed可知，匀强电场中的任意两点a、b间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大 D．由公式C=Q/U可知，电容器的电容大小C与电容器两极板间电势差U无关 ‎3、两个点电荷间的相互作用力为F，若每个电荷的带电量都增大一倍，并把它们之间的距离减少一半，则它们之间的相互作用力变为（ ）‎ A. 2F B. 4F C. 8F D. 16F B ‎4、2017年1月25日，在中央电视台CCTV10频道播出的节目中，海军电力工程专家马伟明院士表示，正在研制设计中的国产003型航母采用电磁弹射已成定局。电磁弹射就是采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外运动，电磁炮就是利用电磁弹射工作的。电磁炮的原理如图所示，则炮弹导体滑块受到的安培力的方向是（ ）‎ A.竖直向上 B.竖直向下 C.水平向左 D.水平向右 5、如图所示，一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路，开关闭合。在增大电容器两极板间距离的过程中（ ）‎ A.电容器的电容变大 B.电容器两极板间场强不变 C.电容器两极板间电压增大 D.电阻R中有从a流向b的电流 6、如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S1、S2为开关，电压表和电流表均为理想电表。初始时S1与S2均闭合，现将S2断开，则（ ）‎ A. 电压表的示数变大，电流表的示数变大 B. 电压表的示数变大，电流表的示数变小 C. 电压表的示数变小，电流表的示数变小 D. 电压表的示数变小，电流表的示数变大 ‎7、‎ 有些材料沿不同方向物理性质不同，我们称之为各向异性．如图所示，长方体材料长、宽、高分别为a、b、c，由于其电阻率各向异性，将其左右两侧接入电源时回路中的电流，与将其上下两侧接入该电源时回路中的电流相同，则该材料左右方向的电阻率与上下方向的电阻率之比为 A. B. C. D. ‎ ‎8、如图所示，有一正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动。下列四个图中能产生感应电流的是( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎9、如图，竖直平面内有一正方形，一个质量为m电荷量为q的带正电小球在A点以一定初速度沿AB方向抛出，小球恰好过C点。若在竖直平面内加一个竖直方向的匀强电场，仍将小球在A点沿AB方向抛出，当其初速度减小为原来的一半时，恰好也能通过C点，则电场强度的大小和方向分别是(重力加速度为g，空气阻力不计) （ ）‎ A. ，竖直向下 B. ，竖直向上 C. ，竖直向下 D. ，竖直向上 ‎10、如图甲所示,一个圆形线圈的匝数n=100,线圈面积S=200cm2,线圈的电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,把线圈放入一个方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示.下列说法中正确的是(　　)‎ A. 线圈两端的电压逐渐增大 B. 电阻R上消耗的功率为4×10-4 W C. 线圈电阻r消耗的功率为4×10-4 W D. 前4 s内通过R的电荷量为4×10-4 C ‎11、两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环．当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则（ ）‎ A. A可能带正电且转速减小 ‎ B. A可能带正电且转速增大 C. A可能带负电且转速减小 ‎ D. A可能带负电且转速增大 ‎12、一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶2.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如下图所示，副线圈仅接入一个R=10 Ω的电阻．则(　　)‎ ‎ ‎ A．流过电阻的最大电流是4A B．与电阻并联的电压表的示数是40 V C．变压器的输入功率是160 W D．经过10s电阻产生的热量为1.6×103 J ‎13、‎ 如图，一带电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右边。不计重力，下列表述正确的是(　　)‎ A. 粒子带正电 B. 粒子在M点的速率最大 C. 粒子在电场中的加速度不变 D. 粒子在电场中的电势能先增大后减小 ‎14、质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的平行导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的摩擦因数为μ。有电流时ab恰好在导轨上静止，如图所示。下面是沿b向a方向观察时的四个平面图，标出了四种不同的匀强磁场方向，其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是( )‎ A.  B．  C．  D．‎ ‎15、如图所示，在半径为R的圆形区域内，有匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于圆平面（未画出）．一群比荷为q/m的负离子以相同速率v0（较大），由P点在纸平面内向不同方向射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场，最终打在磁场区域右侧的荧光屏（足够大）上，则下列说法正确的是（不计重力）（　　）‎ A. 离子在磁场中的运动轨迹半径一定相等 ‎ B. 由Q点飞出的离子在磁场中运动的时间最长 C. 离子在磁场中运动时间一定相等 ‎ D. 沿PQ方向射入的离子飞出时偏转角最大 第Ⅱ卷（非选择题，共 50 分）‎ 二、实验题（共7个空，每空2分，共14分）‎ ‎16、用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量。‎ ‎（1）将K旋转到电阻档“×100”的位置；‎ ‎（2）将插入“﹢”、“﹣”插孔的表笔短接，转动部件________（选填“S”、“T”或“K”）；使指针对准电阻的__________．（填0刻度线或∞刻线）‎ ‎（3）将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小．为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按的顺序进行操作，（ ）．‎ A．将K旋转到电阻挡“×1k”的位置 B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置 C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接 D．将两表笔短接，旋动合适部件，进行欧姆调零 ‎（4）测量完毕后，把选择开关旋到____________。‎ ‎17、某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时，发现里面除了一节1.5 V的干电池外，还有一个方形的层叠电池．为了测定层叠电池的电动势和内阻，实验室中提供了如下器材：‎ A．电流表A1(满偏电流10 mA，内阻10 Ω)‎ B．电流表A2(0～0.6 A～3 A，内阻未知)‎ C．滑动变阻器R0(0～100 Ω，1.0 A)‎ D．定值电阻R(阻值990 Ω)‎ E．开关S与导线若干 ‎(1)该同学根据现有的实验器材，设计了合理的电路．‎ 请你在右上侧的方框内画出相应的电路图并标明用电器的符号．‎ ‎(2)该同学根据上述设计的实验电路测出多组数据，‎ 绘出如下图所示的I1－I2图线(I1为电流表A1的示数，‎ I2为电流表A2的示数)，则由图线可以得到被测 电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(保留两位有效数字)‎ 三、计算题（共3小题，共36分。请写出必要的公式和文字说明，只写结果或不写公式的不得分）‎ ‎18、（9分）某直流电动机接入电路，如图所示的实验电路。调节滑动变阻器R的阻值，使电动机无法转动，此时电流表和电压表的示数分别为0．2A和0．4V。重新调节R的阻值，使电动机能够正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为0.8A和3V。求：‎ ‎（1）这台电动机的线圈电阻；‎ ‎（2）电动机正常运转时的输入功率；‎ ‎（3）电动机正常运转时的输出功率。‎ ‎19、（12分）如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′之间距离为1m且足够长，都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R=10Ω，整个装置处于竖直向下的匀强磁场B=2T中．现垂直于导轨放置一根导体棒MN，电路中导线和导体棒电阻不计，用一水平向右F=5N的力拉动导体棒MN从静止开始运动，则 （1） 导体棒中的电流方向？（回答M→N还是N→M）‎ ‎（2）当导体棒匀速运动时,棒中的电流大小是多少安？‎ ‎（3）求导体棒最终的速度.‎ ‎20、（15分）如图所示，一个质量为m=2.0×10-11kg，电荷量为q=1.0×10-5C的带正电粒子P（重力忽略不计），从静止开始经U1=100V电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场，偏转电场的电压为U2．金属板长L=20cm，两板间距d=20cm，上极板带正电，下极板带负电．粒子经过偏转电场后进入右侧垂直纸面向里的水平匀强磁场中，位于磁场左侧的理想边界紧邻偏转电场，磁场中其余区域没有边界．磁场磁感应强度为B．求：‎ ‎（1）微粒进入偏转电场时的速度大小？‎ ‎（2）若粒子一定会由偏转电场进入磁场中，偏转电压U2满足什么条件？‎ ‎（3）当U2=120V时，若粒子离开磁场后不会第二次进入偏转电场，则磁感应强度B应满足什么条件？‎ ‎2017-2018学年度第一学期期末考试 高二物理（理） 答题纸 二、实验题（共7个空，每空2分，共14分）‎ ‎16、（1）将K旋转到电阻档“×100”的位置；‎ ‎（2） __ __ _（选填“S”、“T”或“K”）；‎ ‎__________．（填0刻度线或∞刻线）‎ ‎（3） __ __ _．‎ ‎（4）测量完毕后，把选择开关旋到____________。‎ ‎17、‎ ‎(1) 请你在右上侧的方框内画出相应的电路图并标明用电器的符号．‎ ‎(2 E＝________V， r＝________Ω.(保留两位有效数字)‎ 三、计算题（共3小题，共36分。请写出必要的公式和文字说明，只写结果或不写公式的不得分）‎ ‎18、（9分）‎ ‎19、（12分）‎ ‎20、（15分）‎ ‎2017-2018学年度第一学期期末考试 高二物理（理） 答案 第Ⅰ卷（选择题，共 50 分）‎ 一、选择题：本题共15小题，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，每小题3分；第11~15题有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。‎ ‎1【答案】C ‎【解析】奥斯特发现了电流的磁效应，选项A错误；安培通过实验测定了磁场对电流的作用力，选项B错误； 库仑总结出了真空中的两静止点电荷间相互作用的规律，选项C正确；法拉第发现了电磁感应现象，楞次总结出了判断感应电流方向的规律，选项D错误；故选C.‎ ‎2、D ‎3、【答案】D ‎【解析】由库仑定律 知当每个电荷的带电量都增大一倍，并把它们之间的距离减少一半，则它们之间的相互作用力变为原来的16倍，故D正确；‎ 综上所述本题答案是：D ‎4、C.‎ ‎5、D.‎ ‎6、【答案】A ‎【解析】S断开时，外电路总电阻变大，则由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流减小，故路端电压增大，V的读数变大；把R1的电压和内电压减小，故R3两端的电压增大，由欧姆定律可知R3中的电流也增大，电流表示数增大，故A正确；故选A．‎ 点睛：应用闭合电路欧姆定律解决电路的动态分析时一般可按照：外电路-内电路-外电路的分析思路进行，灵活应用闭合电路欧姆定律及串并联电路的性质进行分析即可求解．‎ ‎7、【答案】C ‎【解析】电流相等，则说明两种接法中电阻相等，根据电阻定律可得，故可得，C正确．‎ ‎8、【答案】D ‎【解析】线框垂直于磁感线运动，虽然切割磁感线，但穿过的磁通量没有变化，因此也不会产生感应电流，故A错误；线框平行于磁场感应线运动，穿过线框的磁通量没有变化，不会产生感应电流，故B 错误；线框绕轴转动，但线框平行于磁场感应线穿过的磁通量没有变化，因此也不会产生感应电流，故C错误；线框绕轴转动，导致磁通量发生变化，因此线框产生感应电流，故D正确．‎ ‎9、【答案】B ‎【解析】当只有重力时，小球作平抛运动，设小球的初速度为v，正方形的边长为l，则： ， ；当存在匀强电场后，小球做类平抛运动，则： ， ，联立解得：a=g/4；加速度减小，电场力向上，小球带正电，则电场方向竖直向上，由牛顿第二定律得： ，即，故B正确。‎ ‎10、【答案】C ‎【解析】根据法拉第电磁感应定律，可知，磁通量的变化率恒定，所以电动势恒定，则电阻两端的电压恒定，故A错误．由法拉第电磁感应定律： ，由闭合电路欧姆定律，可知电路中的电流为，所以电阻R上消耗的功率为PR=I2R=0.022×4W=1.6×10-3W，选项B错误；线圈电阻r消耗的功率Pr=I2r=0.022×1W=4×10-4W，故C正确；前4s内通过R的电荷量为：Q=It=0.02×4C=0.08C，故D错误；故选C．‎ 点睛：此题考查楞次定律来判定感应电流方向，由法拉第电磁感应定律来求出感应电动势大小．解题时要搞清B-t图像的斜率的物理意义；知道线圈相当于电源．‎ ‎11、【答案】BC ‎【解析】试题分析：由图可知，B中电流为逆时针，由右手螺旋定则可知，感应电流的磁场向外，由楞次定律可知，引起感应电流的磁场可能为：向外减小或向里增大；若原磁场向里，则A中电流应为顺时针，故A应带正电，因磁场变强，故A中电流应增大，即A的转速应增大，故B正确；若原磁场向外，则A中电流应为逆时针，即A应带负电，且电流应减小，即A的转速应减小，故C正确；故选BC。‎ 考点：右手定则；楞次定律 ‎12、AD ‎13、【答案】CD ‎【解析】由轨迹可知，粒子受电场力向左，则粒子带负电，选项A错误；粒子受到的电场力向左，在向右运动的过程中，电场力对粒子做负功，粒子的速度减小，运动到M点时，粒子的速度最小，所以B错误；粒子在匀强电场中只受到恒定的电场力作用，故粒子在电场中的加速度不变，故C正确；当粒子向右运动时电场力做负功电势能增加，当粒子向左运动时电场力做正功电势能减小，故D正确．故选CD．‎ 点睛：本题就是对电场力做功特点的考查，掌握住电场力做正功，电势能减小，动能增加，电场力做负功时，电势能增加，动能减小．‎ ‎14、【答案】AB ‎【解析】A、杆受到向下的重力，水平向左的安培力，和垂直于斜面的支持力的作用，在这三个力的作用下，可以处于平衡状态，摩擦力可以为零，故A正确；‎ B、杆受到的重力竖直向下，安培力竖直向上，当着两个力等大反向的时候，杆就处于平衡状态，此时的摩擦力就是零，故B正确；‎ C ‎、杆受到的重力竖直向下，安培力也是竖直向下的，支持力垂直于斜面向上，杆要静止的话，必定要受到沿斜面向上的摩擦力的作用，摩擦力不可能为零，所以C错误；‎ D、杆受到的重力竖直向下，安培力水平向右，杆要静止的话，必定要受到沿斜面向上的摩擦力的作用，摩擦力不可能为零，所以D错误；‎ 故选AB。‎ ‎15、【答案】AB ‎【解析】离子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力： ，解得： ，因粒子的速率相同，比荷相同，所以半径一定相同，故A正确；由圆的性质可知，轨迹圆与磁场圆相交，当轨迹圆的弦长最大时偏向角最大，离子圆周运动的最大弦长为PQ，故由Q点飞出的粒子圆心角最大，所对应的时间最长，此时粒子一定不会沿PQ射入，故B正确，D错误；粒子在磁场里的运动周期为： ，设粒子轨迹所对应的圆心角为θ，则粒子在磁场中运动的时间为，所有粒子的运动周期相等，由于离子从圆上不同点射出时，轨迹的圆心角不同，所以离子在磁场中运动时间不同，故C错误。所以AB正确，CD错误。‎ 第Ⅱ卷（非选择题，共 分）‎ ‎16、（1）T；0刻度线（2）ADC（3）OFF档 ‎17、【答案】 ‎ ‎【解析】（1）电流表A1和定值电阻R串联组成代替电压表，故电路图如图所示； （2）表头的示数与定值电阻阻值的乘积可作为路端电压处理，则由闭合电路欧姆定律可知：I1（R+RA）=E-I2r 即： ； 由图可知，图象与纵坐标的交点为9.0mA， 则有： ； 解得E=9.0V； 由图象可知，图象的斜率为：10×10-3，由公式得图象的斜率等于 ， ‎ 故 ； 解得r=10Ω．‎ 点睛：本题为测量电源的电动势和内电阻的实验的变形，注意由于没有电压表，本实验中采用改装的方式将表头改装为电压表，再根据原实验的研究方法进行分析研究.‎ ‎18、（1）电动机不转时，可看成纯电阻电路，由欧姆定律得：‎ ‎ r =U1/I1=0.4/0.2=2Ω (2) 正常工作时输入功率P入=U2I2=3×0.8=2.4W (3) 正常工作时内阻消耗的功率P热=I22 r=0.82×2=1.28W 输出功率P输出=P入-P热=2.4-1.28=1.12W ‎19、（1）根据右手定则或者楞次定律可知，导体棒的电流方向： N→M （1） 匀速运动时，F安=F=5N ‎ 由F安=BIL得I=F/BL=5/2×1=2.5A (3) 导体棒受到外力F和安培力的作用，做加速度减小的加速运动，当a=0时达到最大速度， 此时F安=F,最后以最大速度做匀速直线运动。‎ 由闭合电路欧姆定律 I=E/R ‎ 法拉第电磁感应定律 E=BLVmax ‎ 可知Vmax=IR/BL=12.5m/s ‎20、（1）微粒在加速电场中由动能定理，解得 ‎（3）若，，‎ 设粒子以v进入磁场，且速度与水平方向成θ角，则，在磁场中 如图，若粒子回到磁场边界时经过的点在上板右边缘上方，则不会第二次进入电场，即 解得