2017-2018学年湖北省宜昌市第一中学高二上学期期末考试试题 物理

2017-2018学年湖北省宜昌市第一中学高二上学期期末考试试题 物理

一、选择题(本大题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项是符合题 目要求，第9～12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.真空中有两个点电荷相距r，他们之间的相互作用力为F，现保持它们的电荷量不变，把它们之间的距离增大到2r，它们之间的相互作用力变为 A. B. C.4F D.2F ‎2.某电场的电场线分布如图所示(实线)，以下说法正确的是 A.C点场强大于b点场强 B.b 和c处在同一等势面上 C.若将一试探电荷+q由a点移动到d点，电荷的电势能将增大 D.若某一点电荷只在电场力的作用下沿虚线由a点运动到d点，可判断该电荷一定带负电 ‎3.如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地.在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两极板间的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，0表示静电计指针的偏角.若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则 A.θ增大，E增大 B.θ增大，Ep不变 C.θ减小，Ep增大 D.θ减小，E不变 ‎4.如图所示，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有 A.闭合电键K后，把R的滑片右移 B.闭合电键K后，把P中的铁心从左边抽出 C.闭合电键K后，把Q靠近P D.无需闭合电键K，只要把Q靠近P即可 ‎5.如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为1，导轨闻有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计，已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成0角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)则 A.电路中感应电动势的大小为 B.电路中感应电流的大小为 C.金属杆所受安培力的大小为 D.金属杆的热功率为 ‎6.如图所示，一个边长为2L的等腰直角三角形ABC区域内，有垂直纸面向里的匀强磁场，其左侧有一个用金属丝制成的边长为L的正方形线框abcd，线框以水平速度v匀速通过整个匀强磁场区域，其中t=L/v，设电流逆时针方向为正则在线框通过磁场的过程中，线框中感应电流i随时间t变化的规律正确的是 ‎7.如图所示，是研究光电效应的电路图，对于某金属用绿光照射时，电流表指针发生偏转，则以下说法正确的是 A.将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数一定增大 B.如果改用紫光照射该金属时，电流表无示数 C.将光照强度增大时，电流表的示数减小 D.将电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑动片向右移动一些，电流表的读数可能不为零 ‎8.位于某电场中的x 轴上的电势q随位置x 变化的图象如图所示，x=x1和x =-x1处，图象切线的斜率绝对值相等且最大，则在x轴上 A.x=x1和x =-x1两处，电场强度相同 B.x=x1和x =-x1两处，电场强度最小 C.x=0处电场强度大小为零 D.正电荷从x=x1运动到x=+∞过程中，电势能逐渐减小 ‎9.有关磁场的物理概念，下列说法中正确的是 A.磁感应强度是描述磁场强马的物理量，是矢量 B.磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向有关 C.磁感应强度的方向跟放入磁场中的受磁场力作用的电流方向有关 D.磁感应强度的方向跟放入磁场中电流所受的磁场力方向相同 ‎10.如图所示，一带电粒子，质量为m，电荷量为q，以一定的速度沿水平直线A′B′方向通过一正交的电磁场，磁感应强度为，电场强度为E。粒子沿垂直等边三角形磁场边框的AB边方向由中点的小孔0进入另一匀强磁场，该三角形磁场的边长为a，经过两次与磁场边框碰撞后(碰撞过程无能量损失)恰好返回到小孔0，则以下说法正确的是(不计重力)‎ A.该带电粒子一定带正电 B.该带电粒子的速度为 C.该粒子返回到小孔0之后仍沿B′A′直线运动 D.等边三角形磁场的磁感应强度为 ‎11.在如图所示电路中，电源的电动势E=3V，内电阻r=0.5Ω，电阻R1=2Ω，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，则下列叙述中正确的是 A.I变小，U1变小 B.U2变小，U3变大 C.电阻R1的电功率减小 D.电源的输出功率减小 ‎12.如图所示，质量为m、带电荷量为+q的P环套在固定的水平长直绝缘杆上(杆表面不光滑)，整个装置处在重直于杆的水平勻强磁场中，磁感应强度大小为B.现给环一向右的初速度Do，则下列情况可能发生的是 A.环将保持匀速运动，环的机械能不变 B.环将向右减速，最后静止，损失的机械能是 C.环将向右减速，最后匀速，损失的机械能是 D.环将向右减速，最后匀速，损失的机械能 二、实验题(本大题共2小题，共16分)‎ ‎13.(6 分)有一电阻R，其阻值大约在40Ω至50Ω之间，需进一步用伏安法测定其阻值，现有下列器材：‎ 电池组E，电动势为9V，内阻忽略不计：‎ 电压表V，量程为0至10V，内阻20kΩ；‎ 电流表A1，量程为0至50mA，内阻约20Ω；‎ 电流表A2，量程为0至300mA，内阻约4Ω；‎ 滑动变阻器R1，阻值范围为0至100Ω，额定电流1A；‎ 滑动变阻器R2，阻值范围为0至1700Ω，额定电流0.3A；‎ 开关S及导线若干.‎ 实验中要求多测几组电流、电压值在实验中电流表应选 ，滑动变阻器应选 ，并且采用电流表的 (填“内接法”或“外接法”).‎ 14. ‎(10 分)某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻.‎ 实验室除提供开关S和导线外，有以下器材可供选择：‎ 电压表：V(量程3V，内阻Rv约为10kΩ)‎ 电流表：G(量程3mA，内阻Rg = 100Ω)‎ 滑动变阻器： R(阻值范围0～10Ω，额定电流2A)‎ 定值电阻：Ro= 0.5Ω (1) 该同学将电流表G与定值电阻Ro并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是_____A.‎ ‎(2)该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图乙所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E= V(结果保留三位有效数字)，电源的内阻r= Ω(结果保留两位有效数字).‎ ‎(3)由于电压表内阻对电路造成影响，本实验电路测量结果电动势E ，内阻 (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)‎ 三、计算题(本题共4道题，共46分，解答题要写明过程，还要有必要的文字说明，要带单位的必须带 单位.)‎ ‎15.（10分）电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.3m，两导轨间距m，导轨倾角为30°，导轨上端ab接一阻值R=1.5Ω的电阻，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上.阻值r=0.5Ω，质量m=0.2㎏的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开始下滑，滑到斜面低端的速度为v=3m/s，取g=10m/s²，求：  (1)金属棒下滑到斜面低端时的加速度.  (2)金属棒下滑到斜面低端的过程中电阻R上产生的焦耳热.‎ ‎16.（12分）一束电子从静止开始经加速电压加速后，以水平速度射入水平放置的两平行金属板中间，如下图所示，金属板长为l，两板距离为d，竖直放置的荧光屏距金属板右端为L.若在两金属板间加直流电压时，光点偏离中线打在荧光屏上的P点，  求：(1)电子刚进入偏转电场时的速度大小；  (2)电子离开偏转电场时垂直于板面方向的位移大小；  (3)求OP。‎ ‎17.（12分）如图(甲)为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′按如图所示方向匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表.在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图(乙)所示正弦规律变化.(取π=3.14）求： (1)交流发电机产生的电动势的最大值； (2)从t=0时刻开始计时，线圈转过60°时线圈中感应电流瞬时值及回路中的电流方向； (3)电路中交流电压表的示数； (4)从图示位置转过90°，通过线圈的电量?整个回路的焦耳热? ‎ ‎18.(12分)一半径为R的薄圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与筒的中心轴线平行，筒的横截面如图所示。图中直径MN的两端分别开有小孔，筒可绕其中心轴线转动，圆筒的转动方向和角速度大小可以通过控制装置改变。一不计重力的负电粒子从小孔M沿着MN方向射入磁场，当筒以大小为的角速度转过90°时，该粒子恰好从某一小孔飞出圆筒。‎ ‎（1）若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，求该粒子的荷质比和速率分别是多大？‎ ‎（2）若粒子速率不变，入射方向在该截面内且与MN方向成30°角，则要让粒子与圆筒无碰撞地离开圆筒，圆筒角速度应为多大？‎ 参考答案 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ A A D C B B D C AB BD ACD ABD 13. ‎；；外接法 14. ‎0.6（或者0.602）；1.48；0.84（0.82-0.86）；偏小；偏小 ‎15.解：(1)金属棒下滑速度v=3m/s时，所受的安培力为：N ，  由牛顿第二定律得：mgsin30°-F=ma 计算得出：a=2.3m/s² (2)根据动能定理可得：，  根据功能关系可得产生的总热量  计算得出：Q=0.4J 电阻R上的焦耳热为：=0.3J ‎16.解：(1)电子经的电场加速后，由动能定理可得：  计算得出：   (2)电子以的速度进入的电场并偏转  且   计算得出：     (3)因  联立解得射出极板的偏转角θ的正切值为：‎ ‎  所以有： ‎ ‎17.解：(1)由Φ-t图线可以知道：Wb，T=6.28×10-2a 角速度为 所以，=200V (2)产生的感应电动势的瞬时表达式e=200cos100t                      感应电流的瞬时表达式为  i=2cos60°=1A                                      电流方向abcda                                      (3)电动势的有效值V 由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值为A 交流电压表的示数为V                (4) 整个回路中产生的焦耳热为Q=I²(R+r)t=3.14J    ‎ ‎18.解：（1）若粒子沿MN方向入射，当筒转过90°时，粒子从M孔（筒逆时针转动）或N孔（筒顺时针转动）射出，如图，由轨迹1可知半径R=r 由   ‎ 粒子运动周期 筒转过90°的时间  ‎ 又 ‎ 联立以上各式得：荷质比 粒子速率 ‎ （2） 若粒子与MN方向成30°入射，速率不变半径仍为R，作粒子轨迹2如图，轨迹2圆心为′，则四边形MO′PO为菱形，可得∠MO′P=∠MOP，所以∠NOP=，则粒子偏转的时间：‎ 又 ‎ 得：‎ 由于转动方向与射出孔不确定，讨论如下：‎ ⅰ.当圆筒顺时针转动时，设筒转动的角速度变为，若从N点离开，则筒转动时间满足分 得，其中k=0，1，2，3......；综上可得，其中n=0，1，2，3......；‎ ⅱ.当圆筒逆时针转动时，设筒转动的角速度变为，若从M点离开，则筒转动时间满足得，，其中k=0，1，2，3......     ......1分 综上可得，其中n=0，1，2，3......‎ 综上所述，圆筒角速度大小应为：或者，其中n=0，1，2，3......。‎