2016—2017 学年上学期期末考试 模拟卷（2） 高二物理

2016—2017 学年上学期期末考试 模拟卷（2） 高二物理

2016—2017 学年上学期期末考试 模拟卷（2） 高二物理 （考试时间：90 分钟 试卷满分：100 分） 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。答卷前，考生务必将自 己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答第 I卷时，选出每小题答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。 如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。 3．回答第 II 卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4．考试范围：选修 3-1 和选修 3-2。 第 I 卷 一、选择题（共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，第 1~8 小题 只有一个选项符合题意，第 9~12 小题有多个选项符合题意。全部选对的得 4 分，选对 但不全的得 2 分，有错选或不答的得 0分） 1．在电磁学发展的过程中，很多物理学家都作出了突出贡献，下列有关说法正确的是 A．欧姆发现了电流的热效应 B．安培发现通电导线在磁场中会受到力的作用 C．楞次定律表明，感应电流会与原来的电流方向相反 D．奥斯特发现了“磁生电”，法拉第发现了“电生磁” 2．研究电流的磁效应时，将一根长直导线南北放置在小磁针的正上方，导线不通电时，小 磁针在地磁场作用下静止且 N极指向北方，如图所示。现在直导线中通有从北向南的恒 定电流 I，小磁针转动后再次静止时 N 极指向 A．北方 B．西方 C．北偏西方向 D．北偏东方向 3．如图所示，正方形 ABCD 的顶点 A、C 处固定有两带电荷量大小相等的点电荷，E、F 分别 为 AB、CD 边的中点。若以无穷远处电势为零，且 E点处电势大于零，则下列说法中正确 的是 A．两点电荷一定都带正电 B．O 点处电势不可能为零 C．直线 BD 上从 O 点向两侧无穷远处，电场强度先减小后增大 D．若将一电子从 E 点移动到 F点，则电场力做功可能为零 4．如图所示，充电的平行金属板间形成匀强电场，以 A 点为坐标原点，AB 方向为位移 x的 正方向，能正确反映电势φ随位移 x 变化的图象是 5．如图所示，圆环形导体线圈 a 平放在水平桌面上，在 a的正上方固定一竖直螺线管 b，二 者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片 P向上滑动，下列表述正确的是 A．线圈 a 中将产生俯视逆时针方向的感应电流 B．穿过线圈 a 的磁通量变大 C．线圈 a 有收缩的趋势 D．线圈 a 对水平桌面的压力 F将变小 6．如图所示，电源电动势 E=10 V、内阻 r=1 Ω，电阻 R1=3 Ω。开关 S 断开时，电源的输 出功率为 4.75 W；开关 S闭合后，电流表的读数为 2 A。则 A．开关 S 断开时，电流表的读数为 1 A B．电阻 R2=16 Ω，电阻 R3=3 Ω C．开关 S 闭合后，路端电压的变化量与电流表的读数变化量的比值变小 D．开关 S 闭合后，电源的路端电压为 8 V 7．如图所示为圆柱形区域的横截面，在没有磁场的情况下，带电粒子（不计重力）以某一 初速度沿截面直径方向入射，穿过此区域的时间为 t，在该区域加沿轴线方向垂直纸面 向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射并沿 某一直径方向飞出此区域，速度方向偏转角为 60°，根据上述条件可求出的物理量的组 合是 ①带电粒子的比荷；②带电粒子在磁场中运动的周期；③带电粒子在磁场中运动的轨道 半径；④带电粒子的初速度。 A．①② B．①③ C．②③ D．③④ 8．某同学将一直流电源的总功率 P1、输出功率 P2和电源内部的发热功率 P3随电流 I变化的 图线画在同一坐标系中，如图中的 a、b、c 所示。则下列说法中不正确的是 A．图线 b 表示输出功率随电流 I 变化的关系 B．图中 c 线最高点对应的功率为最大输出功率 C．在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C 三点，这三点的纵坐标一定满足关 系P1=P2+P3 D．b、c 线的交点 M 与 a、b线的交点 N 的横坐标之比一定为 1:2，纵坐标之比一定为 1:4 9．对真空中电荷量为 Q 的静止点电荷，当选取离点电荷无穷远处的电势为零时，与点电荷 距离为 r 处的电势φ= kQ r （k 为静电力常量）。如图所示，一个质量为 m、电荷量为 q 的带正电小球（可视为点电荷）用绝缘丝线悬挂在天花板上，在小球正下方的绝缘底座 上固定一半径为 R 的金属球，金属球接地，两球球心间距为 d。由于静电感应，金属球 上分布的感应电荷的电荷量为 q'。则下列说法正确的是 A．金属球上感应电荷的电荷量 q'=– Rq d B．金属球上感应电荷的电荷量q'=– Rq d R C．绝缘丝线对小球的拉力小于 mg+ 2 kqq d  D．绝缘丝线对小球的拉力小于 mg+ 2( ) kqq d R   10．如图所示电路中，L 是一个不计直流电阻的电感线圈，直流电源 1 的电压值与交流电源 2 电压的有效值相等，S 是单刀双掷开关，C 是电容器，R 是定值电阻，A、B 是两个完 全相同的小灯泡，则下列叙述正确的是 A．开关 S 与 1 接通时，灯 B 逐渐变亮 B．开关 S 与 2 接通后，灯 B 的亮度比开关与 1 接通稳定后灯 B 的亮度高 C．开关 S 与 2 接通后，B发光，而 A 不发光 D．若将电源 2 换成一个既含有高频信号又含有低频信号的信号源，则开关与 2接通后， 通过 B 灯的主要是低频信号 11．一个理想变压器，开始时开关 S 接 1，此时原、副线圈的匝数比为9 :1。一个理想二极 管和一个滑动变阻器串联接在副线圈上，电流表和电压表均为理想交流电表，此时滑动 变阻器接入电路的阻值为 10 Ω，如图 1 所示。原线圈接入如图 2 所示的正弦式交流电。 则下列判断正确的是 A．电压表的示数为 4 V B．滑动变阻器消耗的功率为 0.8 W C．若将开关 S由 1拨到 2，同时滑动变阻器滑片向下滑动，电流表示数将变大 D．若将二极管用导线短接，电流表示数加倍 12．如图所示，金属导轨 ADM、BCN 固定在倾角为θ=30°的斜面上。虚线 AB、CD 间导轨光 滑，ABCD 为等腰梯形，AB 长为 L，CD 长为 2L，CB、NC 夹角为θ；虚线 CD、MN 间为足 够长且粗糙的平行导轨。导轨顶端接有阻值为 R 的定值电阻，空间中充满磁感应强度大 小为 B0、方向垂直斜面向上的匀强磁场。现从 AB 处由静止释放一质量为 m、长为 2L 的 导体棒，导体棒在光滑导轨上运动时加速度不为零，导体棒始终水平且与导轨接触良好。 已知导体棒与粗糙导轨间的动摩擦因数μ< 3 3 ，导体棒及导轨电阻不计，重力加速度 为 g，则下列说法中正确的是 A．导体棒在光滑导轨上做加速度增大的加速运动 B．导体棒在光滑导轨上运动过程，通过定值电阻的电荷量为 R LB 4 33 2 0 C．导体棒在粗糙导轨上一定先做加速度减小的加速运动，最后做匀速运动 D．μ= 2 3 9 时，导体棒的最终速度大小为 22 024 LB mgR 第 II 卷 二、实验题（共 2 小题，共 15 分） 13．（6分）现要测量一未知电阻的阻值。 （1）某同学先用多用电表测量，选择了“×1 k”挡位，并进行了欧姆调零。测量时 发现指针指在图 1 所示位置，则应该换 挡位。重新欧姆调零之后， 指针位置如图 2 所示，则该电阻的阻值为 Ω。 （2）为了进一步精确地测量该电阻的阻值，该同学用伏安法测电阻。现有如下实验器 材： A．电流表 A1（量程 0.6 A，内阻 0.2 Ω） B．电流表 A2（量程 3 mA，内阻 20 Ω） C．电压表 V1（量程 6 V，内阻约 2 kΩ） D．电压表 V2（量程 15 V，内阻约 12 kΩ） E．滑动变阻器 R F．电源 E（电动势 4 V） G．开关 S及导线若干 为了尽量减少误差，电流表选 （填“A1”或“A2”），电压表选 （填 “V1”或“V2”）。 （3）该同学已完成了部分电路图，请帮助他完成剩余部分。 14．（9分）图 1为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路。 （1）已知毫安表表头的内阻为 100 Ω，满偏电流为 1 mA；R1和 R2为阻值固定的电阻。 若使用 a 和 b 两个接线柱，电表量程为 3 mA；若使用 a 和 c 两个接线柱，电表量 程为 10 mA。由题给条件和数据，可求出 R1= Ω，R2= Ω。 （2）现用一量程为 3 mA、内阻为 150 Ω的标准电流表 A 对改装电表的 3 mA 挡进行校 准，校准时需选取的刻度为 0.5 mA、1.0 mA、1.5 mA、2.0 mA、2.5 mA、3.0 mA。 电池的电动势为 1.5 V，内阻忽略不计；定值电阻 R0有两种规格，阻值分别为 300 Ω和 1 000 Ω；滑动变阻器 R 有两种规格，最大阻值分别为 750 Ω和 3 000 Ω。 则 R0应选用阻值为 Ω的电阻，R 应选用最大阻值为 Ω的滑动变 阻器。 （3）若电阻 R1和 R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图 2 所示的电路可以判断 出损坏的电阻。图 2 中的 R′为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图 1 虚线 框内的电路。则图 2中的 d点应和接线柱 （填“b”或“c”）相连。判断 依据是 。 三、计算题（共 3 小题，共 37 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。 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） 15．（8 分）轻质细线吊着一质量为m=0.32 kg，边长为L=0.8 m、匝数n=10的正方形线圈， 其总电阻为r=1 Ω。边长为 2 L 的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图1所 示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化的规律如图2所示，从t=0时开 始经t0时间细线开始松弛，重力加速度g=10 m/s 2 。求： （1）在前 t0时间内线圈中产生的电动势； （2）在前 t0时间内线圈的电功率； （3）t0的值。 16．（11 分）如图所示，半径为 R 的水平绝缘圆盘可绕竖直轴 O'O 转动，水平虚线 AB、CD 互相垂直，一带电荷量为+q 的小物块（可视为质点）置于距转轴 r 处，空间中有方向 从 A 指向 B的匀强电场。当圆盘匀速转动时，小物块相对圆盘始终静止。小物块转动到 位置Ⅰ（虚线 AB 上）时受到的摩擦力为零，转动到位置Ⅱ（虚线 CD 上）时受到的摩擦 力大小为 f。求： （1）电场强度的方向； （2）圆盘边缘两点间电势差的最大值； （3）小物块从位置Ⅰ转动到位置Ⅱ的过程中克服摩擦力做的功。 17．（18 分）如图所示，在直角坐标系的第一象限中分布着指向 y 轴负方向的匀强电场， 在第四象限中分布着垂直纸面方向的匀强磁场（方向未知）。一个质量为 m，带电荷量 为+q的粒子（重力不计）在A点（0 m，3 m）以初速度v0=120 m/s平行 x轴正方向射入 电场区域，然后从电场进入磁场又进入电场，并且只通过 x轴上的 P点（4.5 m，0 m） 和 Q 点（8 m，0 m）各一次，已知该粒子的比荷为 810 C / kgq m  ，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8。 （1）求匀强磁场的磁感应强度； （2）粒子通过 P 点、Q点之后，在电场与磁场中做周期性运动，试求粒子运动的周期。 201 6—2017 学年上学期期末考试 模拟卷（2） 高二物理·参考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 B D D A D D A A AD AD BD BD 13．（1）×100（1 分） 1 900（1 分） （2）A2（1分） V1（1 分） （3）如图所示（2 分） 14．（1）15 35（每空 1 分） （2）300 3 000（每空 2 分） （3）c（1 分） 闭合 开关时，若电表指针偏转，则损坏的电阻是 R1，若电表指针不动，则损坏的电阻是 R2 （2 分） 15．（1）由法拉第电磁感应定律得在前 t0时间内线圈中产生的感应电动势为 2 21 1 0.8= ( ) 10 ( ) 0.5 V 0.4 V 2 2 2 2 L Bn n t t               （2 分） （2）由欧姆定律得 0.4 AI r    （1 分） 故在前 t0时间内线圈的电功率为 P=I2r=0.16 W（1 分） （3）分析线圈受力可知，当细线松弛时有 2t LF nB I mg  安 （2 分） 2 2 Tt mgB nIL   （1 分） 由图象知 Bt=1+0.5t0（T） 解得 t0=2 s（1 分） 16．（1）小物块转动到位置Ⅰ时受到的摩擦力为零，说明电场力向右，恰好充当小物块做 圆周运动的向心力，因为小物块带正电，所以电场强度的方向为从 A 指向 B（2 分） （2）设圆盘转动的角速度为ω，场强大小为 E，小物块的质量为 m 由牛顿第二定律，在位置Ⅰ有 qE=mω2r（2 分） 在位置Ⅱ有 2 2( )f qE =mω2r（2 分） 圆盘边缘两点间电势差的最大值为 U=2ER（1 分） 联立解得 U= 2 fR q （1分） （3）设小物块由位置Ⅰ转动到位置Ⅱ的过程中克服摩擦力做的功为 W 由动能定理有 qEr–W= 2 2 2 m r – 2 2 2 m r （2 分） 解得 W= 2 2 fr （1 分） 17．（1）第一种情况，粒子先运动到 P 点再运动到 Q 点，轨迹如图所示。 从 A 到 P 做平抛运动，x轴方向 tvxP 0 ，y 轴方向 2 2 1 aty  ， atvy  （2分） 则粒子进入磁场时的速度为 2 2 0 200 m/syv v v   （1 分） 粒子进入磁场时速度方向与 x轴正方向的夹角为，则 3 4tan 0  v vy （1分） 由几何关系得 1 ( ) 352 m sin 16 Q Px x R     （1分） 由 R vmqvB 2  （1分） 解得 6 632 10 T 0.91 10 T 35 B      方向垂直纸面向里（1 分） 第二种情况，粒子先运动到 Q再运动到 P，轨迹如图所示 从 A 到 Q 做平抛运动，x轴方向 tvxQ  0 ，y 轴方向 2 2 1 tay  ， tavy  则粒子进入磁场时的速度为 2 2 0 150 m/syv v v    （1 分） 粒子进入磁场时速度方向与 x轴正方向的夹角为， 4 3tan  （1分） 由几何关系得 35 m 12 R  （1 分） 6 618 10 T 0.51 10 T 35 B       ，方向垂直纸面向外（1分） （2）粒子在电场与磁场中做周期性的运动 第一种情况：匀强磁场方向垂直纸面向里 根据 yt vy 12 得第一阶段平抛时间 1 3 s 0.04 s 80 t   （1 分） 圆周运动的周期 22π 35π 10 s 16 mT qB    （1分） 圆周运动的时间 2 2 53 371 π 10 s 0.02 s 180 576 t T     （1 分） 该种情况粒子运动的周期为 1 1 22 0.1sT t t   （1 分） 第二种情况：匀强磁场方向垂直纸面向外 根据 yt vy   12 得第一阶段平抛时间 1 1 s 0.07 s 15 t   （1分） 圆周运动的周期 22π 35π 10 s 9 mT qB      圆周运动的时间 2 2 143 5 005 π 10 s 0.1s 180 1620 t T      （1分） 该种情况粒子运动的周期为 2 1 22 0.24 sT t t    （1分）