物理卷·2018届黑龙江省大庆实验中学高二上学期期末考试物理试卷 （解析版）

物理卷·2018届黑龙江省大庆实验中学高二上学期期末考试物理试卷 （解析版）

大庆实验中学2016～2017学年度上学期期末考试 高二物理试卷 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1～9题只有一项符合题目要求，第10～14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、在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献。下列说法正确的是（ ）‎ A．法拉第最早引入电场的概念，并发现了磁场产生电流的条件 B．安培发现了电流的磁效应 C．洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律 D．楞次发现了磁场对运动电荷的作用规律 ‎ 图1‎ ‎2、一负点电荷，仅在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知点电荷的速率是递增的。关于b点电场强度E的方向，图1中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（ ）‎ ‎3、某同学用伏安法测电阻，分别采用图2中甲、乙两种电路测量，关于误差分析正确的是（ ）‎ 图2‎ A．若选择甲图，测量值比真实值偏小 B．若选择乙图，测量值比真实值偏小 C．若被测电阻RX与电流表内阻接近，应该选择乙图误差较小 D．若被测电阻RX与电压表内阻接近，应该选择甲图误差较小 ‎4、如图3所示，水平直导线中通有稳恒电流I，现在导线正上方以初速度v0释放一重力不计的带正电的粒子，v0方向与电流方向相同，则粒子将（　　）‎ 图3‎ A． 沿路径a运动，曲率半径变大 B．沿路径a运动，曲率半径变小 C．沿路径b运动，曲率半径变大 D. 沿路径b运动，曲率半径变小 ‎5、如图4所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积S1 ＞S2 = S3，且"3"线圈在磁铁的正中间。设各线圈中的磁通量依次为F1、F2、F3则它们的大小关系是（ ）‎ 图4‎ A. F1＞F2＞F3 ‎ B. F1＞F2 = F3 ‎ C. F1＜F2＜F3 ‎ D. F1＜F2 = F3‎ ‎6、如图5-1两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间某点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态。现将两板逆时针旋转45°,如图5-2所示,再由同一点从静止释放同样的微粒，则微粒将（ ）‎ A. 保持静止状态 B. 水平向左做匀加速运动 ‎ C. 向左下方做匀加速运动 ‎ D. 向右下方做匀加速运动 ‎ 图6‎ D2‎ D1‎ ‎7、1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图6所示,这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙.下列说法正确的是( ) ‎ A. 离子从磁场中获得能量 ‎ B. 离子从电场中获得能量 C. 离子由加速器的边缘进入加速器 D. 离子获得的最大能量值由交变电压大小决定 图7‎ ‎8、如图7所示，M、N两点分别放置两个等量异种电荷，A为它们连线的中点，B为连线上靠近N的一点，C点如图所示，在A、B、C三点中（ ）‎ A．场强最小的点是A点，电势最高的点是B点 B．场强最小的点是A点，电势最高的点是C点 C．场强最小的点是C点，电势最高的点是A点 D．场强最小的点是C点，电势最高的点是B点 ‎9、如图8-1所示，一闭合直角三角形线框以速度v匀速穿过匀强磁场区域。从BC边进入磁场区开始计时，到A点离开磁场区的过程中，线框内感应电流的情况(以逆时针方向为电流的正方向)是图8-2中的（ ）‎ 图8-1‎ 图8-2‎ ‎10、如图9所示，A、B两灯完全相同，L是带铁芯的电阻可不计的线圈，下列说法中正确的是 （ ）‎ 图9‎ A．K合上瞬间，A、B两灯同时亮起来 B．K合上稳定后，A、B两灯亮度相同 C．K断开瞬间，A、B两灯同时熄灭 D．K断开瞬间，B灯立即熄灭，A灯闪亮后再逐渐熄灭 ‎11、图10中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定（　　）‎ 图10‎ A．粒子带正电 B．M点的电势低于N点的电势 C．粒子在M点的电场强度小于N点的电场强度 D．粒子在M点的速度小于在N点的速度 ‎12、如图11所示，电源电动势为E、内阻为r，电阻R1、R2、R3为定值电阻，R4为光敏电阻（有光照射时电阻变小），C为定值电容。当S闭合且电路稳定后，让光照射R4，则下列说法正确的是（ ）‎ 图11‎ A.电流表示数增大    ‎ B.电压表示数增大 C.电容器电荷量增大 D.R1上消耗的功率增大 ‎ 图12‎ ‎13、如图12所示，在一个水平方向的匀强磁场中，水平放置一粗糙的绝缘杆，在杆上套有一个带正电的环，环正在沿杆运动。磁场的方向与环的运动方向如图所示。对环在此后的运动，下列说法正确的是( ) ‎ A．环一定做减速运动，且最终速度一定为零 B．环可能开始做减速运动，然后做匀速运动 C．若环的动能发生了变化，环一定克服摩擦力做了功 D．若环的动能发生了变化，可能是磁场力对环做了功 ‎14、如图13甲所示，在倾角为θ的光滑斜面内分布着垂直于斜面的匀强磁场，其磁感应强度B随时间变化的规律如图13乙所示。质量为m的矩形金属框从t= 0时刻静止释放，t3时刻的速度为v，移动的距离为L，重力加速度为g。在金属框下滑的过程中，下列说法正确的是( )‎ A．t1～t3时间内金属框中的电流方向不变 B．0～t3时间内金属框做加速度先减小后增大的直线运动 C．0～t3时间内金属框做匀加速直线运动 D．0～t3时间内金属框中产生的焦耳热为 图13‎ 二、实验题(每空2分，共18分)‎ ‎15、（1）利用游标卡尺测量圆管的内径如图14所示，由图可知圆管内径是 cm。‎ 图14‎ （2） 用多用电表测电阻时，某次测量中，实验操作正确，选择开关的位置如图15（a）所示，表头刻度和指针位置如图15（b）所示，则被测电阻的阻值为 Ω；若继续用该表测量另一阻值约为20Ω的电阻，则应将选择开关旋至倍率为 挡，并在测量电阻前先进行 操作；测量结束后，应将选择开关旋至off或交流电压最高挡。 ‎ 图15‎ A V ‎16、在测量电源电动势和内电阻的实验中，已知一节干电池的电动势约为1.5V，内阻约为0.30Ω；电压表 (量程为3V,内阻约3kΩ； 电流表 （量程为0.6A，内阻为0.70Ω)；滑动变阻器R（10Ω，2A）。为了更准确地测出电源电动势和内阻。‎ ‎（1）请在图16-1方框中画出实验电路图。‎ ‎（2）在实验中测得多组电压和电流值，得到如图16-2所示的U-I图线，由图可得该电源电动势 E= V ,内阻r= Ω。（结果均保留两位小数）‎ 图16-1‎ 图16-2‎ ‎（3）某小组在实验时，发现电流表坏了，于是不再使用电流表，仅用电阻箱替换掉了滑动变阻器，他们在实验中读出几组电阻箱的阻值和电压表的示数U，描绘出的关系图像，得到的函数图像是一条直线。若该图像的斜率为k，与纵轴的截距为b，则其电动势为 ，内阻为 。‎ 三、计算题（本题共3个小题，共36分，请写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只写出结果不得分。）‎ ‎17、（10分）如图17所示，空间有100 V/m竖直向下的匀强电场，长0.4m不可伸长的轻绳固定于O点。另一端系一质量，电量0.05‎ ‎ C的带正电小球。拉起小球至绳水平后在A点无初速度释放，当小球运动至O点的正下方B点时绳恰好断裂，小球继续运动，最后落至地面上C点，B点离地的高度。（g=10m/s2） 试求：‎ 图17‎ ‎（1）A、C两点间的电势差UAC； （2）绳子张力的最大值；‎ ‎（3）落地点C到B点的水平距离。‎ ‎18、（12分）如图18所示，两平行金属导轨位于同一水平面上相距L=1m，左端与一电阻R=0.1Ω相连；整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B=0.1T，方向竖直向下。一质量为m=0.2kg，的导体棒置于导轨上，现施加一水平向右的恒力F=1N,使导体棒由静止开始向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好。已知导体棒与导轨的动摩擦因数，重力加速度大小为g，导体棒和导轨电阻均可忽略。求 （1） 当导体棒的速度v=1m/s时，电阻R消耗的功率；‎ （2） 导体棒最大速度的大小；‎ 图18‎ ‎（3）若导体棒从静止到达最大速度的过程中，通过电阻R的电荷量为q=10C，则此过程中回路产生的焦耳热为多少．‎ ‎ 图18‎ ‎19、（14分）如图19所示，在直角坐标系的第二象限内的正方形OACD的对角线AD上方三角形内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B1＝0.5‎ ‎ T，y轴右侧有垂直纸面向里的有界匀强磁场B2，右边界PQ与y轴平行且到y轴的水平距离为d＝(2＋) m．一质量m＝6.4×10－4 kg，带电荷量q＝3.2×10－2 C的带电粒子(重力不计)由静止开始经加速电压U＝12.5 V的电场(没画出)加速后从CD上坐标为(－2，)的M点平行于x轴向右运动，粒子恰好不从右边界PQ穿出．求 ‎(1)粒子在三角形匀强磁场中做匀速圆周运动的半径．‎ ‎(2)y轴右侧匀强磁场的磁感应强度B2的大小．‎ 图19‎ ‎(3)若右侧磁场右边界PQ可左右移动，粒子刚好从PQ与x轴的交点射出磁场，求粒子在右侧磁场中运动的时间．‎ 参考答案 ‎1.A ‎【解析】本题考查物理学史的知识点，意在考查学生的理解能力。‎ 法拉第最早引入电场的概念，并发现了磁场产生电流的条件，选项A正确；奥斯特发现了电流的磁效应，选项B错误；安培发现了磁场对电流的作用规律，选项C错误；洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，选项D错误。综上本题选A。‎ ‎ ‎ ‎2.B ‎【解析】本题考查电场强度的知识点，意在考查学生的理解能力。‎ 电荷做曲线运动，速度与电场力不在同一条直线上，电场力应指向轨迹弯曲的一侧，电场强度应背向轨迹弯曲的一侧，选项A错误；在b点，电场力指向曲线内侧，且速度方向与电场力间夹角小于90°，速度增加，符合题意，选项B正确；选项C中电场力背向曲线弯曲的一侧，选项C错误；选项D中电场力方向与速度方向夹角大于90°，做减速运动，选项D错误。综上本题选B。‎ ‎ ‎ ‎3.A ‎【解析】本题考查电流表内接法和外接法的知识点，意在考查学生的理解能力。‎ 甲图是电流表的外接法，测量的电阻值比真实的电阻值小，选项A正确；乙图是电流表的内接法，测量的电阻值比真实的电阻值大，选项B错误；电流表内阻很小，被测电阻Rx与电流表接近，若采用乙图接法，则误差较大；因此应该选择甲图误差较小，选项C错误；电压表内阻越大，被测电阻Rx与电压表接近，应该选择乙图误差较小，选项D错误。综上本题选A。‎ ‎ ‎ ‎4.B ‎【解析】本题考查洛伦兹力的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ 根据右手定则，粒子运动处磁场向里，根据左手定则，粒子受洛伦兹力向下，所以沿a运动，，B增加，R减小，所以曲率半径减小，选项B正确。综上本题选B。‎ ‎ ‎ ‎5.C ‎【解析】本题考查磁通量的知识点，意在考查学生的理解能力。‎ 在条形磁铁内外都有磁场，套在条形磁铁外的三个线圈的磁通为内部向左的磁通减去外部向右的磁通，而内部向左的磁通相同，外部向右的磁通越大，抵消越多，总磁通越少，1，2 在同一位置，1的外部面积大，则向右的磁通大，故φ2＞φ1，2，3面积一样，3位置外部B小，则外部向右磁通小，则φ3＞φ2；可知：φ1＜φ2＜φ3，选项C正确。综上本题选C。‎ ‎ ‎ ‎6.C ‎【解析】本题考查电场力的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ 开始时，重力等于电场力，mg=Eq，两极板旋转后，电场力逆时针转45°，大小仍为mg，此时电场力与重力的合力向左下方，粒子向左下方做匀加速直线运动，选项C正确。综上本题选C。‎ ‎ ‎ ‎7.B ‎【解析】本题考查回旋加速器的知识点，意在考查学生的理解能力。‎ 离子在电场中获得能量，选项A错误，选项B正确；离子从加速器的中央进入加速器，选项C错误；磁感应强度不变的情况下，离子获得最大能量值由D形盒半径决定，选项D错误。综上本题选B。‎ ‎ ‎ ‎8.D ‎【解析】本题考查等量异种点电荷的电场线的知识点，意在考查学生的理解能力。‎ 根据等量异种点电荷电场线的分布，C点的电场线最稀疏，电场强度最小，沿着电场线的方向电势在降低，B点电势最高，选项D正确，选项ABC错误。综上本题选D。‎ ‎ ‎ ‎9.A ‎【解析】本题考查导体棒切割磁感线的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ 根据感应电流产生的条件可知，线框进入或离开磁场时，穿过线框的磁通量发生变化，线框中有感应电流产生，当线框完全进入磁场时，磁通量不变，没有感应电流产生，故C错误；感应电流线框进入磁场时，导体棒切割磁感线的有效长度L减小，感应电流逐渐减小，线框离开磁场时，导体棒切割磁感线的有效长度L减小，感应电流逐渐减小，选项A正确，选项BD错误。综上本题选A。‎ ‎ ‎ ‎10.AD ‎【解析】本题考查自感现象的知识点，意在考查学生的理解能力。‎ K闭合瞬间，A、B两灯同时亮起来，选项A正确；K闭合稳定后，A灯被短路，熄灭，B灯亮度增大，选项B错误；K断开瞬间，B先熄灭，A灯闪亮后逐渐熄灭，选项C错误，选项D正确。综上本题选AD。‎ ‎ ‎ ‎11.ACD ‎【解析】本题考查电场力的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ 电场力指向轨迹弯曲的内侧，由此分析，粒子带正电，选项A正确；沿着电场线的方向电势在降低，M点电势高于N点电势，选项B错误；电场线的疏密表示电场强度的大小，M点电场强度小于N点电场强度，选项C正确；粒子从M点运动到N点，电场力做正功，速度增大，粒子在M点速度小于在N点速度，选项D正确。综上本题选ACD。‎ ‎ ‎ ‎12.AC ‎【解析】本题考查电路的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ 光照射R4，总电阻减小，总电流增加，内电压增大，路端电压减小，电压表示数减小，选项B错误；通过R1电流减小，R1的功率减小，则通过R2电流增大，电流表示数增加，选项A正确，选项D错误；电容器两端电压增大，根据Q=CU，电容器电荷量增大，选项C正确。综上本题选AC。‎ ‎ ‎ ‎13.BC ‎【解析】本题考查带电粒子在混合场中运动的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ 环向右运动时，受到向上的洛伦兹力，若洛伦兹力与重力大小相等时，环做匀速运动；若洛伦兹力大于重力时，环先做减速运动，最终洛伦兹力与重力大小相等时做匀速运动；若洛伦兹力小于重力时，环做减速运动直到停止，选项A错误，选项B正确；若环的动能发生了变化，由上分析可知，环一定受到摩擦阻力，一定克服摩擦力做功，选项C正确；磁场力即洛伦兹力与速度方向垂直，对环不做功，选项D错误。综上本题选BC。‎ ‎ ‎ ‎14.AC ‎【解析】本题考查安培力的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ t1～t3时间内金属框中的电流，是图象的斜率，斜率的方向没变，所以电流的方向不变，选项A正确；0～t1时间内，磁通量没有变化，线框中没有电流，不受安培力的作用，做加速度为gsin的匀加速直线运动，t1～t3时间内，导线框四条边所受的安培力互相抵消，安培力为零，导线框的加速度为gsin，也是匀加速直线运动，选项B错误，选项C正确；导线框运动过程中，重力势能与动能之间相互转化，没有机械能的损失，选项D错误。综上本题选AC。‎ ‎ ‎ ‎15.(1) 5.385 (2) 1900 ×1 欧姆调零 ‎【解析】本题考查电阻的测量的知识点，意在考查学生的实验能力。‎ 游标卡尺读数为：53mm+17×0.05mm=53.85mm=5.385cm；‎ 被测电阻的阻值为19×100Ω=1900Ω，测20Ω的电阻时，应将选择开关旋至倍率为×1挡，并在测电阻之前进行欧姆调零操作；‎ ‎ ‎ ‎16.16.(1)(2)1.48-1.50V 0.96-1.00Ω  (3)  ‎ ‎【解析】本题考查测量电源电动势和内电阻实验的知识点，意在考查学生的实验能力。‎ 电路图如图所示：‎ 根据E=U+Ir，整理得：U=E-Ir，图象的纵截距为电动势，斜率为电源内阻，E=1.49V，r=；‎ 根据闭合电路欧姆定律：，整理得：，则截距，斜率，解得：，。‎ ‎ ‎ ‎17.(1) (2) 30 N (3) 0.4 m ‎【解析】本题考查小球在复合场中运动的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ ‎(1)在匀强电场中，‎ ‎(2)当带电小球摆至B点时，绳子达到最大张力，设为T，小球运动到B点时速度为vB 小球从A点运动到B点，由动能定理可得：‎ 小球在B点做圆周运动，由牛顿第二定律可得：‎ 解得：T=30 N ‎(3)小球离开B点后做类平抛运动，运动时间为t,设落地点C到B点的水平距离为x，则 解得：x=0.4 m ‎ ‎ ‎18.(1) (2) (3) 2.5 J ‎【解析】本题考查安培力的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ ‎(1)导体切割磁感线运动产生的电动势为E=BLv 根据欧姆定律，闭合回路中的感应电流为 电阻R消耗的功率为 联立可得 ‎(2)当加速度等于零时，导体棒获得最大速度，之后匀速运动，设最大速度为vm 解得：‎ ‎(3)设导体棒从静止到达最大速度过程中，导体棒通过的位移大小为S，由 q=It 由能量守恒定律可得：回路产生的焦耳热 代入数据解得：Q=2.5 J ‎ ‎ ‎19.(1) (2) (3) 2π×10－2s ‎【解析】本题考查带电粒子在磁场中运动的知识点，意在考查学生的分析综合能力。‎ ‎(1)由动能定理知 代入数值得v＝25 m/s 由 得 ‎(2)由(1)知D即粒子在三角形区域磁场中做圆周运动的圆心，粒子恰好垂直对角线AD射出三角形区域磁场并经原点O进入右侧匀强磁场，粒子恰好不穿出右边界，画出粒子的运动轨迹如图所示 由几何关系知 解得:R=2 m 由 知 联立解得  ‎ ‎(3)粒子在右侧磁场中运动的周期 因粒子刚好从PQ与x轴的交点射出磁场，则粒子在右侧区域磁场中运行的时间为t，‎ t＝T＝2π×10－2s ‎ ‎