2017-2018学年黑龙江齐齐哈尔市高二上学期期末考试物理试题 解析版

2017-2018学年黑龙江齐齐哈尔市高二上学期期末考试物理试题 解析版

黑龙江省齐齐哈尔市2017-2018学年高二上学期期末考试物理试题 一．选择题 ‎1. 用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法。下面四个物理量都是用比值法定义的，其中定义式错误的是 A. 电流 B. 磁感应强度 C. 电场强度 D. 电阻 ‎【答案】C ‎【解析】比值定义法所定义的物理量，应与参与定义的物理量没有关系，反映物质属性．电流强度I与流过导体截面的电量及时间无关，该式属性比值法定义；故A正确；磁感应强度是用比值定义法定义的磁感应强度，选项B正确；是点电荷的电场强度的决定式，不属于比值定义法；故C错误；是电阻的定义式，运用比值法定义，故D正确；本题选错误的，故选C．‎ ‎2. 图中MN是某电场中的一条水平电场线。一带正电粒子射入此静电场中后，沿轨迹ABC运动（B在电场线上）。下列说法中正确的是 A. ‎ B. 粒子在B点受电场力方向水平向左 C. 粒子一定做匀变速曲线运动 D. 粒子在A点的电势能比在C点的电势能大 ‎【答案】B ‎【解析】根据正电的粒子的运动轨迹可知，粒子在B点受电场力向左，则场强向左，顺着电场线逐渐降低，则，选项A错误，B正确；因电场不一定是匀强电场，电场力不一定是恒力，故粒子不一定做匀变速曲线运动，选项C错误；粒子从A到C电场力做负功，则电势能变大，则粒子在A点的电势能比在C点的电势能小，选项D错误；故选B.‎ 点睛：本题应依据带电粒子的运动轨迹确定其所受电场力方向是解决带电粒子在电场中运动问题的突破口，然后可进一步根据电场线、电场力做功等情况确定电势、电势能的高低变化情况，注意物体做曲线运动时，受力方向指向其轨迹的凹侧．‎ ‎3. 如图所示，截面为直角三角形的木块a上放置一铁块b，三角形木块某一直角边靠在竖直且粗糙的墙面上，现用竖直向上的作用力F，推动木块与铁块一起向上做匀速运动，运动过程中铁块与木块始终保持相对静止，则下列说法正确的是 A. 木块a与竖直墙面间一定存在水平弹力 B. 木块a与铁块b间一定存在摩擦力 C. 木块a与竖直墙面间可能存在摩擦力 D. 竖直向上的作用力F大小一定大于铁块与木块的重力之和 ‎【答案】B ‎【解析】b匀速上升，受到的合力为零，对b受力分析，受到重力、支持力和静摩擦力，即a与b间一定有摩擦力，选项B正确；再对a、b整体受力分析，受到重力和推力，二力平衡；整体不受墙壁的弹力和摩擦力，如有，则合力不为零，竖直向上的作用力F大小一定等于铁块与木块的重力之和，故ACD错误．故选B.‎ 点睛：弹力和摩擦力的有无可以根据假设法判断，即假设存在，或假设不存在，看是否与运动状态相矛盾．‎ ‎4. 如图所示，电路中R1、R2‎ 均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置。A板与静电计金属球相连，静电计的外壳和B板接地，闭合电键S电路达到稳定时，静电计指针偏转一定角度。此时，在A、B板间有一点电荷q（带电量很小）静止在P点，则 A. 增大R1的阻值，点电荷q保持不动，但静电计指针偏角减小 B. 增大R2的阻值，点电荷q保持不动，但静电计指针偏角减小 C. 增大两板间的距离，点电荷q向下运动，但静电计指针偏角不变 D. 断开电键S，A板不动，将B板向下移动时，点电荷q保持不动 ‎【答案】C ‎【解析】电路稳定时，电容器的电压等于可变电阻R1的电压，静电计指针偏角显示电容器两端电压的大小；当增大R1的阻值，导致总电流减小，则外电压增大，因此电容器的电压增大，板间场强增强，油滴将向上运动；静电计的指针偏角变大．故A错误．电路稳定时，当增大R2的阻值，不改变电路中的电流，因此电容器的电压不变，板间场强不变，油滴仍静止，静电计指针偏角不变．故B错误．增大两极板间的距离，板间电压不变，由知，板间场强E减小，油滴受到的电场力减小，则油滴将向下运动，静电计指针偏角不变，故C正确．断开开关S，电容器放电，板间场强逐渐减小，油滴将向下运动，静电计指针偏角减为零，故D错误．故选C.‎ 点睛：本题关键分析电容器的电压是否变化，静电计指针偏角显示电容器两端电压．要知道与电容器串联的电阻，电路稳定时相当于导线，不影响电容器的电压． ‎ ‎5. 如图所示，若粒子（）和质子（）以相同速度垂直进入同一匀强磁场中，则粒子和质子 A. 运动半径之比是2:1‎ B. 回到磁场边界时速度大小之比是2:1‎ C. 在磁场中运动时间之比是1:1‎ D. 受到的洛伦兹力之比是1:1‎ ‎【答案】A ‎【解析】两个粒子的速度相等，质量之比是4：1，电量之比是2:1，则根据可知半径之比为2:1，选项A正确；两粒子在磁场中均做匀速圆周运动，可知回到磁场边界时速度大小之比是1:1，选项B错误；两个粒子在磁场中均做半个圆周运动，根据可知，周期之比为2:1，在磁场中运动时间之比是2:1，选项C错误；根据f=qvB可知两粒子受到的洛伦兹力之比是2:1，选项D错误；故选A.‎ ‎6. 将阻值随温度升高而减小的热敏电阻Ⅰ和定值电阻Ⅱ串联，接在不计内阻的稳压电源两端。开始时，Ⅰ和Ⅱ阻值相等，加热或冷却热敏电阻，则Ⅰ的电功率在 A. 加热时变大，冷却时变小 B. 加热时变小，冷却时变大 C. 加热或冷却时都变小 D. 加热或冷却时都变大 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：若将热敏电阻Ⅰ看做是电源的内阻，可知开始时热敏电阻Ⅰ和Ⅱ阻值相等时，Ⅱ的功率最大；故无论是冷却或加热Ⅱ，Ⅱ的电功率都变小，故选C．‎ 考点：电功率 ‎【名师点睛】此题要对热敏电阻的特性掌握牢固．本题中运用等效法研究功率问题，也是常用的方法；注意当外电路电阻变化时，当内电阻和外电阻相等时，外电阻上的功率最大。‎ 视频 ‎7. 如图所示，电荷量为-q的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心，垂线上的a、b两点关于薄板对称，到薄板的距离都是d。若图中a点的电场强度为零，则b点的电场强度大小和方向分别为（静电力常数k）‎ ‎ ‎ A. kq/d2，垂直薄板向左 B. 8kq/9d2，垂直薄板向右 C. kq/9d2，垂直薄板向左 D. 10kq/9d2，垂直薄板向右 ‎【答案】D ‎【解析】由于a点处的合场强为零，所以带点薄板在a处产生的场强与点电荷+q在a处产生的场强大小相等均为，方向相反，可知带点薄板应带正电，由带点薄板产生场强的特点可知，薄板在b点产生的场强方向向左，大小等于．b点的电场强度大小为，方向向左．故选D.‎ ‎8. 如图所示，汽车在拱形桥上由A匀速率运动到B的过程中，以下说法正确的是 A. 牵引力与克服摩擦力做的功相等 B. 重力做功的功率逐渐减小 C. 汽车对桥面的压力不变 D. 汽车在上拱形桥的过程中克服重力做的功转化为汽车的重力势能 ‎【答案】BD ‎...............‎ 点睛：汽车由A匀速率运动到B的过程中受重力、弹力、摩擦力、以及牵引力作用，正确分析这些力做功情况，从而弄清楚该过程的功能转化；注意求某个力的功率时要求该力和速度的方向在一条线上．‎ ‎9. 一带电小球在相互垂直的匀强电场、匀强磁场中作匀速圆周运动，匀强电场竖直向上，匀强磁场水平且垂直纸面向里，如图所示，下列说法正确的是 ‎ ‎ A. 沿垂直纸面方向向里看，小球的绕行方向为顺时针方向 B. 小球一定带正电且小球的电荷量 C. 由于洛伦兹力不做功，故小球在运动过程中机械能守恒 D. 由于合外力做功等于零，故小球在运动过程中动能不变 ‎【答案】BD ‎【解析】带电微粒在复合场中，只有满足重力与电场力大小相等方向相反，微粒的合力只表现为洛伦兹力才能做圆周运动，故粒子所受电场力向上，微粒带正电，微粒的洛伦兹力方向要指向圆心，由左手定则判断运动方向为逆时针，由mg=qE可得，故A错误，B正确；洛伦兹力不做功，但电场力做功，故机械能不守恒，故C错误；由于合外力做功等于零，根据动能定理，小球在运动过程中动能不变，故D正确；故选BD．‎ 点睛：物体做匀速圆周运动的条件是物体受到的合力大小不变，方向时刻指向圆心，带电微粒在复合场中，只有满足重力与电场力大小相等方向相反，微粒才能做匀速圆周运动，否则不能． ‎ ‎10. 2017年4月，我国第一艘货运飞船天舟一号顺利升空，随后与天宫二号交会对接。假设天舟一号从B点发射经过椭圆轨道运动到天宫二号的圆轨道上完成交会，如图所示，A、B两点分别为椭圆轨道的远地点和近地点。则 A. 天宫二号的运行速度小于7.9km/s B. 天舟一号在A点的速度大于天宫二号的运行速度 C. 天舟一号运行周期小于天宫二号的运行周期 D. 天舟一号在A点的加速度大于天宫二号在A点加速度 ‎【答案】AC ‎【解析】7.9km/s是绕地球做圆周运动的最大环绕速度，天宫二号的运行速度小于7.9km/s，故A正确．天舟一号在A点加速才能进入天宫二号的圆轨道，则天舟一号在A点的的速度小于天宫二号的运行速度，选项B错误；根据开普勒第三定律可知，天舟一号运行的半长轴小于天宫二号的运行半径，则天舟一号运行周期小于天宫二号的运行周期，选项C正确；根据可知天舟一号在A点的加速度等于天宫二号在A点加速度，选项D错误；故选AC.‎ ‎11. 在如图所示的电路中，电源电动势E=10V，电源内阻r=1Ω，灯泡L标有“3V，6W”字样，电动机线圈的电阻RM=1Ω。若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是 A. 电动机的输入电压是5V B. 电动机输出机械功率是6W C. 电动机的效率是80%‎ D. 整个电路消耗的电功率是10W ‎【答案】AB ‎【解析】灯泡恰能正常发光，则电路中的电流，则电动机的输入电压是UM=E-Ir-U=5V，选项A正确；电动机输入功率PM入=IUM=10W；电动机输出机械功率PM出=PM入-I2RM=6W，选项B正确；电动机的效率 ，选项C错误；整个电路消耗的电功率是P=EI=20W，故D错误；故选AB.‎ 点睛：本题考查电路结论以及功率公式的应用，要注意明确电动机是非纯电阻电路，其输出功率等于总功率与热功率之差．‎ ‎12. 三角形导线框放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，t=0时磁感应强度方向垂直纸面向里。下图中分别是线框中的感应电流i随时间t变化的图线和ab边受到的安培力F随时间t变化的图线，其中可能正确的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】BC ‎【解析】由图示B-t图象可知，0～1s时间内，B增大，Φ增大，由楞次定律可知，感应电流是逆时针的，为负值；因 恒定，则感应电动势不变，感应电流不变；1～2s磁通量不变，无感应电流；2～3s，B的方向垂直纸面向里，B减小，Φ减小，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，感应电流是正的，感应电流大小与0～1s内大小相同；以后重复上述变化，则A错误、B正确．根据F=BIL，结合电流时间关系图像可知，0～1s时间内，B增大，电流正方向不变，则F线性增加；1～2s感应电流为零，则F=0；2～3s，B减小，电流负向不变，则F负向减小；以后重复上述变化，故图像C正确，D错误；故选BC. 点睛：此题中由图可知磁感应强度的变化，则可知线圈中磁通量的变化，由法拉第电磁感应定律可知感应电动势变化情况，由楞次定律可得感应电流的方向，根据左手定则可以找出安培力方向，结合可得出正确的图象．‎ 二、实验题 ‎13. 图甲是用来验证机械能守恒定律的实验装置。图乙是该实验得到的一条点迹清晰的纸带，现要取B、F两点来验证实验，已知电火花打点计时器每隔0.02s打一个点。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)根据纸带可以判断，实验时纸带的________端是和重物相连接（选填“左”或“右”）；‎ ‎(2)若X1=6.40cm，则在纸带上打下计数点B时的速度VB=_________m/s（计算结果保留三位有效数字）；‎ ‎(3)若X2数据也已测出，则为验证机械能是否守恒还需测出的物理量是_______________。‎ ‎【答案】 (1). 左 (2). 1.60 (3). 测出BF两点之间距离 ‎【解析】（1）从纸带上可以发现从左到右，相邻的计数点的距离越来越大，也就是说明速度越来越大．与重物相连接的纸带先打出点，速度较小，所以实验时纸带的左端通过夹子和重物相连接． （2）利用匀变速直线运动的推论得： ‎ ‎（3）要验证机械能守恒定律，则要求出重力势能的变化量，所以还要测出BF之间的距离；‎ ‎14. 在做《测定金属丝的电阻率》的实验时 ‎(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径。如图所示，由图读出金属丝的直径是_______mm。‎ ‎(2)需要对金属丝的电阻进行测量。已知金属丝的电阻值Rx约为5Ω；一位同学用伏安法对这个电阻的阻值进行了比较精确的测量，这位同学想使被测电阻Rx两端的电压从零开始调节。他可选用的器材有：‎ A.直流电源（电动势6V，内阻可不计）‎ B.直流电流表（量程0~600mA，内阻约为5Ω）‎ C.直流电流表（量程0~3A，内阻约为0.1Ω）‎ D.直流电压表（量程0~3V，内阻约为6kΩ）‎ E.直流电压表（量程0~15V，内阻约为15kΩ）‎ F.滑动变阻器（10Ω，2A）‎ G.滑动变阻器（1kΩ，0.5A）‎ H.电键 I.导线若干 以上器材中电流表选用_______（填序号），电压表选用_______（填序号），滑动变阻器选用_________（填序号）。‎ ‎(3)在答题卡的方框中画出实验电路图_________________。‎ ‎【答案】 (1). 0.742(0.741mm-0.743mm) (2). B (3). D (4). F (5). 如图所示：‎ ‎【解析】（1）金属丝的直径是：0.5mm+0.01mm×24.2=0.742mm.‎ ‎（2）电源电压为6V，电压表选择量程为3V的D; 待测电阻阻值约为5Ω，电路中的最爱电流不超过，则电流表选B.滑动变阻器应选择阻值较小的F；‎ ‎（3）电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表采用外接法；为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所示： ‎ 三、计算题 ‎15. 如图所示，在竖直平面内有一光滑的圆弧轨道，圆弧轨道下端与水平光滑桌面相切，小滑块B静止在水平桌面上。现将小滑块A由圆弧轨道的最高点无初速度释放，A沿圆弧轨道下滑并滑上水平桌面，与B碰撞后结合为一个整体，继续沿桌面向前滑动。已知圆弧轨道半径R=0.2m；A和B的质量均为m=1kg，取重力加速度g=10m/s2。求：‎ ‎(1)A运动到圆弧轨道最低点时对圆弧轨道的压力大小；‎ ‎(2)A和B碰撞过程中系统损失的机械能。‎ ‎【答案】（1）30 N（2）1J ‎【解析】（1）设A在圆弧轨道最低点速度为v1，A从圆弧轨道最高点运动到最低点过程中 由动能定理得： ‎ 解得：v1 =2m/s ‎ A在圆弧轨道最低点时 由牛顿第二定律得： ‎ 解得：FN = 30 N ‎ 根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小FN´= 30N ‎ ‎（2）A和B碰撞过程中动量守恒，设碰后共同速度为v：mv1=2mv ‎ 系统损失的机械能为 解得：ΔE=1J ‎ ‎16. 如图所示的区域中，OM左边为垂直纸面向里的匀强磁场，右边是一个电场强度大小未知的匀强电场，其方向平行于OM，且垂直于磁场方向。一个质量为m、电荷量为-q的带电粒子从小孔P以初速度V0沿垂直于磁场方向进入匀强磁场中，初速度方向与边界线的夹角θ=60°，粒子恰好从小孔C垂直于OC射入匀强电场，最后打在Q点，已知OC=L，OQ=2L，不计粒子的重力，求：‎ ‎(1)磁感应强度B的大小；‎ ‎(2)电场强度E的大小。‎ ‎【答案】(1) (2)‎ ‎【解析】(1)画出粒子运动的轨迹如图示 (O1为粒子在磁场中圆周运动的圆心）： ∠PO1 C=120°‎ 设粒子在磁场中圆周运动的半径为r，r+rcos 60°= OC=L ‎ 得r = 2L/3 ‎ 粒子在磁场中圆周运动洛仑兹力充当向心力 ‎ 解得 ‎ ‎ (2) 粒子在电场中类平抛运动，加速度为 由牛顿第二定律得 ‎ 水平方向 2L=v0t ‎ 竖直方向 ‎ 解得 ‎ ‎17. （14分）如图所示，一个足够长的矩形金属框架与水平面成θ=37°角，宽L=0.5m，上端有一个电阻R0=2.0Ω，框架的其他部分电阻不计，有一垂直于框架平面向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.1T，ab为金属杆，与框架接触良好，其质量m=0.1kg，电阻r=0.5Ω，杆与框架间的动摩擦因数μ=0.5，杆由静止开始下滑，在速度达到最大值的过程中，电阻R0产生的热量Q0=2.0J（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：‎ ‎(1)通过R0的最大电流；‎ ‎(2)ab杆下滑的最大速度；‎ ‎(3)从开始到速度最大的过程中ab杆下滑的距离。‎ ‎【答案】（1）（2） (3)‎ ‎【解析】（1）杆达到最大速度后， ab中最大电流为Im，‎ 由平衡条件： ‎ 解得：Im=0.4A ‎ 由法拉第电磁感应定律：Em=BLvm ‎ 解得 ‎（3）电路中产生的总焦耳热 ‎ 由动能定理得 解得杆下滑的距离 x=13.5m ‎ ‎