2018-2019学年安徽省滁州市民办高中高二上学期期末考试物理试题 Word版

2018-2019学年安徽省滁州市民办高中高二上学期期末考试物理试题 Word版

滁州市民办高中2018-2019学年上学期期末考试卷 高二物理 考生注意：‎ 1. 本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。‎ 2. 本卷命题范围：人教版选修3-1。‎ 第I卷 选择题（共48分）‎ 一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。第1-6题只有一项符合题目要求，第6-12题有多项符合题目要求。）‎ ‎1.水平面上A、B、C三点固定着三个电荷量为Q的正点电荷，将另一质量为m的带正电的小球(可视为点电荷)放置在O点，OABC恰构成一棱长为L的正四面体，如图所示．已知静电力常量为k，重力加速度为g，为使小球能静止在O点，小球所带的电荷量为(　　)‎ A． B． C． D．‎ ‎2.容器中有质子，α粒子的混合物，为了把它们分开，先让它们从静止开始经电场加速，穿出加速电场后，第一种：垂直进入匀强电场；第二种：垂直进入匀强磁场，利用电场或磁场使它们偏转，最后穿出电场或磁场，从而达到分开的目的。对于上述两种情况，能使质子和α粒子分开的是（不计粒子重力）（ ）‎ A． 两种情况都能使质子和α粒子分开 B． 两种情况都不能使质子和α粒子分开 C． 进入电场后可以分开进入磁场不能分开 D． 进入电场后不能分开进入磁场能够分开 ‎3.如图所示，在竖直平面内，AB⊥CD且A、B、C、D位于同一半径为r 的圆上，在C点有一固定点电荷，电荷量为-Q．现从A点将一质量为m、电荷量为-q的点电荷由静止释放，该点电荷沿光滑绝缘轨道ADB运动到D点时的速度大小为4．已知重力加速度为g．规定电场中B点的电势为零，则在-Q形成的电场中（　　）‎ A．D点的电势为 B．A点的电势高于D点的电势 C．D点的电场强度大小是A点的倍 D． 点电荷-q在D点具有的电势能为7mgr ‎4.如图所示，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电荷量为q的液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动，已知电场强度为E，磁感应强度为B，则油滴的质量和环绕速度分别为（ ）‎ A．， B．， C．， D．，‎ ‎5.如图所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点(重力不计)，则从开始射入到打到上极板的过程中(　　)‎ A． 它们运动的时间tQ＞tP B． 它们运动的加速度aQ＜aP C． 它们所带的电荷量之比qP∶qQ＝1∶2‎ D． 它们的动能增加量之比ΔEkP∶ΔEkQ＝1∶2‎ ‎6.如图所示为大型电子地磅电路图，电源电动势为E，内阻不计．不称物体时，滑片P滑到A端，滑动变阻器接入电路的有效电阻最大，电流较小；称重物时，在压力作用下使滑片P下滑，滑动变阻器有效电阻变小，电流变大，这样把电流对应的重量值刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的重量值，若滑动变阻器上A、B间距离为L，最大阻值等于电阻阻值R0，已知两只弹簧的总弹力与形变量成正比，其比例系数为k，所称重物的重量G与电流大小I的关系为(　　)‎ A．G＝2kL＋ B．G＝2kL－‎ C．G＝＋kL D．G＝kIL ‎ ‎7.如图甲所示，两平行金属板MN、PQ的板长和板间距离相等，板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直，不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向源源不断地射入电场，粒子射入电场时的初动能均为Ek0，已知t＝0时刻射入电场的粒子刚好沿上板右边缘垂直电场方向射出电场．则(　　)‎ A． 所有粒子都不会打到两极板上 B． 所有粒子最终都垂直电场方向射出电场 C． 运动过程中所有粒子的最大动能不可能超过2Ek0‎ D． 只有t＝n(n＝0,1,2…)时刻射入电场的粒子才能垂直电场方向射出电场 ‎8.用标有“6 V，3 W”的灯泡L1、“6 V，6 W”的灯泡L2与理想电压表和理想电流表连接成如图甲所示的实验电路，其中电源电动势E=9‎ ‎ V。图乙是通过两个灯泡的电流随两端电压变化的曲线。当其中一个灯泡正常发光时( )‎ A． 电流表的示数为0.5 A B． 电压表的示数为6 V C． 电路输出功率为4 W D． 电源内阻为1 Ω ‎9.超导电磁船是一种不需要螺旋桨推进的低噪音新型船，如图是电磁船的简化原理图，MN和CD是与电池相连的导体棒，MN与CD之间部分区域有垂直纸面向内的匀强磁场(磁场由超导线圈产生，其独立电路部分未画出)，以下说法正确的是(　　)‎ A． 要使船前进，图中MN导体棒应接直流电源的负极 B． 改变超导线圈中电流的方向，可控制船前进或倒退 C． 若接入电路的海水电阻为R，其两端的电压为U，电路中的电流为I，则UI＞I2R D． 该超导电磁船应用的是电磁感应原理 ‎10.如图所示，质量为m、带电荷量为+q的P环套在固定不光滑的水平长直绝缘杆上，整个装置处在垂直于杆的水平匀强磁场中，磁感应强度大小为B．现给环一向右的初速度（＞），则（ ）‎ A． 环将向右减速，最后匀速 B． 环将向右减速，最后停止运动 C． 从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是 D． 从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是-m（）2‎ ‎11.如图所示，某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做“旋转的液体的实验”，若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场，磁感应强度为B=0.1 T，玻璃皿的横截面的半径为a=0.05 m，电源的电动势为E=3 V，内阻r=0.1 Ω，限流电阻R0=4.9 Ω，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R=0.9 Ω，闭合开关后当液体旋转时电压表的示数为1.5 V，则 A． 由上往下看，液体做逆时针旋转 B． 液体所受的安培力大小为 1.5×10-3N C． 闭合开关后，液体热功率为0.81 W D． 闭合开关10 s，液体具有的动能是3.69 J ‎12.如图所示，半径为R的半圆形区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，半圆的左边垂直x轴放置一粒子发射装置，在－R≤y≤R的区间内各处均沿x轴正方向同时发射出一个带正电粒子，粒子质量均为m、电荷量均为q、初速度均为v，重力忽略不计，所有粒子均能到达y轴，其中最后到达y轴的粒子比最先到达y轴的粒子晚Δt时间，则(　　)‎ A． 粒子到达y轴的位置一定各不相同 B． 磁场区域半径R应满足R≤‎ C． 从x轴入射的粒子最先到达y轴 D． Δt＝－，其中角度θ的弧度值满足sinθ＝‎ 第II卷 非选择题（共52分）‎ 二、实验题(本大题共2小题，共12分。) ‎ ‎13.有一个小灯泡上标有“4.8 V 2 W”的字样，现在测定小灯泡在不同电压下的电功率，并作出小灯泡的电功率P与它两端电压的平方U2的关系曲线．有下列器材可供选用：‎ A．电压表V1（0～3 V，内阻3 kΩ） B．电压表V2（0～15 V，内阻15 kΩ）‎ C．电流表A（0～0.6 A，内阻约1 Ω） D．定值电阻R1=3 kΩ E．定值电阻R2=15 kΩ F．滑动变阻器R（10 Ω，2 A）‎ G．学生电源（直流6 V，内阻不计） H．开关、导线若干 ‎（1）为了使测量结果更加准确，实验中所用电压表应选用，定值电阻应选用 （均用序号字母填写）；‎ ‎（2）为尽量减小实验误差，并要求从零开始多取几组数据，请在方框内画出满足实验要求的电路图；‎ ‎（3）根据实验做出P﹣U2图象，下面的四个图象中可能正确的是 ．‎ ‎14.现有一只量程3 mA、内阻约为100 Ω的灵敏电流表（表头）．为了较准确地测量它的内阻，采用了如图甲所示的实验电路，实验室提供的器材除电源（电动势为2 V，内阻不计）、电阻箱（最大阻值为999.9 Ω）、开关和若干导线外，还有多个滑动变阻器和定值电阻可供选择（如表）．‎ A．滑动变阻器R1（0～5 Ω，1 A）‎ D．定值电阻R01（阻值为200 Ω）‎ B．滑动变阻器R2（0～200 Ω，0.5 A）‎ E．定值电阻R02（阻值为25 Ω）‎ C．滑动变阻器R3（0～1750 Ω，0.1 A）‎ F．定值电阻R03（阻值为5 Ω）‎ ‎（1）按照实验电路，用笔画线代替导线，在如图乙所示的方框中完成实物图连接（部分导线已画出）．‎ ‎（2）连接好电路之后，实验小组进行了以下操作：‎ 第一，先将滑动变阻器的滑片移到最右端，调节电阻箱的阻值为零；‎ 第二，闭合开关S，将滑片缓慢左移，使灵敏电流表满偏；‎ 第三，保持滑片不动（可认为a、b间电压不变），调节电阻箱R′的阻值使灵敏电流表的示数恰好为满刻度的．‎ 若此时电阻箱的示数如图丙所示，则灵敏电流表内阻的测量值Rg为　　Ω．‎ ‎（3）为较好地完成实验，尽量减小实验误差，实验中应选择的滑动变阻器和定值电阻分别为　　和　　（填表格中器材前的字母）．‎ ‎（4）要临时把该灵敏电流表改装成3.0 V量程的电压表使用，则应将其与电阻箱　　（填“串联”或“并联”），并把电阻箱的电阻值调为　　Ω．‎ 三、计算题 (本题共3小题，共40分。) ‎ ‎15.（10分）如图所示，在光滑绝缘水平面上，用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B．A球的带电量为＋2q，B球的带电量为－3q，两球组成一带电系统．虚线MN与PQ平行且相距3L，开始时A和B分别静止于虚线MN的两侧，虚线MN恰为AB两球连线的垂直平分线．视小球为质点，不计轻杆的质量，在虚线MN、PQ 间加上水平向右的匀强电场后，系统开始运动．已知MN、PQ间电势差为U．不计A、B两球间的库仑力，两球均视为点电荷.试求：‎ ‎（1）开始运动时，带电系统的加速度大小；‎ ‎（2）A球刚运动到PQ位置时的速度大小；‎ ‎（3）带电系统从静止开始向右运动的最大距离。‎ ‎16. （12分）如图所示，两平行金属导轨间距l=0.5 m，导轨与水平面成θ=37°．导轨上端连接有E=6 V、r=1 Ω的电源和滑动变阻器．长度也为l的金属棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好，金属棒的质量m=0.2 kg、电阻R0=1 Ω，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，金属棒一直静止在导轨上．当滑动变阻器的阻值R=1 Ω时金属棒刚好与导轨间无摩擦力．g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8．求：‎ ‎（1）此时电路中的电流I；‎ ‎（2）当滑动变阻器接入电路的电阻为4 Ω时金属棒受到的摩擦力大小．‎ ‎17. （18分）如图甲所示，水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场，现将一重力不计、比荷＝1×106C/kg的正电荷置于电场中的O点由静止释放，经过×10－5s后，电荷以v0＝1.5×104m/s的速度通过MN进入其上方的匀强磁场，磁场与纸面垂直，磁感应强度B按图乙所示规律周期性变化(图乙中磁场以垂直纸面向外为正，以电荷第一次通过MN时为t＝0时刻)．‎ ‎(1)求匀强电场的电场强度E；‎ ‎(2)求图乙中t＝×10－5s时刻电荷与O点的水平距离；‎ ‎(3)如果在O点右方d＝68 cm处有一垂直于MN的足够大的挡板，求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间．‎ 滁州市民办高中2018-2019学年上学期期末考试卷 高二物理答案解析 ‎1.C 【解析】设α是A、B、C处正点电荷施加的库仑力方向与竖直方向的夹角，将库仑力分解到水平方向与竖直方向，根据竖直方向平衡条件得：‎ ‎3Fcosα＝mg F＝‎ 根据几何关系得cosα＝‎ 解得q＝‎ ‎2.D 【解析】设加速电场电压为U，则在电场中加速过程，根据动能定理有：；进入电场时，粒子做类平抛运动，设电场强度为E ‎，则在垂直电场线方向上有：，沿电场线方向上有：，则可知，偏转位移与荷质比无关，故无法将两种粒子分开；进入磁场时，根据洛伦兹力充当向心力则有：，解得：，因荷质比不同，则两种粒子运动半径不同，故在磁场中散开，由以上分析可知，D正确，A、B、C错误。‎ ‎3.A 【解析】由题意可知，A、B到C的距离相等，则AB的电势相等．‎ 沿着电场线的方向，电势降低，而电场线会聚于负电荷，则A点的电势低于D点电势 ‎-q电荷从A到D运动，根据动能定理，则有：mgr+W电=m（4）2-0，解得电场力做功：W电=7mgr；‎ 规定电场中B点的电势为零，A点的电势也为零，因由A到D点电场力做正功，则电势能减小，因此点电荷-q在D点的电势能为EPD=-7mgr；‎ D点的电势为φD==，故A正确，BD错误．‎ 由几何关系得：D到C的距离与A到C的距离之比为：1，根据点电荷电场强度公式E=k，电场强度的大小与间距的平方成反比，则有D点电场强度大小是A点的倍，故C错误.‎ ‎4.D 【解析】液滴在重力场、匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动，可知，液滴受到的重力和电场力是一对平衡力，重力竖直向下，所以电场力竖直向上，与电场方向相反，故可知液滴带负电．磁场方向向里，洛伦兹力的方向始终指向圆心，由左手定则可判断液滴的旋转方向为顺时针；由液滴做匀速圆周运动，得知电场力和重力大小相等，得：mg=qE，解得：， 液滴在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动的半径为：，以上联立得：，故D正确，A、B、C错误.‎ ‎5.C 【解析】设两板距离为h，P、Q两粒子的初速度为v0，加速度分别为aP和aQ，粒子P到上极板的距离是，它们做类平抛运动的水平距离为l.则对P，由l＝v0tP，＝aPt，得到aP＝；同理对Q，l＝v0tQ，h＝aQt，得到aQ＝.由此可见tP＝tQ，aQ＝2aP，而aP＝，aQ＝，所以qP∶qQ＝1∶‎ ‎2.由动能定理得，它们的动能增加量之比ΔEkP∶ΔEkQ＝maP∶maQh＝1∶4.综上所述，C项正确．‎ ‎6.B 【解析】由胡克定律可知，kx＝G;‎ 得：x＝‎ 此时滑动变阻器接入电路中的电阻R′＝R0＝R0;‎ 由闭合电路欧姆定律可知：I＝‎ 解得：G＝2kL－.‎ ‎7.ABC 【解析】粒子在平行极板方向不受电场力，做匀速直线运动，故所有粒子的运动时间相同；t＝0时刻射入电场的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场，沿上板右边缘垂直电场方向射出电场，说明竖直方向分速度变化量为零，故运动时间为周期的整数倍；所有粒子最终都垂直电场方向射出电场；由于t＝0时刻射入的粒子在竖直方向始终做单向直线运动，竖直方向的分位移最大，故所有粒子最终都不会打到极板上；故A、B正确，D错误；t＝0时刻射入的粒子竖直方向的分位移为；有：＝·‎ 由于L＝d 故：vym＝v0‎ 故Ek′＝m(v＋v)＝2Ek0，故C正确．‎ ‎8.AC 【解析】因为两个灯泡串联，所以通过两灯泡的电流相等，L1的额定电流为，L2的额定电流为，电路中电流为0.5 A，所以只有L1正常发光，故A正确；从图像中可以看出，电流为0.5 A时，L1两端电压为6 V，L2两端电压为2 V，电压表示数 为2 V，故B错误；电路中输出功率为P=UI=（2 V+6 V）x0.5 A=4 W,故C正确；电源内阻，故D错误，C正确.‎ ‎9.ABC 【解析】当MN接直流电源的负极时，海水中电流方向由CD指向MN，海水受到的安培力向左，根据牛顿第三定律可知，船体受到向右的作用力，故使船体向前运动，故A正确；‎ 改变超导线圈中电流的方向，会改变磁场的方向，从而改变海水的受力方向，从而改变船体的受力方向，故能控制船体的前进或后退，故B正确；‎ 路端电压一部分用来产生磁场，一部分由于海水有电阻，会产生热，故UI＞I2R，故C正确；该超导电磁船应用的是安培力原理，故D错误．‎ ‎10.AD 【解析】环受到重力、支持力、摩擦力和洛伦兹力，先向右做减速运动，速度减小，洛伦兹力减小，当洛伦兹力等于重力时，支持力为零，摩擦力为零，环将做匀速直线运动，故A正确，B错误．根据能量守恒知，损失的机械能等于环动能的减小量，匀速直线运动时有，解得=．损失的机械能△E=﹣m（）2，故C错误，D正确．‎ ‎11.ABD 【解析】由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心；器皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转，故A正确；电压表的示数为1.5 V，则根据闭合电路的欧姆定律：，所以电路中的电流值：，液体所受的安培力大小为：‎ ‎，故B正确；玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为，则液体热功率为，故C错误；10 s末液体的动能等于安培力对液体做的功，通过玻璃皿的电流的功率：‎ ‎，所以闭合开关10 s，液体具有的动能是：‎ ‎，故D正确.‎ ‎12.BD 【解析】粒子射入磁场后做匀速圆周运动，其运动轨迹如图所示：‎ y＝±R的粒子直接沿直线做匀速运动到达y轴，其它粒子在磁场中发生偏转，‎ A、由图可知，发生偏转的粒子也有可能打在y＝R的位置上，所以粒子到达y轴的位置不是各不相同的，故A错误；‎ B、以沿x轴射入的粒子为例，若r＝＜R，则粒子不能达到y轴就偏向上离开磁场区域，所以要求R≤，所有粒子才能穿过磁场到达y轴，故B正确；‎ C、从x轴入射的粒子在磁场中对应的弧长最长，所以该粒子最后到达y轴，而y＝±R的粒子直接沿直线做匀速运动到达y轴，时间最短，故C错误；‎ D、从x轴入射的粒子运动时间为：t1＝·＝，y＝±R的粒子直接沿直线做匀速运动到达y轴，时间最短，则t2＝‎ 所以Δt＝－，其中角度θ为从x轴入射的粒子运动的圆心角，根据几何关系有：sinθ＝＝，故D正确．‎ ‎13.（1）A D ‎（2）‎ ‎（3）C ‎【解析】（1）由题意可知，灯泡的额定电压为4.8 V，而给出的电压表中有15 V和3 V两种，选用15 V的电压则误差较大；而选用3 V的电压表，则量程偏小，故可以串联一个电阻进行分压；由题意可知，选择3 kΩ的电阻可以使量程扩大为2倍，故选用D即可；故可以选取3 V的电压表和3 kΩ的电阻串联充当电压表使用；‎ ‎（2）因题目中要求多测几组数据进行作图，故实验中选用分压接法，并用将与电压表串联充当电压表使用，电流表采用电流表外接法，故原理图如图所示；‎ ‎（3）由功率公式可得：；若R为定值的话，则P与应为一次方程；但因为灯泡电阻随温度的变化而变化，故功率随温度不再是线性关系，而是随着电压的增大，功率减小，故P-图象应为C.‎ ‎14.（1）‎ ‎（2）102.5 （3）F A （4）串联 897.5‎ ‎【解析】（1）根据原理图可得出对应的实物图；如图所示；‎ ‎（2）由电阻箱的读数方法可得：R=1×100+2×1+5×0.1Ω=102.5 Ω ‎（3）定值电阻起保护作用，防止电源短路，则由欧姆定律可知定值电阻选F即可；滑动变阻器采用分压接法，故滑动变阻器选择A；‎ ‎（4）要使电流表改装成3.0 V的电压表，应串联一个电阻；由欧姆定律可知：Ig（Rg+R）=3.0 V；‎ 解得：R=897.5 Ω；‎ ‎15.(1)(2)(3)‎ ‎【解析】（1） 开始运动时，带电系统的加速度，根据牛顿定律 解昨 ‎(2)从开始运动，到A球刚运动到PQ位置，根据动能定理：‎ 解得：（3）带电系统向右运动分三段：B球进入电场前、带电系统在电场中、A球出电场.设A球离开PQ的最大位移为x，由动能定理得：2qEL-qEL-3qEx=0解得则 ‎16.（1）2 A （2） 0.6 N ‎【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律，当滑动变阻器的电阻为R1=1 Ω时，‎ 电流I1===2 A ‎（2）金属棒受重力mg、安培力F和支持力FN如图．‎ 根据平衡条件可得，mgsinθ=F1cosθ 又F1=BI1l 联立上式，解得磁感应强度B===1.5 T 当滑动变阻器的电阻为R2=4 Ω时，电流I2==A=1 A 又F2=BI2l=1.5×1×0.5 N=0.75 N mgsinθ=0.2×10×sin37° N=1.2 N 所以mgsinθ＞F2cosθ，故金属棒受到沿导轨平面向上的摩擦力Ff 根据平衡条件可得，mgsinθ=F2cosθ+Ff 联立解得：Ff=mgsinθ﹣F2cosθ=（0.2×10×sin 37°﹣0.75×cos 37°） N=0.6 N ‎17.(1)7.2×103N/C ‎(2)4 cm ‎(3)3.86×10－4s ‎【解析】(1)电荷在电场中做匀加速直线运动，设其在电场中运动的时间为t1，有：v0＝at1，Eq＝ma 解得：E＝＝7.2×103N/C ‎(2)当磁场垂直纸面向外时，电荷运动的半径为：r1＝＝5 cm，周期T1＝＝×10－5s 当磁场垂直纸面向里时，电荷运动的半径为：r2＝＝3 cm，周期T2＝＝×10－5s 故电荷从t＝0时刻开始做周期性运动，其运动轨迹如图丙所示：‎ t＝×10－5s时刻电荷与O点的水平距离：Δd＝2(r1－r2)＝4 cm.‎ ‎(3)电荷从第一次通过MN开始，其运动的周期T＝×10－5s，根据电荷的运动情况可知，电荷到达挡板前运动的完整周期数为15个，此时电荷沿MN运动的距离：s＝15Δd＝60 cm 则最后8 cm的距离如图丁所示，有：r1＋r1cosα＝8 cm 解得：cosα＝0.6，则α＝53°‎ 故电荷运动的总时间：t总＝t1＋15T＋T1－T1＝3.86×10－4s