物理卷·2018届河北省正定中学高二上学期期末考试（2017-01）

物理卷·2018届河北省正定中学高二上学期期末考试（2017-01）

河北正定中学高二年级第一学期期末考试 物 理 试 题 出题人：彭飞、赵哲丰 审题人：付东儒、吴海波 一、选择题（本题12小题，共48分。1至8题只有一个正确选项，每题4分；9至12题每题有多个正确选项，全选对得4分、漏选得2分，错选、不选得零分）‎ ‎1.关于电场和磁场，下列说法正确的是（ ）‎ A．电场中某处电场强度的方向就是位于该处的点电荷所受库仑力的方向 B．磁场中某处磁感应强度的方向就是位于该处的通电导线所受安培力的方向 C．电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度一定为零 D．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度一定为零 ‎2.如图所示，真空中某点固定一带正电的点电荷，图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心与该点电荷重合。一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为该粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c 三点是实线与虚线的交点，则该粒子( )‎ A．带负电 ‎ B．在c 点受力最大 C．在b 点的电势能大于在c 点的电势能 ‎ D．由a 点到b 点的动能变化小于由b 点到c 点的动能变化 ‎3.某人站在静浮于水面的船上，从某时刻开始人从船头走向船尾.设水的阻力不计，那么在这段时间内关于人和船的运动情况判断错误的是( )‎ A.人匀速行走，船匀速后退，两者速度大小与它们的质量成反比 B.人加速行走，船加速后退，两者加速度大小与它们的质量成反比 C.人走走停停，船退退停停，两者动量总和总是为零 D.当人从船头走到船尾停止运动后，船由于惯性还会继续后退一段距离 ‎4.一个匝数为100匝，电阻为0.5Ω的闭合线圈处于某一磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻起穿过线圈的磁通量按图示规律变化．则线圈中产生交变电流的有效值为（　　）‎ A．5 B． C．6A D．5A ‎5.在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R3‎ 为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，电压表为理想电压表．若将照射R3的光的强度减弱，则(　　)．‎ A．小灯泡消耗的功率变小 B．电压表的示数变大 C．通过R2的电流变小　 　D．电源输出功率一定变大 ‎6. 回旋加速器的核心部分如图所示，两个D形盒分别与交变电源的两极相连。下列说法正确的是(　　)‎ A．D形盒之间电场力使粒子加速 B．D形盒内的洛伦兹力使粒子加速 C．增大交变电压的峰值，最终获得的速率v增大 D．增大磁感应强度，不影响最终获得的最大速率 ‎7. 如图所示，以O为圆心的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v从A点向圆心方向垂直磁场射入，经过时间t从C点射出磁场，AO与OC成900角。现将带电粒子的速度变为，仍从A点向圆心方向射人磁场，不计粒子重力，则粒子在磁场中的运动时间变为（ ） ‎ A. B. C. D. ‎ ‎8.如图所示，三条平行虚线位于纸面内，中间虚线两侧有方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度等大反向．菱形闭合导线框ABCD位于纸面内且对角线AC与虚线垂直，磁场宽度与对角线AC长均为d，现使线框沿AC方向匀速穿过磁场，以逆时针方向为感应电流的正方向，则从C点进入磁场到A点离开磁场的过程中，线框中电流i随时间t的变化关系正确的是（ ）‎ A                 B               C                   D ‎9.某小型水电站的电能输送示意图如图甲，发电机的输出电压变化规律如图乙，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2。降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)。要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则( )‎ A．乙图中电压的瞬时值表达式为：u = 220sin100πt V B．乙图中电压的有效值和用电器的额定电压都是220 V，所以 C．通过升压变压器的电流频率比通过降压变压器的电流频率大 D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率 ‎10.如图所示，在光滑水平面上质量分别为mA=2 kg、mB=4 kg，速率分别为vA=5 m/s、vB=2 m/s的A、B两小球沿同一直线相向运动并发生对心碰撞，则(          )‎ A．它们碰撞后的总动量是18 kg · m/s，方向水平向右 B．它们碰撞后的总动量是2 kg · m/s，方向水平向右 C．它们碰撞后B小球向右运动 D．它们碰撞后B小球可能向左运动 ‎11.如图所示，螺线管内有平行于轴线的匀强磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框cdef在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度随时间按图示规律变化时（      ）‎ A．在t1时刻，金属圆环L内的磁通量最大 B．在t2时刻，金属圆环L内的磁通量最小 C．在t1- t2时间内，金属圆环L内有顺时针方向的感应电流 D．在t1- t2时间内，金属圆环L有收缩趋势 ‎12.如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r＝1 Ω，电炉电阻R＝19 Ω，电解槽电阻r′＝0.5 Ω.当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为684 W；S1、S2都闭合时电炉消耗功率为475 W(电炉电阻可看做不变)．以下说法正确的是（ ）‎ A.电源的电动势为120V B.S1、S2都闭合时，流过电解槽的电流大小为190A C.S1、S2都闭合时，电解槽消耗的电功率为200W D.S1、S2都闭合时，电解槽中消耗的电能转化成化学能的功率1700W．‎ 二、实验题（共计15分）‎ ‎13．（6分）如图所示为“验证动量守恒定律”的实验装置。‎ ‎(1)下列说法中符合本实验要求的是       。‎ A．安装轨道时，轨道末端必须水平 B．需要使用的测量仪器有天平、刻度尺和秒表 C．入射球比靶球质量大或者小均可，但二者的直径必须相同 D．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放 ‎(2)实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点，经多次释放入射球，在记录纸上找到了两球平均落点位置为M、P、N，并测得它们到O点的距离分别为OM、OP和ON。已知入射球的质量为m1，靶球的质量为m2，如果测得       ，则认为成功验证了碰撞中的动量守恒。‎ ‎14. （9分）在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，采用如图甲所示的电路可以方便地调节灯泡两端的电压值，已知两个滑动变阻器的最大阻值分别为R1、R2，且R1=10R2。‎ ‎（1）请根据图甲所示的实物图在图乙的方框中画出相应的电路图（标出R1的ab端，R2的cd端）；‎ ‎（2）在实验中，为了使小电珠的电压在开始时有最小值，在闭合开关前，两个滑动变阻器的滑片P1和P2应分别放在各自的 端（选填“a”或“b”）和 端（选填“c”或“d”）；‎ ‎（3）采用这个电路能够达到精细调节小电珠两端电压的目的，其中变阻器 （选填“R1”或“R2”）用于精细调节。‎ 三、计算题（共计47分,请写出必要的文字说明和公式，只写得数不得分）‎ ‎15．（10分）篮球运动是一项同学们喜欢的体育运动，若测得某个篮球从开始下落到触地反弹至最高点过程中的v-t图象（向下为正方向）如图所示．若篮球的质量为m=0.6kg，g取10m/s2．求触地过程中篮球对地面的平均作用力（不计空气阻力）．‎ ‎16．（11分）如图所示，固定在匀强磁场中的水平导轨ab、cd的间距L1＝0.5 m，金属棒ad与导轨左端bc的距离为L2＝0.8 m，整个闭合回路的电阻为R＝0.2 Ω，磁感应强度为B0＝1 T的匀强磁场竖直向下穿过整个回路．ad杆通过滑轮和轻绳连接着一个质量为m＝0.04 kg的物体，不计一切摩擦，现使磁场以＝0.2 T/s的变化率均匀地增大．求：‎ ‎(1) 闭合回路里感应电动势的大小及电流的方向．‎ ‎(2)物体刚好离开地面的时间(g取10 m/s2)．‎ ‎17．（12分）如图所示，轻弹簧的一端固定，另一端与滑块B相连，B静止在水平导轨上的O点，此时弹簧处于原长。另一质量与B相同的滑块A从导轨上的P点以初速度v0向B滑行，当A滑过距离l时，与B相碰。碰撞时间极短，碰后A、B粘在一起运动。设滑块A和B均可视为质点，与导轨的动摩擦因数均为μ。重力加速度为g。求：‎ ‎（1）碰后瞬间，A、B共同的速度大小；‎ ‎（2）若A、B压缩弹簧后恰能返回到O点并停止，求弹簧的最大压缩量。‎ ‎18．（14分）如图所示，M、N、P为很长的平行边界面，M、N与M、P间距分别为l1、l2，其间分别有磁感应强度为B1和B2的匀强磁场区，Ⅰ和Ⅱ磁场方向垂直纸面向里，B1≠B2，现有一带电量为+q，质量为m的带电粒子，以某一初速度垂直边界N及磁场方向射入MN间的磁场区域．不计粒子的重力．求：‎ ‎（1）要使粒子能穿过Ⅰ磁场进入Ⅱ磁场，粒子的初速度v0至少应为多少？‎ ‎（2）若粒子进入磁场的初速度，则粒子第一次穿过Ⅰ磁场的时间t1是多少？‎ ‎（3）粒子初速度v为多少时，才可恰好穿过两个磁场区域．‎ 高二物理期末考试物理答案 ‎1.C 2.C 3.D 4.B 5.A 6.A 7.B 8.D 9. AD 10. BC 11. CD 12. AD ‎13.AD（3分） （3分）‎ ‎15. （10分）以向下为正方向 ‎                          …………5分 ‎       代入数据                                  …………3分 ‎       由牛顿第三定律可知，篮球对地面的作用力也为39N 1分 方向竖直向下……1分 ‎16. （11分） (1)由法拉第电磁感应定律得E＝＝S＝0.08 V. 2分 由楞次定律可以判断，电流方向adcba, 2分 ‎(2)物体刚好离开地面时，其受到的拉力F＝mg 而拉力F又等于棒所受的安培力，即mg＝F安＝BIL1 2分 其中B＝B0＋t 2分 I＝ 2分 解得t＝5 s. 1分 ‎17（12分）.‎ 解：设A、B质量均为m，A刚接触B时的速度为v1，碰后瞬间共同的速度为v2‎ 以A为研究对象，从P到O，由功能关系 ‎ 2分 以A、B为研究对象，碰撞瞬间，由动量守恒定律：mv1 = 2mv2 2分 解得　　  　 2分 ‎（2）碰后A、B由O点向左运动，又返回到O点，设弹簧的最大压缩量为x 由功能关系：μ ( 2mg )・2x =  4分 解得： 2分 ‎18.（14分）‎×　×‎ ‎×　×‎ ‎×　×‎ ‎×　×‎ ‎×　×‎ ‎×　×‎ ‎×××‎ ‎×××‎ ‎×××‎ ‎×××‎ ‎×××‎ ‎×××‎ ‎×××‎ ‎×××‎ v N M P B1‎ B2‎ l1‎ l2‎ Ⅰ Ⅱ O1‎ α ‎）‎ 解：（1）设粒子速度大小为v0时恰好能进入Ⅱ磁场，则进入Ⅱ磁场时速度恰好沿M边界，所以半径为r=l1 （1分）‎ 由 （1分） 得 （1分）‎ ‎（2）粒子在磁场中运动由 得 ‎ 所以，粒子在Ⅰ磁场中作匀速圆周运动对应的圆心角α＝‎ 第一次穿过Ⅰ磁场的时间 （5分）‎ ‎（3）设粒子速度为v时，粒子在B2中的轨迹恰好与P边界相切，轨迹如图， 由 得到： 又 ‎ 粒子在B2中运动时有 ‎ 联立得 （6分）‎