学年福建省东山二中高二上学期期末考物理试题Word版.docx
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学年福建省东山二中高二上学期期末考物理试题Word版.docx
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学年福建省东山二中高二上学期期末考物理试题Word版
东山二中2017-2018学年高二(上)期末物理试卷
一、选择题:
共12小题,每小题4分,共48分.(第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12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.物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律,为人类的科学做出了巨大贡献.下列描述中符合物理学史实的是( )
A.安培发现了电流的磁效应
B.奥斯特通过实验测定了磁场对电流的作用力
C.库仑总结出了真空中的两静止点电荷间相互作用的规律
D.法拉第发现了电磁感应现象并总结出了判断感应电流方向的规律
2.真空中两个完全相同、带异种电荷的导体小球A和B(视为点电荷),A带电荷量为+3Q,B带电荷量为﹣Q,彼此间的引力为F.把两导体小球互相接触后再移回原来各自的位置,这时A和B之间的作用力为F’,则F与F′之比为( )
A.3:
1B.9:
1C.1:
3D.1:
9
3.如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长为ab=20cm,ad=10cm,ae=5cm,若将A与B接入电路时,电阻为R1;若将C与D接入电路时,电阻为R2,则R1:
R2为( )
A.2:
1B.4:
1C.8:
1D.16:
1第4题图
4.如图所示,R4是半导体材料制成的热敏电阻,电阻率随温度的升高而减小,这就是一个火警报警器的电路,电流表是安放在值班室的显示器,电源两极之间接一个报警器,当R4所在处出现火情时,显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是( )
A.I变大,U变小B.I变大,U变大C.I变小,U变大D.I变小,U变小
5.如图,MN是放置在匀强磁场中的一块薄金属板,带电粒子(不计重力)在匀强磁场中运动并穿过薄金属板,实线表示其运动轨
迹,由图可知()
A.粒子带正电B.粒子运动方向是abcde
C.粒子运动方向是edcba
D.粒子上半周运动所用时间比下半周所用时间长
6.如图所示是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路,平行板电容器中央有一个液滴处于平衡状态,保持B板不动,A板逐渐上移,则( )
A.电容器的电容变大B.电阻R中有从a流向b的电流
C.液滴带电性质无法确定D.液滴将向上运动
7.如图所示,一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落,穿过一根竖直悬挂的条形磁铁(质量为m),铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合.则悬挂磁铁的绳子中拉力F随时间t变化的图象可能是( )
A.B.CD.
8.有一种电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图所示.其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒,此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射人偏转电场,再经偏转电场后打到纸上,显示出字符.不必考虑墨汁微粒的重力,为了使打在纸上的字迹缩小,下列措施可行的是( )
(第9题图)
A.减小墨汁微粒的质量B.增大墨汁微粒所带的电荷量
C.增大偏转电场的电压D.增大墨汁微粒的喷出速度
9.如图所示,平行直线表示电场线,但未标方向,一带正电微粒只受电场力作用,以某初速度从A点运动到B点,动能逐渐增大,则( )
A.电场线方向从右向左B.电场线方向从左向右
C.微粒的运动轨迹可能是轨迹aD.微粒的运动轨迹可能是轨迹b
第10题图第11题图第12题图
10.如图所示,a,b灯分别标有“3.6V,2.5W”和“3.6V,4.0W”,闭合开关,调节R,能使a、b都正常发光.断开开关后重做实验,则( )
A.闭合开关,a将慢慢亮起来,b立即发光
B.闭合开关,a、b同时发光
C.断开开关,a、b都逐渐熄灭
D.断开开关,a逐渐熄灭,b灯闪亮一下再熄灭
11.如图甲所示,一个圆形线圈的匝数n=100,线圈面积S=100cm2,线圈的电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图乙所示.下列说法中正确的( )
A.线圈中的感应电流方向为逆时针方向
B.电阻R两端的电压随时问均匀增大
C.前4s内通过电阻R的电荷量为4×10﹣2C
D.线圈电阻r消耗的功率为4×10﹣2W
12.如图所示,空间中存在一水平方向匀强电场和一水平方向匀强磁场,且电场方向和磁场方向相互垂直.在电磁场正交的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆,与电场正方向成60°夹角且处于竖直平面内.一质量为m,带电量为+q的小球套在绝缘杆上.初始,给小球一沿杆向下的初速度v0,小球恰好做匀速运动,电量保持不变.已知,磁感应强度大小为B,电场强度大小为E=
,则以下说法正确的是( )
A.小球的初速度为v0=
B.若小球的初速度为
,小球将做加速度不断增大的减速运动,最后停止
C.若小球的初速度为
,小球将做加速度不断增大的减速运动,最后停止
D.若小球的初速度为
,则运动中克服摩擦力做功为
二、实验题:
共12分.请把答案填在答题卡的相应位置上
13有一游标卡尺,主尺的最小分度是1mm,游标上有20个小的等分刻度.用它测量一小球的直径,如图甲所示的读数是mm.用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,如图乙所示的读数是mm.
甲乙
14.某同学用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值,他先把选择开关旋到“×1k”挡,测量时指针偏转如甲图所示,为了比较精确的测量,他进行了下列合理的操作:
A.将换挡旋钮调至“× Ω”倍率;
B.重新将红、黑两表笔短接,调节 调零旋钮(填图甲中“A”或“B”)使指针指到图中欧姆表刻度盘中的 刻度线位置;(填“0”或“∞”)
C.将待测电阻两端金属线与红、黑两表笔接触,这时刻度盘上的指针位置如乙图所示,则该定值电阻阻值为 Ω.
15.某同学通过实验测量一种合金丝的电阻率.待测合金丝Rx的电阻约为5Ω.提供的仪器有:
A.电压表(内阻约为10kΩ,量程为3V)
B.电流表(内阻约为3Ω,量程为0.6A)
C.电流表(内阻约为0.1Ω,量程为3A)
D.滑动变阻器(阻值为0~5Ω,额定电流为2A)
E.电源(电动势为5V,内电阻为1Ω)
F.一个开关、若干导线
①测量时,电流表应选 .(填序号)
②该同学根据以上仪器连接实验线路,为了较精确地测量同时要求实验中电流表示数变化范围尽量宽,请你用笔画线代替导线,在图乙中将电路补充完整.
③实验中,测出合金丝的两端电压为U,电流强度为I,直径为d,长度为L,则该合金丝的电阻率的表达式ρ= (用所给符号表示).
三、计算题:
本题共4小题.共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.
16.电场中某区域的电场线分布如图所示,A、B是电场中的两点.一个电荷量q1=4.0×10﹣8的负点电荷,放在电场中的A点时所受电场力为F1=2.0×10﹣4N.
(1)求A点电场强度的大小EA;
(2)将q2=2.0×10﹣8C的正点电荷放入电场中的A点,求q2受到的电场力F2的大小和方向;(3)如果将点电荷q1从电场中的A点移到B点,电场力做功WAB=8.0×10﹣7J,求A、B两点间的电势差UAB.
17.如图所示,电源电动势E=12V,内阻r=2Ω,闭合电键S后,标有“8V,12W”的灯泡恰能正常发光,电动机M绕组的电阻R0=4Ω,求:
(1)电源的内电压U内;
(2)通过电动机M的电流IM;(3)电动机的输出功率P出.
18.某同学自制一电流表,其原理如图所示.质量为m的均匀细金属杆MN与两条竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连,弹簧的劲度系数为k,在矩形区域abcd内有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外,磁场边界ab的长度为L1,bc的长度为L2,MN的长度为L3,且L3>L1.当MN中没有电流通过且处于静止时,MN与矩形区域的ad、bc中点连线重合,且指针指在标尺的零刻度;当MN中有电流通过时,指针示数可表示电流强度大小.MN始终在纸面内且保持水平,重力加速度为g.
(1)当电流表的示数为零时,求每条弹簧的伸长量;
(2)若两轻质弹簧的弹力为零,求金属杆MN中电流的大小和方向;
(3)当金属杆中电流方向从M到N时,此电流表测量的最大值是多少?
19.如图甲所示,两间距为d的水平放置的平行金属板M、N,M板某处C放有粒子源,C的正上方的N板D处开有一个可穿过粒子的小孔.间距L=2d的平行金属导轨P、Q与金属板M、N相连,导轨上存在一垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场,一导体棒ab贴紧PQ以一定的初速度向右匀速进入磁场.在ab进入磁场的瞬间,粒子源飘出一个初速度视为零、质量为m、带电量为q的粒子,在M、N间加速后从D处射出.在N板的上方(并与D点相切)有一个内圆半径R1=d、外圆半径R2=3d的圆环形匀强磁场,其大小也为B、方向垂直纸面向外,两圆的圆心O与C、D在一竖直线上.不计粒子重力,忽略平行板外的电场以及磁场间的相互影响.
(1)C处飘出的粒子带何种电荷?
已知ab棒的速度为v0,求粒子到达N板时速度v;
(2)为了不让粒子进入内圆半径为R1的无磁场区域,试求出ab棒的速度v0最大值v0m;
(3)若ab棒的速度只能是
,为了实现粒子不进入半径为R1的内圆无磁场区域,可以控制金属导轨P、Q的磁场宽度(如图乙所示),求该磁场宽度S的范围.
东山二中2017-2018高二年(上)期末考物理参考答案
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
C
A
B
A
C
B
B
D
BD
AC
AC
AC
二、实验题
13.33.353.26514100B02100
15.
(1)B
(2)
(3)
三、计算题
16
解:
(1)A点电场强度的大小为:
,
(2)q2受到的电场力为:
,方向沿场强向左,
(3)A、B两点间的电势差为:
17解:
(1)灯泡恰能正常发光,可知外电路有:
U外=8V
由E=U外+U内得:
U内=E﹣U外=12﹣8=4V
(2)由PL=ULIL得灯泡的电流为:
总电流为:
故有:
IM=I﹣IL=(2﹣1.5)A=0.5A
(3)电动机输入功率为:
P入=UIM=8×0.5W=4W
发热功率为:
由P入=P出+P热得:
P出=P入﹣P热=3W
18解:
(1)设当电流表示数为零时,每条弹簧的伸长量为△x,由二力平衡条件得:
mg=2k•△x
所以:
(2)弹簧的弹力为零时,金属杆所受安培力应该竖直向上,由左手定则可知,金属杆中的电流方向为:
N→M
由于弹簧的弹力为零,根据mg=BI1L1,得:
(3)设电流表满偏时通过M到N的电流为Im,此时金属杆到达ab磁场边界,对杆受力分析得:
所以:
,
19解:
(1)根据右手定则可知,a端为正极,故带电粒子必须带负电.
ab棒切割磁感线,产生的电动势为:
E势=BLv0=2Bdv0…①
对于粒子,根据动能定理为:
qUDC=qE势=
…②
联立①②两式,可得:
v=2
…③
(2)为了不让粒子进入内圆半径为d的无磁场区域,则粒子最大半径r时的轨迹与内圆相切,
如图所示.设此时粒子速度为v′
根据几何关系:
r2+R
=(R1+r)2…④
计算得到:
r=4d…⑤
根据洛伦兹力提供向心力有:
qv′B=m
…⑥
由⑤⑥得:
v′=…⑦
根据粒子速度v与ab棒速度v0的关系式③得:
v′=2
…⑧
所以ab棒的速度v0的最大值为:
v0m=
(3)因为v
=
>v0m=,故如果让粒子一直在MN间加速,则必然进入内圆无磁场区.
而如果能够让粒子在MN间只加速一部分距离,用时间t,再匀速走完剩下的距离,就可以让粒子的速度不超过v′.
这时只需ab棒在磁场中运动一段距离.
设导轨磁场最大宽度为S时粒子恰好不会进入内圆无磁场区,此情况下
由⑦式可知,粒子从D点射出的速度为:
v′=at=…⑨
粒子在MN间加速的加速度为:
a=
=
=
=
…⑩
由⑨⑩解得:
t=
对于ab棒:
s=v
t=2d
磁场宽度范围:
0<s≤2d
答:
(1)粒子到达N板时速度2
;
(2)ab棒的速度v0最大值;
(3)该磁场宽度S的范围0<s≤2d.
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