重庆市南开中学学年度秋高二物理上学期期末测试试题.docx

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重庆市南开中学学年度秋高二物理上学期期末测试试题

重庆市南开中学高2017级高二（上）期末考试

物理

本试卷分（选择题）和（非选择题）两部分，满分150分，考试用时120分钟。

第I卷（选择题共64分）

一．（48分）单项选择题：

本大题共12小题，每小题4分。

每小题给出的四个答案中，有且只有一个是正确的，把正确答案选出来填写在对应答题卷内。

选对的得4分；选错或不答的得0分。

1．发现电磁感应现象，对人类社会进步做出重大贡献的科学家是（）

A．法拉第B．麦克斯韦C．奥斯特D．安培

2．如图所示，电动机M的额定功率P1=8W，内阻r1=2Ω，小灯泡三的额定功率P2=1.5W，额定电压U2=3V，电动机和小灯泡串联后加恒定电压U时电动机和小灯泡恰好正常工作，则此时电路中电流，与两端电压U为（）

A．2A19VB．0.5A19V

C．2A16VD．0.5A16V

3．如图为一交变电流随时间变化的图象，图像中每半个周期均为正弦图线，则此交变电流的有效值为（）

A．

AB．

AC．

AD．3A

4．如图所示电路：

关S保持闭合状态时，通过灯泡B和线圈三的电流为i2，通过电阻R的电流为i1，且i1>i2：

若在t1时刻将S断开，则S断开前后电流表A示数随时间变化的图象是（）

5．如图所示电路中，平行板电容器极板水平放置，板间有一质量为m的带电油滴悬浮在两板间静止不动。

要使油滴向上运动，可采用的方法是（）

A．只把电阻R1阻值调小B．只把电阻R2阻值调小

C．只把电阻R3阻值调大D．只把电阻R4阻值调小

6．劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示：

置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略。

磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U。

若D型盒圆心A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为+q，初速度为零，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑重力的影响，则下列说法正确的是（）

A．质子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为1：

2

B．质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比

C．质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf

D．不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器也能用于α粒子（含两个质子，两个中子）加速

7．如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a（）

A．顺时针加速旋转B．顺时针减速旋转

C．逆时针加速旋转D．逆时针减速旋转

8．一种半导体材料称为“霍尔材料”，用它制成的元件称为“霍尔元件”。

这种材料有可定向移动的电荷，称为“载流子”，每个载流子的电荷量大小为q=1.6×10﹣19C。

在一次实验中，一块霍尔材料制成的薄片宽ab=1.0×10﹣2m、长6c=L=4.0×10﹣2m、厚h=1×10﹣2m，水平放置在竖直向上的磁感应强度B=1.5T的匀强磁场中，bc方向通有I=3.0A的电流，如图所示，沿ab方向产生1.0×10﹣5V的横电压。

则下列说法正确的是（）

A．若载流子是电子，则a端电势比b端电势低

B．薄板中形成电流，的载流子定向运动的速率是6.7×10﹣4m/s

C．薄板中形成电流，的载流子热运动的速率是6.7×10﹣4m/s

D．这块霍尔材料中单位体积内的载流子仑数为3.75×1027个

9．如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。

将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为△V1、△V2、△V3，理想电流表A示数变化量的绝对值为△I，则下列说法错误的是（）

A．A的示数一定增大，V2的示数一定减小

B．△V3与△I的比值，△V1与△I的比值一定都大于r

C．电源输出功率和滑动变阻器消耗的功率一定都增大

D．电源效率一定减小

10．如图所示，正方形区域MNPQ内有垂直纸面向里的匀强磁场。

在外力作用下，一正方形闭合刚性导线框沿ON方向匀速运动，t=0时刻，其四个顶点M’、N’、P’、Q’恰好在磁场边界中点。

下列图象中能反映线框所受安培力f的大小随时间t变化规律的是（）

11．在如图所示的有界磁场区域，磁场方向水平，上、下部分磁感应强度大小均为B，宽度均为L。

现有一竖直平面内的匝数为n，质量为m，边长为L的正方形金属线框，从磁场上方某处由静止释放，当ab边刚进入磁场e1e2时，线框恰好做匀速运动：

经过一段时间后，当ab边到达下方磁场

中距边界O1O2距离为s的f1f2位置时，线框再次做匀速运动。

已知线框总电阻为R，不计空气阻力，若ab边到达位置e1e2时速度大小为v1，到达位置f1f2时，线框的速度为v2，则（）

A．

B．

C．

D．

12．在xoy坐标系第一象限（含坐标轴）内有垂直xoy平面随时间周期性变化的匀强磁场，规定垂直xoy平面向里的磁场方向为正。

磁场变化规律如图，磁感应强度的大小为风，变化周期为T0。

某一正粒子质量为m、电量为q，在t=0时从O点沿x轴正向射入磁场中。

若要求粒子在t=T0时距x轴最远，则B0的值为（）

A．

B．

C．

D．

二、（16分）多项选择题：

每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上正确选项，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

13．如图所示，图线a是矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦式交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生的正弦式交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦式交流电的说法正确的是（）

A．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零

B．线圈前后两次转速之比为3：

2

C．交流电a的瞬时值表达式为u=10sin0.4t（v）

D．交流电b的最大值为

14．空间存在如图所示的水平向右的匀强电场E和垂直向里的匀强磁场B。

下面关于带电粒子在其中运动情况的判断，正确的是（）

A．若不计重力，粒子做匀速运动的方向一定沿Y轴正方向

B．若不计重力，粒子可沿x轴正方向做匀加速直线运动

C．若重力不能忽略，粒子可能做匀速圆周运动

D．若重力不能忽略，粒子可能做匀速直线运动

15．如图所示，光滑的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场；PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。

一个半径为a，质量为m，电阻为R的金属圆环垂直磁场方向，以速度v从如图所示位置向右运动，当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时，圆环的速度为v/2，则下列说法正确的是（）

A．此时圆环中的电功率为

B．此时圆环的加速度为

C．此过程中通过圆环截面的电量为

D．此过程中回路产生的电能为0.75mv2

16．如图所示，足够长平行金属导轨内有垂直纸面向里的匀强磁场，金属杆ab与导轨垂直且接触良好，导轨右端通过电阻与平行金属板AB连接。

已知导轨相距为L：

磁场磁感应强度为B；R1、R2和ab杆的电阻值均为r，其余电阻不计；平行金属板AB间距为d、板长为4d、重力加速度为g，不计空气阻力。

质量为m、带电量为+q的微粒以v0沿两板中心线水平射入，如果ab杆以某一速度向左匀速运动时，微粒恰能沿两板中心线射出；如果ab杆以同样大小的速度向右匀速运动时，该微粒将射到B板距左端为d的C处，如果以v0沿中心线射入的上述微粒能够从两板间射出，则ab

杆向左匀速运动的速度可能为（）

A．

B．

C．

D．

第II卷（非选择题共86分）

三．（18分）实验题：

本大题共两道小题，其中17题6分，18题12分，将答案填写在对应的答题卷内。

17．如图所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小。

电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器（图中未画出）相连接。

试根据该电路结构分析：

工作时，应该把恒温箱内的加热器接在______（AB或CD）端；若要将恒温箱温度控制在更高的温度，应将滑动变阻器R'调______（大或小）；在其他条件不变情况下，由于电池甲的长期使用，会使恒温箱的温度比设定的温度偏______（高或低）。

18．有一根细而均匀的管状导电原件（如图所示），此原件长三约为3cm，电阻约为100Ω，已知这种材料的电阻率为ρ，因该样品的内圆直径太小，无法直接测量，为了测量其内圆直径可先测其电阻Rx，现提供以下实验器材：

A．20分度的游标卡尺

B．螺旋测微器

C．电流表A1（量程50mA,，内阻r1为100Ω）

D．电流表A2（量程100mA，内阻r2约为40Ω）

E．电流表A3（量程1A，内阻r3约为0.1Ω）

F．滑动变阻器R1（0.20Ω，额定电流1A）

G．滑动变阻器R2（0～2kΩ，额定电流0.1A）

H．直流电源E（12V，内阻不计）

I．导电材料样品Rx（长L约为3cm，电阻Rx约为100Ω）

J．开关一只，导线若干

（1）用游标卡尺测得该样品的长度如图甲所示，其示数L=______mm；用螺旋测微器测得该样品的外径如图乙所示，其示数D=______mm．

（2）为了尽可能精确地测量原件电阻Rx，请设计合适电路，选择合适电学仪器，在方框中画出实验电路图，所选器材注意角标区分。

（3）除了需要测量样品长度L、外径D外，还需要测量________________________，

用已知物理量的符号和测量量的符号来表示样品的内径d=________________________。

四．（68分）计算题：

本大题共五小题，其中19题12分，20题12分，21题14分，22题14分，23题16分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。

19．在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=1500匝，横截面积S=20cm2。

螺线管导线电阻r=1.0Ω，R1=4.0Ω，R2=5.0Ω。

在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。

求：

（1）螺线管中产生的感应电动势：

（2）闭合S，电路中的电流稳定后，求电阻R1的电功率；

20．人们利用发电机把天然存在的各种形式的能量（水流能、煤等燃料的化学能）转化为电能，为了合理地利用这些能源，发电站要修建在靠近这些资源的地方，但用电的地方却分布很广，因此，需要把电能输送到远方。

若某电站的输送电压为U=5000V，输送功率P=500kW，这时安装在输电线路的起点和终点的电度表一昼夜里读数相差4800kW·h，试求：

（1）输电效率和输电线的电阻；

（2）若要使输电损失的功率降到输送功率的2％，且用户得到电压为220V，求升压变压器和降压变压器原副线圈匝数比各为多少?

21．在如图所示的xoy坐标系中，y>0的区域内存在着沿Y轴正方向的匀强电场，y<0的区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场。

一质量为m，带电量为﹣q的带电粒子从Y轴上的P（0，h）点以初速度v0沿x轴正方向射出，第一次过x轴即通过x轴上的D（2h，0）点。

（h、q均大于0，不计重力的影响）

（1）若粒子恰能回到P点，求电场强度E和磁感应强度B的大小；

（2）若将磁场方向反向，其余条件不变，求粒子第n次过x轴时与O点的距离。

22．如图所示间距为L、光滑足够长的金属导轨（导轨电阻不计）所在斜面倾角为α；两根质量均为m、电阻均为R的金属棒CD、PQ水平且与导轨垂直地放在导轨上；CD棒两端与劲度系数为k的两相同轻质绝缘弹簧相连，两弹簧平行于斜面且另一端与固定墙面相连；整个装置处在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感强度为B。

开始时金属棒CD静止，PQ在外力作用下也静止；现用一恒力沿斜面向上拉金属棒PQ沿斜面向上加速，当金属棒PQ达到稳定时弹簧的形变量与开始时相同。

已知金属棒PQ开始运动到稳定的过程中CD可视为缓慢移动，且通过CD棒的电量为

求此过程中：

（I）CD棒移动的距离：

（2）PQ棒移动的距离；

（3）回路产生的总电热。

23．如图所示：

在x轴上（-a，0）点有一离子源，向x轴上下45°范围内发射质量均为m、电量均为+q、速度大小均为v的带电粒子；所有粒子经过一个Y轴附近、方向垂直于xoy平面、关于y轴对称的连续匀强磁场区域（图中两虚线之间区域，虚线为示意图，并非磁场边界）后都汇聚于（a，0）点，且所有粒子在磁场中的轨迹半径均为

，不计粒子重力，

则：

（1）Y轴正半轴区域和负半轴区域磁感强度的大小和方向如何?

（2）试设计该磁场区域左右边界方程：

（3）这些粒子从（﹣a，0）点到（a，0）点所用的最长和最短时间分别为多少?