江苏省扬州中学2017-2018学年高二上学期期末考试物理（选修）试卷.doc

扬州市2017～2018学年第一学期期末调研测试试题 高 二 物 理（选修） ‎ 考试时间100分钟，满分120分 第Ⅰ卷（选择题 共31分）‎ 一．单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分．每小题只有一个选项符合题意．将正确选项填涂在答题卡上相应位置．‎ ‎1．物理学的发展对人类文明起着重要的作用，下列对物理学家所做贡献的叙述中正确的是 A．奥斯特最早测定了元电荷e的数值 B．法拉第发现了电磁感应现象 C．楞次通过实验研究，发现了电流周围存在磁场 D．安培发现电流的磁效应与他坚信电和磁之间一定存在联系的哲学思想是分不开的 a b d c I ‎2．如图所示，一足够长的通电直导线水平放置，在导线的正下方有一闭合矩形线圈abcd与导线在同一平面内，且ad边与导线平行，下列情形中不能使线圈产生感应电流的是 A．线圈向下平移 B．线圈绕bc边转动 C．线圈沿平行于导线的方向向右平移 D．线圈不动，逐渐增大直导线中的电流 ‎3．将一根粗细均匀的电阻丝接在电压恒定的电源两端，电阻丝消耗的功率为20 W．现将电阻丝剪掉一半后再接在同一电源上，则电阻丝消耗的功率为 A．40 W B．20 W C．10 W D．5 W ‎4．在倾角为α的光滑斜面上放置一根长为L，质量为m的导体棒，通有电流I，空间有一匀强磁场，如图所示为截面图．导体棒静止且与斜面间刚好无压力，则磁感应强度的大小和方向为 A．大小为，方向垂直于斜面向上 B．大小为，方向垂直于斜面向上 C．大小为，方向水平向左 D．大小为，方向平行于斜面向上 x a b d c O ‎5．如图所示，空间存在垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁场区域宽度为2L，以磁场左边界为坐标原点建立x轴．一边长为L的正方形金属线框abcd，在外力作用下以速度v匀速穿过匀强磁场．从线框cd边刚进磁场开始计时，线框中产生的感应电流i、线框ab边两端的电压Uab、线框所受安培力F、穿过线圈的磁通量Φ随位移x的变化图像正确的是 ‎ O i x O x Uab F x O x A ‎ B ‎ C ‎ D ‎ Φ O 二．多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分．每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分．‎ ‎6．关于电源电动势，下列说法正确的有 A．电源电动势是反映电源将其他形式的能转化成电能本领大小的物理量 B．闭合回路中，电源在单位时间内提供的电能越多，电动势就越大 C．电源电动势在数值上等于电源未接入电路时电源两端的电压 A1‎ A2‎ R E S L D．闭合回路中，电源电动势的大小等于电路内外电压之和 ‎7．如图所示，A1、A2是两只完全相同的灯泡，电阻 R的阻值和线圈自感系数 L都较大，自感线圈的直流电阻不计，初始状态开关 S断开，则下列说法正确的有 A．开关S闭合时， A1、A2同时亮 ‎ B．开关S闭合后， A1、A2均逐渐变亮 C．从开关S闭合到电路稳定的过程中，A1先变亮，后又逐渐变暗直至熄灭 ‎ V b a R P C A D．待电路稳定后断开开关S，A1、A2立即同时熄灭 ‎8．在如图所示的电路中，电表都是理想电表，电流表A示数为I， 电压表V示数为U，当滑动变阻器的滑动触片向a端移动时，下列说法正确的有 A．电压表V的示数减小 B．电流表A的示数减小 ‎ C．电容器C左侧极板带正电 D．电容器C的电荷量增加 A B O P ‎9．如图所示，A板带负电，B板带正电，板间电压为U的平行金属板竖直放置，两板之间有垂直于纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场．一电荷量为＋q、质量为m的油滴由上方下落，从两板中央P点进入并穿过磁场区域．PO为板的中线，油滴刚进入极板间时受到的电场力大小恰等于洛仑磁力大小，下列说法正确的有 A．粒子沿PO方向匀速直线通过平行板 ‎ B．粒子一定从O点左侧飞出 C．粒子一定从O点右侧飞出 D．粒子不可能沿PO方向匀加速直线通过平行板 ‎ ‎ ‎ ‎ 第Ⅱ卷（非选择题 共89分）‎ 三．简答题： 本题共2小题，共26分．把答案填在答题卡相应的位置或按要求作答．‎ ‎10．（12分）某实验小组的同学发现给定的电压表（0～3V）量程偏小，因此决定改装电压表，将量程扩大为原来的两倍．‎ ‎（1）同学们先用多用电表的欧姆档粗略测量电压表的内阻，如图甲所示．将选择开关旋至倍率“×100”档，红、黑表笔短接调零后进行测量，红表笔应接电压表的 ▲ 接线柱（选填“＋”或“－”），测量结果如图乙所示，电压表的内阻为 ▲ Ω．‎ ‎+‎ ‎-‎ 红表笔 黑表笔 多用电表 甲 VA ‎-‎ ‎+‎ 乙 ‎（2）该实验小组为了能够精确测定该电压表的内阻，除待测电压表V外，实验室还提供了一些可选用的器材：电流表A1(量程200 μA)、电流表A2(量程1.0 mA)、电流表A3(量程0.6 A) 、滑动变阻器R(最大阻值200Ω)、电源E (电动势4 V)、开关S 所提供的电流表中，应选用 ▲ 接入电路；‎ 为了尽量减小误差，要求测量多组数据，该实验小组设计了下列两种实验电路图，你认为正确的是 ▲ （选择“丙”或“丁”）．‎ V A 丙 V A 丁 ‎（3）若测得电压表的内阻为4200Ω，现将其改装成0~6V量程的电压表，需要 ▲ （填“串联”或“并联”）阻值为 ▲ Ω的电阻．‎ ‎11．（14分）某研究性学习小组在测量某电池电动势和内阻时，由于使用的是新电池，电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用．实验器材除电池、开关和导线外，还有：电流表(量程0.6A、3A)，电压表(量程3 V、15V)，定值电阻(阻值R0=1W)，滑动变阻器(阻值范围0～10W、额定电流2A)．‎ ‎ ‎ 乙 ‎(1)该研究小组按照电路图正确连接好电路后进行实验，实验中移动滑动变阻器时，发现电流表示数变化明显，而电压表的示数变化不明显，引起该现象的主要原因是 ▲ ．‎ 甲 R ‎（2）该研究小组经过讨论，对电路进行了重新设计，根据设计好的电路图（如图甲）连接实际电路（如图乙），其中有两根导线未连接，请你帮助他连接好．‎ ‎(3)调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：‎ U (V)‎ ‎1. 40‎ ‎1. 30‎ ‎1. 20‎ ‎1. 10‎ ‎1. 00‎ I (A)‎ ‎0.07‎ ‎0. 15‎ ‎0. 24‎ ‎0. 32‎ ‎0. 41‎ 请根据表中的数据，在答题卡的方格纸上作出U－I 图线，‎ 并根据图线求得：电池电动势E = ▲ V；内阻 r= ▲ Ω．‎ ‎(4)实验时该研究小组进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合．其实，从减小实验误差考虑，这样的操作不妥，其原因是 ▲ （选择“A”或“B”）‎ ‎ A．通电时间较长引起电表损坏 B．通电时间较长导致电源发热，影响测量结果 四． 论述和计算题：本题共4小题，共63分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位． 12．（15分）如图所示，在一等腰直角三角形ADC区域内存在垂直于纸面的匀强磁场（包含边界），AD=DC=a．现有一质量为m、电荷量为+q的带电粒子，以某一速度v从D点沿DA边射入磁场，后垂直于AC边射出磁场，粒子的重力可忽略不计．求：‎ ‎（1）磁感应强度B的大小和方向；‎ ‎（2）粒子在三角形ADC区域内的运动时间；‎ A D C v ‎（3）若改变粒子射入磁场的速度大小，此时粒子进入磁场后轨迹刚好与AC边相切，则粒子的速度大小为多少．‎ ‎13．（15分）无线充电技术已经广泛应用于日常生活中，图甲是手机无线充电原理图，经简化后如图乙所示．设线圈处于平行于线圈轴线的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图丙所示（设磁场方向垂直纸面向里为正方向），虚线框内是整流电路，其作用是使流过电流表的电流方向始终向右，其他影响忽略不计．已知线圈匝数n=100匝，线圈面积S=1×10-3m2，电流表示数为1A，充电电池内阻r=0.5Ω，充电电池容量为2000mAh（1mAh=3.6C），设充电过程中电流恒定，充电前电池电量为零．求：‎ ‎（1）在0至0.5×10-2s时间内，线圈产生的感应电动势大小以及线圈中感应电流的方向；‎ ‎（2）充电电池的发热功率；‎ ‎（3）将充电电池电量充满需要多长时间．‎ 线圈 ‎（乙）‎ ‎（甲）‎ t/(×10-2s)‎ B/T ‎0.25‎ ‎-0.25‎ ‎0.5‎ ‎1.5‎ ‎1.0‎ ‎2.0‎ ‎（丙）‎ ‎0‎ ‎14．（16分）如图所示，光滑水平面上相隔d=0.6m的平行虚线PQ与MN间存在方向垂直轨道平面向下的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T．一质量m=0.01kg，电阻R=0.1Ω，边长L=0.2m的正方形单匝线圈，在恒力F=0.1N的作用下由静止开始运动，当cd边到达MN位置时撤去恒力F．已知cd边刚进磁场时线圈开始做匀速运动，ab边离开磁场时速度大小为1m/s．取g＝10m/s2，求：‎ ‎（1）线圈进磁场时的速度v1；‎ ‎（2）从cd边离开磁场至ab边离开磁场的过程中，线圈产生的焦耳热Q和通过线圈截 面的电荷量q；‎ ‎（3）cd边刚离开磁场时cd两点间的电压U的大小．并定性画出从cd边离开磁场至ab边离开磁场的过程中，cd两点间电压U的大小与此过程线框前进的位移x间的关系图像（写出必要的计算过程）．‎ a b c d F P Q M N d a b c d F B o x/m U/V ‎15．（17分）如图所示，空间存在四个连续的匀强电磁场区域，虚线边界水平．电场强度均为E=10N/C，方向竖直向下；磁感应强度均为B=10T，方向水平（垂直纸面向里）．图中d=0.1m．一带正电粒子从电场Ⅰ上边界A点由静止开始释放，带电粒子质量m=0.1kg，电荷量q=0.1C．不计带电粒子重力，求：‎ ‎（1）带电粒子离开电场Ⅰ区域下边界时的速度大小；‎ ‎（2）带电粒子离开磁场Ⅱ区域下边界时的速度大小和方向；‎ ‎（3）要使带电粒子不从磁场Ⅳ区域下边界离开磁场，图中L的最小值．‎ ‎2d d d L Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ A 扬州市2017-2018学年第一学期期末调研测试试题 高二物理（选修）参考答案及评分标准 一．单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分． ‎ ‎1．B 2．C 3．A 4．C 5．D 二．多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分． ‎ ‎6．ACD 7．AC 8．BD 9．CD 三．简答题：本题共2小题，共26分．‎ ‎10. （12分）‎ ‎（1）－，4000 （每空2分）‎ ‎（2）A2 ，丙 （每空2分） ‎ ‎（3）串联，4200 （每空2分）‎ ‎11. （14分）‎ ‎（1）电池内阻太小 （3分）‎ ‎0.10‎ ‎0.20‎ ‎0.30‎ ‎0.40‎ ‎0.50‎ ‎0‎ ‎1.00‎ ‎1.10‎ ‎1.20‎ ‎1.30‎ ‎1.40‎ ‎1.50‎ ‎（2）如图所示 （2分）‎ ‎（3）1.49（1.45~1.50） （2分） ‎ ‎0.18（0.1~0.3） （2分）‎ U－I图　　　　 　 　（2分）‎ ‎（4） B （3分）‎ 四．论述和计算题：本题共4小题，共63分．‎ ‎12.（15分）‎ ‎（1）由左手定则判断，磁场方向垂直纸面向外 （2分）‎ ‎ 由图可知，粒子做匀速圆周运动的半径r=a （1分）‎ A D C V ‎ 由 （2分）‎ 得 （1分）‎ ‎（2）由 （2分）‎ A D C v0‎ r0‎ 得 （2分）‎ ‎（3）设粒子速度为v0、半径为r0时，与AC线相切 ‎ 由 （2分）‎ ‎ 得 （1分）‎ ‎ 由 （1分）‎ 得 （1分）‎ ‎13．（15分）‎ ‎（1）由公式 （2分） ‎ ‎ （2分） ‎ 由楞次定律可知，线圈中感应电流方向为顺时针方向 （2分） ‎ ‎（2）由公式 （2分） ‎ 得发热功率 （2分） ‎ ‎（3）由公式 （3分） ‎ 得 （2分） ‎ ‎14. （16分）（1）线圈匀速进入磁场 （2分）‎ B Ⅰ P Q M N d Ⅱ Ⅲ Ⅳ 得： （2分）‎ ‎ （2） 线圈从Ⅱ→Ⅳ，由动能定理有 （2分） ‎ 产生的焦耳热 （1分） ‎ 线圈从Ⅲ→Ⅳ： （2分）‎ ‎（3）线圈从Ⅱ→Ⅲ，由动能定理得 （2分）‎ ‎ 得 （1分）‎ cd边出磁场时，cd边电压的大小 （1分）‎ ‎0‎ x/m U/V ‎0.075‎ ‎0.025‎ ‎0.2‎ ab边即将出磁场时cd边电压的大小 （1分）‎ 如图所示 （2分）‎ ‎（作出图像形状给2分，若画出直线也给1分）‎ ‎ ‎ ‎2d d d L Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ A β α ‎15．（17分）‎ ‎（1）在Ⅰ区域，由动能定理得： ‎ ‎ （4分）‎ ‎ （2）在Ⅱ区域做匀速圆周运动，由 ‎ 得 （3分） ‎ 由 （2分） ‎ 得 与水平方向成 300角斜向右下方 （1分）‎ ‎（3）进入电场Ⅲ区域，把速度进行分解 ‎ ‎ ‎ （1分）‎ 由 （1分）‎ 得 ‎ 则进入磁场Ⅳ区域的速度大小 （1分）‎ 速度方向： （1分）‎ 轨道半径 （1分）‎ 当圆弧与磁场Ⅳ区域下边沿相切时，L有最小值 ‎ （2分）‎