福建省师大附中2016-2017学年高二上学期期末考试物理试题 Word版含答案.doc

福建师大附中2016-2017学年第一学期高二年段期末考试试卷 物理　　　　　　　2017.1.17‎ 命题：张　滨 审核：张　滨 ‎ （满分：100分，考试时间：90分钟）‎ 试卷说明：‎ ‎（1）本卷共四大题，18小题，所有的题目都解答在答案卷上，考试结束后，只交答案卷。‎ ‎（2）考试过程中不得使用计算器或具有计算功能的电子设备 一、单项选择题：（本大题共7小题，每小题4分，共28分。每题所给的选项中只有一个是正确的，选对的得4分，错选或不选的得0分）‎ ‎1．关于带电粒子所受电场力和洛伦兹力，正确的说法是 ‎ ‎ A．带电粒子在电场中一定受电场力作用 ‎ B．带电粒子在磁场中一定受洛伦兹力作用 ‎ C．带电粒子所受电场力一定与该处电场方向一致 ‎ D．带正电的粒子所受的洛伦兹力一定与磁场方向一致 ‎2．如图所示，电解液接入电路后，在时间t内有n1个一价正离子通过溶液内截面S，有n2个二价负离子通过溶液内截面S，设e为元电荷，则以下关于该截面电流的说法正确的是 ‎ A．当时，电流大小为零 B．当n1＞2n2时，电流方向由A指向B，电流 C．当n1＜2n2时，电流方向由B指向A，电流 D．电流方向由A指向B，电流 ‎3．如图所示，虚线表示某电场的等势面， 一带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点的径迹如图中实线所示。粒子在A 点的速度为vA、电势能为；在B点的速度为vB、电势能为EPB。则下列结论正确的是 ‎ A．粒子带正电，‎ B．粒子带负电， ‎ C．粒子带正电，‎ D．粒子带负电，‎ ‎4．当宇宙射线向地球射来时，地磁场可以改变射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义．假设有一个带负电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将 ‎ A．向东偏转 B．向南偏转 C．向西偏转 D．向北偏转 ‎×‎ I1‎ I2‎ A B ‎5．一架悬挂于天花板上的弹簧秤下挂水平导线AB，导线中通有如图所示向右的电流I1，导线中心的正下方有与导线AB垂直的另一长直导线，当长直导线中通入向里的电流I2时，关于导线AB的运动及弹簧秤读数的变化正确的是 ‎ A．A向里、B向外转动，弹簧秤的读数增大 B．A向里、B向外转动，弹簧秤的读数减小 C．A向外、B向里转动，弹簧秤的读数增大 D．A向外、B向里转动，弹簧秤的读数减小 ‎6．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒。两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速。两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，在保持匀强磁场和加速电压不变的情况下用同一装置分别对质子()和氦核()加速，则下列说法中正确的是 ‎ A．质子与氦核所能达到的最大速度之比为l：2‎ B．质子与氦核所能达到的最大动能之比为1：l C．加速质子、氦核时交流电的周期之比为2：l D．质子、氦核在磁场中运动的时间之比为l：2‎ ‎7．硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点．如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象（电池电动势恒定，‎ 内阻不是常数），图线b是某电阻R的U-I图象．在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为 ‎ ‎ A．5.5Ω B．7.0Ω ‎ ‎ C．12.0Ω D．12.5Ω 二、多项选择题：（本大题共5小题，每小题4分，共20分。每题所给的选项中有不只一个是正确的，全部选对的得4分，部分选对的得2分，有错选或不选的得0分）‎ ‎8．如图所示，不计重力带电粒子，从静止开始经加速电场（电压U1）加速后从两极板中间垂直射入偏转电场（电压U2），偏转后打在荧光屏上。在满足电子能射出偏转电场的条件下，下述四种情况中，一定能使带电粒子打在荧光屏上的位置下移的是 ‎ A．仅改换比荷大的带电粒子 B．仅减小加速电场的电压U1‎ C．仅增大偏转电场的电压U2‎ D．仅增大偏转电场两板间的距离 ‎9．比荷值相同的带电粒子M和N，先后以大小不同的速度沿PO方向射入圆形匀强磁场区域，运动轨迹如图所示，不计重力．则下列分析正确的是 ‎ A．M带负电，N带正电 ‎ B．M的速率小于N 的速率 C．M在磁场中运动的时间小于N在磁场中运动的时间 D．M和N两粒子在磁场中运动的角速度相等 ‎ ‎10．在如图所示的电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．下列比值正确的是 ‎ A．不变，不变 B．变大，变大 C．变大，不变 D．大于 ‎11．如图所示为一个质量为m、带电荷量为+q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中．现给圆环向右的初速度v，在以后的运动过程中，圆环运动的速度-时间图象可能是下列选项中的 ‎ ‎12．两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势为零，ND段中C点电势最高，则下列选项说法正确的是： ‎ A．ND间C处的场强最大 B．q1为正电荷，q2为负电荷，且q1大于q2‎ C．NC间场强方向与CD间场强方向相反 D．将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功 三、实验题（本大题共2题，共12分）‎ ‎13．（4分）估测某种材料制成的导线的电阻率时，‎ ‎（1）用螺旋测微器测出导线直径时示数如图所示，该导线直径为 mm。‎ ‎（2）用多用电表测该导线电阻时，若选用倍率为“×10”的电阻档进行测量，发现表针偏转角很大。则应该 （填正确选项前的字母） ‎ A．选用倍率为“×1”的电阻档并进行电调零后再测量 ‎ B．选用倍率为“×1”的电阻档不必进行电调零直接测量 ‎ C．选用倍率为“×100”的电阻档并进行电调零后再测量 ‎ D．选用倍率为“×100”的电阻档不必进行电调零直接测量 ‎+‎ ‎-‎ 发光二极管 ‎14（8分）．LED发光二极管具有体积小、亮度高、能耗低、寿命长等诸多优点，已广泛应用于电脑、手机等电子产品中．有一种LED手灯所用发光二极管，它在正常工作时，正向电压约2.8 V，电流在10 mA左右．现取这样一只发光二极管，要通过测量描绘出它的伏安特性曲线（电压从0到2.8V），提供有下列实验器材：‎ 电源E(电动势为4 V，内阻约为2 Ω)；‎ 滑动变阻器R0(阻值0～2 Ω)；‎ 电流表A1(量程15 mA，内阻约为5 Ω)；‎ 电流表A2(量程‎0.6 A，内阻约为1 Ω)；‎ 电压表V1 (量程3 V，内阻约为1 kΩ)；‎ 电压表V2(量程15 V，内阻约为5 kΩ)；‎ 开关及导线若干．‎ ‎（1）则电流表应选________，电压表应选________‎ ‎（2）请在虚框中画出电路图．‎ ‎（3）若该同学已正确选用器材，并连接好部分实验电路．如图所示，请在图中完成其余的电路连接 四、计算题（本大题4题，共40分）‎ ‎15．（7分）如图所示，水平放置的光滑的金属导轨M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为L，金属棒ab的质量为m，电阻为r，放在导轨上且与导轨垂直．磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面成夹角α 且与金属棒ab垂直，定值电阻为R，电源及导轨电阻不计．当电键闭合的瞬间，测得棒ab的加速度大小为a，则电源电动势为多大？‎ ‎16．（8分）如图所示，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，滑动变阻器的最大阻值R1=10Ω，定值电阻R2=10Ω，R3=3Ω，R4=10Ω，电容器的电容C=20μF．开关S闭合电路稳定后，求：‎ ‎⑴滑动变阻器滑片从最左端滑到最右端的过程中，通过R4的电量；‎ ‎⑵在⑴的过程中电源的最大输出功率。‎ ‎17（11分）如图所示，在倾角θ=30°足够长的光滑绝缘斜面的底端A点固定一电量为Q的正点电荷，在距离A为S0的C处由静止释放某带正电荷的小物块P ‎（可视为点电荷），小物块运动到B点（图中未画出）时速度最大，最大速度为vm。已知小物块P释放瞬间的加速度大小恰好为重力加速度g。已知静电力常量为k，空气阻力忽略不计。求 ‎（1）小物块所带电量q和质量m之比；‎ ‎（2）AB之间的距离S；‎ ‎（3）CB之间的电势差UCB。‎ ‎18（14分）如图所示，△OAC的三个顶点的坐标分别为O（0，0）、A（L，0）、C（0，L），在△OAC区域内存在垂直于xOy平面向里的匀强磁场．在t=0时刻，从三角形的OA边各处有质量均为m、电荷量均为q的带正电粒子射入磁场，所有粒子射入磁场时相同速度且均沿y轴正向，已知在t=t0时刻从OC边射出磁场的粒子的速度方向垂直于y轴．不计粒子的重力和粒子间的相互作用。求（1）带电粒子在磁场中运动的周期T；‎ ‎（2）磁场的磁感应强度B的大小；‎ ‎（3）若恰好不能从AC边离开磁场的粒子最终从O点离开磁场，求粒子进入磁场时的速度大小v1；‎ ‎（4）若从OA边两个不同位置射入磁场的粒子，先后从OC边上的同一点P（图中未标出）射出磁场，这两个粒子经过P点的时间间隔与P点位置有关，若该时间间隔的最大值为，求粒子进入磁场时的速度大小v2。‎ 福建师大附中2016-2017学年第一学期高二年段期末考试试卷答案 一、单选题 ‎1 A 2 D 3 B 4 C 5 C 6 B 7 A 二、多选题 ‎8 BC 9 ABD 10 AC 11 AD 12 BC 三、实验题 ‎13（1）0.920 （2）A ‎+‎ ‎-‎ A1‎ V1‎ A1‎ V1‎ ‎14（1）A1 V1 （2） （3）‎ 四、计算题 ‎15. 【解析】试题分析: 当电键闭合的瞬间，导体棒受到重力mg、轨道的支持力N和安培力F三个力作用，如图．根据牛顿第二定律得 Fsinα=ma （2分）‎ 又F=BIL （2分）‎ ‎ （2分）‎ 联立以上三式得，电源的电动势（1分）‎ ‎16.【解析】：⑴滑动变阻器滑片处于最左端时，R1、R2被短路，电容器两端的电压就是电源的路端电压 ‎ （2分）‎ 滑动变阻器滑片处于最右端时，R1、R2并联电阻为电容器两端的电压：‎ ‎ （2分）‎ 通过R4的电量q=C（U1—U2）=5×10—5C （2分）‎ ‎⑵当外电阻越接近电源内阻时，电源的输出功率越大。所以滑动变阻器滑片处于最左端时，电源的最大输出功率最大 ‎ （2分）‎ ‎17. 【解析】（1）小物块P释放瞬间的加速度大小能达到g，说明小物块P释放后应向上加速运动，由牛顿运动定律得 ‎ ‎ （2分） （2分）‎ ‎（2）当合力为零，速度最大 ‎ （2分） 解得 （2分）‎ ‎（3）从C运动到B的过程中，根据动能定理 qUCB—mgSsin300= （2分） （1分）‎ ‎18. 【解析】（1）在t=t0时刻从OC边射出磁场的粒子在磁场中运动了四分之一周期，‎ 则T=4t0 （2分）‎ ‎（2）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动 ‎ ‎ 解得：（2分）‎ ‎ （3）粒子运动轨迹如图所示 ‎ （2分） （1分）‎ ‎ （1分）‎ ‎（4）时间间隔最大时两粒子的运动轨迹如图所示。‎ ‎ （1分）‎ 当Δt最大为时，有： 解得： （1分）‎ 由几何关系得：，解得： （2分）‎ 又，则，联立解得： （2分）‎