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2017—2018学年上学期2016级
期末考试物理试卷
审题人：高二物理备课组
考试时间：2018年2月2日
第I卷（选择题）
一、选择题（共12题48分，其中1至8题为单选，9至12题为多选）
1．物理来源于人们的生活实践，揭示的是自然规律，我们学习物理的目的就是要将所学习的知识应用于社会。下面四幅图中展示了一些应用，关于这些应用说法正确的是( )
A. 甲图是天宫一号中太空“质量测量仪”测质量的实验，其测量原理是根据胡克定律
B. 乙图是罗盘，它可以指示南北方向，其原理是由于指针受到重力作用
C. 丙图是防辐射服，其内部是用包含金属丝的织物制成，是因为金属丝很坚韧，有利于保护人体
D. 丁图是家用电磁炉，其原理是利用了电磁感应的涡流来进行加热
2．关于电荷所受电场力和洛伦兹力，正确的说法是（ ）
A．电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用
B．电荷在电场中一定受电场力作用
C．电荷所受电场力一定与该处电场方向一致
D．电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直
3．一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，下列说法中错误的是（ ）
A．只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将不变
B．只增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大
C．只增大入射光的频率，光电子逸出所经历的时间将缩短
D．只增大入射光的强度，单位时间内逸出的光电子数目将增多
4．利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域．如图是
霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，CD两侧面会形成电势差UCD，下列说法中正确的是（ ）
A. 电势差UCD仅与材料有关
B. 若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差UCD>0
C. 仅增大磁感应强度时，电势差UCD变大
D. 在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平
5．一带正电的粒子在仅受电场力作用下，从坐标原点O以一定的初速度沿电场中的轴正向做直线运动，轴上的电势分布如图所示，则粒子从O点运动到的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子的电势能先增大后减小
B. 粒子的动能先增大后减小
C. 粒子运动的加速度先增大后减小
D. 粒子受到的电场力一直沿轴正方向
6．如图所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域其直角边长为L，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B.边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域．取沿abcda的感应电流为正，则表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是( )
A B C D
7、如图所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图2所示的变化电流，t=0时电流方向为顺时针（如图中箭头所示）．在t1～t2时间内，对于线圈B，下列说法中正确的是（ ）
A． 线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋势
B． 线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋势
C． 线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有扩张的趋势
D． 线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋势
8．电源、开关S、定值电阻R1、灯泡L、光敏电阻R2和电容器连接成如图所示的电路，电容器的两平行板水平放置。当开关S闭合，并且无光照射光敏电阻R2时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M点。当用强光照射时，光敏电阻的阻值变小，则( )
A．灯泡亮度变暗 B．电容器两极板间电压变小
C．电容器所带电荷量减小 D．液滴向上运动
9．如图所示，A、B完全相同的两个小灯泡，L为自感系数较大电阻可以忽略的线圈，则（ ）
A. 开关S闭合瞬间，A、B同时发光，随后A灯熄灭，B灯变亮
B. 开关S闭合瞬间，B灯亮，A灯不亮
C. 断开开关S瞬间，A、B灯同时熄灭
D. 断开开关S瞬间，B灯立即熄灭，A灯亮一下再熄灭
10．用频率为ν的光照射在某金属表面时产生了光电子，当光电子垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动时，其最大半径为R，若以W表示逸出功，m、e表示电子的质量和电量，h表示普朗克常数，则电子的最大初动能是( )
A. hν＋W B. C. hν－W D.
11．如图，含有、、的带电粒子束从小孔O1处射入速度选择器，沿直线O1O2运动的粒子在小孔O2处射出后垂直进入偏转磁场，最终打在P1、P2两点，则（ ）
A. 打在P1点的粒子是
B. 打在P2点的粒子是和
C. O2P2的长度是O2P1长度的2倍
D. 粒子在偏转磁场中运动的时间都相等
12．如图甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为55∶6
，其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈通过电流表与负载电阻R相连。若交流电压表和交流电流表都是理想电表，则下列说法中正确的是( )
A. 变压器输入电压的最大值是220V
B. 若电流表的示数为0.50A，变压器的输入功率是12W
C. 原线圈输入的正弦交变电流的频率是50Hz
D. 电压表的示数是24 V
第II卷（非选择题）
二、实验题（每空2分，共16分）
13．有一内阻未知（约2kΩ~6kΩ）、量程（0~3V）的直流电压表。某同学用一多用电表的欧姆档，直接去测量该电压表的内阻，则欧姆档的选择开关应拨至倍率“×_________”档。该同学先将红黑表笔短接调零后，应选图___________（选填“甲”或“乙”）的方式连接。在实验中，欧姆表的刻度盘如图丙所示，则电压表的电压应为_______________Ω。
14．老师要求同学们测出一待测电源的电动势及内阻，所给的实验器材有：待测电源E，定值电阻R1（阻值未知），电压表V（量程为3．0 V，内阻很大），电阻箱R（0～99．99 Ω），单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。某同学连接了一个如图1所示的电路，他接下来的操作是：
将S2拨到a，拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图2所示的位置后，闭合S1，
记录此时电压表示数为2．20 V，然后断开S1；
保持电阻箱示数不变，将S2切换到b，闭合S1，
记录此时电压表的读数（电压表的示数如图4所示），然后断开S1。
（1）请你解答下列问题：
图2所示电阻箱的读数为 Ω，图3所示的电压表读数为 V。由此可算出定值电阻R1的阻值为 Ω（计算结果保留三位有效数字）
（2）在完成上述操作后，该同学继续以下的操作：
将S2切换到a，多次调节电阻箱，闭合S1，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据绘出了如图4所示的－图像。由此可求得该电池组的电动势E及内阻r，其中E＝ V，电源内阻r＝ Ω。（计算结果保留三位有效数字）
三、解答题（共46分）
15．（10分）如图所示，在匀强电场中，有A、B两点，它们间距为2cm ，两点的连线与场强方向成60°角。将一个不知道电荷性质，电量为2×10-5C的电荷由A移到B，其电势能增加了0.2J。求：
（1）判断电荷带正电还是负电，由A到B电场力做的功WAB
（2）A、B两点的电势差UAB为多少
（3）匀强电场的场强的大小
16．(10分)如图所示。在xOy平面直角坐标系内，y轴右侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=0．05T，虚线AC平行y轴，与y相距d=m，在x轴下方虚线与y轴所夹的区域存在如图所示的有界匀强电场，场强大小E=1V/m，方向与y轴成450角，比荷=102C/kg的带正电的粒子，从A(m，0)点静止释放．粒子所受重力不计．求：
（1）粒子从释放到离开磁场所用时间．
（2）粒子再次到达虚线AC时的纵坐标．
17．（12分）如图所示，无限长金属导轨EF、PQ固定在倾角为θ=53°的光滑绝缘斜面上，轨道间距L=1 m，底部接入一阻值为R=0.4Ω的定值电阻，上端开口。垂直斜面向上的匀强磁场的磁感应强度B=2T。一质量为m=0.5kg的金属棒ab与导轨接触良好，ab与导轨间动摩擦因数μ=0.2，ab连入导轨间的电阻r=0.1Ω，电路中其余电阻不计。现用一质量为M=2.86kg的物体通过一不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与ab相连。由静止释放M，当M下落高度h=2.0 m时，ab开始匀速运动（运动中ab始终垂直导轨，并接触良好）。不计空气阻力，sin53°=0.8，cos53°=0.6，取g=10m/s2。求：
（1）ab棒沿斜面向上运动的最大速度vm；
（2）ab棒从开始运动到匀速运动的这段时间内电阻R上产生的焦耳热QR和流过电阻R的总电荷量q。
18．（14分）半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面上，一长为r，质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨的中心O，装置的俯视图如图所示；整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下；在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻（图中未画出）。直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒和导轨的电阻均可忽略，重力加速度大小为g，
求：（1）通过电阻R的感应电流的方向和大小；
（2）外力的功率。
高二年级期末考试物理答案
一、选择题
1、D 2、B 3、C 4、C 5、A 6、C 7、A 8、D
9、AD 10、CD 11、BC 12、BC
二、实验题
13、100；甲；
14、（1）20；2．80；5．45；（2）2．86；0．270
三、计算题
15、（1）−0.1J ；（2）5000V ；（3）5.0×105 V/m
本题考查的是匀强电场的相关计算，电场力对该电荷做功大小与电势能的增加量相等而且做负功-0.1J；A、B两点它们间的距离为2 cm，两点的连线与场强方向成60°角，
A、B两点的电势差UAB为，
匀强电场的场强为5.0×105 V/m
16、（1） （2）
试题分析：（1）粒子在电场中做匀加速直线运动经时间t进入磁场．
① ② 入射速度 ③
粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间 ④ ⑤ ⑥
总时间 ⑦
（2）粒子运动轨迹如下图，由几何关系知粒子到AC时的纵坐标
⑧ 解得： ⑨
17、(1)如图所示,在ab棒做加速运动时,由于v的增加,安培力F变大,ab棒在做加速度逐渐减小的加速运动,当a=0时,
ab棒速度最大,为vm,则
T=Mg=mgsinθ+F+μmgcosθ
F=BIL=B2L2vm/(R+r)
vm="3" m/s.
(2)由系统的总能量守恒可知,系统减少的重力势能等于系统增加的动能、焦耳热、摩擦而转化的内能之和：Mgh-mghsinθ=μmghcosθ++Q
Q="32.88" J,QR=Q="26.3" J.
又因为流过电路的电荷量 q="It " q=Et/(R+r)
E=ΔΦ/t q==BLh/(R+r) q="8.0" C
18、（1）（2）
试题分析：（1）在时间内，导体棒扫过的面积为： ①
根据法拉第电磁感应定律，导体棒产生的感应电动势大小为： ②
根据右手定则，感应电流的方向是从B端流向A端，因此流过导体R的电流方向是从C端流向D端；由欧姆定律流过导体R的电流满足; ③ 联立①②③可得： ④
（2）在竖直方向有：mg-2N=0 ⑤式中，由于质量分布均匀，内外圆导轨对导体棒的正压力
相等，其值为N，两导轨对运动的导体棒的滑动摩擦力均为：⑥
在时间内，导体棒在内外圆导轨上扫过的弧长分别为：⑦和⑧
克服摩擦力做的总功为：⑨
在时间内，消耗在电阻R上的功为：⑩
根据能量转化和守恒定律，外力在时间内做的功为：（11）
外力的功率为：（12）
由④至（12）式可得：（13）
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