昌平区高二物理期末试卷及答案

昌平区 2017—2018 学年第一学期高二年级期末质量抽测 物 理 试 卷 （满分 100 分，考试时间 90 分钟） 2018．1 考 生 须 知 1. 考生要认真填写学校、班级、姓名、考试编号。 2. 本试卷共 8 页，分两部分。第一部分选择题，14 个小题；第二部分非 选择题，8 个小题。 3. 试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一 部分（选择题）必须用 2B 铅笔作答；第二部分（非选择题）必须用 黑色字迹的签字笔作答，作图时可以使用 2B 铅笔。 4. 考试结束后，考生应将试卷和答题卡放在桌面上，待监考老师收回。 第一部分 选择题（共 46 分） 一、单项选择题。本题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符 合题意，选对得 3 分，选错或不答的得 0 分。 1. 下列物理量中，属于矢量的是 A．电势 B．电势能 C．磁通量 D．磁感应强度 2. 如图 1 所示，在电荷量为 Q 的点电荷产生的电场中，电荷量为 q 的负试探 电荷在 A 点受到的电场力为 F，方向水平向左。则 A 点的电场强度 E 为 A． q F ，方向水平向左 B． q F ，方向水平向右 C． Q F ，方向水平向左 D． Q F ，方向水平向右 3. 如图 2 所示为某一电场的电场线，M、N 是同一条电场线上的两点。下列判断正确的是 A．M 点的电场强度大于 N 点的电场强度 B．M 点的电势高于 N 点的电势 C．负电荷在 M 点的电势能大于在 N 点的电势能 D．正电荷从 M 点由静止释放，将沿电场线运动到 N 点 4. 关于电动势的概念，下列说法中不正确．．．的是 A．电动势就是路端电压 B．电动势在数值上等于外电路断路时的路端电压 C．电动势是表示电源把其它形式的能转化为电能本领大小的物理量 D．电动势在数值上等于非静电力把 1C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功 5. 关于电容器和电容的概念，下列说法中不正确．．．是 A．任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体都可以看成一个电容器 B．电容器所带电荷量与两极板间的电势差成正比 C．电容器不带电荷时，其电容为零 D．平行板电容器两极板间距离变大时，电容变小 6. 如图 3 所示，一导体棒 ab 静止在 U 型磁铁的两臂之间。闭合开关 S 给导 体棒通以由 a 到 b 的电流时，导体棒受到的安培力方向 A．向上 B．向下 C．向左 D．向右 7. 电动势为 E、内阻为 r 的电源与小灯泡 L1、L2 及滑动变阻器 R0 和定值电阻 R1 连接成如图 4 所示 的电路。闭合开关 S，两灯泡均发光。当滑动变阻器 R0 触头向 a 端移动的过程中，关于两灯泡发光情况，下列说法中正确的是 A．小灯泡 L1、L2 都变亮 B．小灯泡 L1、L2 都变暗 C．小灯泡 L1 变亮，L2 变暗 D．小灯泡 L1 变暗，L2 变亮 8. 某同学想探究导电溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律。她拿了一段细橡胶管，里面灌满了 盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱，并测得盐水柱的电阻为 R。现握住橡胶 管的两端把它均匀拉长到原长的 2 倍，如果溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体 相同，此时盐水柱的电阻应该等于 A．8R B．4R C．2R D．R/2 9. 如图 5 所示，在通电长直导线下方，有一电子沿平行导线方向以速度 v 开始运动，则 A．将沿轨迹 I 运动，半径越来越小 B．将沿轨迹 I 运动，半径越来越大 C．将沿轨迹 II 运动，半径越来越小 D．将沿轨迹 II 运动，半径越来越大 10. 图 6 为示波管的原理图。如果在电极 YY'之间所加的电压按图 7（a）所示的规律变化，在电极 XX'之 间所加的电压按图 7（b）所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是图 8 中的 二、不定项选择题。本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中，可能有一个或 多个选项符合题意，全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分。 11. 关于磁场，下列说法中正确的是 A．磁场和电场一样，是客观存在的物质 B．一小段通电直导线在磁场中受力为零，则该处的磁感应强度一定为零 C．磁场的方向就是放入该点的通电直导线受到的磁场力的方向 D．磁场的方向就是放入该点的小磁针静止时 N 极所指的方向 12. 如图 9 所示，一通电螺线管 P 水平放置，其左侧用绝缘丝线悬挂一轻 质铝环 Q，螺线管的中轴线通过铝环的中心并与铝环所在平面垂直。 当闭合开关 S 的瞬间 A．铝环中产生顺时针方向的感应电流（从右向左看） B．铝环中产生逆时针方向的感应电流（从右向左看） C．铝环向左摆动 D．铝环向右摆动 13. 图 10 为双量程的电流表电路示意图，其量程分别为 0－0.6A 和 0－3A， 已知表头内阻 rg 为 200Ω，满偏电流 Ig 为 2mA。 A．当使用 a、b 两个端点时，量程为 0－0.6A B．当使用 a、b 两个端点时，量程为 0－3A C．当使用 a、c 两个端点时，量程为 0－0.6A D．当使用 a、c 两个端点时，量程为 0－3A 14. 如图 11 所示为一种电容传声器。b 是固定不动的金属板，a 是能在声波驱动下沿水平方向振动的 金属膜片，a、b 构成一个电容器。其工作原理是当声波作用于金属膜 片时，膜片发生相应的振动，于是就改变了它与固定极板 b 间的距离， 从而使电容发生变化，而电容的变化可以转化为电路中电信号的变 化。闭合开关 K，若声源 S 发出声波使 a 向右运动时 A．电容器的电容减小 B．a、b 板之间的电场强度增大 C．流过电流表的电流方向为自右向左 D．流过电流表的电流方向为自左向右 第二部分 非选择题（共 54 分） 三、填空题。本题共 3 小题，每小题 4 分，共 12 分。 15. 如图 12 所示，空间内存在水平向右的匀强电场，电场强度大小为 E。A、B 为 匀强电场中的两点，A、B 两点间距离为 l，A、B 两点的连线与电场线间的夹角 为θ。则 A、B 两点间的电势差为________；将一正电荷 q 从 A 移到 B，电场力 所做功为________。 16. 如图 13 所示的平行板器件中，电场强度 E 和磁感应强度 B 相互垂直，具 有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。若从左侧水平射 入的带电粒子，不计重力，穿过这一区域时未发生偏转，则该粒子的速度 大小为________；若只改变该粒子的电性，则粒子穿过这一区域时是否会 发生偏转？________（选填“会”或“不会”）。 17. 如图 14 所示，匀强磁场的宽度为 d，一正方形金属线框 abcd 的边长为 L，且 L＞d，线框平面与磁场垂直，bc 边与磁场边界平行。线框以垂直于磁场边界 的速度 v 匀速通过磁场区域，则线框进入磁场时产生感应电流的方向是 ________方向（选填“顺时针”或“逆时针”）；从进入磁场区域，到完全离 开磁场区域的过程中，线框中存在感应电流的时间为________。 四、实验题。本题共 1 小题，共 14 分。 18. 某实验小组描绘规格为“2.5V 0.6W”的小灯泡的 I－U 特性曲线。实验室提供下列器材： A．电流表 A1（量程为 0－25mA，内阻约 0.2  ） B．电流表 A2（量程为 0－300mA，内阻约 1  ） C．电压表 V1（量程为 0－3V，内阻约 5k  ） D．电压表 V2（量程为 0－15V，内阻约 15k  ） E．滑动变阻器 R1（0－10  ，额定电流 1.5A） F．滑动变阻器 R2（0－1000  ，额定电流 0.5A） G．直流电源（电动势 6V，内阻忽略不计） H．开关一个、导线若干 （ 1） 实验中所用的电流表应选_______，电压表应选_______，滑动变阻器应选_______ （只需 填器材前面的字母代号） 。 （2）若采用如图 15 所示的电路描绘小灯泡的伏安特性曲线，电压表的右端应与电路中的_______点 相连（选填“a”或“b”）。 （3）开关 S 闭合之前，图 15 中滑动变阻器的滑片 P 应该置于_______端（选填“c” 或“d”）。 （4）测量后，该小组根据实验数据，利用 Excel 拟合出小灯泡的 I－U 特性曲线如 图 16 所示。请根据曲线确定小灯泡两端电压为 1.5V 时，其实际功率 P＝ _______W。 （5）图 16 中描绘的小灯泡伏安特性曲线发生了明显的弯曲，请简要分析其原因： _________________________________________________________。 五、论述计算题。本题共 4 小题，共 28 分，解答时写出必要的文字说明、公式或表达式。有数值计算的 题，答案必须明确写出数值和单位。 19. （7 分）某静电场的等势面如图 17 所示，A、B、C 分别为等势面上的三个 点，其电势分别为 10V、8V 和 6V。 （1）在图中画出电场线的大致分布； （2）若将一电子（电荷量为 e）从 A 点移到 C 点，求电场力做的功 W 及 电势能的变化量ΔEP； （3）若另一电子仅在电场力的作用下从 A 点经 B 点运动到 C 点，且已知 经过 B 时的动能为 10eV，求电子到达 C 点时的动能 EKC。 （提示：在研究微观粒子时常用电子伏特(eV)做能量的单位。1eV 等于一个电子经过 1V 电压加速后 所增加的动能） 20. （7 分）十三陵抽水蓄能电站是利用十三陵水库为下库，在蟒山顶上修建上库（又名“天池”）， 上下库落差 h＝430m，如图 18 所示。其工作原理是：白 天用电高峰期，将天池中的水引向下游水库，经过水轮机 带动发电机产生电；晚上用电低谷期，则用抽水机将水由 下游水库引向天池，由此循环来发电。假设某时刻将下游 水库的水抽入天池，用电动机带动效率为η＝60%的离心水 泵工作，工作电压为 U＝380V，此时输入电动机的电功率 为 P＝19kW，电动机的内阻为 r＝0.4Ω。已知水的密度为 ρ＝1×103kg/m3，重力加速度 g 取 10m/s2。求： （1）电动机内阻消耗的热功率 Pr； （2）如果有 10 台这样的水泵同时工作，将 540m3 水蓄入天池，需多长时间？ （不计进、出水口的水流速度） 21. （7 分）磁流体发电机，又称等离子发电机，是根据霍尔效应，利用导电流体与磁场发生相对运动 而发电的新型发电机。磁流体发电机的原理如图 19 所示。在相距 为 d，且足够长的甲、乙两金属板间加有垂直纸面向里、磁感应 强度为 B 的匀强磁场，两板通过开关 S 和灯泡相连。将气体加热 到使之高度电离，由于正负电荷一样多，且带电量均为 q，故称 为等离子体。将其以速度 v 喷入甲、乙两板之间，这时甲、乙两 板就会聚集电荷，产生电压，它可以直接把内能转化为电能。试 问： （1）图中哪个极板是发电机的正极？ （2）发电机的电动势多大？ （3）设喷入两极间的离子流每立方米有 n 对一价正负离子，等离子体流的截面积为 S，则发电机的最 大功率多大？ 22. （7 分）如图 20 所示是一个可以用来测量磁感应强度的装置，其上部是一根粗细均匀截面积为 S 的细 管子，下部是一截面积为正方形（边长为 L）的容器。该容器左右两壁为导体，其他各面是绝缘的， 其底部与大气相通。容器内有一个正方形的金属活塞，其边长也为 L，可在容器内无摩擦滑动。活塞 下面有一轻质弹簧支撑着，已知弹簧的劲度系数为 k，（实验中弹簧形变不超过弹性限度）；活塞上部 充满密度为ρ的绝缘油。容器的左右两壁与一电路连接，被测磁场的磁感线垂直容器的外表面。闭合 电键 K 后，竖直管中油柱的上表面的高度发生变化，以此来指示被测磁场的强弱。 （1）闭合电键 K 后，油柱的上表面如何移动？ （2）若电流表的示数为 I，油柱上表面变化的高度为 x，则磁感应强度 B 为多大？ （3）在磁感应强度 B 保持不变的情况下，要使油柱的上表面高度变化更明显，可采用什么措施？（请 列举两条） 昌平区 2017—2018 学年第一学期高二年级期末质量抽测 物理试卷参考答案 2018．1 第一部分 选择题（共 46 分） 一、单项选择题。本题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符 合题意，选对得 3 分，选错或不答的得 0 分。 二、不定项选择题。本 题共 4 小题，每小 题 4 分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中，可能有一个或多个选项符合题意，全部选对得 4 分， 选对但不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分。 第二部分 非选择题（共 54 分） 三、填空题。本题共 3 小题，每小题 4 分，共 12 分。 15．Elcosθ（2 分） qElcosθ（2 分） 16． B E （2 分） 不会（2 分） 17．逆时针（2 分） v d2 （2 分） 四、实验题。本题共 1 小题，共 14 分。 18．（14 分） （1）B（2 分） C（2 分） E（2 分） （2）a（2 分） （3）c（2 分） （4）0.33（2 分） （5）小灯泡发光后，灯丝温度明显升高，灯丝电阻会明显增大，小灯泡的伏安特性曲线会发生明显 的弯曲。（2 分） 五、论述计算题。本题共 4 小题，共 28 分，解答时写出必要的文字说明、公式或表达式。有数值计算的 题，答案必须明确写出数值和单位。 19．（7 分） （1）略 （2 分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B B A C C A B A D 题号 11 12 13 14 答案 AD AC BC BD （2）A、C 间的电势差 UAC=4V 将将一电子从 A 点移到 C 点，电场力做负功 W＝-eU＝-4eV （1 分） 电势能增加量ΔEP＝－W＝4eV （1 分） （3）由 B 到 C，由动能定理得： KBKC EEeU  （2 分） 所以 EKC＝8eV （1 分） 20．（7 分） （1）通过电动机的电流 U PI  （1 分） 电动机内阻消耗的热功率 rIPr 2 （1 分） =1×103 W （1 分） （2）设蓄水总质量为 M，抽水时间为 t M=ρV （1 分） 每台电动机输出的机械功率为 rPPP 出 （1 分） 根据能量守恒定律知： MghηtnP 出 （1 分） 得 t=2.15×104 s （1 分） 21．（7 分） （1）根据左手定则可知：正离子向上偏转，所以甲板带正电，是发电机的正极。 （2 分） （2）开关断开时，两板间电压稳定时满足： d UqqvB  （1 分） 所以 U=Bdv，则发电机的电动势 E=Bdv （1 分） （3）等离子体全部聚集到两极板上时，发电机的功率最大。 等离子体流的速度为 v，则在时间 t 内喷入等离子体的长度为 vt，体积为 vtS，则电荷量为 Q=nqvtS （1 分） 电流 nqSvt QI  （1 分） 最大功率 2nqBdSvEIP  （1 分） 22．（7 分） （1）向下移动。 （1 分） （2）设油柱的上表面下降 x，相应的弹簧被压缩△x，则 xS=△xL2 （1 分） 总的油柱高度减小量 xL Sxxh )1(ΔΔ 2 （1 分） 由平衡条件得 2ΔΔ hLgxkBIL  （1 分） 所以 xIL L SgLL kS B )1( 2 2 2    （1 分） （3）由 )1( 2 2 2 L SgLL kS BILx    可知：要使上表面变化明显，就是使 x 变化明显，可以增大电流 I（滑 动变阻器向上滑动），增大 L，减小 k、ρ、S 均可以使 x 变化更明显。 （2 分）