哈六中高二上学期物理期末试题及答案

2016-2017 学年度上学期期末考试 高二物理试题 一、选择题：本题共 12 小题，每小题 4 分。在每小题给出的四个选项中，第 1～6 题只有一项符合题目要求，第 7～ 12 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的 得 0 分。 1．在磁场中的某一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电 流，导线所受的力也不一样，图中几幅图象表示的是导线受的力 F 与通过的电流 I 的关系。a、b 分 别代表一组 F、I 的数据。下列图中正确的是( ) 2．如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。下 列判断正确的是( ) A．1、2 两点的场强相等 B．1、3 两点的场强相等 C．1、2 两点的电势相等 D．2、3 两点的电势相等 3．如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向外。一个矩形闭合导线框 abcd 沿纸 面由位置 1 匀速运动到位置 2，则 A．导线框进入磁场时，感应电流方向为 a→b→c→d→a B．导线框离开磁场时，感应电流方向为 a→d→c→b→a C．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右 D．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左 4．矩形导线框 abcd 固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直。规定磁场的正方向 垂直于纸面向里，磁感应强度 B 随时间 t 变化的规律如图所示。若规定顺时针方向为感应电流 i 的正 方向，则下列 i－t 图象中正确的是( ) 5．如图所示，金属导轨上的导体棒 ab 在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈 c 中将有 感应电流产生且被螺线管吸引( ) A．向右做匀速运动 B．向左做匀速运动 C．向右做减速运动 D．向右做加速运动 6．如图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为 B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上 的匀强磁场，磁场宽度均为 L。现有一边长为 2 2 L 的正方形线框 abcd，在外力作用下，保持 ac垂直 磁场边缘，并以沿 x 轴正方向的速度水平匀速地通过磁场区域，若以逆时针方向为电流正方向，下 图中能反映线框中感应电流变化规律的图是( ) 7．图中装置可演示磁场对通电导线的作用．电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属 导轨，L 是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆．当电磁铁线圈两端 a、b，导 轨两端 e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，L 便在导轨上滑动．下列说 法正确的是( ) A．若 a 接正极，b 接负极，e 接正极，f 接负极，则 L 向右滑动 B．若 a 接正极，b 接负极，e 接负极，f 接正极，则 L 向右滑动 C．若 a 接负极，b 接正极，e 接正极，f 接负极，则 L 向左滑动 D．若 a 接负极，b 接正极，e 接负极，f 接正极，则 L 向左滑动 8．利用电场和磁场来控制带电粒子的运动，是一项重要的物理应用技术。在等量正点电荷所激发的 电场中，可以使带电粒子做匀速圆周运动。如图所示，AB 为两个点电荷连线的中垂线，粒子在其上 P 点获得一垂直纸面向外的速度，恰好在中垂面上做匀速圆周运动。以下判断正确的是( ) A．该粒子可能带正电 B．该粒子一定带负电 C．若点电荷 M、N 的带电量同时等量地缓慢增大，粒子仍在原轨道做匀速圆周 运动 D．若点电荷 M、N 的带电量同时等量地缓慢增大，粒子将无法在原轨道做匀速圆周运动 9．如图所示，平行板电容器两极板 M、N 相距 d，两极板分别与电压恒定为 U 的电源两极连接，极 板 M 带正电。现有一质量为 m 的带电油滴在极板中央处于静止状态，则( ) A．油滴带负电 B．油滴带正电 C．油滴带电荷量为mgd U D．将极板 N 向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动 10．如图所示电路中，R 为一滑动变阻器 ，P 为滑片，若将滑片向下滑动，则在滑动过程中，下列 判断正确的是( ) A．电源的输出功率一定增大 B．灯泡 L2 一定逐渐变暗 C．灯泡 L1 一定逐渐变暗 D．R 上消耗功率一定变大 11．如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器 内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为 B 和 E。平板 S 上有可让粒子 通过的狭缝 P 和记录粒子位置的胶片 A1A2。平板 S 下方有强度为 B0 的匀强磁场。 下列表述正确的是( ) A．质谱仪是分析同位素的重要工具 B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C．能通过狭缝 P 的带电粒子的速率等于 E/B D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P，粒子的荷质比越小 12．如图所示，是研究自感通电实验的电路图，L1、L2 是两个规格相同的小灯泡，闭合电键调节电 阻 R，使两个灯泡的亮度相同，调节可变电阻 R1，使它们都正常发光，然后断开电键 S.重新闭合电 键 S，则( ) A．闭合瞬间，L1 立刻变亮，L2 逐渐变亮 B．闭合瞬间，L2 立刻变亮，L1 逐渐变亮 C．稳定后，L1，L2 亮度相同 D．稳定后，L1 比 L2 暗些 二、实验题：本题共 3 小题，共 18 分。 13．左图读数为________mm，右图读数为______mm. 14．某实验小组利用如图所示电路测定一节电池的电动势和内电阻，备有下列器材： ①待测电池，电动势约为 1.5V(小于 1.5V) ②电流表，量程 3mA ③电流表，量程 0.6A ④电压表，量程 1.5V ⑤电压表，量程 3V ⑥滑动变阻器，0～20Ω ⑦开关一个，导线若干 (1)请选择实验中需要的器材________(填标号)。 (2)小组由实验数据作出的 U－I 图象如图所示，由图象可求得电源电动势为________V，内电阻 为________Ω。 15.在“练习使用多用电表”实验中，某同学进行了如下的操作： (1)用多用电表欧姆挡测量某一电阻的阻值时，该同学先用大拇指和食指紧捏红黑表笔进行欧姆调零 (如图 a 所示)，然后用两表笔接触待测电阻的两端(如图 b 所示)，这两步操作是否合理？________( 选 “a 合理”或“b 合理”或“都不合理”) (2)用多用电表电流挡测量电路中电流，该同学将选择开关置于直流 50 mA 挡，连接的电路如图 c 所 示，图中多用电表测量的是________(填“甲电阻的电流”、“乙电阻的电流”或“总电流”)，测得 的值是________． 三、计算题：本题共 3 小题，共 44 分。要求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。 16．(13 分)如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为 C，极板间距离为 d，上极板正中有 一小孔．质量为 m，电荷量为＋q 的小球从小孔正上方高 h 处由静止开始下落，穿过小孔到达下极 板处速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为 g)．求： (1)小球到达小孔处的速度； (2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量； 17．(15 分)如图所示，两根足够长的光滑平行直导轨 AB、CD 与水平面成θ角放置，两导轨间距为 L， A、C 两点间接有阻值为 R 的定值电阻。一根质量为 m、长也为 L 的均匀直金属杆 ef 放在两导轨上， 并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，导轨 和金属杆接触良好，金属杆 ef 的电阻为 r，其余部分电阻不计。现让 ef 杆由静止开始沿导轨下滑。 (1)求 ef 杆下滑的最大速度 vm。 (2)已知 ef 杆由静止释放至达到最大速度的过程中，ef 杆沿导轨下滑的距离为 x，求此过程中定值电 阻 R 产生的焦耳热 Q 和在该过程中通过定值电阻 R 的电荷量 q。 18．(16 分)如图所示，一面积为 S 的单匝圆形金属线圈，线圈内存在一个方向垂直纸面向里、磁感 应强度大小均匀增加且变化率为 k 的磁场 Bt。平行金属板 M、N，两板间距为 d，N 板右侧 xOy 坐标 系(坐标原点 O 在 N 板的下端)的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场边界 OA 和 y 轴的 夹角∠AOy＝45°，AOx 区域为无场区。在靠近 M 板处的 P 点由静止释放一质量为 m、带电荷量为＋ q 的粒子(不计重力)，经过 N 板的小孔，从点 Q(0，l)垂直 y 轴进入 第一象限，经 OA 上某点离开磁场，最后垂直 x 轴离开第一象限。 求： (1)平行金属板 M、N 获得的电压 U； (2)yOA 区域内匀强磁场的磁感应强度 B； (3)粒子从 P 点射出至到达 x 轴的时间。 高二物理答案 1．C2．D3 ．D4．D5．C6．C7．BD8．BD9．AC10. BC11．ABC12. BC 13．略 14．(1)①③④⑥⑦ (2)1.40(1.40～1.42 均正确) 2.8 15.(1)a 合理 (2)乙电阻的电流 25.0 mA(±0.1 都可以) 16．(13 分)由 v2＝2gh，得 v＝ 2gh (2)在极板间小球受重力和电场力作用，有 qE－mg＝ma，且 v2－0＝2ad，得 E＝mgh＋d qd 由 U＝Ed，Q＝CU 得 Q＝Cmgh＋d q 17．(15 分)(1)对 ef 杆，由牛顿第二定律有 mgsinθ－BIL＝ma 又 I＝ E R＋r ＝ BLv R＋r ，所以有 mgsinθ－B2L2v R＋r ＝ma 当加速度 a 为零时，速度 v 达到最大，速度最大值 vm＝mgR＋rsinθ B2L2 。 (2)根据能量守恒定律有 mgxsinθ＝1 2mv2m＋Q 总 由公式 Q＝I2Rt，可得QR Qr ＝R r w!w!w.!x!k!b!1.com 又 QR＋Qr＝Q 总 解得 QR＝ R R＋r Q 总＝ R R＋r (mgxsinθ－m2g2R＋r2sin2θ 2B4L4 ) 由法拉第电磁感应定律有 E ＝ΔΦ Δt 又由闭合电路的欧姆定律有 I ＝ E R＋r 解得 q＝ I Δt＝ ΔΦ R＋r ＝ BLx R＋r 。 18．(1)根据法拉第电磁感应定律，知感应电动势为 E＝ΔΦ Δt ＝ΔB Δt S＝kS① (2)因平行金属板 M，N 与电阻并联，故M、N 两板间的电压为 U＝E＝kS② 带电粒子在 M、N 间做匀加速直线运动，有 qU＝1 2mv2③ 带电粒子进入磁场区域的运动轨迹如图所示，有 qvB＝mv2 r ④ 由几何关系可得 r＋rcot45°＝l⑤ 联立②③④⑤得 B＝2 l 2mkS q 。 (3)粒子在电场中，有 d＝1 2at21 qU d ＝ma 粒子在磁场中，有 T＝2πr v t2＝1 4T 粒子在第一象限的无场区中，有 s＝vt3 由几何关系得 s＝r 粒子从 P 点射出至到达 x 轴的时间为 t＝t1＋t2＋t3 联立以上各式可得 t＝(2d＋π＋2 4 l) m 2qkS 。