扬州市高二上学期物理期末试题及答案

扬州市 2014～2015 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．关于磁感应强度，下列说法中正确的是 A．磁场中某点磁感应强度的大小，跟放在该点的通电导线有关 B．磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的通电导线所受磁场力方向一致 C．在磁场中某点的通电导线不受磁场力作用时，该点磁感应强度大小一定为零 D．在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大 2．如图所示，矩形线框在匀强磁场中做的各种运动中，能够产生感应电流的是 3．在如图所示的电路中，开关 S 闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，某时刻电压 表读数减小、电流表读数增大，则可能出现了下列哪种故障 A．R1 短路 B．R 2 断路 C．R2 短路 D．R3 断路 4．如图所示，直角三角形导线框 abc 以速度 v 匀速进入匀强磁场区域，则此过程中导线框 内感应电流随时间变化的规律为下列四个图像中的哪一个？ 5．如图所示，一质量为 m，电荷量为 q 的带正电绝缘体物块位于高度略大于物块高的水平 宽敞绝缘隧道中，隧道足够长，物块上、下表面与隧道上、下表面的动摩擦因数均为μ，整 个空间存 在垂直纸面向里、磁感应强度为 B 的匀强磁场．现给物块水平向右的初速度 v0， 空气阻力忽略不计，物块电荷量不变，则整个运动过程中，物块克服阻力做功不可能为 A．0 B． 2 0 1 2 mv C． 3 2 2 0 2 2 1 2 2 m gmv q B  D. 3 2 2 0 2 2 1 2 2 m gmv q B  上表面 下表面 A I t0 I0 I t0 C I0 I t0 D I0 -I0 a b c I0 -I0 I t0 B 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．关于电阻率，下列说法中正确的是 A．有些材料的电阻率随温度的升高而减小 B．电阻率大的导体，电阻一定大 C．用来制作标准电阻的材料的电阻率几乎不随温度的变化而变化 D．电阻率与导体的长度和横截面积无关 7．如图所示为一速度选择器，两极板 P、Q 之间存在电场强度为 E 的匀强电场和磁感应强 度为 B 的匀强磁场．一束粒子流（重力不计）以速度 v 从 a 沿直线运动到 b，则下列说法中 正确的是 A．粒子一定带正电 B．粒子的 带电性质不确定 C．粒子的速度一定等于 B E D．粒子的速度一定等于 E B 8．如图所示，a、b 灯分别标有“3.6V 4.0W”和“3.6V 2.5W”，闭合开关，调节 R，能使 a、b 都正常发光．断开开关后重做实验，则 A．闭合开关，a 将慢慢亮起来，b 立即发光 B．闭合开关，a、b 同时发光 C．闭合开关稳定时，a、b 亮度相同 D．断开开关，a 逐渐熄灭，b 灯闪亮一下再熄灭 9．如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒 PQ、MN，MN 的左边有 一闭合电路．当 PQ 在外力的作用下运动时，MN 向右运动，则 PQ 所做的运动可能是 A．向右加速运动 B．向右减速运动 C．向左加速运动 D．向左减速运动 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）在“用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻”的实验中，提供的器材有： A．干电池一节 B．电流表(量程 0.6A) C．电压表(量程 3V) D．开关 S 和若干导线 E．滑动变阻器 R1(最大阻值 20Ω，允许最大电流 1A) + - P Q a bv a b R F．滑动变阻器 R2(最大阻值 200Ω，允许最大电流 0.5A) G．滑动变阻器 R3(最大阻值 2000Ω，允许最大电流 0.1A) （1）按图甲所示电路测量干电池的电动势和内阻，滑动变阻器应选 ▲ （填“R1”、 “R2”或“R 3”）． （2）图乙电路中部分导线已连接，请用笔画线代替导线将电路补充完整．要求变阻器 的滑片滑至最左端时，其使用电阻值最大． （3）闭合开关，调节滑动变阻器，读取电压表和电流表的的示数．用同样方法测量多 组数据，将实验测得的数据标在如图丙所示的坐标图中，请作出 U-I 图线，由此求得待测电 池的电动势 E= ▲ V，内电阻 r = ▲ Ω．（结果保留两位有效数字） x_k_b_1 所得内阻的测量值与真实值相比 ▲ （填“偏大”、“偏小”或“相等”） 11．（14 分）为了研究某导线的特性，某同学所做部分实验如下： （1）用螺旋测微器测出待测导线的直径，如图甲所示，则螺旋测微器的读数为 ▲ mm； （2）用多用电表直接测量一段导线的阻值，选用“×10”倍率的电阻档测量，发现指针偏 转角度太大，因此需选择 ▲ 倍率的电阻档(选填“×1”或“×100”)，欧姆调零后再进行测 量，示数如图乙所示，则测量值为 ▲ Ω； （3）另取一段同样材料的导线，进一步研究该材料的特性，得到电阻 R 随电压 U 变化 图像如图丙所示，则由图像可知，该材料在常温时的电阻为 ▲ Ω；当所加电压为 3.00V 时，材料实际消耗的电功率为 ▲ W．(结果保留两位有效数字) 乙 0 mm 20 30 25 15 甲 丙 甲 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0.5 1.0 1.5 2.0 U/V I/A 丙 乙 四．论述和演算题：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 x 轴上方有磁感应强度为 B 的匀强磁场，一个质量为 m，电荷量 为 q 的粒子，以速度 v 从 O 点射入磁场，已知 3   ，粒子重力不计，求： （1）粒子的运动半径，并在图中定性地画出粒子在磁场中运动的轨迹； （2）粒子在磁场中运动的时间； （3）粒子经过 x 轴和 y 轴时的坐标． 13．（15 分）如图所示，U 形导轨固定在水平面上，右端放有质量为 m 的金属棒 ab，ab 与 导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨围成正方形，边长为 L，金属棒接入电路的电阻为 R，导轨的电阻不计．从 t=0 时刻起，加一竖直向上的匀强磁场，其磁感应强度随时间的变 化规律为 B=kt，（k>0），设金属棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力． （1）求金属棒滑动前，通过金属棒的电流的大小和方向； （2）t 为多大时，金属棒开始移动？ （3）从 t=0 时刻起到金属棒开始运动的过程中，金属棒中产生的焦耳热多大？ x_k_b_1 v O x y θ b a L L B 14．（16 分）如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为 L=0.2m，长 为 2d，d=0.5m，上半段 d 导轨光滑，下半段 d 导轨的动摩擦因素为μ= 3 6 ，导轨平面与水 平面的夹角为θ=30°．匀强磁场的磁感应强度大小为 B=5T，方向与导轨平面垂直．质量为 m=0.2kg 的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在粗糙的下半段一直做匀速运动，导体棒始终 与导轨垂直，接在两导轨间的电阻为 R=3Ω，导体棒的电阻为 r=1Ω，其他部分的电阻均不 计，重力加速度取 g=10m/s2，求： （1）导体棒到达轨道底端时的速度大小； （2）导体棒进入粗糙轨道前，通过电阻 R 上的电量 q； （3）整个运动过程中，电阻 R 产生的焦耳热 Q． d d L B R θ 15．（17 分）某高中物理课程基地拟采购一批实验器材，增强学生对电偏转和磁偏转研究的 动手能力，其核心结构原理可简化为题图所示．AB、CD 间的区域有竖直向上的匀强电场， 在 CD 的右侧有一与 CD 相切于 M 点的圆形有界匀强磁场，磁场方向垂直于纸面．一带正 电粒子自 O 点以水平初速度 0v 正对 P 点进入该电场后，从 M 点飞离 CD 边界，再经磁场偏 转后又从 N 点垂直于 CD 边界回到电场区域，并恰能返回 O 点．已知 OP 间距离为 d ，粒 子质量为 m ，电荷量为 q ，电场强度大小 2 03mvE qd  ，粒子重力不计．试求： （1）粒子从 M 点飞离 CD 边界时的速度大小； （2）P、N 两点间的距离； （3）磁感应强度的大小和圆形有界匀强磁场的半径． O P M N A B C D 扬州市 2014-2015 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： 1．D 2．B 3．B 4．A 5．C 二．多项选择题： 6．ACD 7．BD 8． AD 9．BC 三．简答题： 10．（12 分） （1）R1 (2 分) （2）如图所示 (2 分) （3）如图所示 (2 分) 1.5 (2 分) 1.9 (2 分) 偏小 (2 分) 11．（14 分） （1）1.731（1.730～1.733） (3 分) （2）×1 (2 分) 22 （或 22.0） (3 分) （3）1.5 (3 分) 0.78（0.70-0.80 均给分） (3 分) 四．论述和演算题： 12．（15 分） 解：（1）由 2vqvB m R  (2 分) 解得： mvR qB  (1 分) 轨迹如图 (2 分) （2）粒子运动周期 2 2R mT v qB    (2 分) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0.5 1.0 1.5 2.0 U/V I/A v O x y B A θ θ θ 则粒子运动时间 2 2 2 2 3t T T     (2 分) 所以 4 3 mt qB  (1 分) （3）由几何关系得： 3OA 2 sin mvR qB   (2 分) OB 2 cos mvR qB   (2 分) 所以粒子经过 x 轴和 y 轴时的坐标分别为 3A( ,0)mv qB ， B(0, )mv qB (1 分) 13．（15 分） 解：（1）由 2BE S kLt    （2 分） 由 EI R  （1 分） 得 2kLI R  （1 分） 方向：由 a 到 b （1 分） （2）由于安培力 F=BIL∝B=kt∝t，随时间的增大，安培力将随之增大．当安培力增 大到等于最大静摩擦力时，ab 将开始向左移动． （1 分） 这时有： 2kLkt L mgR    （2 分） 解得 2 3 mgRt k L  （2 分） （3）由 2Q I Rt （2 分） 得 2 2 2 3( )kL mgRQ R mgLR k L      （3 分） 14．（16 分） 解：（1）导体棒在粗糙轨道上受力平衡： 由 mgsin θ＝μmgcos θ+BIL 得 I=0.5A （2 分） 由 BLv=I(R+r) 得 v=2m/s （2 分） （2）进入粗糙导轨前，导体棒中的平均电动势为: BLdE t t    （2 分） 导体棒中的平均电流为: ( ) E BLdI R r R r t     （2 分） 所以，通过导体棒的电量为： BLdq I t R r     =0.125C （2 分） （3）由能量守恒定律得： 2mgdsin θ＝Q 电＋μmgdcos θ＋1 2mv2 （2 分） 得回路中产生的焦耳热为： Q 电＝0.35J （2 分） 所以，电阻 R 上产生的焦耳热为： RQ QR r   电 =0.2625J （2 分） 15．（17 分） 解：（1）据题意，做出带电粒子的运动轨迹如图所示： 粒子从 O 到 M 点时间： 1 0 dt v  （1 分） 粒子在电场中加速度： Eqa m  （1 分） 粒子在 M 点时竖直方向的速度： 1 03yv at v  （1 分） 粒子在 M 点时的速度： 2 2 0 02yv v v v   （2 分） （2）粒子从 P 到 O 点时间： 2 02 dt v  （1 分） 粒子在 O 点时竖直方向位移： 2 2 1 2y at （2 分） P、N 两点间的距离为: 3PN 8y d  (2 分) （3）由几何关系得： 5 3cos60 8R R PN PM d    （1 分） 可得半径： 5 3 12R d （1 分） 由 2vqvB m R  ，即： mvR qB  （1 分） 解得： 08 3 5 mvB qd  （1 分） 由几何关系确定区域半径为： 2 cos30R R   （2 分） 即 5 4R d  （1 分） [来源:学。科。网 Z。X。X。K]