徐州市高二上物理期末试题及答案（选修）

2012——2013学年度第一学期期末抽测 高二物理试题(选修) 注意事项 考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求 1．本次考试时间为l00分钟，试卷满分为，120分．考试结束后，请将答题卡和答题纸 一并交回． 2．答题前，请您务必将自己的姓名、考试证号等用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填 写在答题纸及答题卡上． 3．作答非选择题须使用黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题纸上的指定位置，作答选 择题须使用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑、如需改动，请用橡皮擦干净 后，再选涂其它答案． 一、单项选择题：本题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分．每小题只有．．—．个．选项符合 题意． 1．自然界中的电和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。 最早发现通电导线周围存在磁场的科学家是 A．洛伦兹 B．安培 C．法拉第 D．奥斯特 2．下列说法中正确的是 A．磁感线总是从磁体的 N 极出发终止于磁体的 S 极 B．一小段通电导线放在某处不受磁场的作用力，则该处的磁感应强度一定为零 C．线圈放在磁场越强的位置，线圈的磁通量一定越大 D．穿过线圈的磁通量变化越快；线圈中产生的感应电动势越大 3．下列几幅图中，由电流产生的磁场方向正确的是 4．如图所示的区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B 。一个电阻为 R 、单径为 L 、圆心角为 450 的扇形闭合导线框绕 垂直于纸面的O 轴匀速转动(O 轴位于磁场边界)，周期为 0T 则线框 内产生的感应电流的图象为(规定电流顺时针方向为正) 5．如图所示，将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每条边长均为 L ，它在磁感应强度为 B 、 方向垂直纸面向外的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的 ab 轴匀速转动，角速度为 ，导线在 ba、 两处通过电刷与外电路连接。设外电路电阻为 R ，其 余电阻忽略不计，则整个回路的功率为 A． R LB 422 B． R LB 222 C． 2R LB 422 D． 2R LB 222 二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题一分，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、多选或不答的得 0 分． 6．某发电站采用高压输电向外输送电能。若输送的总功率为 0P ，输电电压为U ，输电导线的总 电阻为 R ，则下列说法正确的是 A．输电线上的电流 R UI  B．输电线上的电流 U PI 0 C．输电线上损失的功率 RU PP 20 )( D．输电线上损失的功率 R UP 2  7．如图所示，A、B 为两个完全相同的灯泡，L 为自感线圈(自感系数较大；直流电阻不计)，E 为 电源， S 为开关。下列说法正确的是 A．闭合开关的瞬间，A、B 同时亮，但 A 很快又熄灭 B．闭合开关稳定后，A、B 一样亮 C．闭合开关稳定后，断开开关，A、B 立即同时熄灭 D．闭合开关稳定后，断开开关，A 闪亮后又熄灭 8．如图所示的电路中，电源电动势为 E ，内阻忽略不计．闭合开关 S ，电灯正常发光。再将滑 动变阻器的滑片 P 稍向左移动一段距离，下列说法正确的是 A．电流表、电压表的读数均变小 B．小灯泡 L 变暗 C．电源的总功率变大 D．电容器所带电荷量变大 9．如图所示为一种微小位移传感器的原理图。1 是待测的物体，软铁芯 2 插在线圈 3 中并且可以 随着物体 1 在线圈中平移，G 为频率一定的正弦交流信号源，A 为交流电 流表。现将开关 S 闭合，下列说法正确的是 A．该传感器可以将待测物体位移的变化量转换成电路中电 流的变化量 B．若待测物体向右平移，电流表的示数将减小 C．若待测物体向左平移，电流表的示数将减小 D．若将信号源换成电压一定的直流电源，该传感器仍可测量出待测物体的位移变化量 三、简答题：本题共 4 小题，共 37 分。把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答。 10．(6 分)如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图。半径为 R 的两个中空 D 形盒，处于垂直 于盒面向里、磁感应强度为 B 的匀强磁场中。两 D 形盒左端 狭缝处放置一场强恒定的加速电场。带电粒子从 0P 处以速 度 0 沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入 D 形盒 中的匀强磁场做匀速圆周运动，接着又从 0P 处进入 A 、C 板 间，如此反复，最后从 D 形盒右侧的边缘飞出。对于这种改 进后的回旋加速器，带电粒子每运动一周被加速 次。若被加速的带电粒子的电荷量为 q ，质量为 m ，则粒子的最大速度的表达式为 。 11．(6 分)如图所示，光滑水平导轨向有方向竖直向下的匀强磁场， 质量为 1kg 的导体棒 MN 放在导轨上，在电动机牵引下运动。当 导体棒运动了一段时间后，获得稳定的速度为 2m/s。牵引导体棒 的过程中，电动机两端的理想电压表和理想电流表的读数分别为 7V 和 1A，电动机内阻 r 为 1Ω，不计框架电阻及一切摩擦，则电 动机的输出功率为 W；导体棒从开始运动至速度达到稳定的 过程中产生的热量为 10J，求此过程中电动机对外做功的时间为 s 。 12．(13 分)在“测量电源的电动势和内阻”的实验中，待测电源是两节干电池，图甲给出了实验 电路图，图乙已按电路图将器材部分连线。 (1)请将乙图中的器材连线补充完整(在答题卡的图中完成)。 (2)设电源电动势为 E ，内阻为 r ，则路端电压U 和闭合电路的电流 I 的关系可以表达为 。 (3)实验测出了六组U 、I 值，并在U - I 坐标上描绘出如图丙所示的图线，根据图线可以算出 电源的电动势为 V，内阻为 Ω。 13．(12 分)在探究“决定导体电阻的因素”实验中，我们经常用到刻度尺、游标卡尺、螺旋测微 器、电压表、电流表等测量工具。 (1)在一次实验中，如果提供了下列几个长度测量仪器：①毫米刻度 尺；②10 分度游标卡尺；③20 分度游标卡尺；④螺旋测微器。一 个同学用其中一种仪器正确测量某工件的长度为 3.125 cm，则他 所使用的仪器为 (填仪器序号)。如图是用螺旋测微器测量 的电阻丝直径的示意图，则该电阻丝的直径 d = mm。 (2)某研究性学习小组的同学想测量某电阻丝的电阻率。 ①同学们截取了约 1m 长的电阻丝，首先利用多用电表的欧姆挡粗测其阻值，下列操作或说法中 正确的是 A．测量前检查表针是否停在左端的“0”位置，如不在则要进行欧姆调零 B．若用欧姆表“×l”挡测量，指针恰好在刻度 30～50 的正中，则待测电阻为 40Ω C．若用欧姆表“×10”挡测量，指针偏转角度过大，应换成“×1”挡 D．每次改变不同倍率的欧姆档后都要重新进行欧姆调零 ②若同学们粗测得该段电阻丝的阻值约为 3Ω，然后用伏安法测定电阻丝的阻值，再利用公式 L RS 求得电阻丝的电阻率  。可供选择的器材如下： A．量程 0．6A，内阻 0.5Ω的电流表 B．量程 3 A，内阻 0.1Ω的电流表 C．量程 3 V，内阻 6 kΩ的电压表 D．量程 15V，内阻 30kΩ的电压表 E．阻值为 0～1 kΩ，额定电流为 0.5A 的滑动变阻器 F．阻值为 0～10Ω，额定电流为 1 A 的滑动变阻器 G．6 V 蓄电池 H．电键一个、导线若干 实验中要求金属丝的发热功率不超过 0.75 W，电流表应选用 ；电压表应选 用 ；滑动变阻器应选用 。(请填写备选器材前的字母) 四、计算题：本题共 3 小题，共 47 分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步 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。 14．(15 分)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数 1n ： 2n =3：l，原线圈电路中接有一量程 为 3A 的理想 交流电流表，副线圈两端接有理想交流电压表一只和可变电阻 R 以及若干“6 V、6 W”的相同灯泡。输入端交变电压u 的图象如图乙所示。 (1)求图甲中电压表的读数。 (2)要求灯泡均正常发光，求电路中最多允许接入的灯泡个数。 (3)为满足第(2)问中要求，求可变电阻 R 应调到的电阻值 15．(16 分)如图甲所示，在 y 轴右侧加有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度 B =1T。从原点O 处向第Ⅰ象限发射一比荷 m q =1×104C/kg 的带正电的粒子(重力不计)，速度大小 0 =103m/s， 方向垂直于磁场且与 x 轴正方向成 300 角。 (1)求粒子在该匀强磁场中做匀速圆周运动的半径 R 和在该磁场中运动的时间 1t 。 (2)若磁场随时间变化的规律如图乙所示(垂直于纸面向外为正方向)， 4103 4  t s 后空间 不存在磁场．在t =0 时刻，粒子仍从O 点以与原来相同的速度 0 射入，求粒子从O 点射出 后第 2 次经过 x 轴时的坐标。 16．(16 分)如图所示，空间存在一个方向垂直桌面向下的磁场。现将质量为 m 、边长为 L 的正方 形线框 MNPQ ，静止放在光滑绝缘足够大的水平桌面上，PQ 边与 y 轴重合。MN 边的电阻为 1R ， PQ 边的电阻为 2R ，线框其余部分电阻不计。 (1)若磁场随时间的变化规律为 ktBBt  0 ( k 为大于零的已知常数)，求线框中感应电流的 大小和方向。 (2)若磁场不随时间变化，而是按照下列情况分布：磁感应强度沿 y 轴方向均匀分布，沿 x 轴方 向按规律 kxBx  变化( k 为大于零的已知常数)，线框从t =0 时刻、以初速度 0 由图示位置向 x 轴 正方向平动。求在图示位置线框所受安培力的大小和方向。 (3)在第(2)问中，若 21 2RR  ，求在整个运动过程中，电阻 1R 产生的焦耳热。 徐州市 2012—2013 学年度第一学期期末抽测 高二物理（选修）参考答案及评分标准 一、单项选择题：本题共 5 小题， 每小题 4 分，共 20 分． 二、多项选择题：本题共 4 小题，每小 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、多选或不答的得 0 分． 三、简答题：本题共 4 小题，共 37 分． 10． 1 m qBR （共 6 分，每空 3 分） 11． 6 其有效值为 U1=27V （2 分） 根据 n1∶n2= U1∶U2 代入数据后可得 U2=9V （2 分） 此即为电压表的读数。 （1 分） （2）设原线圈中通过的电流为 I1，副线圈中通过的电流为 I2 为使副线圈接入的灯泡最多，则 I1 取允许通过的最大电流的有效值为 3A 根据 U1 I1= U2 I2 代入数据后可得 I2=9A （2 分） 正常发光时每个灯泡中电流为 I 灯= 额 额 U P =1A （2 分） 所以允许接入的灯泡个数为 92  灯I In 盏。 （2 分） （3）电阻两端电压为 灯UUU R  2 =3V （2 分） 电阻阻值为 3 1 2  I UR R Ω （2 分） 15.（16 分）解：（1）轨迹如图甲所示．由 R vmBqv 2  得 轨迹半径 m1.0 qB mvR （2 分） 题 号 1 2 3 4 5 答 案 D D B A C 题 号 6 7 8 9 答 案 BC AD BD AC y O x v0 粒子运动周期 s1022 4  qB mT （2 分） 粒子在磁场中轨迹所对的圆心角为 240° ， 图甲 所以粒子在磁场中运动的时间为 t1= 3 2T = s103 4 4 （2 分） （2）磁场变化的半周期为 3s103 2 4 Tt   （2 分） 在图乙中，∠OO1C＝∠CO2D＝120°，且 O1O2 平行于 x 轴 OE＝2（R＋Rsin30°）＝3R＝0.3ｍ （2 分） RtΔEDP 中，∠EDP＝60°，DE＝2Rsin60° （2 分） EP＝DEtan60°＝3R＝0.3ｍ （2 分） 则粒子从 O 点射出后第 2 次经过 x 轴时的坐标 xp＝OE＋EP＝0.6m （2 分） 16.（16 分） 解：（1）根据法拉第电磁感应定律可知： 22 kLt BLt ΦE    （2 分） 感应电流的大小 21 2 21 RR kL RR EI  （1 分） 感应电流的方向沿 NPQMN。 （2 分） （2）MN 处的磁感应强度为 kL，所以 MN 切割产生的电动势 E=BLv0=kL2v0， PQ 处磁感应强度为 0，所以其产生的电动势也为 0， 因此线框中的感应电动势 E= kL2v0 （2 分） 线框中的感应电流 21 0 2 21 RR vkL RR EI  （1 分） 线框受的安培力方向沿－x 方向（或水平向左） （1 分） 安培力大小为 21 0 42 RR vLkLIBF  （2 分） y xO v0 O1 O2C D E R R M N P 图乙 R R （3）线框最终停止，根据能量关系，线框中产生的焦耳热为 2 02 1 mvQ  （3 分） 电阻 R1 产生的焦耳热为 2 0 21 1 1 3 1 mvQRR RQR  （2 分）