高二年级物理上学期期末考试

高二年级物理上学期期末考试 物 理 试 题 第Ⅰ卷（选择题 共 40 分） 一．本题共 10 小题；每小题 4 分，共 40 分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个 选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有选错或不 答的得 0 分． 1．A、B 两个点电荷在真空中所产生的电场的电场线（方向未标出）如 图 1 所示。图中 C 点为两点电荷连线的中点，MN 为两点电荷连线的 中垂线，D 为中垂线上的一点，电场线的分布关于 MN 左右对称。则 下列说法中正确的是 （ ） A．这两个点电荷一定是等量异种电荷 B．这两个点电荷一定是等量同种电荷 C．D、C 点的电势一定相等 D．C 点的电场强度比 D 点的电场强度大 2．在赤道上某处有一支避雷针。当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电，则地 磁场对避雷针的作用力的方向为 （ ） A．正东 B．正西 C．正南 D．正北 3．传感器是把非电学量（如温度、速度、压力等）的变化转换为电 学量变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．图 2 是一 种反映液面高度 h 的电容式传感器的示意图．从电容 C 大小的变化 就能反映液面的升降情况．关于两者关系的说法中正确的是（ ） Ａ. C 增大表示 h 减小 Ｂ.C 减小表示 h 增大 Ｃ. C 减小表示 h 减小 Ｄ.C 的变化与 h 变化无直接关系 4.物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用.下面列举的四种器件中，在工作时利用了电磁 感应现象的是（ ） A.回旋加速器 B.日光灯 C.质谱仪 D.电磁炉 5．在图 3 所示的演示实验中，先合上开关 S，调节变阻器 R 的电阻，使同样规格的两个灯泡明 亮程度相同，再调节变阻器 R1，使两个灯泡都正常发光，然后断开开关 S。 Ａ．再次合上开关 S 时，两灯同时正常发光 Ｂ．再次合上开关 S 时，灯泡 2 立刻正常发光，灯泡 1 逐渐亮起来 Ｃ．再次断开开关 S 时，则灯泡 2 立即熄灭，灯泡 1 逐渐熄灭 Ｄ．再次断开开关 S 时，则两灯都是逐渐熄灭 L1 图 3 L2 L SR R1 A B C D M N 图 1 导电液 金 属 电介质 h 图 2 R2 U R1 S 图 7 6.如图 4 所示是一火警报警器的部分电路示意图.其中 R3 为用半导体热敏材料制成的传感器. 值班室的显示器为电路中的电流表，a、b 之间接报警器.当传感器 R3 所在处出现火情时，显 示器的电流 I、报警器两端的电压 U 的变化情况是( ) A.I 变大，U 变大 B.I 变大，U 变小 C.I 变小，U 变小 D.I 变小，U 变大 7．阻值为 10Ω电阻接到电压波形如图 5 所示的交流电 源上。以下说法中正确的是 A．电压有效值为 10V B．通过电阻的电流有效值为 2 2 A C．电阻消耗电功率为 5W D．电阻每秒钟产生的热量为 10J 8．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流 电源两极相连接的两个 D 形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性 变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两 D 形金属盒 处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图 6 所示。设 D 形盒半径为 R。 若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为 B，高频交 流电频率为 f。则下列说法正确的是 A．质子被加速后的最大速度不可能超过 2πfR B．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关 C．只要 R 足够大，质子的速度可以被加速到任意值 D．不改变 B 和 f，该回旋加速器也能用于加速α粒子 9．如图 7 所示为一理想变压器，在原线圈输入电压不变的条件下，要提高变压器的输入功率， 可采用的方法是 （ ） A．只增加原线圈的匝数 B．只增加副线圈的匝数 C．只减小用电器 R1 的电阻 D．断开开关 S 10．如图 8 所示，两只线圈 L1、L2 套在闭合铁芯上，裸导线 PQ 与 L1 保持良好的接触，且能左 右切割磁感线移动，在下列措施中，哪些能使流过灯泡的电流从 B 到 A （ ） A． PQ 向左匀减速运动 B．PQ 向左匀加速运动 C．PQ 向右匀速运动 D．PQ 向右匀减速运动 a b A E r R3 R2 R1 报 警 器 图 4 t /10-2s 10 -10 1 2 3 4 u/ V 图 5 图 6 图 8 图 9 高二年级物理上学期期末考试 物 理 试 题 答 题 卷 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 第Ⅱ卷（非选择题 共 110 分） 二．本题共 8 小题，共 110 分。按题目要求作答。解答题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。 11．（8分）如图9所示为“研究电磁感应现象”的实验装置，部分导线已连接。 （1）用笔线代替导线将图中未完成的电路连接好。 （2）如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合电键后，将原线圈迅速 插入副线圈的过程中，电流计指针将向_______偏；原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅 速向右移动时，电流计指针将向_______偏。 12．（12 分）在“测量金属的电阻率”的实验中： （1）用螺旋测微器测金属丝的直径如图 10 所示，则该金属丝的直径为 mm （2）已知电阻丝的电阻约为 10Ω，测量时要求加在电阻丝两端的电压可连续地从 0V 调到 3V， 现备有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用，应选用的器材有________________（只填代号） Ａ．量程是 0—0.6A，内阻是 0.5Ω的电流表； Ｂ．量程是 0—3A，内阻是 0.1Ω的电流表； Ｃ．量程是 0—3V，内阻是 6kΩ的电压表； Ｄ．量程是 0—15V，内阻是 30kΩ的电压表； Ｅ．阻值为 0—1kΩ，额定电流为 0.5A 的滑动变阻器； Ｆ．阻值为 0—额定电流为 2A 的滑动变阻器； Ｇ．蓄电池（6V）； Ｈ．开关一个，导线若干。 （3）在方框中画出用伏安法测上述电阻丝电阻的电路图 班 别 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 姓 名 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 座 号 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 图 10 30 35 0 40 13．（12 分）一个质量为 m 带电量为+q 的小球以水平初速度 v0 自高处抛出，做平抛运动．不计 空气阻力，重力加速度为 g．试回答下列问题： （1）若在空间加一个竖直向上的匀强电场，发现小球水平抛出后做匀速直线运动．则匀强 电场的场强 E 是多大？ （2）若在空间再加一个垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为 B，发现小球将作圆周运 动。圆周运动的半径和周期各为多少？ 14．（14分）图11为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的 电流。电路中电灯的电阻R1＝6.0Ω，定值电阻R＝2.0Ω，AB间电压U＝6.0V．开关S原来闭合， 电路处于稳定状态，在t1=1.0×10－3s时刻断开开关S，此时刻前后电流传感器显示的电流随时间 变化的图线如图12所示． （1）求出线圈 L 的直流电阻 RL； （2）在图 11 中用箭头标出断开开关后通过电灯的电流方向； （3）在 t2=1.6×10-3s 时刻线圈 L 中的感应电动势的大小是多少？ 图 11 t /10-3s 图 12 15．（14 分）如图 13 所示，宽度为 L=0.平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连 接阻值为 R=1.0Ω电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为 B=0.50T。 一根导体棒 MN 放在导轨上与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。现用一平行 于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动，运动速度 v=10m/s，在运动过程中保持导体棒 与导轨垂直。求： ⑴在导轨、导体棒和电阻组成的闭合回路中产生的感应电流。 ⑵作用在导体棒上的拉力大小。 ⑶在导体棒移动 30cm 的过程中，电阻 R 上产生的热量。 16．（16 分）如图 14 所示，在 y＞0 的空间中，存在沿 y 轴正方向的匀强电场 E；在 y＜0 的空 间中，存在沿 y 轴负方向的匀强电场，场强大小也为 E，一电子（电量为 e，质量为 m）在 y 轴上的 P（0，d）点以沿 x 轴正方向的初速度 v0 开始运动，不计电子重力，求： （1）电子第一次经过 x 轴时到 O 点的距离； （2）电子在 y 方向上分运动的周期； （3）电子运动的轨迹与 x 轴的各个交点中，任意两个相邻交点间的距离． M R B v N 图 13 图 14 17．(16 分)两条平行的光滑金属导轨 ab、cd 被固定在竖直面内，导轨处在与导轨平面垂直的匀 强磁场中，磁感应强度 B=0.80T，如图 15 所示。已知：与导轨相连的电源电动势为 E=3.0V， 内阻 r=0.50Ω。水平放置的导体棒 MN 的电阻为 1.5Ω，两端恰好与导轨接触良好，长度等于 导轨宽度 l=，一切摩擦不计（其他电阻不计）。当单刀双掷开关 S 与 1 接通时，导体棒刚好保 持静止状态。试确定：⑴磁场方向，并在图 15 中画出。⑵导体棒 MN 的质量。⑶当 S 与 2 接通 后，导体棒 MN 在运动过程中所能够达到的最大速度。（导轨足够长，结果保留两位有效数字。） 18.(18 分)电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的.在电子枪中产生的电子经 过加速电场加速后射出，从 P 点进入并通过圆形区域后，打到荧光屏上，如图 16 所示。如果 圆形区域中不加磁场，电子一直打到荧光屏上的中心 O 点的动能为 EK；在圆形区域内加垂直 于圆面、磁感应强度为 B 的匀强磁场后，电子将打到荧光屏的上端 N 点。已知 ON=h，PO=L. 电子的电荷量为 e，质量为 m.求： ⑴电子打到荧光屏上的 N 点时的动能是多少？说明理由. ⑵电子在电子枪中加速的加速电压是多少？ ⑶电子在磁场中做圆周运动的半径 R 是多少？ ⑷试推导圆形区域的半径 r 与 R 及 h、L 的关系式. 高二年级物理上学期期末考试 Sa b c d M N 1 2 E 图 15 N OP 电子枪 图 16 物 理 试 题 参 考 答 案 及 评 分 标 准 一、本题共 10 小题；每小题 4 分，共 40 分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有 一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有选错或不 答的得 0 分． 二．本题共 8 小题，共 110 分。按题目要求作答。解答题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。 11、（1）用笔线代替导线将图中未完成的电路连接好。（4 分） （2）向右偏，向左偏。（4 分） 12、0.350（4 分）， ACFGH（4 分） （电路图 4 分） 13、解：（1）小球匀速运动，故 mgF  （2 分） qEF  ， 则 q mgE  （3 分） （2）小球做匀速圆周运动，由牛顿定律得： R vmf 2 0 （2 分） 由洛伦兹力公式： Bqvf 0 所以： qB mvR 0 （3 分） 周期 qB m v RT  22 0  （2 分） 14、解：（1）由图读出，开始时流过电感线圈 L 的电流 I0=1.5A （2 分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 ACD B C BD BD C BC AB BC A V A S 实验电路图 由欧姆定律 0 L UI R R   （2 分） 解得： 0 2L UR RI     （2 分） （2）L1 中电流方向向左 （2 分） （3）由图读出,t=1.6×10-3s 时刻线圈 L 的电流 I=0.30A （2 分） 线圈 L 此时是一个电源，由全电路欧姆定律 1( )LE I R R R   （2 分） 3.0E V （2 分） 15、解：⑴ 导体棒切割磁感线产生的感应电动势 BLvE  （2 分） 由欧姆定律得： AI R BLv R E 1 （3 分） ⑵因棒匀速运动，拉力等于安培力， NBILF 1.0 （3 分） ⑶由焦耳定律得： RtIQ 2 （2 分） vts  （2 分） 所以 JQ 03.0 （2 分） 16、（1）在 y＞0 空间中，沿 x 轴正方向以 v0 的速度做匀速直线运动，沿 y 轴负方向做匀加速 直线运动，设其加速度大小为 a，则 m eEa  （2 分） 2 12 1 atd  （2 分） 101 tvx  （2 分） 解得： eE mdt 2 1  ， eE mdvx 2 01  （2 分） （2）在 y＜0 空间中，沿 x 轴正方向仍以 v0 的速度做匀速直线运动，沿 y 轴负方向做匀减 速直线运动，设其加速度大小也为 a，由对称性可知： 电子在 y 轴方向速度减小为零时的时间 t2 = t1 = eE md2 （2 分） 电子在 y 轴方向的运动周期为 T = 2(t1＋t2) = eE md24 （3 分） （4）电子运动轨迹在 x 轴上的任意两个相邻交点间的距离为 s = 2x1 = eE mdv 22 0 （3 分） 17、⑴由左手定则知：磁场方向垂直于纸面向里 （2 分） ⑵棒静止，则 mgF  （1 分） BIlF  （1 分） 由闭合电路欧姆定律： rR EI  （2 分） 所以： kggrR BElm 024.0)(  （2 分） ⑶当 S 与 2 接通后，导体棒 MN 将向下作加速度逐渐减小的加速运动，当加速度等于零时 速度最大，即 mgF 安 ， （3 分） 而此时 mBlvE  （1 分） BIlF 安 （1 分） R EI  （1 分） 由以上四式得： sm m lB mgRv 1422  （2 分） 18、解：⑴ 因洛伦兹力不做功，所以电子打到荧光屏上的 N 点时的动能是 KE （2 分） ⑵由动能定理： KEeUW  （2 分） 所以电子在电子枪中加速的加速电压 e EU K （1 分） ⑶电子在磁场中做圆周运动， R vmf 2  （2 分） qvBf  （1 分） 2 2 1 mvEK  （1 分） 所以：电子在磁场中做圆周运动的半径 qB mER K2 （2 分） ⑷由题意可知：电子沿 PC 方向射入，沿 CQ 方向射出，A 为电子圆周运动的圆心，则偏角  PAQNCO （2 分） 由图中几何关系可知： rL h tan （1 分） R r 2tan  （1 分） 由数学公式 2tan1 2tan2 tan 2      可得 2 2 2 rR Rr rL h   （3 分）