市一中大学区2017-2018学年度第一学期期末考试
高二物理试题
命题人:何幼一
一、单项选择题:(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题给出的4个选项中只有一项是正确的)
1. 根据磁感应强度的定义式B=F/(IL),下列说法中正确的是( )
A. 在磁场中某确定位置,B与F成正比,与I、L的乘积成反比
B. 一小段通电直导线在空间某处受磁场力F=0,那么该处的B一定为零
C. 磁场中某处B的方向跟电流在该处受磁场力F的方向相同
D. 一小段通电直导线放在B为零的位置,那么它受到的磁场力F也一定为零
2. 如图所示的情况中,a、b两点电势相等、电场强度也相同的是( )
A. 带等量
异种电荷的平行金属板之间的两点
B. 离点电荷等距的任意两点
C. 两等量同种电荷其连线的中垂线上与连线中点等距的任意两点
D. 两等量异种电荷其连线的中垂线上与连线中点等距的任意两点
3. —个电流表的满偏电流Ig=1mA,内阻Rg=500Ω。要把它改装成一个量程为10V的电压表,则应在电流表上( )
A. 串联一个10kΩ的电阻
B. 并联一个10kΩ的电阻
C. 串联一个9.5kΩ的电阻
D. 并联一个9.5kΩ的电阻
4. 回旋加速器是加速带电粒子的装置,其主体部分是两个D形金属盒,两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中,并分别与高频交流电源两极相连接,从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速,如图所示,现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能,下列方法可行的是( )
A. 增大金属盒的半径 B. 减小狭缝间的距离
C. 减小磁场的磁感应强度 D. 增大高频交流电压
5. 在如图所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻
,R1和R3均为定值电阻,R2为滑动变阻器.当R2的滑动触点在a端时,合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U,现将R2的滑动触点向b端移动,则三个电表示数的变化情况( )
A. I1增大,I2不变,U增大
B. I1减小,I2增大,U减小
C. I1增大,I2减小,U增大
D. I1减小,I2不变,U减小
6.如图所示,在x>0,y>0的空间中有恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于xoy平面向里,大小为B,现有一质量为m,电量为q的带正电粒子,从在x轴上的某点P沿着与x轴成30°角的方向射入磁场,不计重力的影响,则下列有关说法中正确的是( )
A.粒子在磁场中
运动所经历的时间可能为2
B.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为
C.只要粒子的速率合适,粒子就可能通过坐标原点
D.粒子一定不可能通过坐标原点
7 .如图所示,以为圆心的圆周上有六个等分点
、
、
、
、
、
。等量正、负点电荷分别放置在
、
两处时,在圆心
处产生的电场强度大小为E。现改变
处点电荷的位置,使
点的电场强度改变,下列叙述正确的是( )
A. 移至
处,
处的电场强度大小减半,方向沿
B.移至处,
处的电场强度大小不变,方向沿
C. 移至处,
处的电场强度大小不变,方向沿
D. 移至处,
处的电场强度大小减半,方向沿
8.图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈。实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是( )
A.图1中,A1与L1的电阻值相同
B.图1中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流
C.图2中,变阻器R与L2的电阻值相同
D.图2中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等
9.如图,由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd,固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。一接入电路电阻为R的导体棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动,滑动过程PQ始终与ab垂直,且与线框接触良好,不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中( )
A.PQ中电流先增大后减小
B.PQ两端电压先减小后增大
C.PQ上拉力的功率先减小后增大
D.线框消耗的电功率先减小后增大
10.如图所示,两块水平放置的金属板距离为d,用导线与一个n匝的线圈连接,线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中,两板间有一个质量为m、电量为+q的油滴处于静止状态,则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是( )
A、正在增加, B、正在减弱,
C、正在增加, D、正在减弱,
二、多项选择题:(本大题共5小题,每小题4分,共20分。每小题给出的4个选项中至少有两项是正确的,选不全的得2分,有错选或不答的得0分)
11. 如图所示,一个质量为m,带电量为q的粒子(不计重力),始终从两平行板左侧中点处沿垂直场强方向射入,当入
射速度为v时,恰好穿过电场而不碰金属板.要使粒子的入射速度变为
,仍能恰好穿过电场,则必须再使( )
A. 粒子的电量变为原来的
B. 两板间电压减为原来的
C. 两板间距离增为原来的4倍
D. 两板间距离增为原来的2倍
12.一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10V、17V、26V。下列说法正确的是( )
A. 电场强度的大小为2.5V/cm
B. 坐标原点处的电势为1V
C. 电子在a点的电势能比在b点的低7eV
D. 电子从b点运动到c点,电场力做功为9eV
13. 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
D. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越小
14.两条平行虚线间存在一匀强磁场,磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1 m、总电阻为0.005 Ω的正方形导线框abcd位于纸面内,cd边与磁场边界平行,如图(a)所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动,cd边于t=0时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时,感应电动势取正)。下列说法
正确的是( )
A.磁感应强度的大小为0.5 T
B.导线框运动速度的大小为0.5 m/s
C.磁感应强度的方向垂直于纸面向外
D.在t=0.4 s至t=0.6 s这段时间内,导线框所受的安培力大小为0.1 N
15.如图所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流的变化的特性图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线,如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法正确的是( )
A.电源1与电源2的内阻之比是11:7
B.电源1与电源2的电动势之比是7:11
C.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是1:2
D.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1:2
三.填空题(每空2分,16题电路图4分,共16分)
16. 某同学要探究一种新材料制成的圆柱体的电阻。步骤如下:
(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度,如上图A所示,可知其长度为_______mm。
(2)用螺旋测微器测量其直径,如上图B所示,可知其直径为_______cm。
(3)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻R(阻值约为200Ω)
电流表A1(量程0~4mA,内阻约50Ω)
电流表A2(量程0~10mA,内阻约30Ω)
电压表V1(量程0~3V,内阻约l0kΩ)
电压表V2(量程0~15V,内阻约25kΩ)[来源:Zxxk.Com]
直流电源E(电动势4V,内阻不计)
滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A)
滑动变阻器R2(阻值范围0~20kΩ,允许通过的最大电流0.5A)
开关S导线若干
为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在方框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号________。[来源:学§科§网Z§X§X§K]
17. 某同学用如图甲所示的电路测量某电池的电动势E和内阻r,R为电阻箱。干电池的工作电流不宜超过0.5A,实验室提供的器材如下:电压表(量程0〜3V,内阻约3kΩ);电阻箱(阻值范围0〜999.9Ω);开关、导线若干。
(1)请根据图甲的电路图在图乙中画出连线,将器材连接成实验电路__________。
(2)实验时,改变电阻
箱R的值,记录电压表的示数U,得到若干组R、U的数据。根据实验数据绘出如图丙所示的
图线,由图像得出电池组的电动势E=____V,内阻r=____Ω。(保留三位有效数字)
(3)关于这个实验中存在的误差以及减小误差的各种方法,下列说法正确的是(_______)
A.电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差
B.该同学读电压表读数引起的误差属于系统误差
C.本实验用图像法处理数据可以减小偶然误差
D.如果将电压表的内阻计算在内就可以减小系统误差
四.计算题(共34分)
18.(10分)如图所示,MN、PQ为足够长的平行导轨,间距L=0.5 m.导轨平面与水平面间的夹角θ=37°.NQ⊥MN,NQ间连接有一个R=3 Ω的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B0=1 T.将一根质量为m=0.05 kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好,金属棒的电阻r=2 Ω,其余部分电阻不计.现由静止释放金属棒,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,当金属棒滑行至cd处时速度大小开始保持不变,cd 距离NQ为s=2 m.试解答以下问题:(g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
(1)金属棒达到稳定时的速度是多大?
(2)从静止开始直到达到稳定速度的过程中,电阻R上产生的热量是多少?
19.(10分) 如图所示在边长为L的等边三角形OAB区域内有垂直纸面向里的匀强磁场。在纸面内从O点向磁场区域AOB各个方向瞬时射入质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,所有粒子的速率均为v, 已知沿OB方向射入的粒子从AB边的中点C射出,不计粒子之间的相互作用和重力的影响,已知sin35°≈0.577 ,
。求:
(1)匀强磁场的磁感应强度的大小;
(2)带电粒子在磁场中运动的最长时间;
20.(14分) 如图所示,直角坐标系xOy位于同一竖直平面内,其中x轴水平,y轴竖直。xOy平面内长方形区域OABC内有方向垂直OA的匀强电场,OA长为L,与x轴间的夹角θ=30°,一质量为m,电荷量为q的带正电小球(可看成质点)从y轴上的P点沿x轴方向以一定速度射出,恰好从OA的中点M垂直OA进人电场区域。已知重力加速度为g。
(1)求P点的纵坐标及小球从P点射出时的速度v0。
(2)已知电场强度的大小为E=,若小球不能从BC边界离开电场,OC长度应满足什么条件?
.
市一中大学区2017-2018学年度第一学期期末考试
高二物理试题答案
一、单项选择题:(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题给出的4个选项中只有一项是正确的)
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
D |
D |
C |
A |
B |
D |
D |
C |
C |
B |
二、多项选择题:(本大题共5小题,每小题4分,共20分。每小题给出的4个选项中至少有两项是正确的,选不全的得2分,有错选或不答的得0分)
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
AD |
ABD |
ABC |
B |
C |
三.填空题(每空2分,16题电路图4分,共16分)
16. (1). 50.15 (2). 0.4700 (3).
17. (1). (2). 2.86(2.85~2.87均可) [来源:学科网ZXXK]
6.07(6.06~6.08均可) (3). CD
四.计算题(共34分)
18. (1)2 m/s (2)0.06 J
解析 (1)在达到稳定速度前,金属棒的加速度逐渐减小,速度逐渐增大,达到稳定速度时,有:mgsin θ= B0IL +μmgcos θ
E=B0Lv
E=I(R+r)
代入已知数据,得v=2 m/s
(2)根据能量守恒得,重力势能减小转化为动能、摩擦产生的内能和回路中产生的焦耳热.有:
mgssin θ=2(1)mv2+μmgcos θ·s+Q[来源:Zxxk.Com]
电阻R上产生的热量:QR=R+r(R)Q
解得:QR=0.06 J
19.(1)
;(2)
(1)OC=Lcos30o=L ①
沿OB方向射入的粒子从AB边的中点C射出,由几何知识得粒子做圆周运动的圆弧对的圆心角为60°。
半径r= OC=L ②
由qvB=③
得B==
④
(2)从A点射出的粒子在磁场中运动时间最长 ⑤
设弦OA对的圆心角为,由几何关系得
sin=
=
≈0.577,
≈70° ⑥
最长时间tm≈⑦
20.(1);
(2)
[来源:学科网ZXXK]
(1)设小球从P到M所用时间为t1
在竖直方向做自由落体运动:
在水平方向:
由几何关系:
联立可得:
(2)设小球到达M时速度为vM,由几何关系:
根据平衡条件得:
小球在电场中沿vM向做匀速直线运动,沿与vM垂直方向做加速度为a的匀加速运动,设边界OC的长度为d时,小球不从BC边射出,在电场中运动时间为t2
由牛顿第二定律得:mgsin300=ma
解得:a=5m/s2
位移关系为:
联立可得:
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