廣東省廣州越秀區(qū)廣大附中2016-2017學(xué)年高二下學(xué)期期末考試物理試題

2016學(xué)年第二學(xué)期期末考試高二理科物理問(wèn)卷命題人：劉智煒審題人：王海軍潘萬(wàn)洋本試卷共7頁(yè)，16小題，滿分100分．考試用時(shí)90分鐘．一、單項(xiàng)選擇題（本大題6小題，每小題4分，共24分）1．兩個(gè)等量異種電荷的連線的垂直平分線上有、、三點(diǎn)，如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A．、兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同B．電荷從點(diǎn)移到點(diǎn)靜電力不做功C．、、三點(diǎn)的電勢(shì)都大于無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)D．兩個(gè)等量異種電荷的連線上點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最強(qiáng)【答案】B【解析】由等量異種電荷的電場(chǎng)線分布可知，、兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相同，大小不同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．兩點(diǎn)的電場(chǎng)方向水平向右，故電荷從點(diǎn)移到點(diǎn)靜電力不做功，選項(xiàng)B正確；、、三點(diǎn)的電勢(shì)都等于零，都等于無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)，C錯(cuò)誤．兩個(gè)等量異種電荷的連線上點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最弱，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選B．2．一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞一固定轉(zhuǎn)軸作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈剛好處于如圖所示的位置時(shí)，則它的（）A．磁通量最小，磁通量的變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B．磁通量最小，磁通量的變化率最小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小C．磁通量最大，磁通量的變化率最小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小D．磁通量最大，磁通量的變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大【答案】A【解析】當(dāng)線圈處于圖中所示位置時(shí)，即線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，此時(shí)磁通量為零，最小；磁場(chǎng)方向與切割邊轉(zhuǎn)動(dòng)速度方向相互垂直，故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，磁通量的變化率最大，故A正確，BCD錯(cuò)誤．3．中國(guó)已投產(chǎn)運(yùn)行的物高壓輸電是目前世界上電壓最高的輸電工程．假設(shè)甲、乙兩地原來(lái)原的超高壓輸電，輸電線上損耗的電功率為．保持輸送電功率和輸電線電阻都不變的條件下，現(xiàn)改用特高壓輸電，若不考慮其他因素的影響，則輸電線上損耗的電功率將變?yōu)椋ǎ〢． B． C． D．【答案】A【解析】由可知輸出電壓由升高到時(shí)，電路中的電流將減為原來(lái)的一半；由可知電路中損耗的功率變?yōu)樵瓉?lái)的．故A正確．4．某同學(xué)為了驗(yàn)證斷電自感現(xiàn)象，自己找來(lái)帶鐵芯的線圈、小燈泡、開(kāi)關(guān)和電池組，用導(dǎo)線將它們連接成如圖所示的電路．檢查電路后，閉合開(kāi)關(guān)，小燈泡發(fā)光；再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，小燈泡僅有不顯著的延時(shí)熄滅現(xiàn)象．雖經(jīng)多次重復(fù)，仍未見(jiàn)老師演示時(shí)出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思想找不出原因．你認(rèn)為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是（）A．電源的內(nèi)阻較大 B．小燈泡電阻偏大C．線圈電阻偏大 D．線圈的自感系數(shù)較大【答案】C【解析】A．開(kāi)關(guān)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，燈泡能否發(fā)生閃亮，取決于燈泡的電流有沒(méi)有增大，與電源的內(nèi)阻無(wú)關(guān)．B．若小燈泡電阻偏大，穩(wěn)定時(shí)流過(guò)燈泡的電流小于線圈的電流，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，根據(jù)楞次定律，流過(guò)燈泡的電流從線圈原來(lái)的電流逐漸減小，燈泡將發(fā)生閃亮現(xiàn)象．C．線圈電阻偏大，穩(wěn)定時(shí)流過(guò)燈泡的電流大于線圈的電流，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，根據(jù)楞次定律，流過(guò)燈泡的電流從線圈原來(lái)的電流逐漸減小，燈泡不發(fā)生閃亮現(xiàn)象．D．線圈的自感系數(shù)較大，產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)較大，但不能改變穩(wěn)定時(shí)燈泡和線圈中電流的大小，故D錯(cuò)誤．5．在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一個(gè)不變形的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖甲所示，當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間如圖乙變化時(shí)，圖丙中正確表示線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化的是：（）甲乙A． B．C． D．丙【答案】A【解析】在內(nèi)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，．根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向與圖示方向相反，為負(fù)值．故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．6．如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，一帶電微粒從磁場(chǎng)邊界點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)方向射入，沿曲線打到屏上的點(diǎn)，通過(guò)段用時(shí)為，若該微粒經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí)，與一個(gè)靜止的不帶電微粒碰撞并結(jié)合為一個(gè)新微粒，最終找到屏上．兩個(gè)微粒所受重力均忽略，則新微粒運(yùn)動(dòng)的（）A．軌跡為，至屏的時(shí)間將小于 B．軌跡這，至屏的時(shí)間將大于C．軌跡為，至屏的時(shí)間將大于 D．軌跡為，至屏的時(shí)間將等于【答案】C【解析】帶電粒子和不帶電粒子相碰，遵守動(dòng)量守恒，故總動(dòng)量不變，總電量也保持不變，由，得：．、都不變，可以知道粒子碰撞前后的軌跡半徑不變，故軌跡應(yīng)為；因周期可以知道，因增大，故粒子運(yùn)動(dòng)的周期增大，因所對(duì)應(yīng)的弧線不變，圓心角不變，故所用的時(shí)間將大于．二、多項(xiàng)選擇題：（本大題6小題，每小題5分，共30分，錯(cuò)選0分，漏選3分）7．關(guān)于原子核、原子核的衰變、核能，下列說(shuō)法正確的是（）A．原子核的結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定B．入射光頻率大于極限頻率能產(chǎn)生光電子C．衰變成要經(jīng)過(guò)次衰變和次衰變D．發(fā)生衰變時(shí)，新核與原來(lái)的原子核相比，中子數(shù)減少了【答案】BD【解析】A．比結(jié)合能越大原子核越穩(wěn)定，原子核的結(jié)合能越大，原子核不一定越穩(wěn)定，故A錯(cuò)誤．B．入射光頻率大于極限頻率能產(chǎn)生光電子，故B正確．C．鈾核衰變?yōu)殂U核的過(guò)程中，衰變一次質(zhì)量數(shù)減少個(gè)，次數(shù)，衰變的次數(shù)為要經(jīng)過(guò)次衰變和次衰變，故C錯(cuò)誤．D．粒子為氦核，由兩個(gè)質(zhì)子和兩種中子組成，所以發(fā)生衰變時(shí)，新核與原來(lái)的原子核相比，中子數(shù)減少了，所以D選項(xiàng)是正確的．8．如圖所示，和都是鋁環(huán)，環(huán)是閉合的，環(huán)是斷開(kāi)的，兩環(huán)分別固定在一橫梁的兩端，橫梁可以繞中間的支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)．從前往后看，下列判斷正確的是（）A．用磁鐵的極靠近環(huán)，環(huán)會(huì)靠近磁鐵B．用磁鐵的極靠近環(huán)，環(huán)中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)C．用磁鐵的極靠近環(huán)，環(huán)會(huì)有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳟a(chǎn)生D．用磁鐵的極靠近環(huán)，環(huán)會(huì)有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳟a(chǎn)生【答案】BD【解析】A．環(huán)閉合，磁鐵插向環(huán)時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，環(huán)受力，環(huán)會(huì)遠(yuǎn)離磁鐵．所以A選項(xiàng)是錯(cuò)誤的．B．金屬不閉合，磁鐵插向環(huán)時(shí)穿過(guò)它的磁通量發(fā)生變化時(shí)，只產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而不產(chǎn)生感應(yīng)電流，環(huán)不受力的作用，桿不轉(zhuǎn)動(dòng)，故B正確．C、D．用極接近環(huán)時(shí)，向里的磁通量最大，所以環(huán)中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向向外，環(huán)能產(chǎn)生逆時(shí)的感應(yīng)電流，故C錯(cuò)誤，D正確．9．如圖所示，一個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外．一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框，沿紙面的由位置（左）勻速運(yùn)動(dòng)到位置（右）．則（）A．導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)锽．導(dǎo)線杠離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)镃．導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，受到的安培力方向水平向左D．導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，受到的安培力方向水平向右【答案】AC【解析】線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，磁通量增大，因此感應(yīng)電流形成磁場(chǎng)方向向里，由右手法則可知感應(yīng)電流方向?yàn)?，，安培力方向水平向左；同理線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，電流方向?yàn)?，，安培力方向水平向左，故AC正確．10．如圖所示，水平面上相距的兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌和，他們的電阻可忽略不計(jì)，在和之間接有最大阻值為的滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)體棒電阻，與導(dǎo)軌垂上且接觸良好，整個(gè)裝置處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度，滑動(dòng)變阻器滑片處在正中間位置，在外力作用下以的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，以下判斷正確的是（）A．通過(guò)導(dǎo)體棒的電流大小為，方向由到B．導(dǎo)體接受到的安培力大小為，方向水平向左C．外力的功率大小為D．若增大滑動(dòng)變阻器消耗的功率，應(yīng)把滑片向端移動(dòng)【答案】ACD【解析】AB．切割電動(dòng)勢(shì)為：，感應(yīng)電流大小為：，根據(jù)右手定則，感應(yīng)電流方向?yàn)椋?；安培力大小為?根據(jù)左手定則，安培力水平向左；故A正確，B錯(cuò)誤．C．導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)，則拉力為，故拉力的功率為：，所以C選項(xiàng)是正確的．D．導(dǎo)體棒相當(dāng)于電源，當(dāng)外電阻與內(nèi)電阻越是接近，外電阻消耗的功率越大，故要增大滑動(dòng)變阻器消耗的功率，應(yīng)把滑片向端移動(dòng)，所以D選項(xiàng)是正確的．11．一個(gè)含有理想變壓器的電路如圖所示，其中、、為定值電阻，為滑動(dòng)變阻器，電表為理想電表，為正弦交流電源，輸出電壓有效值恒定，當(dāng)滑片從左向右滑動(dòng)的過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（）A．電壓表示數(shù)變大 B．電容器所帶電荷量始終不變C．電流表示數(shù)減小 D．理想變壓器輸出功率增大【答案】AC【解析】AC．設(shè)原線圈電流為，原線圈的電壓為，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可得：，副線圈的電流為：，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比可得：，聯(lián)立各式計(jì)算出：;，原副線圈匝數(shù)不變，當(dāng)滑片從左向右滑動(dòng)的過(guò)程中，增大，所以減小，減小，增大，故AC正確．B．因?yàn)闇p小，兩端的電壓減小，即電容器的電壓減小，由可以知道，電容器所帶電荷量減小，故B錯(cuò)誤．D．理想變壓器輸出功率為，是關(guān)于的二次函數(shù)，當(dāng)減小，有可能先增大后減小，也有可能一直減小，故D錯(cuò)誤．12．可視為質(zhì)點(diǎn)的甲、乙兩球質(zhì)量分別為、，在甲球由靜止釋放的同時(shí)乙球豎直向上拋出，兩球相碰前瞬間速度大小都是，碰撞時(shí)間極短，碰后兩球粘在一起．不計(jì)空氣阻力，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹椋x豎直向下為正方向，則（）A．從釋放甲球到兩球相碰前瞬間，甲球所受重力的沖量為B．從釋放甲球到兩球相碰前瞬間，乙球動(dòng)量變化量為C．甲、乙碰撞后繼續(xù)上升的高度為D．甲、乙碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能為【答案】AD【解析】從釋放甲球到兩球相碰前瞬間，由動(dòng)量定理得：甲球所受重力的沖量為：．故A選項(xiàng)正確．B．設(shè)從釋放甲球到兩球相碰時(shí)的時(shí)間為，則由，得：對(duì)于乙球，選豎直向下為正方向，由動(dòng)量定理得：．故B錯(cuò)誤．CD．設(shè)碰后瞬間兩者的速度為，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得：，得：．甲、乙碰撞后繼續(xù)上升的高度為：．甲、乙碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能為：．故C錯(cuò)誤，D正確．三、實(shí)驗(yàn)題：（本大題1小題，共10分）13．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，需測(cè)量一個(gè)標(biāo)有“，”燈泡兩端的電壓和通過(guò)燈泡的電流．有現(xiàn)有如下器材：直流電源（電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻不計(jì)） 電流表（量程，內(nèi)阻約）電流表（量程，內(nèi)阻約） 電壓表（量程，內(nèi)阻約）電壓表（量程，內(nèi)阻約）滑動(dòng)變阻器（阻值，額定電流）滑動(dòng)變阻器（阻值，額定電流）（）在該實(shí)驗(yàn)中，需要盡可能精確測(cè)量，電流表應(yīng)選擇__________（選填“”或“”），電壓表應(yīng)選擇__________（選填“”或“”），滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇__________（選填“”或“”）．（）請(qǐng)?jiān)趫D中方框中完成實(shí)驗(yàn)的電路圖．（）該同學(xué)正確連接電路后檢查所有元器件都完好，進(jìn)行測(cè)量．根絕所選儀器和實(shí)驗(yàn)電路，實(shí)驗(yàn)中小燈泡電阻的測(cè)量值__________真實(shí)值（填“大于”，“等于”或“小于”），這種誤差屬于__________（“系統(tǒng)誤差”或“偶然誤差”）．（）下圖是學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測(cè)出的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出該小燈泡的伏安特性曲線．若將兩個(gè)該燈泡并聯(lián)后，直接接在題中提供的電源兩端，請(qǐng)估算該小燈泡的實(shí)際功率__________（保留兩位有效數(shù)字）．（若需作圖，可直接畫在圖中）【答案】（）、、．（）如圖所示：（）小于、系統(tǒng)誤差．（）．【解析】（）由可知，；為了安全和準(zhǔn)確，電流表應(yīng)選擇；燈泡的額定電壓為，直流電壓表選擇量程的誤差較小，即選．因本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采用分壓接法，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選．（）因測(cè)量小燈泡的伏安特性曲實(shí)驗(yàn)中要求電壓從需開(kāi)始調(diào)節(jié)，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法；同時(shí)因燈泡內(nèi)阻較小，故電流表采用外接法；原理圖如下；（）由于電表內(nèi)電阻的影響，本實(shí)驗(yàn)中電壓表的求數(shù)等于小燈泡兩端的電壓，電流表的示數(shù)大于流過(guò)小燈泡的電流；因此電阻的測(cè)量值小于其真實(shí)值．（）由題意可知，小燈泡兩端電壓為電源電壓，為額定電壓，所以其實(shí)際功率為．四、計(jì)算題：（本大題3小題，14題10分，15題12分，16題14分，共36分）14．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為，電荷量的帶電微粒（重力忽略不計(jì)），從靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，金屬板長(zhǎng)，兩板間距，微粒射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角，并接著進(jìn)入一個(gè)方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域．若加速電場(chǎng)的電壓（未知）由一面積為的單匝圓形金屬線圈，線圈內(nèi)存在一個(gè)方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均勻增加且變化率為的磁場(chǎng)產(chǎn)生．求：（）兩金屬板間的電壓的大小．（）若該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為，為使帶電微粒不會(huì)由磁場(chǎng)右邊射出，該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度至少多大．【答案】（）．（）．【解析】（）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，短感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：則，①帶電粒微經(jīng)加速電場(chǎng)加速后速率為，根據(jù)動(dòng)能定理有②粒子經(jīng)電壓偏轉(zhuǎn)，有③④⑤聯(lián)立①②③④⑤，得．（）在平行板電容器中的運(yùn)動(dòng)根據(jù)速度分計(jì)算得出，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為．不能從磁場(chǎng)右邊界射出，則帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑不能大于圖，存在最大值，根據(jù)三角形得．再根據(jù)向心力和淪侖茲力公式得．聯(lián)立上式求得磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為．15．如圖所示，在坐標(biāo)平面內(nèi)存在的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，與為置于豎直平面內(nèi)的光滑金屬導(dǎo)軌，其中滿足曲線方程，為導(dǎo)軌的最右端，導(dǎo)軌與相交處的點(diǎn)和點(diǎn)分別接有體積可忽略的定值電阻和，其、．現(xiàn)有一足夠長(zhǎng)、質(zhì)量的金屬棒在豎直向上的外力作用下，以的速度向上勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)棒與兩導(dǎo)軌接觸良好，除電阻、外其余電阻不計(jì)，取，求：（）金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)感應(yīng)電流的最大值．（）外力的最大值．（）金屬棒滑邊導(dǎo)軌段，外力做功是多少．【答案】（）．（）．（）．【解析】（）金屬棒沿導(dǎo)軌豎直向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)中切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．當(dāng)金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)，電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大．金屬棒接入電路的有效長(zhǎng)度為導(dǎo)軌形狀滿足的曲線方程中的值．因此接入電路的金屬棒的有效長(zhǎng)度為．．．．．（）金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)中受重力、安培力、外力作用，計(jì)算得．計(jì)算得．（）金屬棒滑過(guò)導(dǎo)軌段過(guò)程中，由能量守恒可知，外力做的功等于金屬棒獲得的機(jī)械能（動(dòng)能重力勢(shì)能）和導(dǎo)軌產(chǎn)生的熱能之和．金屬棒滑到段時(shí)，金屬棒的機(jī)械能為：．金屬棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．有效值為．金屬棒滑過(guò)導(dǎo)軌段的時(shí)間為，．計(jì)算得出：．滑過(guò)段產(chǎn)生的熱量：