云南省石林民中2017-2018學年高二下學期期中考試物理試題

絕密★啟用前云南省石林民中20172018學年下學期期中考試高二物理命題教師：沈燕男校對：張輝本試卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷兩部分，共100分，考試時間120分鐘。學校：___________姓名：___________班級：___________考號：___________分卷I一、單選題(共12小題,每小3.0分,共36分)1.相隔一段距離的兩個點電荷，它們之間的靜電力為F，現(xiàn)使其中一個點電荷的電荷量變?yōu)樵瓉淼?倍，同時將它們間的距離也變?yōu)樵瓉淼?倍，則它們之間的靜電力變?yōu)?)A．B．4FC．2FD．2.如圖所示，在真空中，勻強電場的方向豎直向下，勻強磁場的方向垂直紙面向里．三個油滴a、b、c帶有等量的同種電荷，已知a靜止，b向右做勻速運動，c向左做勻速運動．比較它們的質(zhì)量應有（）A．a(chǎn)油滴質(zhì)量最大B．b油滴質(zhì)量最大C．c油滴質(zhì)量最大D．a(chǎn)、b、c的質(zhì)量一樣3.如圖所示，方向水平的勻強磁場B中，一根粗細均勻的通電導體置于水平桌面上，電流方向與磁場方向垂直．此時，導體對桌面有壓力．要使導體對桌面的壓力為零，下列措施可行的是()A．減小磁感應強度B．增大電流強度C．使電流反向D．使磁場反向4.關(guān)于磁場對通電直導線作用力的大小，下列說法中正確的是()A．通電直導線跟磁場方向平行時作用力最小，但不為零B．通電直導線跟磁場方向垂直時作用力最大C．作用力的大小跟導線與磁場方向的夾角大小無關(guān)D．通電直導線跟磁場方向不垂直時肯定無作用力5.一個矩形線圈面積為4.0×10－4m2，將它放入水平方向的勻強磁場中，線圈與磁場之間的夾角為30°，ad、bc邊與磁場垂直，如圖所示，該勻強磁場的磁感應強度為0.2T．現(xiàn)將線圈以ad為軸按圖中所示方向旋轉(zhuǎn)60°，則穿過線圈的磁通量的變化量為()A．0B．8×10－5WbC．8×10－5WbD．1.6×10－4Wb6.如圖所示，一矩形線框置于磁感應強度為B的勻強磁場中，線框平面與磁場方向平行，若線框的面積為S，則通過線框的磁通量為()A．BSB．C．D．07.如圖所示是一種冶煉金屬的感應爐的示意圖，此種感應爐應接怎樣的電源()A．直流低壓B．直流高壓C．低頻交流電D．高頻交流電8.庫侖定律的適用條件是()A．真空中兩個帶電球體間的相互作用B．真空中任意帶電體間的相互作用C．真空中兩個點電荷間的相互作用D．兩個帶電小球之間的相互作用都可用庫侖定律9.如圖所示，在鐵芯上、下分別繞有匝數(shù)n1＝800和n2＝200的兩個線圈，上線圈兩端與u＝51sin314tV的交流電源相連，將下線圈兩端接交流電表，則交流電壓表的讀數(shù)可能是()A．2.0VB．9.0VC．12.7VD．144.0V10.交流發(fā)電機在工作時電動勢為e＝Emaxsinωt，若將發(fā)動機的轉(zhuǎn)速提高一倍，同時將線框所圍面積減少一半，其他條件不變，則其電動勢變?yōu)?)A．e′＝EmaxsinB．e′＝2EmaxsinC．e′＝Emaxsin2ωtD．e′＝sin2ωt11.在第一象限(含坐標軸)內(nèi)有垂直xOy平面周期性變化的均勻磁場，規(guī)定垂直xOy平面向里的磁場方向為正．磁場變化規(guī)律如圖，磁感應強度的大小為B0，變化周期為T0.某一正粒子質(zhì)量為m、電量為q在t＝0時從0點沿x軸正向射入磁場中．若要求粒子在t＝T0時距x軸最遠，則B0的值為()A．B．C．D．12.某同學用伏安法測電阻，分別采用電流表內(nèi)接法和外接法，測量某Rx的阻值分別為R1和R2，則測量值R1、R2和真實值Rx之間的關(guān)系是()A．R1＞Rx＞R2B．R1＜Rx＜R2C．R1＞R2＞RxD．R1＜R2＜Rx二、多選題(共4小題,每小題4.0分,共16分)13.(多選)如圖所示，M、N為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板，兩板間的電壓可取從零到某一最大值之間的各種數(shù)值．靜止的帶電粒子帶電荷量為＋q，質(zhì)量為m(不計重力)，從點P經(jīng)電場加速后，從小孔Q進入N板右側(cè)的勻強磁場區(qū)域，磁感應強度大小為B，方向垂直于紙面向外，CD為磁場邊界上的一絕緣板，它與N板的夾角為θ＝30°，孔Q到板的下端C的距離為L，當M、N兩板間電壓取最大值時，粒子恰垂直打在CD板上，則()A．兩板間電壓的最大值Um＝B．CD板上可能被粒子打中區(qū)域的長度為S＝()LC．粒子在磁場中運動的最長時間為tm＝D．能打到N板上的粒子的最大動能為14.(多選)如圖所示，兩根光滑的金屬導軌，平行放置在傾角為θ的斜面上，導軌的左端接有電阻R，導軌自身的電阻可忽略不計．斜面處在一勻強磁場中，磁場方向垂直于斜面向上．質(zhì)量為m、電阻可以忽略不計的金屬棒ab，在沿著斜面與棒垂直的恒力F作用下沿導軌勻速上滑，且上升的高度為h，在這一過程中()A．作用于金屬棒上的各個力的合力所做的功等于零B．作用于金屬棒上的各個力的合力所做的功等于mgh與電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱之和C．恒力F與安培力的合力所做的功等于零D．恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱15.(多選)如圖所示，一個帶正電荷的小球沿絕緣的光滑水平桌面向右運動，飛離桌子邊緣A，最后落到地板上．設(shè)有磁場時飛行時間為t1，水平射程為x1，著地速度大小為v1；若撤去磁場而其余條件不變時，小球飛行的時間為t2，水平射程為x2，著地速度大小為v2.則()A．x1>x2B．t1>t2C．v1>v2D．v1＝v216.(多選)如圖所示，A板發(fā)出的電子經(jīng)加速后，水平射入水平放置的兩平行金屬板間，金屬板間所加的電壓為U，電子最終打在熒光屏P上，關(guān)于電子的運動，則下列說法中正確的是()A．滑動觸頭向右移動時，其他不變，則電子打在熒光屏上的位置上升B．滑動觸頭向左移動時，其他不變，則電子打在熒光屏上的位置上升C．電壓U增大時，其他不變，則電子從發(fā)出到打在熒光屏上的時間不變D．電壓U增大時，其他不變，則電子打在熒光屏上的速度大小不變分卷II三、實驗題(共2小題,每小題10.0分,共20分)17.LED發(fā)光二極管具有體積小、亮度高、能耗低、壽命長等諸多優(yōu)點，被人們譽為本世紀的新型光源，已廣泛應用到電腦、等電子產(chǎn)品中．有一種LED手燈就是用幾個發(fā)光二極管并聯(lián)后作為光源使用的，其發(fā)光效率很高．它在正常工作時，正向電壓約2.8V，電流在10mA左右．現(xiàn)取這樣的一只發(fā)光二極管(電路符號可用——表示)，測量它的伏安特性，提供的實驗器材如下：A．電源E(電動勢為4V，內(nèi)阻約為2Ω)B．滑動變阻器R0(阻值0～2Ω)C．電流表A1(量程15mA，內(nèi)阻約為10Ω)D．電流表A2(量程0.6A，內(nèi)阻約為5Ω)E．電壓表V1(量程3V，內(nèi)阻約為1kΩ)F．電壓表V2(量程3V，內(nèi)阻約為10kΩ)G．開關(guān)及導線若干則：(1)電流表應選________、電壓表應選________．(2)在方框中畫出電路圖．18.下述圖中，游標卡尺示數(shù)是cm；螺旋測微器的示數(shù)是mm.四、計算題(共4小題,共28分)19.如圖所示，交流發(fā)電機的矩形線圈在磁體形成的勻強磁場中繞垂直于磁場的對稱軸做勻速轉(zhuǎn)動時，線圈ad、bc兩邊切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢e，已知磁感應強度為B，線圈面積為S，線圈匝數(shù)為n，線圈角速度為ω，試寫出線圈中產(chǎn)生的感應電動勢的表達式(從中性面位置開始計時)．20.如圖所示，兩根不計電阻的傾斜平行導軌與水平面的夾角θ＝37°，底端接電阻R＝1.5Ω.金屬棒ab的質(zhì)量為m＝0.2kg、電阻r＝0.5Ω，垂直擱在導軌上由靜止開始下滑，金屬棒ab與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.25，虛線為一曲線方程y＝0.8sin(x)m、與x軸所圍空間區(qū)域存在著勻強磁場，磁感應強度B＝0.5T、方向垂直于導軌平面向上(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．求：(1)當金屬棒ab下滑的速度為m/s時，電阻R上消耗的電功率是多少？(2)若金屬棒ab從靜止開始運動到x0＝6m處，電路中消耗的電功率為0.8W，在這一過程中，安培力對金屬棒ab做了多少功？21.如圖所示，兩根光滑絕緣棒在同一豎直平面內(nèi)，兩棒與水平面成45?角，棒上各穿有一個質(zhì)量為m、帶電荷量為Q的相同小球，它們在同一高度由靜止下滑，當兩球相距L為多大時，小球速度達最大值．(兩球可視為點電荷)22.回旋加速器核心部分是兩個D形金屬扁盒，兩盒分別和一高頻交流電源兩極相接．以便在盒間的窄縫中形成勻強電場，使粒子每次穿過狹縫都得到加速．兩盒放在磁惑應強度為B的勻強磁場中．磁場方向垂直于盒底面．粒子源置于盒的圓心附近，若粒子源射出的粒子帶電荷量為q，質(zhì)量為m，粒子最大回旋半徑為Rn，其運動軌跡如圖所示．問.(1)D形盒內(nèi)有無電場？(2)粒子在盒內(nèi)做何種運動？(3)所加交流電壓頻率應是多大．粒子運動的角速度為多大？(4)粒子離開加速器時速度為多大？最大動能為多少？(5)設(shè)兩D形盒間電場的電勢差為U，盒間距離為d，其間電場均勻，求把靜止粒子加速到上述能量所需時間．

答案解析1.【答案】A【解析】F＝k，F(xiàn)′＝k＝k＝，選A.2.【答案】C【解析】a球受力平衡，有：Ga=qE…①重力和電場力等值、反向、共線，故電場力向上，由于電場強度向下，故球帶負電，b球受力平衡，有：…②c球受力平衡，有：…③解得：Gc＞Ga＞Gb故選C．3.【答案】B【解析】以導體為研究對象進行受力分析，由左手定則可知，導體所受安培力的方向豎直向上，故有：FN＋BIL＝mg，由此式可知，要使導體對桌面的壓力為零，可以增大B、增大I，所以A錯誤，B正確；若改變電流方向或磁場方向，由左手定則可知，此時安培力方向向下，則壓力FN＝mg＋BIL≠0，所以C、D錯誤；4.【答案】B【解析】由于安培力F＝BILsinθ，θ為導線和磁場的夾角，當導線的方向與磁場的方向平行時，所受安培力為0；當導線的方向與磁場方向垂直時，安培力最大．5.【答案】B【解析】設(shè)原磁通量為正值，則Φ1＝BSsin30°＝4×10－5Wb，旋轉(zhuǎn)60°后磁通量變?yōu)棣?＝BSsin30°＝－4×10－5Wb，由此可知磁通量的變化量為ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝8×10－5Wb，B對．6.【答案】D【解析】因為線圈平面和磁場方向平行，所以沒有磁感線穿過線圈，即通過線圈的磁通量為零，D正確．7.【答案】D【解析】線圈中的電流做周期性的變化，在附近的導體中產(chǎn)生感應電流，從而在導體中產(chǎn)生大量的熱，渦流現(xiàn)象也是電磁感應；而交流電的頻率越大，產(chǎn)生的熱量越多．故D正確，A、B、C錯誤；故選D.8.【答案】C【解析】庫侖定律的內(nèi)容是：真空中兩點電荷間的作用力與兩點電荷的電荷量的乘積成正比，與它們間距離的平方成反比，作用力在它們的連線上，可見，庫侖定律的適用范圍是真空中兩個點電荷間的相互作用，故C正確．9.【答案】A【解析】由題意知原線圈電壓的有效值為U1＝V，若磁通量無損失，則根據(jù)＝得U2＝×V≈9.0V．因鐵芯不是閉合的，考慮到漏磁的影響，n2線圈兩端電壓的有效值應小于9V，故只有選項A正確．10.【答案】C【解析】電動勢的瞬時表達式為e＝Emaxsinωt，而Emax＝NBSω，當ω加倍而S減半時，Emax不變，故C正確．11.【答案】D【解析】粒子在磁場中勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，則：qvB＝所以：r＝粒子運動的周期：T＝＝要求在T0時，粒子距x軸最遠．如圖作出粒子運動軌跡設(shè)兩段圓弧的圓心O1O2的連線與y軸夾角為θ，P點的縱坐標為y，圓心O2到y(tǒng)軸之間的距離為x，則由幾何關(guān)系，得y＝2r＋2rcosθsinθ＝因為粒子在第一象限內(nèi)運動，x≥r由題意根據(jù)數(shù)學關(guān)系知，當θ＝30°時，y取最大值，故此時粒子在磁場中t＝時間內(nèi)對圓心轉(zhuǎn)過的角度為α＝150°＝π，根據(jù)粒子在磁場中做圓周運動的時間t＝T得：T＝t＝·＝T0又粒子在磁場中做圓周運動的周期公式知：T＝，知磁感應強度B0＝＝＝.12.【答案】A【解析】采用內(nèi)接法時，電流表與待測電阻串聯(lián)，故電流表是準確的；而由于電流表的分壓使電壓表測量值偏大，故由歐姆定律求得的測量值偏大，故R1＞Rx；當采用外接法時，電壓表與待測電阻并聯(lián)，故電壓表是準確的；而由于電壓表的分流使電流表測量結(jié)果偏大，故由歐姆定律求得的測量值偏小，故Rx＞R2；故選A.13.【答案】BD【解析】M、N兩板間電壓取最大值時，粒子恰好垂直打在CD板上，所以圓心在C點，CH＝QC＝L，故粒子運動的軌跡半徑為R1＝L，又因qvB＝m，qUm＝mv，所以Um＝，選項A錯誤；設(shè)軌跡與CD板相切于K點，半徑為R2，在ΔAKC中：sin30°＝，所以R2＝，即KC的長等于(L－L)cos30°＝L，所以CD板上可能被粒子打中的區(qū)域即為HK的長度，S＝L－L＝()L，選項B正確；打在QE間的粒子在磁場中運動的時間最長，均為半個周期，所以tm＝T＝，選項C錯誤；能打到N板上的粒子滿足：qv2B＝m，最大動能為Ekm2＝mv＝，選項D正確，故選B、D.14.【答案】AD【解析】金屬棒勻速上滑的過程中，對金屬棒受力分析可知，有三個力對金屬棒做功，恒力F做正功，重力做負功，安培力阻礙相對運動，沿斜面向下，做負功．勻速運動時，所受合力為零，故合力做功為零，A正確；克服安培力做多少功就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電路中的電能，電能又等于R上產(chǎn)生的焦耳熱，故外力F與重力的合力所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱，D正確．15.【答案】ABD【解析】沒有磁場時，小球飛落過程為平拋運動．當空間有勻強磁場時，分析小球飛落過程中任一位置受力情況如圖所示．由于受與瞬時速度垂直的洛倫茲力對小球豎直分運動的影響，在同樣落差下與平拋運動只受重力作用相比，小球落地時間加長，所以t1>t2.從洛倫茲力對水平分運動的影響可知，小球水平分速度將比平拋時大，而且又有t1>t2，則必有x1>x2.由于洛倫茲力做功為零，而兩種情況下重力對小球做功相等，所以落地速度大小相同，即v1＝v2，當然兩種情況下小球落地時速度的方向不同．16.【答案】BC【解析】滑動觸頭向右移動時，其他不變，加速電壓增大，電子速度增大，則電子打在熒光屏上的位置下降，選項A錯誤；滑動觸頭向左移動時，其他不變，加速電壓減小，電子速度減小，則電子打在熒光屏上的位置上升，選項B正確；電壓U增大時，其他不變，則電子從發(fā)出到打在熒光屏上的時間不變，電子打在熒光屏上的速度增大，選項C正確，D錯誤．17.【答案】(1)C(或A1)E(或V1)(2)電路圖如圖所示．【解析】18.【答案】10.343.388【解析】游標卡尺示數(shù)是10.3cm+0.1mm×4=10.34cm；螺旋測微器的示數(shù)是3mm+0.01mm×38.8=3.388mm.19.【答案】e＝NBSωsinωt【解析】把與磁感線垂直的平面稱為中性面，線框處于中性面時磁通量最大，感應電流、感應電動勢為零，設(shè)ad長為L1，ab長為L2，當線圈處于如圖所示位置時，感應電動勢e＝2BL1v⊥①速度垂直于磁場方向的分量v⊥＝vsinθ②線圈平面與中性面夾角θ＝ωt③線速度v＝ωR＝ω④由①②③④式得e＝2BL1ωsinωt，則e＝BSωsinωt，若線圈為N匝，則e＝NBSωsinωt.20.【答案】(1)0.06W(2)3.8J【解析】(1)金屬棒作切割磁感線運動，產(chǎn)生感應電動勢EE＝Byv①由曲線方程y＝0.