2018-2019学年福建省莆田第六中学高二上学期期末考试物理试题（A） Word版 11页

莆田第六中学 2018-2019 学年度上学期期末考试 高二物理试题(A) 一、选择题：（共 12 小题，1-7 小题为单选题，7-12 每小题 4 分，部分得分 2 分，共 48 分。 在每小题给出的四个选项中，至少有一项符合要求。） 1．如图所示，ab 是一个可以绕垂直于纸面的轴 O 转动的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器 R 的滑片 P 自右向左滑动的过程中，线圈 ab 将(　　) A．发生转动，但电源的极性不明，无法确定转动方向 B．顺时针转动 C．逆时针转动 D．静止不动 2．在交流电电路中，如果电源电动势的最大值不变，频率可以改变，在如图电路的 a、b 两 点间逐次将图中的电路元件甲、乙、丙单独接入，当使交流电频率增加时，可以观察到下列 论述的哪种情况（ ） A．A1 读数不变，A2 增大，A3 减小 B．A1 读数增大，A2 不变，A3 减小 C．A1 读数减小，A2 不变，A3 增大 D．A1，A2 ，A3 读数均不变 3．如图，在匀强磁场中水平放置一平行金属导轨（电阻不计），且与大螺线管 M 相接，磁 场 方 向 竖 直 向 下 ， 在 M 螺 线 管 内 同 轴 放 置 一 小 螺 线 管 N ， N 中 通 有 正 弦 交 流 电 ，t=0 时刻电流为零，则 M 中的感应电流的大小与跨接放于平行导轨上的导 体棒 ab 的运动情况为（ ） A． 时刻 M 中电流最大 B． 时刻 M 中电流最小 C．导体棒 ab 将在导轨上来回运动 D．导体棒 ab 将一直向右方（或左方）做直线运动 4、 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比 n1:n2=1:3，次级回路中联入三个均标有 “36V，40W”的灯泡, 且均正常发光，那么, 标有“36V、 tTIi m π2sin= 4/Tt = 2/Tt = 40W”的灯泡 A A、也正常发光 B、将被烧毁 C、比另三个灯暗 D、无法确定 5．如图所示，E 为电池，L 是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D1、D2 是两个规 格相同且额定电压足够大的灯泡，S 是控制电路的开关．对于这个电路，下列说法错误的是 (　　) A．闭合开关 S 待电路达到稳定，再将 S 断开瞬间，D2 立即熄灭，D1 闪亮一下再熄灭 B．闭合开关 S 待电路达到稳定，D1 熄灭，D2 比原来更亮 C．刚闭合开关 S 的瞬间，通过 D1、D2 的电流大小相等 D．刚闭合开关 S 的瞬间，通过 D1、D2 的电流大小不相等 6. 14. 一矩形导体线圈位于随时间 t 变化的匀强磁场内，磁场方向垂直 线圈所在平面向里，如图 1 所示。磁感应强度 B 随 t 的变化规律如图 2 所示。以 I 表示线圈 中的感应电流，以图 1 中线圈上箭头所示的电流方向为正，则以下的 I—t 图中正确的是 ( 　　) 7. 如右图所示为圆柱形区域的横截面，在没有磁场的情况下，带电粒子（不计重力）以某 一初速度沿截面直径方向入射，穿过此区域的时间为 t ，在该区域加沿轴线垂直纸面向外 方向的匀磁强场，磁感应强度大小为 B，带电粒子仍以同一初速度沿截面 直径入射，粒子飞出此区域时，速度方向偏转 600 角，如图所示。根据 上述条件可求下列物理量中的哪几个 (　　) ① 带电粒子的比荷 ② 带电粒子在磁场中运动的周期 ③ 带电粒子在磁场中运动的半径 ④ 带电粒子的初速度 A．①② B．①③ C．②③ D．③④ 8、如图所示，光滑固定导轨，p、q 水平放置，两根导体棒 m、n 平行放于导轨上，形成一 个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时下列说法合理的是(　　) A．m、n 将互相远离 B．m、n 将互相靠拢 C．磁铁的加速度小于 g D．磁铁的加速度仍为 g 9.关于回旋加速器加速带电粒子所获得的能量，下列 说法正确的是（ ） A．与加速器的半径有关，半径越大，能量越大 B．与加速器的磁场有关，磁场越强，能量越大 C．与加速器的电场有关，电场越强，能量越大 D．与带电粒子的质量有关，质量越大，能量越大 10. 如图所示，真空中存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴 从静止开始自 a 沿曲线 acb 运动到 b 点时，速度为零，c 是轨迹的最低点。以下说法中正确 的是 (　　) A．液滴带负电 B．液滴在 C 点动能最大 C．液滴运动过程中机械能守恒 D．液滴在 C 点机械能最大 11. 如图所示，实线表示在竖直平面内的匀强电场的电场线，电场线与水平方向成 α 角，水 平方向的匀强磁场与匀强电场相互垂直。有一带电液滴沿虚线 L 向上做直线运动，L 与水平 方向成 β 角，且 α＞β。下列说法中正确的是 (　　) A．液滴一定做匀速直线运动 B．液滴一定带正电 C．电场线方向一定斜向上 D．液滴有可能做匀变速直线运动 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × ×α β L 12. 如图所示，在竖直方向的磁感应强度为 B 的匀强磁场中，金属框架 ABC 固定在水平面内， AB 与 BC 间夹角为 θ，光滑导体棒 DE 在框架上从 B 点开始在外力作用下以速度 v 向右匀速 运动，导体棒与框架足够长且构成等腰三角形电路。若框架与导体棒单位长度的电阻均为 R，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触，下列关于电路中电流大小 I 与时间 t、消 耗的电功率 P 与水平移动的距离 x 变化规律的图像中正确的是 (　　) 二、实验题：本题共 3 小题，共 16 分。 13．左图读数为________mm，右图读数为______mm. 14．某实验小组利用如图所示电路测定一节电池的电动势和内电阻，备有下列器材： ①待测电池，电动势约为 1.5V(小于 1.5V) ②电流表，量程 3mA ③电流表，量程 0.6A ④电压表，量程 1.5V ⑤电压表，量程 3V ⑥滑动变阻器，0～20Ω ⑦开关一个，导线若干 (1)请选择实验中需要的器材________(填标号)。 (2)小组由实验数据作出的 U－I 图象如图所示，由图象可求 得电源电动势为________V，内电阻为________Ω。 15.在“练习使用多用电表”实验中，某同学进行了如下的操作：新课 标第 一 网 (1)用多用电表欧姆挡测量某一电阻的阻值时，该同学先用大拇指和食指紧捏红黑表笔进行 0 I t 0 P x 0 I t 0 P x A B C D 欧姆调零(如图 a 所示)，然后用两表笔接触待测电阻的两端(如图 b 所示)，这两步操作是否 合理？________(选“a 合理”或“b 合理”或“都不合理”) (2)用多用电表电流挡测量电路中电流，该同学将选择开关置于直流 50 mA 挡，连接的电路 如图 c 所示，图中多用电表测量的是________(填“甲电阻的电流”、“乙电阻的电流”或“总电 流”)，测得的值是________． 　 三．计算题(本题共 4 小题，共 36 分，计算时必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计 算的要注明单位，直接写结果的不得分) 16.　（6 分）如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕 OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂 直．线圈匝数 n＝40，电阻 r＝0.1 Ω，长 l1＝0.05 m，宽 l2＝0.04 m，角速度 ω＝100 rad/s， 磁场的磁感应强度 B＝0.2 T．线圈两端外接电阻 R＝9.9 Ω 的用电器和一个交流电流表．求： (1)由图示位置开始计时线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式； (2)电流表的读数； (3)用电器 R 上消耗的电功率．（均保留两位有效数字） 17．（10 分）在平面直角坐标系 xOy 中，第Ⅰ象限存在沿 y 轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限 存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B.一质量为 m、电荷量为 q 的带 正电的粒子从 y 轴正半轴上的 M 点以速度 v0 垂直于 y 轴射入电场，经 x 轴上的 N 点与 x 轴 正方向成 θ＝60°角射入磁场，最后从 y 轴负半轴上的 P 点垂直于 y 轴射出磁场，如图所示. 不计粒子重力，求： (1)M、N 两点间的电势差 UMN； (2)粒子在磁场中运动的轨道半径 r； (3)粒子从 M 点运动到 P 点的总时间 t. 18．(10 分)如图所示，两根足够长的光滑平行直导轨 AB、CD 与水平面成 θ 角放置，两导轨 间距为 L，A、C 两点间接有阻值为 R 的定值电阻。一根质量为 m、长也为 L 的均匀直金属杆 ef 放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向 垂直于导轨平面向上，导轨和金属杆接触良好，金属杆 ef 的电阻为 r，其余部分电阻不计。 现让 ef 杆由静止开始沿导轨下滑。 (1)求 ef 杆下滑的最大速度 vm。 (2)已知 ef 杆由静止释放至达到最大速度的过程中，ef 杆沿导轨下滑的距离为 x，求此过程 中定值电阻 R 产生的焦耳热 Q 和在该过程中通过定值电阻 R 的电荷量 q。 19．(10 分)如图所示，一长为 L 的薄壁玻璃管放置在水平面上，在玻璃管的 a 端放置一个直 径比玻璃管直径略小的小球，小球带电荷量为－q、质量为 m。玻璃管右边的空间存在方向 竖直向上、磁感应强度为 B 的匀强磁场。磁场的左边界与玻璃管平行，右边界足够远。玻璃 管带着小球以水平速度 v0 垂直于左边界向右运动，由于水平外力的作用，玻璃管进入磁场 后速度保持不变，经一段时间后小球从玻璃管 b 端滑出并能在水平面内自由运动，最后从左 边界飞离磁场。设运动过程中小球的电荷量保持不变，不计一切阻力，不计重力。求： (1)小球从玻璃管 b 端滑出时速度的大小； (2)从玻璃管进入磁场至小球从 b 端滑出的过程中，外力 F 随时间 t 变化的关系； (3)小球飞离磁场时速度的方向。 B v0L a b 高二上期末物理试题（A）参考答案 一、选择题： 1--7，CBCADAA 8--12,BC,AB,ABD,ABC,AD 二、实验题： 13．略 14．(1)①③④⑥⑦　 (2)1.40(1.40～1.42 均正确)　2.8 15.(1)a 合理　(2)乙电阻的电流　25.0 mA(±0.1 都可以)　 三、计算题： 16．（6 分） 17．（10 分） --------（1 分） UMN＝3mv20 2q --------（3 分） (2)粒子在磁场中以 O′ 为圆心做匀速圆周运动，半径为 O′N， 有：qvB＝mv2 r --------（2 分） 得：r＝2mv0 qB -------（1 分） (3)由几何关系得：ON ＝ rsin θ-------（1 分） 设粒子在电场中运动的时间为 t1，有 ON ＝v0t1-------（1 分） t1＝ 3m qB -------（1 分） 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 T＝ 2πm qB -------（1 分） 设粒子在磁场中运动的时间为 t2，有 t2＝π－θ 2π T-------（1 分），所以 t2＝2πm 3qB-------（1 分） t 总= 3m qB +2πm 3qB--------------（1 分） 18．(10 分)(1)对 ef 杆，由牛顿第二定律有 mgsinθ－BIL＝ma-------------（1 分） 又 I＝ E R＋r ＝ BLv R＋r ，所以有-------------（1 分） mgsinθ－B2L2v R＋r ＝ma-------------（1 分） 当加速度 a 为零时，速度 v 达到最大，速度最大值 vm＝mgR＋rsinθ B2L2 。-------------（2 分） (2)根据能量守恒定律有 mgxsinθ＝1 2mv2m＋Q 总-------------（1 分） 由公式 Q＝I2Rt，可得QR Qr ＝R rw!w!w.!x!k!b!1.co-------------（1 分）m 又 QR＋Qr＝Q 总-------------（1 分） 解得 QR ＝ R R＋rQ 总＝ R R＋r(mgxsinθ －m2g2R＋r2sin2θ 2B4L4 )-------------（2 分） 由法拉第电磁感应定律有E＝ΔΦ Δt -------------（1 分） 又由闭合电路的欧姆定律有I＝ E R＋r-------------（1 分） 解得 q＝IΔt＝ ΔΦ R＋r ＝ BLx R＋r 。-------------（1 分） = v rπ2 19(10 分) 解：（1）如图所示，小球在管中运动的加速度 为： ① （1 分） 设小球运动至 b 端时的 y 方向速度分量为 vy， 则： ② （1 分） 又： ③ （1 分） 由①～③式，可解得小球运动至 b 端时速度 大小为： ④（2 分） （2）由平衡条件可知，玻璃管受到的水平外力为： F＝Fx ＝Bvyq ⑤ （1 分） ⑥ （1 分） 由⑤～⑥式可得外力随时间变化关系为： F＝ ⑦ （2 分） （3）设小球在管中运动时间为 t0，小球在磁场中做圆周运动的半径为 R，轨迹如图所示，t0 时间内玻璃管的运动距离 x＝v0t0 ⑧ （1 分） 作图 1 分 小球在管中运动距离 ⑨ （1 分） 由牛顿第二定律得： ⑩ （1 分） 由几何关系得： (11) （1 分） 由相似三角形关系得： (12) （1 分） 由①～②、⑧～(12)式可得：sinα＝0 (13) （1 分） 0yF Bv qa m m = = 2 2yv aL= 2 2 0 yv v v= + 20 0 2Bv qv L vm = + 0 y Bv qv at tm = = ⋅ 2 2 0B v q tm ⋅ 2 0 1 2L at= 2mvqvB R = 1sin x x R α −= 1 yvx R v = x vvy v0 v R O αα x1 x y 0 故 ，即小球飞离磁场时速度方向垂直于磁场边界向左。 （1 分）0α = 