2017-2018学年上学期期末复习备考之精准复习模拟试题高二物理（C卷）（培优版）+Word版含解析

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2017~2018学年第一学期期末复习备考之高二物理专题复习之
期末复习精准模拟试题（培优版）（C卷）
考试范围：选修3-1、选修3-2第四章、第五章；考试时间：90分钟
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
评卷人
得分
一、单选题（本大题共8小题，每小题4分，共32分）
1．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离( )
A. 带电油滴将沿竖直方向向上运动
B. P点的电势将降低
C. 带电油滴的电势能将减小
D. 若电容器的电容减小，则极板带电量将增大
2．有一直流电动机的内阻是4.4，将电动机和一盏标有“110V、60W”的灯泡串联后接在电压为220V的电路两端，若灯正常发光，则
A. 电动机的输入功率为120W B. 电动机的发热功率为60W
C. 电路消耗的总功率为60W D. 电动机的输出功率约为58.7W
3．一条形磁铁静止在斜面上，固定在磁铁中心的竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流，如图所示，若将磁铁的N极位置与S极位置对调后，仍放在斜面上原来的位置，则磁铁对斜面的压力F和摩擦力的变化情况分别是
A. F增大， 减小
B. F减小， 增大
C. F与都减小
D. F与都增大
4．如图，某带电粒子由静止开始经电压为 U 的电场加速后，射入水平放置、电势差为 U′的两导体板间的匀强电场中，带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁感线方向射入边界线竖直的匀强磁场中，则粒子进入磁场和射出磁场的 M， N 两点间的距离 d 随着 U 和 U′的变化情况为（不计重力，不考虑边缘效应）
A. d 随 U 变化， d 随 U′变化
B. d 随 U 变化， d 与 U′无关
C. d 与 U 无关， d 与 U′无关
D. d 与 U 无关， d 随 U′变化
5．如图，带电荷量之比为qA∶qB＝1∶3的带电粒子A、B以相等的速度v0从同一点出发，沿着跟电场强度垂直的方向射入平行板电容器中，分别打在C、D点，若OC＝CD，忽略粒子重力的影响,则( )
A. A和B在电场中运动的时间之比为2∶1
B. A和B运动的加速度大小之比为4∶1
C. A和B的质量之比为1∶2
D. A和B的位移大小之比为1∶1
6．如图所示，足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置，且都倾斜着与水平面成夹角θ．在导轨的最上端M、P之间接有电阻R，不计其它电阻．导体棒ab从导轨的最底端冲上导轨，当没有磁场时，ab上升的最大高度为H；若存在垂直导轨平面的匀强磁场时，ab上升的最大高度为h．在两次运动过程中ab都与导轨保持垂直，且初速度都相等．关于上述情景，下列说法正确的是（?? ）
A. 两次上升的最大高度相比较为H＜h
B. 有磁场时导体棒所受合力的功大于无磁场时合力的功
C. 有磁场时，电阻R产生的焦耳热为
D. 有磁场时，ab上升过程的最小加速度为gsinθ
7．如图，用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2l0.下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d0?L.先将线框拉开到如图所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦，下列说法正确的是
A. 金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→a
B. 金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→d→c→b→a
C. 金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等
D. 金属线框最终将在磁场内做简谐运动
8．如图甲是线圈绕垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电图象，把该交流电压加在图乙中变压器的A、B两端，已知理想变压器原线圈I和副线圈Ⅱ的匝数比为5：1，交流电流表和交流电压表均为理想电表，电阻R=1Ω，其它各处电阻不计，以下说法正确的是（ ）
A．在t=0.1s、0.5s时，穿过线圈的磁通量最大
B．线圈转动的角速度为10πrad/s
C．电压表的示数为V
D．电流表的示数为0.40A
评卷人
得分
二、多项选择题（本大题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
9．如图为两电源的U-I图像，则下列说法正确的是
A．电源1的电动势和内阻均比电源2大
B．当外接同样的电阻时，两电源的输出功率可能相等
C．不论外接多大的相同电阻，电源1的输出功率总比电源2的输出功率大
D．当外接同样的电阻时，两电源的效率可能相等
10．电子在匀强磁场中以某固定的正电荷为中心做顺时针方向的匀速圆周运动，如图所示．磁场方向与电子的运动平面垂直，磁感应强度为B，电子的速率为v，正电荷与电子的带电量均为e，电子的质量为m，圆周半径为r，则下列判断中正确的是(　　)
A. 如果，则磁感线一定指向纸内
B. 如果，则电子的角速度为
C. 如果，则电子不能做匀速圆周运动
D. 如果，则电子的角速度可能有两个值
11．如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F. 此时
A. 电阻R1消耗的热功率为Fv/3
B. 电阻R2消耗的热功率为Fv/6
C. 整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθ
D. 整个装置消耗的机械功率为(F＋μmgcosθ)v
12．在光滑的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场，如图所示的PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个半径为a、质量为m、电阻为R的金属圆环垂直磁场方向，以速度v从如图位置向右运动，当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时，圆环的速度为v/2，则下列说法正确的是 (　　)
A. 此时圆环中的电流为顺时针方向
B. 此时圆环的加速度为
C. 此时圆环中的电功率为
D. 此过程中通过圆环截面的电量为
第II卷（非选择题）
评卷人
得分
三、实验题（本大题共2题，共10分，其中13题4分，14题6分）
13．现有以下器材灵敏电流表：满偏值为6ｍA，内阻为100Ω；
电池：电动势为3Ｖ，内阻为10Ω；另有可变电阻分别为R１：0～10Ω的滑动变阻器；R２：0～9999Ω的电阻箱：R３：0～1ｋΩ的电位器.
要求用上述器材组装一个欧姆表，电路所示，回答下列问题：
(1)需要的可变电阻是________.（填代号）
(2)该欧姆表正中间的刻度值是________.
(3)若某次测量中发现指针在1500Ω处，则表明此时流过灵敏电流表的电流值是________.
14．（1）在“测定金属的电阻率”的实验中，需要用刻度尺测出被测金属丝的长度L，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，用电流表和电压表测出金属丝的电阻R。
①请写出测金属丝电阻率的表达式：ρ =__________ (用上述测量的字母表示)
②若实验中测量金属丝的长度时如图所示，则金属丝长度的测量值为L= _______ cm
（2）某同学想通过“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的方法来测量一小灯泡的额定功率。所用器材如下：
a.待测小灯泡一只：额定电压为2.5V，电阻约为几欧
b.电压表一只：量程为3V，内阻约为3kΩ
c.电流表一只：量程为0.6A，内阻约为0.1Ω
d.滑动变阻器一只，干电池两节，开关一个，导线若干
①在图甲中补全测量小灯泡额定功率的电路图__________,
②图甲中开关S闭合之前,滑动变阻器的滑片应置于______(选填“A端”、“B端”或“AB正中间”)；
③若该同学测量过程中发现电压表损坏,他找来一块万用表代替电压表测量灯泡的电压,则万用表的______(选填“红”、“黑”)表笔应该与灯泡的左端相连。
④该同学通过实验作出了小灯泡的伏安特性曲线,如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W；若将小灯泡直接与电动势E=3.0V,内阻r =7.5Ω的电源相连,小灯泡的功率为______W。(结果均保留两位有效数字)
评卷人
得分
四、计算题（本大题共4题，共38分，。其中15题、16题8分，17题10分，18题12分）
15．如图所示，电源电动势E0=15V内阻r0=1Ω，电阻R1=30Ω，R2=60Ω。间距d=0.2m的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度B=1T的匀强磁场。闭合开关S，板间电场视为匀强电场，将一带正电的小球以初速度v=0.1m/s沿两板间中线水平射入板间。设滑动变阻器接入电路的阻值为R，忽略空气对小球的作用，取g=10m/s2。
（1）当R=29Ω时，电阻R2消耗的电功率是多大？
（2）若小球进入板间做匀速度圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为600，则R是多少？
16．一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率为50 kW，输出电压为500V，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶5，两个变压器间的输电导线的总电阻为15 Ω，降压变压器的输出电压为220 V，变压器本身的损耗忽略不计，在输电过程中电抗造成的电压损失不计，求：
（1）升压变压器副线圈的端电压；
（2）输电线上损耗的电功率；
（3）降压变压器原、副线圈的匝数比。
17．如图（甲）所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道相距L=1m，两轨道之间用R=4Ω的电阻连接，一质量m=1kg的导体杆与两轨道垂直，静止放在轨道上，轨道的电阻可忽略不计．整个装置处于磁感应强度B=4T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上，现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆，拉力F与导体杆运动的位移s间的关系如图（乙）所示，当拉力达到最大时，导体杆开始做匀速运动，当位移s=2.5m时撤去拉力，导体杆又滑行了一段距离后停止．已知在拉力F作用过程中，通过电阻R上电量q为1.25C．在滑行的过程中电阻R上产生的焦耳热为．求：
（1）导体杆运动过程中的最大速度；
（2）拉力F的最大值；
（3）拉力F作用过程中，电阻R上产生的焦耳热．
18．如图所示，与水平面成37°的倾斜轨道AC，其延长线在D点与半圆轨道DF相切，全部轨道为绝缘材料制成且位于竖直面内，整个空间存在水平向左的匀强电场，MN的右侧存在垂直于纸面向里的匀强磁场（C点在MN边界上）。一质量为0.4 kg的带电小球沿轨道AC下滑，至C点时速度为，接着沿直线CD运动到D处进入半圆轨道，进入时无动能损失，恰好能通过F点，通过F 点时速度为4 m/s，取g=10 m/s2 求：
（1）小球带正电还是负电；
（2）小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做的功；
（3）小球从F点飞出时磁场同时消失，小球离开F点后的运动轨迹与AC轨道所在直线的交点为G（G点未标出），求G点到D点的距离。
1．B
【解析】A、将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据得知板间场强减小，油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动．故A错误．B、场强E减小，而P点与下极板间的距离不变，则由公式U=Ed分析可知，P点与下极板间电势差将减小，而P点的电势高于下极板的电势，则知P点的电势将降低．故B正确．C、由带电油滴原来处于平衡状态可知，油滴带负电，P点的电势降低，则油滴的电势能将增加．故C错误．D、根据Q=UC，由于电势差不变，电容器的电容减小，故带电量减小，故D错误；故选B．
【点睛】本题运用分析板间场强的变化，判断油滴如何运动．运用推论：正电荷在电势高处电势能大，而负电荷在电势高处电势能小，来判断电势能的变化．
2．D
电动机的输出功率等于总功率减去电动机的发热功率，等于60W-1.3W=58.7W，所以D正确．
故选D．
点评：在计算电功率的公式中，总功率用P=IU来计算，发热的功率用P=I2R来计算，如果是计算纯电阻的功率，这两个公式的计算结果是一样的，但对于电动机等非纯电阻，第一个计算的是总功率，第二个只是计算发热的功率，这两个的计算结果是不一样的．
3．D
4．B
【解析】试题分析：对于加速过程，有 qU=mv02，得，带电粒子在电场中做类平抛运动，可将射出电场的粒子速度v分解成初速度方向与加速度方向，设出射速度与水平夹角为θ，则有：v0=vcosθ；而在磁场中做匀速圆周运动，设运动轨迹对应的半径为R，由几何关系可得，半径与直线MN夹角正好等于θ，则有： ，所以，又因为半径公式，则有．故d随U变化，d与U′无关．故B正确，ACD错误；故选B．
考点：带电粒子在电场及磁场中的运动
【名师点睛】带电粒子在磁场中的运动类题目关键在于确定圆心和半径，然后由向心力公式即可确定半径公式，由几何关系即可求解．
5．B
【解析】A、粒子在电场中做类平抛运动,在水平方向:
由于带电粒子A、B以相等的速度v0从同一点出发，所以运动时间与走过的水平位移成正比，则粒子的运动时间之比:
,故A错误;B、粒子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动， ，由于粒子在竖直方向上走过的高度是相等的，所以加速度之比和时间的平方成反比，
则加速度之比： ，故B正确；C、由牛顿第二定律得： ,则粒子质量之比: ,故C错误；
D、A、B两个粒子在竖直方向上的位移相等，但水平方向上的位移不相等，所以合位移之比不相等，即不是1:1的关系，故D错误；
综上所述本题答案是：B
6．D
7．D
考点：楞次定律；功能关系；简谐运动；右手定则．
8．D
【解析】
试题分析：电表读数为交流电有效值，不能与瞬时值混淆，输出功率也是用有效值计算P=U2I2．电流表读数可根据公式求得．
解：A、由图象可知，在t=0.1s、0.5s时，电压最大，此时是磁通量的变化率最大，此时穿过线圈的磁通量为零，所以A错误、
B、根据图象可以知道，交流电的周期是0.4s，由ω==5πrad/s，所以B错误、
C、电压表读数为副线圈有效值，原线圈的电压的有效值为10V，由电压与匝数成正比可得副线圈的电压有效值为2V，所以电压表的示数为2V，所以C错误．
D、电流表读数：因I2==2A 由得 I1=0.40A，所以电流表读数为0.40A，所以D正确．
故选D．
【点评】电表读数为交流电有效值，正弦交流电有效值等于最大值的，输出功率用有效值计算．
9．AC
【解析】
试题分析：根据闭合电路欧姆定律得，U=E-Ir，当I=0时，U=E，即图线与纵轴交点表示断路状态，交点的纵坐标等于电源的电动势大小，图线的斜率大小等于电源的内阻，由图看出，电源1的电动势和内阻均比电源2大．故A正确．过原点O作出一条倾斜的直线（3），该直线与图线1、2的交点就表示该电阻与两电源连接时的工作状态，由图看出，直线（3）与图线1交点的两坐标的乘积大于直线（3）与图线2交点的两坐标的乘积，说明不论外接多大的相同电阻，电源1的输出功率总比电源2的输出功率大，故C正确，B错误．电源的效率，当外接同样的电阻，由于内阻r不等，电源的效率不可能相等，电源2的效率总大于电源1的效率，故D错误；故选AC．

考点：闭合电路欧姆定律；电功率；电源的效率
【名师点睛】本题根据图线的截距、交点、斜率等数学意义来理解图线的物理意义，技巧是作出电阻的伏安特性曲线。
10．ABD
点睛：电子做匀速圆周运动，靠库伦引力和洛伦兹力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律进行分析。
11．BCD
【解析】A、B、设ab长度为L，磁感应强度为B，电阻R1=R2=R．电路中感应电动势E=BLv，ab中感应电流为： ，ab所受安培力为： ①，电阻R1消耗的热功率为： ②，由①②得，电阻R1和R2阻值相等，它们消耗的电功率相等，则，故A错误、B正确．C、整个装置因摩擦而消耗的热功率为： Pf=fv=μmgcosα?v=μmgvcosα，故C正确；D、整个装置消耗的机械功率为：P3=Fv+Pf=（F+μmgcosα）v，故D正确．故选BCD．
【点睛】解决本题是根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律推导出安培力与速度的表达式，结合功率公式和功能关系进行分析．
12．ACD
13． （1）Ｒ３； （2）500Ω； （3）1.5ｍA；
【解析】(1)欧姆表内阻： ，则变阻器可以选R3；
(2)欧姆表的中值电阻等于其内阻，则中间刻度值为500Ω；
(3)指针在1500Ω处时电流：
点晴：欧姆表的工作原理是闭合电路的欧姆定律，知道欧姆表工作原理，应用闭合电路欧姆定律可以解题，本题是一道基础题。
14． （1） 60.50 （2）
B端 黑 1.1 0.26,(0.22～0.30之间均正确)
15．（1）0.6W（2）54Ω
【解析】（1）闭合电路的外电阻为R＝Rx+＝(29+)Ω＝49Ω ①根据闭合电路的欧姆定律I＝＝A＝0.3A ②R2两端的电压为U=E-I（r+Rx）=（15-0.3×30）V=6V ③R2消耗的功率为P2＝＝W＝0.6W ④电阻R2消耗的电功率为0.6W；（2）小球进入电磁场做匀速圆周运动，则重力和电场力等大反向，洛仑兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，得Bqv=m ⑤ q＝mg ⑥联立⑤⑥化简得 ⑦小球做匀速圆周运动的初末速的夹角等于圆心角为60°，根据几何关系得R=d ⑧联立⑦⑧并代入数据
干路电流为 ⑨则滑动变阻器的电阻；要使小球进入板间做匀速度圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为60°，Rx应为54Ω．
点睛：本题为带电粒子在复合场中的运动与闭合电路欧姆定律的综合性题目，解题的关键在于明确带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，所受到的电场力一定与重力大小时相等方向相反，同时要注意几何关系的应用．
16．（1）2500V
（2）6000W
（3）10∶1
则ΔP＝IR线＝202×15 W＝6000W。
（3）根据能量守恒，用户得到功率为：P4＝P1－ΔP＝44000W。
所以降压变压器副线圈电流：
故
考点：远距离输电
【名师点睛】考查了远距离输电、理想变压器的特点，理解理想变压器功率关系是输出功率决定输入功率；原、副线圈的匝数比等于电压比，与电流成反比；降压变压器初级电压等于升压变压器次级电压与导线上上的电压损失的差值。
17．（ 1）（2）8N（3）5J
(2)杆匀速运动时，所受的安培力为：
由于匀速运动，所以有：
(3)拉力F作用过程中，根据能量守恒定律得：
则得回路中产生的总焦耳热量为：
因为R=r，则电阻R上产生的焦耳热为：
【点睛】本题关键要能根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电量的公式，推导出电量的表达式，这是个常用的经验结论，要熟练推导，并明确电量与哪些因素有关．
18．(1)正电（2）27.6 J (3) 2.26 m
（3）小球离开F点后做类平抛运动，其加速度为
由 ，得
交点G与D点的距离