湖南省岳阳市第一中学2017-2018学年高二下学期开学考试（期末试题）物理试题 Word版含答案

一、选择题(本题共12个小题，每小题4分，共48分。第1-7题是单选题，每道题只有一个选项正确的选项；第8-12题是多选题，给出的选项中有一个或多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不选的得0分。请将你认为正确的选项填涂在答题卡的相应位置)
1.下列说法来自某同学对物理选修教材3-1和3-2的理解，错误的是
A.带电粒子在电场中运动的轨迹有可能与电场线重合
B.电路中，消耗电能的元件常常称为负载
C.由可知，一个磁场中某点的磁感应强度B跟磁场力F成止比，跟电流元IL成反比
D.经历多次失败后，法拉第领悟到：磁生电是一种在变化、运动的过程中才能山现的效应
2.光滑水平面上固定一个钉子O，在钉子上系了三根长度均为a的绝缘细绳。每根绳子的外端系有一个带电小球，三个小球带电量均为q(q>0)，则稳定后细绳中的张力为
A. B.
C. D.
3.在研究微观粒子时常用电子伏特(eV) 做能量的单位，1eV等于一个电子经过1V电压加速后所增加的动能。那么一个初动能为8.0×10-17的氦核经过100V电子加速后的动能为
A.100eV B.195eV C.200eV D.205eV
4.可以证明，一个极板间为真空的平行板电容器，两极板之间的电场强度E只与极板所带的电荷量Q及极板面积S有关，与两极板的距离无关，若定义(电荷的面密度）， (真空的绝对介电常数，式中k为静电常数)，请你通过推理作出判断，下列关系式正确的是
A. B.
C. D.
5.如图所示，、为定值电阻，L为小灯泡（不考虑电阻变化)，为光敏电阻（其电阻的阻值随光照强度的增大而减小），则当照射光强度增大时
A.电压表的示数增大
B.中电流增大
C.小灯泡的功率减小
D.电路的路端打压增大
6.如图所示，在正交坐标系0xyz的空间中。c点即0点，匀强磁场B沿x轴的正方向，且ab=电场=0.4m（z向），bc=ef=ad0.3m（y向），be=cf=0.3m（x向），已知磁场穿过面abcd的磁通密度为0.1Wb/m2，则通过面程S1(befc)，S2(aefd）的磁通量、分别为
A.0，0.012Wb B.0，0.015Wb
C.0.09Wb，0.012Wb D.0.09Wb，0.015Wb
7.如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度B，也可以用来测线圈电流I、线圈匝数n等。它的右管挂着矩形线圈，线圈的水平边长为1，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直。当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向，大小不变。这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂重新平衡。则线圈匝数n的表达式为
A. B. C. D.
8.半导体材料有P型和N型两种，其中P型材料中的载流子为正电荷(空穴，带电量为e)，N型材料中载流子为负电荷(电子，带电量为-e)，现将某型半导体薄片置于与薄片垂直的磁场B中、同以沿x向的电流I，如图所示。已知该型材料的载流子的体密度(即单位体积内的载流子数量）为n，沿y向的厚度为d，则得<0，则下列选项中的说法或表达式正确的是
A.载流子为电子 B.载流子为空穴 C. D.
9.某实验装置如图所示，在铁芯P上绕有两个线圈A和B，如果线圈A中电流i与时间t的关系有下列四种情况，(其中A图像为平行于t轴的直线，B、C图像为倾斜直线)、可以观察到B中由恒定电流的是
10.将阻值为10Ω的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上，以下说法正确的是
A.电压的有效值为10V
B.通过电阻的电流有效值为A
C.每秒钟通过电阻的电荷量为C
D.电阻消耗电功率为5W
11.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3：1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为的正弦交流电源上，如图所示。下列说法止确的是
A.原线圈的输入电压为198V
B.副线圈的输出电压为22V
C.原线圈的输入电流与副线圈的输出电流之比为
D.变压器左右两个回路中电阻的功率之比为
12.如图，在光滑水平桌面上有一边长为L正方形线圈；在线圈右侧有一宽度为d(d=）的条形匀强磁场区域，磁场的边界与线圈的对角线ac平行，磁场方向竖直向下，线圈以恒定的迷度v垂直于边界向右运动。设线圈在穿越磁场的过程中的感应电流和受到的安培力大小分别为I和，从线圈的b端进入磁场的左边界开始计时，取线圈中电流逆时针为正方向，则下列i-t图象或-t图象中，正确的是
二、填空题(共16分、每空2分，请将答案填在答卷的相应横线上，否则不得分）
13.用如图甲所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻。蓄电池的电动势约为2V，内电阻很小。除蓄电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有：
A.电压表V(量程3V) ；
B.电流表A1(量程0.6A)
C.电流表A2(量程3A)
D.定值电阻Ro(阻值4Ω，额定功率4W)
E.滑动变阻器R (阻值范围0-20Ω，额定电流1A)
(1)电流表应选 (填器材前的字母代号)。
(2)某次测量电压表和电流表的示数如图所示，则对应的读数分别为 V， A；
(3)根据实验数据作出U-I图像(如图乙所示)，则蓄电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω.
14.图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；、、、和是固定电阻，是可变电阻；表头G的满偏电流为250μA，内阻为480Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×100Ω挡。
（1）图（a）中的A端与?????（填“红”或“黑”）色表笔相连接。
（2）该电表的挡位1、2都是电流挡，其中挡位1的量程较 （填“大”或“小”）.
（3）将挡位调至3，测量时表盘示数如图（b）所示，则可知待测量值为 .
（4）将挡位调至3，当待测量电阻为Rx=500Ω时，测量时通过Rx的电流大小为 mA.
三、计算题(共36分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。请将解题过程填在答卷上相应位置，否则不得分)
1S.（8分）如图所示，两金属板A、B正对水平放置，A板在上，B板在下，间距为d。A板中间有小孔P，现将A、B两板分别接在电源的两极，闭合开关S，待金属板充电稳定后将一质量为m的带电液滴从小孔P的正上方h高处高处从静止释放，不计空气阻力，液滴穿过小孔到达B板时速度刚好为零。现断开S，将A板上移距离Δd=2cm，若要使液滴仍能到达B板时速度为零，则可以将液滴释放点向那个方向移动，移动多少？(已知d=2h)
16.（8分）如图所示，电视机的显像管中，电子束(单个电子的带电量为-e)的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过电场加速后，以速度v进入一侧形匀强磁场区，磁感应强度为B，磁场方向平行于圆面，磁场区的中心为0，半径为r.当不加磁场时，电子束将沿直线通过0点而打到屏幕的中心M点；加了磁场后，电子束射到屏幕边缘P，测出偏转角度为θ，试计算电子通过磁场所用的时间。
17.(10分)如图所示，在坐标系xOy第一象限内有一半径为R的创形匀强磁场区域。该区域与x轴、y轴均匀相切，其中x轴上的切点用P表示，磁场方向垂真xOy平面向里，磁感应强度为B(图中未面出)，在第一象限中存在沿+x轴的匀强电场，电场强度为E.大量带负电的相同的粒子(不计重力及粒子之间的相互作用) 以相等大小的速率沿不同方向从P点射入磁场区，粒子经过磁场偏转后都垂直于y轴进入第一象限，在电场中减速反向后再次回到磁场，再从磁场中偏转出去。求：
（1）粒子的比荷；
(2)所有粒子从进入磁场到第二次离开磁场的运动过程中，路程的最小值。
18.(10分)如图所示，两条足够长的平行光滑导轨GH、PQ与水平面成θ=30°放置，两轨间距为L=0.1m，轨道电阻不计。现在两根长为L、电阻为R=1Ω、质量为m=0.01kg的金属棒ab和cd相距x=2m放置在导轨上，其中cd棒通过一段细线连接在与导轨共面的0点。ab棒由静止沿轨道下滑，经时间t=0.5s达到速度v=2m/s时悬挂的细线刚好断裂，此后两棒均沿导轨下滑。已知重力加速度为g，匀强磁场方向垂直导轨面向下，磁感应强度大小为B=1T，两棒与导轨始终垂直且接触良好，求：
(1)悬挂细线所能水受的最大拉力；
(2)当两棒达到稳状状时的最大距离。
高二物理参考答案
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7
8
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10
11
12
C
C
D
B
A
A
B
BD
BC
BD
AC
AD
13.（1）B； （2）0.42±0.01； 0.40； （3）0.2.
14.（1）黑； （2）大； （3）1100Ω；（4）0.75.
15.解析： 断升S后，板上所带电荷Q不变，由下列推理可知板间场强保持不变：
第一次释放，重力做正功，电场力做负功，对带电液液应用动能定理得：
第二次应将液滴的释放位置向上移动Δh，再次对液滴应用动能定理得：
联立解得：
16.解析： 粒子在进磁场后做匀速圆周运动，径入则径出，故粒子出射速度的反向延长线必过圆心O，轨迹的圆心在速度的垂线或弦的中垂线上，作出辅助图，由图可得：
洛伦兹力提供向心力：
故：
联立得：（或）
17.解析：
(1)粒子经磁场偏转后都垂直于y轴进入第一象限(属于典型的等半径圆磁聚焦)，可以证明所有粒子的轨迹圆半径r等于磁场圆半径R：r=R
(可以根据特殊方向的粒子运动轨迹来证明，也可以根据任意方向的粒子轨迹利用对称性证明)
证明1：(反证法)： 若r=R，则垂直x轴进入磁场的粒子轨迹的圆心一定位于原点0，也一定从y 轴上(即磁场边界与y 轴的切点) 离开磁场，且离开磁场时的速度恰好垂直于y轴，其轨迹为1/4圆弧。
证明2： 设磁场圆的圆心为O，某粒子的进入磁场的速度方向与x 轴正方向的夹角为θ，粒子在磁场中绕01做顺时针圆周运动。从A点离开磁场时速度方向平行于x轴，如图所示。PO0//AO1//oy轴，两圆(磁场圆与轨迹圆) 相交具有对称性，对称轴为0001，故有∠p00O1=∠A01O0=∠p00O1=∠A00O1，故00A ∥PO1，PO0AO1为平行四边形也是菱形，所以r=R.
粒子在磁场中受到的洛伦兹力提供向心力：
(2)①所有粒子在磁场中运动的路程相同，均为半周。
证明： 只需要证明粒子在磁场中两次运动轨迹圆弧的圈心角之和为π。过程略。
故路程为：
②所在粒子在电场中运动的路程也相同，因为以相同的初速度进磁场，先做勻减速直线运动，后做反向匀加速直线运动，从相同位置进出电场。在电场中运动的加速度为：
故路程为：
③从磁场中出来后直接进入电场，然后从原位置返回磁场的粒子的路程最短，最短路程为：
18.解析：(1)设细绳断裂时ab棒切割磁感线产生的电动势为，通过电路中cd棒的电流为，cd棒受
到的安培力为，根据法拉第电磁定律的推论( 动生电动势公式)、闭合电路的欧姆定律、安培力公式有：
V
=0.1A
=0.01N
对断裂时的ab棒受力分析，有：=0.06N
（2）①0-0.5s内，cd棒静止，ab棒做加速度减小的加速运动(因为速度增大，感应电动势、感应电流、安培阻力增大)。设这段时间内ab棒的平均速度为，感应电动势对时间的平均值为：E=BL
感应电流对时间的平均值为：
安培力对时间的平均值为：
取沿导轨向下的方向为正方向，根据动量定理有：
(其中t=0.5s)
联立可得0-0.5s内，ab棒的位移为：=1m
②绳断后，两棒均向下运动，只要ab棒的速度大于cd棒的速度，则两棒均受到等大的安培力，对于ab棒是阻力，对于cd棒是动力，故ab棒的加速度小于cd棒的加速度，两棒的速度差会减小。直到两棒速度相等(此后随时间均匀增大)，加速度相等，两棒保持稳定的距离做匀加速直线运动。设从绳断到两棒速度相等(即稳定状态) 持续的时间为(实际为无穷大)，两棒速度差Δv对时间的平均值为，取沿导轨向下的方向为正方向，分别对两棒应用动量定理有：
解得这个过程b棒比cd棒的位移大：=2m
=5m