師大附中2018-2019高二物理上學期期末試卷（有答案）

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師大附中 2018-2019 高二物理上學期期末試卷（有答案）物 理(理科)時量：90 分鐘 滿分：150 分得分____________第Ⅰ卷(滿分 100 分)一、單項選擇題(每小題 5 分，共 60 分)1．自然界的電、熱和磁等現(xiàn)象都是相互聯(lián)系的，很多物理學家為尋找它們之間的聯(lián)系做出了貢獻．下列說法不正確的是A．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系B．歐姆發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，說明了熱現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間存在聯(lián)系C．法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系D．焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)，定量給出了電能和熱能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系2．如圖所示，平行板電容器的兩個極板為 A、B，B極板接地，A 極板帶有電荷量＋ Q，板間電場有一固定點 P，若將 B 極板固定，A 極板下移一些，或者將A 極板固定，B 極板上移一些，在這兩種情況下，以下說法正確的是A．A 極板下移時，P 點的電場強度不變， P 點電勢不變B． A 極板下移時，P 點的電場強度不變，P 點電勢升高C．B 極板上移時， P 點的電場強度不變， P 點電勢不變D．B 極板上移時，P 點的電場強度減小，P 點電勢降低3．如圖所示，勻強磁場方向垂直于紙面向里，若在O 點發(fā)射帶正電荷的粒子，為了打中正上方的 A 點，下列說法正確的是A．發(fā)射方向應(yīng)該是向正上方B．發(fā)射方向應(yīng)該是向右上方C．發(fā)射方向應(yīng)該是向左上方D．發(fā)射方向應(yīng)該是向左下方4．某交流發(fā)電機產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間的關(guān)系如圖所示．如果其他條件不變，僅使線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼囊话?，則交流電動勢的最大值和周期分別變?yōu)锳．200 V 0.08 s B．25 V 0.04 sC．50 V 0.08 s D．50 V 0.04 s5．如圖所示，回旋加速器是用來加速帶電粒子使它獲得很大動能的裝置．其核心部分是兩個 D 形金屬盒，置于勻強磁場中，兩盒分別與高頻電源相連．則下列說法正確的是A．帶電粒子從磁場中獲得能量B．帶電粒子做圓周運動的周期逐漸增大C．帶電粒子加速所獲得的最大動能與金屬盒的半徑有關(guān)D．帶電粒子加速所獲得的最大動能與加速電壓的大小有關(guān)6．如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強磁場，三個質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子 a、b、c，以不同的速率對準圓心 O 沿著 AO 方向射入磁場，其運動軌跡如圖．若帶電粒子只受磁場力的作用，則下列說法正確的是A．a(chǎn) 粒子速率最大B．它們做圓周運動的周期 Ta＜Tb＜TcC．c 粒子在磁場中運動時間最長D．c 粒子動能最大7．如圖所示，A、B 都是很輕的鋁環(huán)，分別吊在絕緣細桿的兩端，桿可繞豎直軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，環(huán)A 是閉合的，環(huán) B 是斷開的．若用磁鐵分別靠近這兩個圓環(huán)，則下面說法正確的是A．圖中磁鐵 N 極接近 A 環(huán)時，A 環(huán)被吸引，而后被推開B．圖中磁鐵 N 極遠離 A 環(huán)時，A 環(huán)被排斥，而后隨磁鐵運動C．用磁鐵 N 極接近 B 環(huán)時，B 環(huán)被推斥，遠離磁鐵運動D．用磁鐵的任意一磁極接近 A 環(huán)時，A 環(huán)均被排斥8．如圖所示，一直流電動機與阻值 R＝9 Ω 的電阻串聯(lián)在電源上，電源電動勢 E＝30 V，內(nèi)阻 r＝1 Ω，用理想電壓表測出電動機兩端電壓 U＝10 V，已知電動機線圈電阻 RM＝1 Ω，則下列說法中正確的是A．通過電動機的電流為 10 A B．電源的輸出功率為 60 WC．電動機線圈電阻的熱功率為 4 W D．電動機的輸出功率為 18 W9．下列關(guān)于感應(yīng)電動勢大小的說法中，正確的是A．線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大B．線圈中磁通量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大C．線圈中磁通量變化越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大D．線圈放在磁感應(yīng)強度越強的地方，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大10．在如圖所示的電路中，自感線圈 L 的自感系數(shù)較大，電阻 R 和自感線圈 L 的直流電阻阻值相等．若接通開關(guān) S，電路達到穩(wěn)定狀態(tài)時燈泡 D 正常發(fā)光．則A．閉合 S 瞬間，D 將立刻亮起來B．閉合 S 瞬間，D 將先亮起來，然后漸漸變暗C．斷開 S 瞬間，D 將變得更亮，然后漸漸變暗D．斷開 S 瞬間，D 將漸漸變暗，直至熄滅11．如圖所示為演示交變電流產(chǎn)生的裝置圖，關(guān)于這個實驗，正確的說法是A．線圈每轉(zhuǎn)動一周，電流方向改變 1 次B．圖示位置為中性面，線圈中無感應(yīng)電流C．圖示位置 ab 邊的感應(yīng)電流方向為 a→bD．線圈平面與磁場方向平行時，磁通量變化率為零12．如圖所示，理想變壓器的副線圈上通過輸電線接有兩個相同的燈泡 L1 和 L2；輸電線的等效電阻為R，開始時，開關(guān) S 斷開．當 S 接通時，以下說法中正確的是A．副線圈兩端的輸出電壓減小 B．變壓器的輸入功率增大C．通過燈泡 L1 的電流增大 D．原線圈中的電流減小答題卡題 號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 得 分答 案 二、實驗題(共 15 分)13．(4 分)如圖是有兩個量程的電壓表，當使用a、 b 兩個端點時，量程為 0～10 V，當使用 a、c 兩個端點時，量程為 0～100 V．已知電流表的內(nèi)阻Rg 為 500 Ω，滿偏電流 Ig 為 1 mA，則R1＝________Ω，R2 ＝________Ω .14．(11 分)用如圖所示電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻．實驗器材：待測電源(電動勢約 3 V，內(nèi)阻約 2 Ω)，保護電阻 R1(阻值 10 Ω)和 R2(阻值 5 Ω)，滑動變阻器 R，電流表 A，電壓表 V，開關(guān) S，導(dǎo)線若干．實驗主要步驟：(ⅰ )將滑動變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)；(ⅱ )逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值，記下電壓表的示數(shù) U 和相應(yīng)電流表的示數(shù) I；(ⅲ )以 U 為縱坐標，I 為橫坐標，作 U－I 圖線(U、I都用國際單位)；(ⅳ )求出 U－I 圖線斜率的絕對值 k 和在橫軸上的截距 a.回答下列問題：(1)電壓表最好選用________ ；電流表最好選用________．A．電壓表(0～3 V，內(nèi)阻約 15 kΩ)B．電壓表(0～15 V，內(nèi)阻約 30 kΩ)C．電流表(0～200 mA，內(nèi)阻約 2 Ω)D．電流表(0～30 mA，內(nèi)阻約 2 Ω)(2)滑動變阻器的滑片從左向右滑動，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大．兩導(dǎo)線與滑動變阻器接線柱連接情況是________．A．兩導(dǎo)線接在滑動變阻器電阻絲兩端的接線柱B．兩導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿兩端的接線柱C．一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲右端接線柱D．一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱(3)選用 k、a 、R1 和 R2 表示待測電源的電動勢 E 和內(nèi)阻 r 的表達式，E＝________，r＝________，代入數(shù)值可得 E 和 r 的測量值．三、計算題(共 25 分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分)15．(10 分)如圖所示，坐標平面第Ⅰ象限內(nèi)存在大小為 E＝ 4×105 N/C、方向水平向左的勻強電場，在第Ⅱ象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強磁場．質(zhì)荷比為 mq＝4×10－10kg/C 的帶正電粒子從 x 軸上的 A 點以初速度 v0＝2×107 m/s 垂直 x 軸射入電場，OA＝0.2 m，不計粒子的重力．求：(1)粒子第一次經(jīng)過 y 軸時，速度與 y 軸正方向的夾角；(2)若要求粒子不能進入第Ⅲ象限，求磁感應(yīng)強度 B的最小值．(不考慮第二次進入電場后的運動情況)16．(15 分)如圖所示，兩根正對的平行金屬直軌道MN、M′N′位于同一水平面上，兩軌道之間的距離l＝0.50 m．軌道的 MM′端之間接一阻值 R＝0.50 Ω 的定值電阻．NN′端與兩條位于豎直面內(nèi)的半圓形光滑金屬軌道 NP、N′P′平滑連接，兩半圓軌道的半徑均為 R0＝0.50 m．直軌道的右端處于豎直向下、磁感應(yīng)強度 B＝0.60 T 的勻強磁場中，磁場區(qū)域的寬度 d＝0.80 m，且其右邊界與 NN′重合．現(xiàn)有一質(zhì)量 m＝0.20 kg、電阻 r＝0.10 Ω 的導(dǎo)體桿 ab 靜止在距磁場的左邊界 s＝2.0 m 處．在與桿垂直的水平恒力 F＝2.0 N 的作用下，ab 桿開始運動，當運動至磁場的左邊界時撤去 F.桿穿過磁場區(qū)域后恰好能通過半圓形軌道的最高點 PP′.已知導(dǎo)體桿 ab 在運動過程中與軌道接觸良好，且始終與軌道垂直，導(dǎo)體桿 ab與直軌道之間的動摩擦因數(shù) μ＝0.10 ，軌道的電阻可忽略不計，取 g＝10 m/s2，求：(1)導(dǎo)體桿剛進入磁場時的速度大小，通過導(dǎo)體桿上的電流大??；(2)導(dǎo)體桿穿過磁場的過程中通過電阻 R 的電荷量；(3)導(dǎo)體桿穿過磁場的過程中整個電路產(chǎn)生的焦耳熱．第Ⅱ卷(滿分 50 分)一、多項選擇題(每小題 6 分，共 30 分，每小題給出的四個選項中，有多個選項正確，全部選對的得6 分，部分正確的得 3 分，選錯或不選的得 0 分)1．如圖所示，由粗細均勻的電阻絲制成邊長為 l 的正方形線框 abcd，線框的總電阻為 R.現(xiàn)將線框以水平向右的速度 v 勻速穿過一個寬度為 2l、磁感應(yīng)強度為 B 的勻強磁場區(qū)域，整個過程中 ab、cd 兩邊始終保持與磁場邊界平行．取線框的 cd 邊剛好與磁場左邊界重合時 t＝0，電流沿 abcd 方向為正方向，u0＝Blv，i0＝u0R.在下圖中線框中電流 i 和 a、b 兩點間的電勢差 uab 隨線框 cd 邊的位移 x 變化的圖象正確的是2．如圖所示，空間中存在一水平方向勻強電場和一水平方向勻強磁場，且電場方向和磁場方向相互垂直．在電磁場正交的空間中有一足夠長的固定粗糙絕緣桿，與電場正方向成 60°夾角且處于豎直平面內(nèi)．一質(zhì)量為 m、帶電量為＋q 的小球套在絕緣桿上．初始時給小球一沿桿向下的初速度 v0，小球恰好做勻速運動，電量保持不變．已知，磁感應(yīng)強度大小為 B，電場強度大小為 E＝3mgq，則以下說法正確的是A．小球的初速度為 v0＝2mgqBB．若小球的初速度為 3mgqB，小球?qū)⒆黾铀俣炔粩嘣龃蟮臏p速運動，最后停止C．若小球的初速度為 mgqB，小球?qū)⒆黾铀俣炔粩嘣龃蟮臏p速運動，最后停止D．若小球的初速度為 mgqB，則運動中克服摩擦力做功為 3m2g22q2B23．圖乙中 A、B 為兩個相同的環(huán)形線圈，共軸并靠近平行放置．A 線圈中通有如圖甲中所示的交變電流i，則A．在 t1 到 t2 時間內(nèi) A、B 兩線圈相吸 B．在 t2 到 t3 時間內(nèi) A、B 兩線圈相斥 C．t1 時刻兩線圈間作用力為零D．t2 時刻兩線圈間吸引力最大4．如圖，三個電阻 R1、R2 、R3 的阻值均為 R，電源的內(nèi)阻 rR，c 為滑動變阻器的中點．閉合開關(guān)后，將滑動變阻器的滑片由 c 點向 a 端滑動，下列說法正確的是A．R2 消耗的功率變小B． R3 消耗的功率變大C．電源輸出的功率變大D．電源內(nèi)阻消耗的功率變大5．如圖所示為理想變壓器，其原、副線圈的匝數(shù)比為 4∶1，電壓表和電流表均為理想電表，原線圈接有 u＝362sin 100πt(V)的正弦交流電，圖中 D 為理想二極管，定值電阻 R＝9 Ω.下列說法正確的是A．t ＝1600 s 時，原線圈輸入電壓的瞬時值為 18 VB． t＝1600 s 時，電壓表示數(shù)為 36 VC．電流表的示數(shù)為 1 AD．電流表的示數(shù)為 22 A答題卡題 號 1 2 3 4 5 得 分答 案 二、計算題(共 20 分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分)6．(10 分)如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，僅在虛線 MN 下面的空間存在著磁感應(yīng)強度隨高度變化的磁場(在同一水平線上各處磁感應(yīng)強度相同)，磁場方向垂直紙面向里，導(dǎo)軌上端跨接一定值電阻 R，質(zhì)量為 m 的金屬棒兩端各套在導(dǎo)軌上并可在導(dǎo)軌上無摩擦滑動，導(dǎo)軌和金屬棒的電阻不計，將金屬棒從O 處由靜止釋放，進入磁場后正好做勻減速運動，剛進入磁場時速度為 v，到達 P 處時速度為 v2，O 點和 P 點到 MN 的距離相等，重力加速度為 g.(1)求金屬棒在磁場中所受安培力 F1 的大小；(2)若已知磁場上邊緣( 緊靠 MN)的磁感應(yīng)強度為B0，求 P 處磁感應(yīng)強度 BP；(3)在金屬棒運動到 P 處的過程中，電阻上共產(chǎn)生多少熱量？7．(10 分)在真空中存在著如圖所示的多層緊密相鄰的甲型區(qū)和乙型區(qū)，甲型區(qū)和乙型區(qū)的寬度均為 d.甲型區(qū)為真空；乙型區(qū)存在相互垂直的勻強電場和勻強磁場，電場強度為 E，方向豎直向上；磁感應(yīng)強度為 B，方向水平垂直紙面向里，邊界互相平行且與電場方向垂直．一個質(zhì)量為 m、電荷量為 q 的帶正電粒子在第 1 層上邊界某處由靜止釋放，粒子始終在甲乙區(qū)中運動，不計粒子運動時的電磁輻射，已知qE＝mg.(1)求粒子在第 2 層乙型區(qū)中運動時速度 v2 的大小與軌跡半徑 r2；(2)粒子從第 10 層乙型區(qū)下邊界穿出時，速度的方向與豎直向下方向的夾角為 θ10，試求 sin θ10 的值．湖南師大附中 2018－2019 學年度高二第一學期期末考試物理(理科)參考答案第Ⅰ卷一、單項選擇題(每小題 5 分，共 60 分)題 號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12答 案 B A B C C D D C C D C B二、實驗題(共 15 分)13．(4 分)9 500(2 分) 90 000(2 分)14．(11 分)(1)A(2 分) C(2 分) (2)D(3 分) (3)ak(2 分) k －R2(2 分)三、計算題(共 25 分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分)15．(10 分)【解析】(1)設(shè)粒子在電場中運動的時間為 t，末速度與 y 軸正方向的夾角大小為 θ，則：xOA＝12at2 ① (1 分)a＝ qEm ②(1 分)粒子經(jīng)過 y 軸時在電場方向的分速度為：vx＝at ＝2×107 m/s ③(1 分)粒子經(jīng)過 y 軸時的速度：v＝v20＋ v2y＝22×107m/s ④(1 分)與 y 軸正方向的夾角大小為 θ，則有：tan θ＝vxv0 ＝1 ⑤所以 θ＝ 45° (1 分)(2)要使粒子不進入第Ⅲ象限，如圖所示，設(shè)粒子經(jīng)過 y 軸時的位置與原點 O 的距離為 y1，此時粒子做圓周運動的半徑為 R，則由幾何關(guān)系，R＋22R≤y1 ⑥(1 分)(直接取等號計算的也給分)y1＝v0t ⑦(1 分)在磁場中運動時，有：qvB＝mv2R ⑧(1 分)解得磁感應(yīng)強度的最小值為：B＝(22＋2)×10 －2 T(2 分)16．(15 分)【解析】(1)設(shè)導(dǎo)體桿在 F 的作用下運動至磁場的左邊界時的速度為 v1，由動能定理得：(F－μmg)s ＝12mv21－0 ①(1 分)v1＝ 6 m/s(1 分)導(dǎo)體桿剛進入磁場時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：E＝Blv1 ②(1 分)此時通過導(dǎo)體桿的電流大小為：I＝ER＋r ③(1 分)解得：I＝3 A(1 分)(2)導(dǎo)體桿剛開始進入磁場到離開磁場，ΔΦ＝Bld ④(1 分)Ε－＝ΔΦΔt ⑤(1 分)I－＝Ε－R ＋r ⑥(1 分)q＝I－Δt ⑦(1 分)聯(lián)立④⑤⑥⑦解得：q＝0.4 C (1 分)(3)由 (1)可知，導(dǎo)體桿在 F 的作用下運動至磁場左邊界時的速度 v1＝6 m/s.設(shè)導(dǎo)體桿通過半圓形軌道的最高位置時的速度為 v，則：mg＝ mv2R0 ⑧(1 分)在導(dǎo)體桿剛進入磁場到滑至最高點位置的過程中，由能量守恒定律：12mv21＝Q＋mg×2R0 ＋12mv2＋μmgd ⑨(3分)解得：Q＝0.94 J (1 分)(用動能定理計算的列式、結(jié)果正確的也給分)第Ⅱ卷一、多項選擇題(每小題 6 分，共 30 分)題 號 1 2 3 4 5答 案 AD AC ABC CD BD二、計算題(共 20 分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分)6．(10 分)【解析 】(1) 從 O→MN 過程中棒做自由落體運動，下降高度為 h，則有：v2＝2gh(1 分)從 MN→P 的過程中，做勻減速運動，故 F1 大小不變，由牛頓第二定律，則有：F1－mg＝ma(1 分)而由運動學公式可知：v24－v2＝－2ah(1 分)綜合上三式，即可求得：F1＝mg＋ma＝74mg(1分)(2)由上可知，安培力的大小不變，由剛進入磁場時速度為 v，到達 P 處時速度為 v2，則有：F1＝BPLIP＝B2PL2v2R(2 分)解得：BP＝2B0(1 分)(3)棒從 MN→P 過程中，且 O 點和 P 點到 MN 的距離相等，根據(jù)能量守恒定律，則有產(chǎn)生熱量：Q＝mgh＋12mv2－12mv22 ＝78mv2(3 分)7．(10 分)【解析 】(1) 粒子在乙型區(qū)受力 qE＝mg，則合力為洛倫茲力．粒子在進入第 2 層乙型區(qū)時，經(jīng)過兩次甲型區(qū)加速，由動能定理，有：2mgd＝12mv22(1 分)解得：v2＝2gd(1 分)粒子在第 2 層乙型區(qū)中，洛倫茲力充當向心力：Bqv2＝mv22r2(1 分)解得：r2＝2mBqgd(1 分)(2)解法一：粒子從第 10 層乙型區(qū)下邊界穿出時，速度為 v10，其水平分量為 v10x，由動能定理有：10mgd＝12mv210解得：v10＝20gd(2 分)由動量定理：有∑BqvyΔt＝mv10x即：10Bqd＝mv10x解得：v10x＝10Bqdm(2 分)綜合得：sin θ10＝v10xv10＝10Bqmd20g(2 分)解法二：如圖：r10sin θ10－r10sin α10＝d ①顯然 v10sin α10＝v9sin θ9 ②(甲型區(qū)為類拋體運動)rn＝mvnBqr9 ＝ mv9Bq r10＝mv10Bq①②r10sin θ10－r10v9v10sin θ9＝d即：r10sin θ10－r9sin θ9＝d，同理 r9sin θ9－r8sin θ8＝dr10sin θ10＝r1sin θ1＋9d顯然 r1sin θ1＝dr10sin θ10＝10dsin θ10＝10dr10＝10dBqmv10＝10Bqdm20gd＝Bqm5dg.