黄冈市2017年秋季高二物理试题及答案.docx
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黄冈市2017年秋季高二年级期末考试
物理试题
黄冈市教育科学研究院命制2018年2月2日上午10:
30～12:
00
考生注意：
1．本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷，第I卷为选择题，第II卷为非选择题.
2．本试卷满分110分，考试时间90分钟.
3．请将各题答案填到答题卷相应位置，考试结束，考生只交答题卷.
第Ⅰ卷（选择题共50分）
一、本题共10小题，每小题5分.在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~10题有多项符合题目要求.全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有错选或不选的得0分.
1.下列说法不正确的是：
A.静止的电荷周围存在电场B.运动的电荷周围存在磁场
C.电场对放入其中的电荷一定有力的作用D.磁场对在其中运动的电荷一定有力的作用
O
A
B
M
N
P
Q
2.如图，将两个等量异种点电荷分别固定于A、B两处，O点为AB连线的中点，QN垂直于AB，M、N、P、Q四点与O点的距离相等，下列说法正确的是
A.M、N、P、Q四点的电势一定相等
B.M、N、P、Q四点的电场方向一定相同
C.M、N、P、Q四点的电场强度大小一定相等
D.N点的电场强度大小一定大于M点电场强度大小
3.如图，一半径为r带电量为Q的空心球放在绝缘支架上，现将一电荷量也为Q的正点电荷放置其右侧，点电荷到空心球表面的最近距离为2r，静电力常量为k，下列对它们间的电场力F的分析，其中正确的是
r
2r
Q
A.若空心球为带正电的金属球，则F=kQ24r2
B.若空心球为带正电的金属球，则F=kQ29r2
C.若空心球为均匀带电的绝缘球，则F=kQ24r2
D.若空心球为均匀带电的绝缘球，则F=kQ29r2
2U
a
b
R
c
d
4.如图所示的电路常称为分压电路，a、b间接入恒定电压2U，滑动变阻器R的滑片移至中点，下列说法正确的是
A.若在c、d间接电容器，c、d间电压等于U
B.若在c、d间接电容器，c、d间电压大于U
C.若在c、d间接定值电阻，c、d间电压等于U
D.若在c、d间接定值电阻，c、d间电压大于U
5.如图所示，一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e.在棒两端加上恒定的电压U时，则
A.导体棒的电阻为ρSL
B.通过导体棒的电流为neLS
C.棒内自由电子定向运动的平均速率为UρLne
D.棒内电场强度大小为UL
6.如图，在xOy坐标平面的第一象限内分布着磁感应强度大小为B、方向垂直坐标平面的匀强磁场，一半径长为L的半圆形导体框，绕过圆心O、垂直于xOy坐标平面的轴，以角速度ω沿逆时针方向匀速转动。
已知导体框圆弧段、AO段、OB段的电阻均为r。
当导体框的直径AB从图示位置转过θ角时，AB两端电压UAB为
ω
A
B
O
x
y
A.当θ=60°时，UAB=12BωL2
B.当θ=120°时，UAB=16BωL2
C.当θ=240°时，UAB=-12BωL2
D.当θ=240°时，UAB=-16BωL2
7.某手摇交流发电机，其线圈绕垂直于匀强磁场方向的轴（位于线圈平面内）匀速转动，产生的交变电流i随时间t变化的图象如图，由图象可知
A．该交变电流频率是50Hz
B．该交变电流有效值是10A
C．该交变电流瞬时值表达式是i＝102sin（100πt）A
D．在t＝2×10-2s时穿过线圈平面的磁通量最大
8.图中理想变压器原、副线圈的匝数比为3:
1，分别接有额定电压均为36V的灯泡a和b.当MN端输入电压为U时，两灯泡均正常发光，已知灯泡b的额定功率为18W．下列说法正确的是
A.输入电压U=108V
B.流经灯泡a的电流为1.5A
C.灯泡a的额定功率为6W
D.MN端的输入功率为24W
a
b
c
O
9.如图，三根固定于等腰直角三角形abc三个顶点的长直导线均通有电流I，其中a、b处的导线中电流方向垂直纸面向里，c处导线中电流方向垂直纸面向外，O是三角形斜边的中点，下列说法正确的是
A.O点磁感应强度为零
B.c点的磁感应强度方向与ab连线平行
C.b点的磁感应强度方向与ab连线垂直
D.a处的导线受到的安培力方向与ab连线夹角大于67.5°
10.水平地面上方空间存在匀强电场和匀强磁场，在该空间将带正电的小球以某一速度水平抛出，在随后的运动中小球速度大小保持不变，下列说法正确的是
A.若电场方向和磁场方向垂直，小球的运动轨迹可能为直线
B.若电场方向和磁场方向平行，小球的运动轨迹可能为直线
C.若小球做圆周运动，电场方向一定竖直向上
D.若小球做圆周运动，其运动轨迹一定在竖直平面内
第Ⅱ卷（非选择题共60分）
二．本题包括2小题，共15分．解答时只需把答案填在答题卷中的相应位置或按题目要求作图，不必写出演算步骤．
11.（6分）某同学在测量粗细均匀的圆柱形导体的电阻率时，部分测量步骤如下，请按要求读取测量值。
图（b）
图（a）
图（c）
（1）用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度为 cm；
（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径为 mm；
（3）用多用电表的电阻“×1”挡，测此圆柱形导体的电阻，表盘的示数如图丙所示，读得该电阻的阻值为 Ω．
2.0
U/V
2.5
1.5
I/A
1.0
0
0.5
1.0
图（c）
12.（9分）某同学用图（a）所示电路一节蓄电池的电动势和内阻。
所用的实验器材有：
蓄电池、电流表（量程0.6A、3A）、电压表（量程3V、15V）、定值电阻R0=2Ω、滑动变阻器以及开关和导线。
R
R0
S
E
图（a）
V
A
图（b）
E
R
S
R0
（1）根据图（a）所示的电路，在图（b）中用笔画线代替导线将实物图的电路连接完整；
（2）闭合开关S，多次调节滑动变阻器，记下电压表的示数U和电流表的示数I，根据测得的数据作出U-I图线如图（c）所示。
至此可得电源电动势E=________V，电源内阻r=________Ω；（结果保留3位有效数字）
（3）本实验的系统误差主要来源于_________________________________________。
三．本题包括4小题，共45分．解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。
只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．
13.（10分）如图，真空中平行正对的金属板A、B，板长L=10cm、板间距d=4cm，板间存在着匀强电场．一电子从A板左端贴着A板以v0=2×106m/s的速度垂直于电场方向进入电场，恰好从B板右端射出电场．已知电子的质量m=0.91×10-30kg，电荷量e=1.6×10-19C，电子所受的重力可忽略不计．求金属板A、B间的电压U.
B板
A板
v0
O
Q
P
入口
M
N
加速电场
磁场
14.（11分）如图为质谱仪原理示意图，直线MN左侧是加速电压为U的加速电场，右侧是磁感应强度为B的匀强磁场，一个电荷量为q的正离子从加速电场的入口O点由静止开始被加速，然后垂直MN从Q点进入磁场，最后从MN上的P点离开磁场，测得QP之间的距离为L，离子重力不计。
求：
（1）正离子的质量；
（2）正离子在磁场中的运动时间。
15.（12分）如图，两条相距d的光滑平行金属导轨位于同一水平面内，其左端接一阻值为R的电阻；与导轨垂直的虚线MN两侧都有垂直纸面向外的匀强磁场，其中左侧的磁场分布在面积为S的区域内，磁感应强度大小B1随时间t的变化关系为B1＝kt（k为常量），右侧磁场磁感应强度大小恒为B0，质量为m的金属棒受到沿导轨方向的恒定拉力作用而静止。
金属棒与导轨相互垂直并接触良好，它们的电阻均忽略不计。
（1）求拉力F的大小；
（2）若撤去MN左侧磁场（其他条件不变），从撤去磁场至电阻R的电功率刚开始稳定，金属棒的位移为L，求该过程中电阻R的总电热量Q。
R
M
N
F
B0
B1
金属棒
d
x
y
O
P
θ
v
M
N
16.（12分）如图所示，在直角坐标平面xOy内的第一象限里有垂直于该平面向内的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B；在第四象限中分布着沿-y方向、电场强度大小为E的匀强电场。
质量为m、电量为q的带负电粒子从O点以不同的速度沿垂直磁场方向射入磁场，最终粒子都能从P点进入电场，已知O、P两点间的距离为L，粒子的重力不计。
（1）求粒子的速度大小v与θ（速度与+y方向的夹角）的函数关系式；
（2）当粒子入射磁场时速度与+y方向的夹角分别为θ1=30°、θ2=60°时，粒子在第四象限内第一次离x轴的最远点分别为M、N（图中未标出），求M、N两点间的距离s。
黄冈市2017年秋季高二年级期末考试
物理试题参考答案及评分建议
一、选择题（每小题5分，选对但不全的得3分，错选得0分，共50分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
D
A
C
D
AB
CD
BD
ABC
二、实验题（共15分）
11.（6分）
（1）2.120
（2）3.750～3.755（3）16.0（每空各2分）
12.（9分）
（1）电路连图如图所示（共3分，错画一条导线扣1分，本小题3分扣完为止）
（2）2.36~2.400.720~0.800（每空各2分）
（3）电压表的分流作用（2分）
三、计算题（共45分）
13.（10分）
解：
电子在A、B极板间做类平抛运动，设电场强度为E，电子运动的加速度为a，
在极板长度方向：
L=v0t ①（2分）
沿电场方向：
d=12at2 ②（2分）
由牛顿第二定律有：
eE=ma ③（2分）
由匀强电场的规律有：
U=Ed ④（2分）
由①~④式可得：
U=7.28V （2分）
14.（11分）
解：
（1）设正离子进入磁场时的速度大小为v，在加速电场中，对正离子由动能定理有：
qU=12mv2 ①（2分）
正离子进入磁场后做匀速圆周运动，设圆周运动的半径为r，有：
qvB=mv2r ②（2分）
由几何关系知：
2r=L ③（1分）
由①②③式得 m=qB2L28U （2分）
（2）设正离子在磁场中做匀速圆周运动的时间t有：
t=πrv ④（2分）
由①~④式可得：
t=πBL28U （2分）
15.（12分）
解：
（1）MN左侧磁场在回路中产生的感应电动势：
E1=ΔB1SΔt ①（1分）
通过金属棒的电流 I=E1R ②（1分）
由金属棒静止可知：
F=B0Id ③（1分）
由①~③式及已知条件可得：
F=kB0SdR ④（2分）
（2）当电阻R的电功率最大时，金属棒的速度达到最大值设为vm，此时感应电动势
E2 =B0dvm ⑤（1分）
由功率关系有：
Fvm=E22R ⑥（2分）
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