新疆兵团二师华山中学学年高二上学期期末物.docx

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新疆兵团二师华山中学学年高二上学期期末物

2016-2017学年新疆兵团二师华山中学高二（上）期末物理试卷

一．选择题（本题共12小题；每小题4分．共48分，1-7小题只有一个选项正确，8-12有多个选项正确．全部选对得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）

1．如图所示，质子（

）和α粒子（

），以相同的初动能垂直射入偏转电场（粒子不计重力），则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为（　　）

A．1：

2B．1：

1C．2：

1D．1：

2．如图所示，在一匀强电场区域中，有A、B、C、D四点恰好位于一平行四边形的四个顶点上，已知A、B、C三点电势分别为φA=1V，φB=4V，φC=0，则D点电势φD的大小为（　　）

A．﹣3VB．0C．2VD．1V

3．如图，一水平放置的矩形闭合线框abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，如图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，在这个过程中，线圈中感应电流（　　）

A．沿abcd流动

B．沿dcba流动

C．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动

D．由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动

4．如图所示，两极板间距为d的平行板电容器与一电源连接，电键S闭合，电容器两极间有一质量为m、带电荷量为q的微粒静止不动，下列叙述正确的是（　　）

A．微粒带正电

B．电源电动势的大小为

C．断开电键S，微粒将向下做加速运动

D．保持电键S闭合，把电容器两极板距离增大，微粒将向下做加速运动

5．如图所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U，额定功率均为P，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n1：

n2和电源电压U1分别为（　　）

A．1：

2　2UB．1：

2　4UC．2：

1　4UD．2：

1　2U

6．如图甲所示，一个由导体做成的矩形线圈abcd，以恒定速率v向右运动，从无场区进入匀强磁场区，磁场宽度大于矩形线圈的宽度da，然后出来，线圈平面始终与磁场垂直．若取逆时针方向的电流为正方向，那么乙图中正确地表示回路中电流与时间关系的是（　　）

A．

B．

C．

D．

7．如图所示，圆形区域内有垂直纸面向内的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图．若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法错误的是（　　）

A．三个粒子都带正电荷

B．c粒子速率最小

C．c粒子在磁场中运动时间最短

D．它们做圆周运动的周期Ta=Tb=Tc

8．如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，后经过N点，可以判定（　　）

A．粒子带正电

B．M点的电势高于N点的电势

C．M点处的动能大于N点处的动能

D．粒子在M点的电势能小于在N点的电势能

9．如图，直线b为电源图象，直线a为电阻R的图象，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的效率分别是（　　）

A．电源的效率为67%B．电源的输出功率为4W

C．电源的输出功率为2WD．电源的效率为33.3%

10．在如图所示的电路中，闭合开关K后，当滑动变阻器R1的滑动片P向b端移动时（　　）

A．A1的示数增大，V的示数减小

B．A1的示数减小，A2的示数增大

C．A2的示数增大，V的示数增大

D．A1的示数增大，A2的示数增大

11．如图所示，真空中M、N处分别放置两等量异种电荷，a、b、c表示电场中的3条等势线，d点和e点位于a等势线上，f点位于c等势线上，df平行于MN．以下说法正确的是（　　）

A．d点的电势高于f点的电势

B．d点的电势与e点的电势相等

C．若将一负试探电荷沿直线由d点移动到f点，则电场力先做正功、后做负功

D．若将一正试探电荷沿直线由d点移动到e点，试探电荷的电势能增加

12．如图所示的电路中，三个灯泡L1、L2、L3的电阻关系为R1=R2=R3，电感L的电阻可忽略，D为理想二极管（正向导通时电阻忽略不计）．下列说法中正确的是（　　）

A．开关S闭合瞬间，L1、L2、L3均立即变亮，然后逐渐变暗

B．开关S闭合瞬间，L1逐渐变亮，L2、L3均立即变亮，后亮度稍有下降，稳定后L2、L3亮度相同

C．开关S从闭合状态突然断开时，L2立即熄灭，L1、L3均逐渐变暗

D．开关S从闭合状态突然断开时，L1、L2、L3均先变亮，然后逐渐变暗

二.实验题（13题4分，14题7分．共11分）

13．如图为一正在测量中的多用电表表盘．

（1）如果是用×10Ω档测量电阻，则读数为　　Ω．如果是用×100Ω档测量电阻，则读数为　　Ω．

（2）如果是用直流10mA档测量电流，则读数为　　mA．

（3）如果是用直流5V档测量电压，则读数为　　V．

14．鹤岗三中四区A班顾洋洋同学采用如图甲的电路测定电源电动势和内电阻，已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约2Ω，电压表（0～3V　约3kΩ），电流表（0～0.6A　约1.0Ω），滑动变阻器有R1（10Ω　2A）和R2各一只．

（1）实验中滑动变阻器应选用　　（选填“R1”或“R2”）．

（2）在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路．

（3）在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙图象，由图可较准确地求出电源电动势E=　　V；内阻r=　　Ω．

求出的电源电动势E（测）　　E（真）；求出的电源内阻r测　　r真（后面两个空请填：

大于、等于、小于）．

三．计算题（共4小题.共41分）

15．如图所示是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机．P是一个质量为m的重物，它用细绳绕在电动机的轴上，闭合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是I=5A和U=220V，重物P匀速上升的速度v=0.4m/s，重物的质量m=50kg，g取10m/s2．求：

（1）电动机消耗的电功率P电；

（2）绳对重物做功的机械功率P机；

（3）电动机线圈的电阻R．

16．为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n=100、总电阻r=10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表．在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图（乙）所示正弦规律变化．（π取3.14）求：

（1）交流发电机产生的电动势的最大值；

（2）电路中交流电压表的示数．

17．如图所示，足够长的相距为L=0.5m金属导轨ab、cd与水平面成θ=30°角放置，导轨ab、cd的电阻不计，导轨末端bd间接有阻值为R=0.8Ω的定值电阻，磁感应强度为B=0.4T的匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一质量为m=0.05kg、阻值也为0.8Ω的导体棒MN，它与导轨之间的动摩擦因数为μ=

，导体棒MN从静止开始沿导轨下滑，滑行距离为x=7m时导体棒恰好匀速下滑，（取g=10m/s2）．求：

（1）导体棒匀速下滑时的速度v；

（2）导体棒从静止开始下滑距离为x的过程中导体棒上产生的焦耳热是多少．

18．如图，在平面直角坐标系xOy内，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限以ON为直径的半圆形区域内，存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为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y=h处的M点，以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上x=2h处的P点进入磁场，最后以垂直于y轴的方向射出磁场．不计粒子重力．求：

（1）电场强度大小E；

（2）粒子在磁场中运动的轨道半径r；

（3）粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间t．

2016-2017学年新疆兵团二师华山中学高二（上）期末物理试卷

参考答案与试题解析

1．如图所示，质子（

）和α粒子（

），以相同的初动能垂直射入偏转电场（粒子不计重力），则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为（　　）

A．1：

2B．1：

1C．2：

1D．1：

【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．

【分析】质子和α粒子垂直射入偏转电场都做类平抛运动，根据牛顿第二定律和位移公式推导出两个粒子射出电场时的侧位移y与初动能的关系，再进行选择．

【解答】解：

质子和α粒子垂直射入偏转电场都做类平抛运动，根据牛顿第二定律得到粒子加速度的表达式为

粒子射出电场时的侧位移y的表达式为

at2

又t=

联立得，y=

由题，两个粒子的初动能Ek相同，E、l相同，则y与q成正比，质子（

）和α粒子（

）电荷量之比为1：

2，侧位移y之比为1：

2．

故选：

A．﹣3VB．0C．2VD．1V

【考点】电势差与电场强度的关系；电势．

【分析】在匀强电场中，在电场方向前进相同的距离，电势差相等，结合平行四边形的特点分析．

【解答】解：

在匀强电场中，根据U=Ed知，沿电场方向相同距离电势差相等，根据平行四边形的特点知，AB与DC平行且相等，所以AB边与DC边沿电场方向的距离相等，AB间的电势差与DC间的电势差相等，即有φA﹣φB=φD﹣φC

解得φD=φA﹣φB+φC=1V﹣4V+0V=﹣3V

故选：

A．沿abcd流动

B．沿dcba流动

C．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动

D．由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动

【考点】楞次定律．

【分析】穿过线圈的磁通量发生变化，则闭合电路中产生感应电流．可以根据楞次定律来确定感应电流的方向．

【解答】解：

磁铁产生的磁场如图所示，

线圈从位置1到位置2的过程中，穿过线圈的向上的磁通量减小，则产生感应电流的磁场方向向上，由右手定则知电流沿abcd方向；

线圈从位置2到位置3的过程中，线圈内穿过的向下的磁通量增加，则感应电流的磁场方向向上，由右手定则知感应电流方向沿abcd方向，

故选：

A．

A．微粒带正电

B．电源电动势的大小为

C．断开电键S，微粒将向下做加速运动

D．保持电键S闭合，把电容器两极板距离增大，微粒将向下做加速运动

【考点】电容器的动态分析．

【分析】带电荷量为q的微粒静止不动，所受的电场力与重力平衡，由平衡条件分析微粒的电性．由E=

，求解电源电动势．断开电键s，根据微粒的电场力有无变化，分析微粒的运动情况．

【解答】解：

A、由题，带电荷量为q的微粒静止不动，由平衡条件知：

微粒受到竖直向上的电场力，平行板电容器板间场强方向竖直向下，则微粒带负电．故A错误．

B、由平衡条件得：

mg=q

得，电源电动势的大小为：

．故B错误．

C、断开电键s，电容器所带电量不变，场强不变，微粒所受的电场力不变，则微粒仍静止不动．故C错误．

D、保持电键s闭合，把电容器两极板距离s增大，由E场强=

知，板间场强减小，微粒所受电场力减小，则微粒将向下做加速运动．故D正确．

故选：

n2和电源电压U1分别为（　　）

A．1：

2　2UB．1：

2　4UC．2：

1　4UD．2：

1　2U

【考点】变压器的构造和原理．

【分析】变压器的特点：

匝数与电压成正比，与电流成反比，根据灯泡正常发光可知原副线圈中电流的大小关系，从而得到n1：

n2．再由变压比，求出原线圈的电压，即可得到电源的电压．

【解答】解：

设灯泡正常发光时，额定电流为I0．由题图可知，原线圈中电流I原=I0，副线圈中两灯并联，副线圈中电流I副=2I0，U副=U

根据理想变压器的基本规律：

I原n1=I副n2得n1：

n2=2：

1；

U原：

U副=n1：

n2得U原=2U，所以U1=4U．故C正确．

故选：

A．

B．

C．

D．

【考点】导体切割磁感线时的感应电动势．

【分析】先根据楞次定律判断感应电流方向，再根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律求出各段过程感应电流的大小，选择图象．

【解答】解：

由楞次定律判断可知，线圈进入磁场时，感应电流方向为逆时针方向，为正值；线圈穿出磁场时，感应电流方向为顺时针方向，为负值；

由I=

，由于B、L、v、R不变，线圈进入和穿出磁场时，感应电流的大小不变；线圈完全在磁场中运动时，磁通量不变，没有感应电流产生．故C正确．

故选：

C．

A．三个粒子都带正电荷

B．c粒子速率最小

C．c粒子在磁场中运动时间最短

D．它们做圆周运动的周期Ta=Tb=Tc

【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力．

【分析】三个质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率垂直进入匀强磁场中，则运动半径的不同，导致运动轨迹也不同．运动轨迹对应的半径越大，粒子的速率也越大．而运动周期它们均一样，运动时间由圆弧对应的圆心角决定．

【解答】解：

A、三个带电粒子均向上偏转，射入磁场时所受的洛伦兹力均向上，根据左手定则判断得知：

三个粒子都带正电荷．故A正确．

B、粒子在磁场中做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，根据qvB=m

，可得：

，则可知三个带电粒子的质量、电荷量相同，在同一个磁场中，当速度越大时、轨道半径越大，则由图知，a粒子的轨迹半径最小，c粒子的轨迹半径最大，则a粒子速率最小，c粒子速率最大，故B错误，

C、D三个带电粒子的质量和电荷量都相同，由粒子运动的周期T=

及t=

T，θ是粒子轨迹对应的圆心角，也等于速度的偏转角，可知，三粒子运动的周期相同，即Ta=Tb=Tc．

由图知，a在磁场中运动的偏转角最大，运动的时间最长，c在磁场中运动的偏转角最小，c粒子在磁场中运动时间最短，故CD正确．

本题选错误的，故选：

B．

8．如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，后经过N点，可以判定（　　）

A．粒子带正电

B．M点的电势高于N点的电势

C．M点处的动能大于N点处的动能

D．粒子在M点的电势能小于在N点的电势能

【考点】电场线．

【分析】由轨迹的弯曲方向判断带电粒子所受电场力的大致方向，确定带电粒子的电性．根据电场力做功的正负判断电势能的大小和动能的大小．

根据电场线的疏密判断电场强度的大小，再去判断电场力的大小．

【解答】解：

A、由图看出，粒子的轨迹向下弯曲，粒子所受电场力大致向下，电场线方向斜向下，说明粒子带正电．故A正确．

B、粒子从M运动到N的过程中，电场力做正功，粒子的电势能减小，动能增大，则粒子M点的电势能大于N点的电势能，而粒子带正电，所以M点的电势高于N点的电势，粒子在M点的动能小于在N点的动能．故B正确，CD错误．

故选：

AB．

9．如图，直线b为电源图象，直线a为电阻R的图象，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的效率分别是（　　）

A．电源的效率为67%B．电源的输出功率为4W

C．电源的输出功率为2WD．电源的效率为33.3%

【考点】闭合电路的欧姆定律．

【分析】由电源的U﹣I图象读出电动势，求出内阻．由电阻R的U﹣I图象求出电阻R，根据闭合电路欧姆定律求出用该电源和该电阻组成闭合电路时电路中电流和电源的输出电压，再求出电源的输出功率和效率．

【解答】解：

由a图线得到，电阻R=

Ω=1Ω；

由b图线得到，电源的电动势为E=3V，短路电流为I短=6A，内阻为r=

Ω=0.5Ω；

用该电源和该电阻组成闭合电路时，电路中电流为：

=2A，路端电压为U=E﹣Ir=2V；

则电源的输出功率为：

P=UI=4W；

电源的效率为：

η=

≈67%．

故选：

AB．

10．在如图所示的电路中，闭合开关K后，当滑动变阻器R1的滑动片P向b端移动时（　　）

A．A1的示数增大，V的示数减小

B．A1的示数减小，A2的示数增大

C．A2的示数增大，V的示数增大

D．A1的示数增大，A2的示数增大

【考点】闭合电路的欧姆定律．

【分析】当滑动变阻器R1的滑动片P向b端移动时，先分析变阻器接入电路的电阻如何变化，再分析外电路总电阻的变化，即可判断出干路电流的变化和路端电压的变化，根据路端电压的变化判断出通过R2的电流如何变化，结合干路电流的变化，分析通过R1的电流变化，即可知道两电表读数的变化情况．

【解答】解：

当滑动变阻器R1的滑动片P向b端移动时，R1减小，外电路总电阻减小，干路电流增大，所以可知A1的示数增大．电源的内电压增大，则路端电压即V的示数减小，通过R2的电流减小，则通过A2的电流增大．故A正确．

故选：

A．d点的电势高于f点的电势

B．d点的电势与e点的电势相等

C．若将一负试探电荷沿直线由d点移动到f点，则电场力先做正功、后做负功

D．若将一正试探电荷沿直线由d点移动到e点，试探电荷的电势能增加

【考点】电场的叠加；电势；电势能．

【分析】由电场线、等势面的分布可得电势的高低，再由电场线与电势的关系分析电场强度大小和方向．进而判断电荷的受力情况．通过电荷电势能的变化得出电场力做功情况．

【解答】解：

A、由电场线、等势面的分布可得d点电势高于f点电势．故A正确

B、d、e在同一等势面上，故d点的电势与e点的电势相等，故B正确．

C、因负电荷由d到f电场力一直做负功，故C错误，

D、将一正试探电荷沿直线由d点移动到e点，试探电荷的电势能不变，故D错误；

　故选：

AB．

A．开关S闭合瞬间，L1、L2、L3均立即变亮，然后逐渐变暗

B．开关S闭合瞬间，L1逐渐变亮，L2、L3均立即变亮，后亮度稍有下降，稳定后L2、L3亮度相同

C．开关S从闭合状态突然断开时，L2立即熄灭，L1、L3均逐渐变暗

D．开关S从闭合状态突然断开时，L1、L2、L3均先变亮，然后逐渐变暗

【考点】自感现象和自感系数．

【分析】对于二极管来说具有单向导电性，而对于线圈来讲通直流阻交流，通低频率交流阻高频率交流．

【解答】解：

A、闭合开关S瞬间，因二极管来说具有单向导电性，所以L1与二极管处于通路，导致灯泡L2立刻亮，而在闭合开关S瞬间，因线圈L的电流的变化，导致阻碍灯泡L1的电流增大，导致灯泡L1将慢慢变亮，L2、L3均立即变亮，后亮度稍有下降，稳定后L2、L3亮度相同，故A错误；B正确；

C、断开S的瞬间，因二极管的导通方向与电流方向相反，则L2立即熄灭，线圈L与灯泡L1、L3构成回路，因线圈产生感应电动势，所以灯泡L1、L3均将由亮变暗，故C正确，D错误；

故选：

二.实验题（13题4分，14题7分．共11分）

13．如图为一正在测量中的多用电表表盘．

（1）如果是用×10Ω档测量电阻，则读数为　60　Ω．如果是用×100Ω档测量电阻，则读数为　600　Ω．

（2）如果是用直流10mA档测量电流，则读数为　7.2　mA．

（3）如果是用直流5V档测量电压，则读数为　3.60　V．

【考点】用多用电表测电阻．

【分析】根据不同的档位选择相应的表盘进行读数即可．要注意估读问题．

【解答】解：

欧姆档在最上面的一排数据读取，读数为：

R=6×10=60Ω，

如果是用×100Ω档测量电阻为：

6×100Ω=600Ω；

电流档取10mA，故测量时应读取中间的三排数据的第三排数据，读数为7.2mA；

同样直流电压档测量读取中间的三排数据的第二排数据较好，读数为3.60V．

故答案为：

（1）60，600；

（2）7.2；（3）3.60．

（1）实验中滑动变阻器应选用　R1　（选填“R1”或“R2”）．

（2）在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路．

（3）在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙图象，由图可较准确地求出电源电动势E=　1.47　V；内阻r=　1.79　Ω．

求出的电源电动势E（测）　小于　E（真）；求出的电源内阻r测　小于　r真（后面两个空请填：

大于、等于、小于）．

【考点】测定电源的电动势和内阻．

【分析】

（1）估算出电路中最大电流：

当变阻器的电阻为零时，由闭合电路欧姆定律可求电路中最大电流，根据额定电流与最大电流的关系，分析并选择变阻器．

（2）对照电路图，按顺序连接电路．

（3）由闭合电路欧姆定律分析U﹣I图象的纵轴截距和斜率的意义，可求出电动势和内阻．

【解答】解：

（1）电路中最大电流I=0.75A，R2的额定电流远小于0.75A，同时R2阻值远大于电源内阻r，不便于调节，所以变阻器选用R1

（2）对照电路图，按电流方向连接电路，如图所示．

（3）由闭合电路欧姆定律U=E﹣Ir得知，

当I=0时，U=E，U﹣I图象斜率的绝对值等于电源的内阻，则将图线延长，

交于纵轴，纵截距即为电动势E=1.47V

图象的斜率为电源的内阻，r=

=1.79Ω．

由图甲所示可知，相对于电源来说，实验采用电流表外接法，当外电路短路时，电流的测量值等于真实值，除此之外，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，电源的U﹣I图象如图所示，

由图象可知，电源电动势的测量值小于真实值，电源内阻的测量值小于真实值．

故答案为：

（1）R1

（2）见图

（3）1.47，1.79，小于，小于．

三．计算题（共4小题.共41分）

15．如图所示是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机．P是一个质量为m的重物，它用细绳绕在电动机的

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