学年河北省定州中学高二承智班上学期期末考试物理试题 Word版.docx
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学年河北省定州中学高二承智班上学期期末考试物理试题Word版
河北定州中学2017—2018学年度第一学期期末考试
高二年级物理试卷
一、选择题
1.如图所示,平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域,细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到M′N′的过程中,棒上感应电动势E随时间t变化的图示,可能正确的是()
2.如图所示,在两根平行长直导线M、N中,通入同方向同大小的电流,导线框abcd和两导线在同一平面内,线框沿着与两导线垂直的方向,自左向右在两导线间匀速移动,在移动过程中,线框中感应电流的方向为()
A.沿abcda不变
B.沿adcba不变
C.由abcda变成adcba
D.由adcba变成abcda
3.直流电路如图所示,电源的内阻不能忽略不计,在滑动变阻器的滑片P由图示位置向右移动时,电源的
A.效率一定增大
B.总功率一定增大
C.热功率一定增大
D.输出功率一定先增大后减小
4.在绕制变压器时,某人将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上.当通以交流电时,每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈,另一半通过中间的臂.已知线圈1,2的匝数之比n1∶n2=2∶1.在不接负载的情况下()
A.当线圈1输入电压为220V时,线圈2输出电压为110V
B.当线圈1输入电压为220V时,线圈2输出电压为55V
C.当线圈2输入电压为110V时,线圈1输出电压为220V
D.当线圈2输入电压为110V时,线圈1输出电压为55V
5.长为a、宽为b的矩形线框有n匝,每匝线圈电阻为R.如图所示,对称轴MN的左侧有磁感应强度为B的匀强磁场,第一次将线框从磁场中以速度v匀速拉出,第二次让线框以ω=2v/b的角速度转过90°角。
那么( )
A.通过导线横截面的电荷量q1∶q2=1∶n
B.通过导线横截面的电荷量q1∶q2=1∶1
C.线框发热功率P1∶P2=2n∶1
D.线框发热功率P1∶P2=1∶2
6.法拉第圆盘发动机的示意图如图所示。
铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。
圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。
圆盘旋转时,下列说法正确的是()
A.圆盘虽然转动,但由于通过圆盘的磁通量没有变化,没有电流通过电阻R
B.若从上向下看,圆盘顺时针转动,则电流沿a到b的方向流过电阻R
C.若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化
D.若圆盘转动的角速度变为原来的两倍,则电流在R上的热功率也变为原来的2倍
7.如图所示,PM是粗糙的水平轨道,其左端P点与竖直半圆形轨道PQ平滑连接。
一质量为m的物块从M点出发,向左冲上半圆形轨道,并能恰好通过半圆轨道的最高点Q。
已知物块与水平轨道间的动摩擦因数为0.25,半圆轨道的半径为R,M点和P点间的距离为2R,物块在P点的速度大小为
(g为重力加速度大小),则()
A.物块在P点受到半圆轨道的支持力大小为mg
B.物块在M点的速度大小为
C.物块从P点运动到Q点的过程中,合力做的功为-2mgR
D.物块将恰好落回到水平轨道上的M点
8.图示电路中,定值电阻的阻值为R1,电源内阻为r,A、V均为理想电表,滑动变阻器的总阻值R2>R1+r,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中()
A.电压表的示数减小
B.电流表的示数增大
C.该定值电阻消耗的电功率先增大后减小
D.滑动变阻器接入电路的电阻消耗的电功率先增大后减小
9.如图所示,虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面,电势分别为φa、φb和φc,且φa>φb>φc,一带正电的粒子射入电场中,运动轨迹如实线KLMN所示,则()
A.粒子从K到L的过程中,加速度增大
B.粒子从L到M的过程中,电场力不做功
C.粒子从K到L的过程中,电势能增加
D.粒子从M到N的过程中,动能减少
10.如图所示,空间某一区域内同时存在竖直向下的匀强电场、垂直纸面向里的匀强磁场。
带电微粒a、b、c所带电荷电性和电量都相同,以相同的速率在此空间分别向右、向左、向里做匀速运动。
以下判断正确的是()
A.它们都带正电
B.它们都带负电
C.b的质量最大
D.a的质量最大
12.在同光滑斜面上放同导体棒,右图所示是两种情况的剖面图。
它们月在空间有磁感应强度大小相等的匀强磁场,但方向不同,一次垂直斜面向上,另一次竖直向上;两次导体棒A分别通有电流I1和I2,都处于静止平衡。
己知斜面的倾角为日,则
A.
B.
C.导体样A所受安培力大小之比
D.斜面对导体棒A的弹力大小之比
13.如图所示是远距离输电示意图,电站的输出电压恒定为U1=250V,输出功率P1=100kW,输电线电阻R=8Ω.则进行远距离输电时,下列说法中正确的是( )
A.若电站的输出功率突然增大,则降压变压器的输出电压减小
B.若电站的输出功率突然增大,则升压变压器的输出电压增大
C.输电线损耗比例为5%时,所用升压变压器的匝数比
D.用10000V高压输电,输电线损耗功率为800W
14.关于磁场,下列说法中正确的是
A.磁场和电场一样,是客观存在的物质
B.一小段通电直导线在磁场中受力为零,则该处的磁感应强度一定为零
C.磁场的方向就是放入该点的通电直导线受到的磁场力的方向
D.磁场的方向就是放入该点的小磁针静止时N极所指的方向
15.如图所示,三条平行且等间距的虚线表示电场中的三个等势面,其电势分别为10V、20V、30V。
实线是一带电的粒子(不计重力)在该区域内运动的轨迹,已知带电粒子所带电荷量为0.01C,在a点处的动能为0.5J,则该带电粒子
A.该粒子一定带正电
B.在b点处的电势能为0.5J
C.b点是a、b、c三点中动能最大的位置
D.在c点处的动能为0.4J
16.在图示电路中,灯L1、L2的电阻分别为R1、R2,变阻器的最大电阻为R0,若有电流通过,灯就发光,假设灯的电阻不变,当变阻器的滑片P由a端向b端移动时,灯L1、L2的亮度变化情况是( )
A.当R1>R0时,L1变暗,L2变亮
B.当R1>R0时,L1先变暗后变亮,L2先变亮后变暗
C.当R1<R0时,L1先变暗后变亮,L2不断变暗
D.当R1<R0时,L1先变暗后变亮,L2不断变亮
17.三个质量相等的带电微粒(重力不计)以相同的水平速度沿两极板的中心线方向从O点射入,已知上极板带正电,下极板接地,三微粒的运动轨迹如图所示,其中微粒2恰好沿下极板边缘飞出电场,则( )
A.三微粒在电场中的运动时间有t3=t2>t1
B.三微粒所带电荷量有q1>q2=q3
C.三微粒所受电场力有F1=F2>F3
D.飞出电场时微粒2的动能大于微粒3的动能
18.一根粗细均匀的金属导线,在其两端加上电压U时,通过导线的电流为I,导线中自由电子定向移动的平均速率为v,若将导线均匀拉长,使它的横截面半径变为原来的1/2,再给它两端加上电压2U,则( )
A.通过导线的电流为I/16B.通过导线的电流为I/8
C.导线中自由电子定向移动的速率为v/2D.导线中自由电子定向移动的速率为v/4
19.如图所示是一个直流电动机提升重物的装置,重物质量m=50kg,电源电压U=100V,不计各处的摩擦,当电动机以v=0.9m/s的恒定速度将重物向上提升1m时,电路中的电流I=5A,g取10m/s2,由此可知( )
A.电动机线圈的电阻r=2ΩB.电动机线圈的电阻r=1Ω
C.此过程中无用功为50JD.该装置的效率为90%
20.如图所示,在竖直平面内有水平向右、场强为E=1×104N/C的匀强电场.在匀强电场中有一根长L=2m的绝缘细线,一端固定在O点,另一端系一质量为0.08kg的带电小球,它静止时悬线与竖直方向成37°角,若小球获得初速度恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动,取小球在静止时的位置为电势能零点和重力势能零点,cos37°=0.8,g取10m/s2.下列说法正确()
A.小球的带电荷量q=6×10-5C
B.小球动能的最小值为1J
C.小球在运动至圆周轨迹上的最高点时有机械能的最小值
D.小球绕O点在竖直平面内做圆周运动的电势能和机械能之和保持不变,且为4J
三、实验题
21.某实验小组描绘规格为“2.5V0.6W”的小灯泡的I-U特性曲线。
实验室提供下列器材:
A.电流表A1(量程为0-25mA,内阻约0.2
)
B.电流表A2(量程为0-300mA,内阻约1
)
C.电压表V1(量程为0-3V,内阻约5k
)
D.电压表V2(量程为0-15V,内阻约15k
)
E.滑动变阻器R1(0-10
,额定电流1.5A)
F.滑动变阻器R2(0-1000
,额定电流0.5A)
G.直流电源(电动势6V,内阻忽略不计)
H.开关一个、导线若干
(1)实验中所用的电流表应选______,电压表应选______,滑动变阻器应选_______(只需填器材前面的字母代号)。
(2)若采用如图所示的电路描绘小灯泡的伏安特性曲线,电压表的右端应与电路中的________点相连(选填“a”或“b”)。
(3)开关S闭合之前,图中滑动变阻器的滑片P应该置于_______端(选填“c”或“d”)。
(4)测量后,该小组根据实验数据,利用Excel拟合出小灯泡的I-U特性曲线如图所示。
请根据曲线确定小灯泡两端电压为1.5V时,其实际功率P=________W。
(5)图中描绘的小灯泡伏安特性曲线发生了明显的弯曲,请简要分析其原因:
______________。
四、解答题
22.如图所示,等边三角形AQC的边长为2L,P、D分别为AQ、AC的中点.水平线QC以下是水平向左的匀强电场,区域Ⅰ(梯形PQCD)内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B0;区域Ⅱ(三角形APD)内的磁场方向垂直纸面向里,区域Ⅲ(虚线PD之上、三角形APD以外)的磁场与区域Ⅱ大小相等、方向相反,且磁感应强度为3B0。
带正电的粒子从QC边中点N以速度v0垂直QC进入区域Ⅰ再从P点垂直AQ射入区域Ⅲ(粒子重力忽略不计).经一系列运动粒子将再次回到N点以速度v0垂直QC进入下方匀强电场,最后从O点离开电场(QO边长为L)。
求:
(1)该粒子的比荷q/m;
(2)匀强电场E的大小;
(3)粒子在磁场从N点出发再回到N点的运动过程所需的时间t.
参考答案
AAABB
6.B
7.BD
8.ABD
9.AC
10.BC
11.ABD
12.AD
13.ACD
14.AD
15.AD
16.AD
17.AD
18.BC
19.AD
20.AB
21.BCEac0.33小灯泡发光后,灯丝温度明显升高,灯丝电阻会明显增大,小灯泡的伏安特性曲线会发生明显的弯曲
(1)灯泡额定电流为:
,从电表的安全性和可操作性角度分析电流表应选择B,电压表应该选择C;灯泡的电阻常温下为:
,最好选择滑动变阻器E且接成分压式;
(2)由于
,电流表应该接成外接法,故电压表右端应接在a点;
(3)电建闭合前,滑动变阻器的滑片应接在c点,使此时灯泡上的电压为0;
(4)据图像,当灯泡电压为1.5v时,通过灯泡的电流为0.22A,则灯泡的实际功率为:
;
(5)小灯泡发光后,灯丝温度明显升高,灯丝电阻会明显增大,小灯泡的伏安特性曲线会发生明显的弯曲。
22.
(1)
;
(2)E=2B0v0;(3)t=
;
(1)由题意可知,粒子在区域Ⅰ内做匀速圆周运动,轨道半径为:
r1=L
由牛顿第二定律和洛伦兹力表达式得到:
qvB=
解得:
(2)粒子从N点到O点过程中,做类平抛运动则:
竖直方向匀速直线运动t1=
水平向左做初速度为零的匀加速直线运动,则:
L=
由牛顿第二定律得:
QE=ma
解得:
E=2B0v0;
(3)带电粒子在区域Ⅱ和区域Ⅲ内做匀速圆周运动,同理由牛顿第二定律和洛伦兹力表达式可得:
r2=
粒子从N点出发再回到N点的运动轨迹如图所示
在区域Ⅰ中匀速圆周运动周期:
T1=
在区域Ⅰ中运动的时间:
t2=
在区域Ⅱ和区域Ⅲ中匀速圆周运动周期:
T2=
在区域Ⅱ和区域Ⅲ中运动时间:
t2=
所以t=t2+t3=