河北安国中学学年高二第二学期开学收心考试物理试题.docx
《河北安国中学学年高二第二学期开学收心考试物理试题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《河北安国中学学年高二第二学期开学收心考试物理试题.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
河北安国中学学年高二第二学期开学收心考试物理试题
河北安国中学2016-2017学年高二第二学期开学收心考试
物理试题
一、选择题：
本题共12小题，每题4分。
5、6、7、9、11、12为多选。
1．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步．下列说法中正确的是（ ）
A．安培提出了场的概念
B．法拉第发现了电流的磁效应
C．密立根通过油滴实验测定了电子的电荷量
D．欧姆指出导体的电阻与导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比
2．如图甲所示，一个条形磁铁P固定在水平桌面上，以P的右端点为原点，中轴线为x轴建立一维坐标系．一个灵敏的小磁针Q放置在x轴上不同位置，设Q与x轴之间的夹角为θ．实验测得sinθ与x之间的关系如图乙所示．已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为B0．下列说法正确的是
A．P的右端为S极
B．P的中轴线与地磁场方向平行
C．P在x0处产生的磁感应强度大小为B0
D．x0处合磁场的磁感应强度大小为2B0
3、右侧方框内为某台电风扇的铭牌，如果已知该电风扇在额定电压下工作时，转化为机械能的功率等于电动机消耗电功率的97%，则在额定电压下工作时，通过电动机的电流I及电动机线圈的电阻R分别是（）
A．I=0.3AR=22ΩB．I=0.3AR=733Ω
C．I=3.3AR=22ΩD．I=3.3AR=733Ω
4．如图是质谱仪的原理图，若速度相同的同一束粒子沿极板P1
、P2的轴线射入电磁场区域，由小孔S0射入右边的偏转磁场B2中，运动轨迹如图所示，不计粒子重力．下列相关说法中正确的是（ ）
A．该束带电粒子带负电
B．速度选择器的P1极板带负电
C．在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大
D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷q/m越小
5.（多选）如图所示，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。
将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则（）
A．A的示数增大V2的示数增大
B、电源的输出功率变大
C．ΔU3与ΔI的比值大于r
D．ΔU1大于ΔU2
6．（多选）如图所示，一块长度为a，宽度为b、厚度为d的金属导体，当加有与侧面垂直的匀强磁场B，且通以图示方向的电流I时，用电压表测得导体上、下表面MN间电压为U．已知自由电子的电量为e．下列说法中正确的是（）
A．M板比N板电势高
B．导体单位体积内自由电子数越多，电压表的示数越大
C．导体中自由电子定向移动的速度为
D．导体单位体积内的自由电子数为
7.（多选）如图所示，在水平放置两平行金属板M、N之间的P点，固定有一个带电量为－q的点电荷，两金属板通过电阻R接到直流电源上，其中N板接地（）
A．当保持其它条件不变，而将M板向上移动的过程中，通过R的电流方向是向右的
B．当保持其它条件不变，而将M板向上移动的过程中，通过R的电流方向是向左的
C．当保持其它条件不变，而将M板向上移动到某处稳定后与移动前相比，p处点电荷的电势能变大
D．当保持其它条件不变，而将M板向上移动到某处稳定后与移动前相比，p处点电荷的电势能变小
8．如图所示，在圆形区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab是圆的一条直径。
一带正电的粒子从a点射入磁场，速度大小为2v，方向与ab成30°时恰好从b点飞出磁场，粒子在磁场中运动的时间为t；若仅将速度大小改为v，则粒子在磁场中运动的时间为（不计带电粒子所受重力）（）
A．3tB.
tC.
tD．2t
9.（多选）光滑水平面上放置两个等量同种电荷，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示，一个质量m=1kg的小物块自C点由静止释放，小物块带电荷量q=2C，其运动的v﹣t图线如图乙所示，其中B点为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线），则以下分析正确的是（）
A．B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E=1V/m
B．B、A两点间的电势差为UBA=8.25V
C．由C点到A点，电势逐渐降低
D．由C点到A点物块的电势能先减小后变大
10．如图所示，空间存在垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，场内有一绝缘的足够长的直杆，它与水平面的倾角为θ，一带电量为﹣q质量为m的带负电小球套在直杆上，从A点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，在小球以后的运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球下滑的最大速度为
B．小球下滑的最大加速度为am=gsinθ
C．小球的加速度一直在减小
D．小球的速度先增大后减小
11.（多选）如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面（纸面）垂直，磁场边界的间距为L．一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行．t=0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合（图中位置I），导线框的速度为v0．经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时（图中位置Ⅱ），导线框的速度刚好为零．此后，导线框下落，经过一段时间回到初始位置I（不计空气阻力），则（）
A．上升过程中，导线框的加速度逐渐减小
B．上升过程克服重力做功的平均功率小于下降过程重力的平均功率
C．上升过程中线框产生的热量比下降过程中线框产生的热量的多
D．上升过程中合力做的功与下降过程中合力做的功相等
12、（多选）如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R．线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，从图示位置开计时（）
二、实验题：
13题4分，14题12分，共16分．
13．在“研究电磁感应现象”实验中，将灵敏电流计G与线
圈L连接，线圈上导线绕法，如图所示．已知当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转．
（1）将磁铁N极向下从线圈L上方竖直插入L时，灵敏电流计的指针将 偏转（选填“向左”“向右”或“不”）．
（2）当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，a点电势 b点电势（填“高于”、“等于”或“低于”）．
14、某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻．
①实验室除提供开关S和导线外，有以下器材可供选择：
电压表：
V（量程3V，内阻Rv约为10kΩ）
电流表：
G（量程3mA，内阻Rg=100Ω）
电流表：
A（量程3A，内阻约为0.5Ω）
滑动变阻器：
R（阻值范围0〜10Ω，额定电流2A）
定值电阻：
R0=0.5Ω
该同学依据器材画出了如图甲所示的原理图，他没有选用电流表A的原因是___________________．
②该同学将电流表G与定值电阻R0并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是______A．
③该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图乙所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E=______V（结果保留三位有效数字），电源的内阻r=_____Ω（结果保留两位有效数字）．
④由于电压表内阻电阻对电路造成影响，本实验电路测量结果电动势E________，内阻r_______（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）
三、计算题：
解答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（15题8分，16题13分，17题15分，共36分）：
15、如图，匀强电场中，A、B、C三点构成一个直角三角形，把电荷量q=﹣2×10﹣10C的点电荷由A点移到B点，静电力做功4.8×10﹣8J，再由B点移到C点，电荷克服静电力做功4.8×10﹣8J，取B点的电势为零，
（1）求A点，C点的电势分别是多少？
（2）在图中过B点划出一条电场线，简单说明你是如何画出的．
16．（13分）如图所示，真空中有以O′为圆心，r为半径的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度为B．圆的最下端与x轴相切于直角坐标原点O，圆的右端与平行于y轴的虚线MN相切，在虚线MN右侧x轴上方足够大的范围内有方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场，在坐标系第四象限存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小也为B的匀强磁场，现从坐标原点O沿y轴正方向发射速率相同的质子，质子在磁场中做半径为r的匀速圆周运动，然后进入电场到达x轴上的C点．已知质子带电量为+q，质量为m，不计质子的重力、质子对电磁场的影响及质子间的相互作用力．求：
（1）质子刚进入电场时的速度方向和大小；
（2）OC间的距离；
（3）若质子到达C点后经过第四限的磁场后恰好被放在x轴上D点处（图上未画出）的一检测装置俘获，此后质子将不能再返回电场，则CD间的距离为多少．
17．（15分）如图1所示，两根水平的金属光滑平行导轨，其末端连接等高光滑的
圆弧，其轨道半径r=0.5m，圆弧段在图中的cd和ab之间，导轨的间距为L=0.5m，轨道的电阻不计，在轨道的顶端接有阻值为R=2.0Ω的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=2.0T．现有一根长度稍大于L、电阻不计，质量m=1.0kg的金属棒，从轨道的水平位置ef开始在拉力F作用下，从静止匀加速运动到cd的时间t0=2.0s，在cd时的拉力为F0=3.0N．已知金属棒在ef和cd之间运动时的拉力随时间变化的图象如图2所示，重力加速度g=10m/s2，求：
（1）求匀加速直线运动的加速度；
（2）金属棒做匀加速运动时通过金属棒的电荷量q；
（3）匀加到cd后，调节拉力使金属棒接着沿圆弧做匀速圆周运动至ab处，金属棒从cd沿
圆弧做匀速圆周运动至ab的过程中，拉力做的功W．
河北安国中学高二开学收心考试物理试题答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
C
C
A
D
BCD
CD
AC
D
ABC
B
AC
ACD
13、向左，高于
14、解：
①一节干电池的电动势约E=1.5V，为方便实验操作，滑动变阻器应选R1，它的阻值范围是0﹣10Ω，电路中最小电流约为Imin=
=0.15A，电流表A的量程是3A，0.15A不到该量程的三分之一，流表量程太大，因此不能用电流表A．
②改装后电流表量程：
I=Ig+=0.003+
A=0.603A；
③由上可知，改装后电流表的量程是电流表G量程的200倍，图象的纵截距b等于电源的电动势，由图读出电源的电动势为：
E=1.48V．
图线的斜率大小k=r，由数学知识知：
k==0.84，则电源的内阻为：
r=k=0.84Ω，
④可用“等效电源法”分析误差大小：
可以把电源与电压表看做一等效电源，则电动势测量值等于外电路断开时“等
效电源”两极间的电压，由于电压表不是理想电表，所以有电流通过“电源”，因而路端电压要小于电动势，所以电动势测量值小于真实值即偏小；同理，此电路测得的内电阻是“等效电源”的内阻，即电压表与电池内阻的并联电阻，所以测得的内阻也小于真实值．
故答案为：
①量程与被测电流值相比较太大；②0.603；③1.48；0.84；④偏小；偏小
15、【考点】电势差与电场强度的关系；电势．
【分析】
（1）根据电势差公式U=
分别求出A、B间，以及B、C间电势差，根据电势差等于电势之差，求解A点和C点的电势．
（2）根据电场线与等势线垂直，而且由高电势指向低电势，判断场强的方向，画出电场线．
【解答】解：
（1）A、B间电势差为
B、C间电势差为
又UAB=φA﹣φB，UBC=φB﹣φC，φB=0，得到φA=﹣240V，φC=﹣240V
（2）根据
（1）可知A、C两点的电势相等，根据等势面与电场线垂直，可知场强方向垂直AC向上．过B点作AC的垂线即为过B点的一条电场线．如图．
答：
（1）A点，C点的电势都是﹣240V．
（2）如图．
16、【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力；带电粒子在匀强电场中的运动．
【分析】
（1）根据洛伦兹力提供向心力，结合牛顿第二定律，即可求解速度大小，再根据运动轨迹半径与圆磁场的半径来确定速度方向；
（2）根据平抛运动处理规律，结合运动学公式与牛顿第二定律，即可求解；
（3）根据运动的合成与运动学公式，求出合速度大小，再由几何关系确定已知长度与运动轨迹的半径的关系，从而确定求解．
【解答】解：
（1）根据题意可知，质子的运动轨迹的半径与圆磁场半径相同，
由牛顿第二定律，则有：
qvB=m
得：
v=
方向沿x轴正方向；
（2）质子在电场中做类平抛运动，
则质子电场中运动时间：
r=
由牛顿第二定律qE=ma
t=
由题意可知x1=ON=r
电场中x2=NC=vt
OC间的距离为x=x1+x2=r+
（3）竖直方向的速度vy=at
设质子合速度为v′
质子合速度与x轴正向夹角的正弦值sinθ=
x3=CD=2Rsinθ
运动半径：
R=
x3=CD=2
=
答：
（1）质子刚进入电场时的速度方向沿x轴正方向和大小v=
；
（2）OC间的距离r+
；
（3）则CD间的距离为
．
【点评】考查粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，在电场力作用下做类平抛运动，掌握两种运动的处理规律，学会运动的分解与几何关系的应用．注意正确做出运动轨迹是解题的重点．
17、【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律．
【分析】
（1）据金属棒做匀加速运动，利用运动学公式和在cd时，利用牛顿第二定律、感应电动势、欧姆定律和安培力公式联合求解．
（2）利用法拉第电磁感应定律和电流公式联合求解．
（3）利用能量守恒、圆周运动的知识和产生的焦耳热联合求解．
【解答】解：
（1）设金属棒匀加速运动的加速度为a，则运动到cd的速度：
v=2a
当金属棒在cd时为研究对象，产生的感应电动势：
E=BLv
产生的电流：
I=
，
金属棒所受的安培力：
F=BIL
据牛顿第二定律得：
F0﹣F=ma
联立以上带入数据解得：
a=1.5m/s2①
（2）据以上可知，金属棒匀加速运动的位移：
s=
at2②
据法拉第电磁感应定律得：
E1=
=
③
通过金属棒的平均电流：
I1=
④
通过金属棒的电量：
q=I1•△t⑤
联立①②③④⑤带入数据解得：
q=1.5C；
（3）金属棒在圆弧轨道的速率：
v=at=3m/s⑥
运动的时间为：
t=
⑦
产生的电动势最大值：
Em=BLv⑧
由于圆弧段导体棒做的是匀速圆周运动，所以导体棒中产生正弦式电流，
所以产生的热量：
Q=
t⑨
据能量守恒可知：
W=Q+mgh，
解得：
W=5.59J
答：
（1）金属棒做匀加速运动的加速度1.5m/s2；
（2）金属棒做匀加速运动时通过金属棒的电荷量1.5C；
（3）金属棒从cd沿
圆弧做匀速圆周运动至ab的过程中，拉力做的功为5.59J．
如图所示，质量为M的导体棒ab，垂直放在相距为l的平行光滑金属轨道上。
导轨平面与水平面的夹角为θ，并处于磁感应强度大小为B、方向垂直与导轨平面向上的匀强磁场中，左侧是水平放置、间距为d的平行金属板。
R和Rx分别表示定值电阻和滑动
变阻器的阻值，不计其他电阻。
（1）调节Rx=R，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流I及棒的速率v。
（2）改变Rx，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m、带电量为+q的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的Rx。
解：
（1）当ab匀速运动时列力平衡方程得：
Mgsinθ=BIl①
ab切割产生的电动势为：
E=Blv②
由闭合欧姆定律得：
③
由①②③得：
，
（2）再次平衡时有：
Mgsinθ=BIl④
由闭合欧姆定律得：
⑤
对微粒列平衡方程得：
Eq=mg⑥
U=IRx⑦
由④-⑦得：
（1）导体棒匀速下滑时，Mgsinθ=BIl①
I=
②
设导体棒产生的感应电动势为E
E=BLv③
由闭合电路欧姆定律得：
I=
④
联立②③④，得
v=
⑤
（2）改变Rx由②式可知电流不变．设带电微粒在金属板间匀速通过时，板间电压为U，电场强度大小为E
U=IRx⑥
E=
⑦
mg=qE⑧
联立②⑥⑦⑧，得
Rx=
⑨
答：
（1）通过棒的电I=
及棒的速率v=
．
（2）此时的Rx=
升级会员 