1、莆田一中20172018学年上学期期末考试高二 物理试卷命题人:谢丽姗 审核人: 欧剑雄考试时间：100分钟 满分：100分 一、 选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第17题只有一项符合题目要求，第812题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1.如图所示，电源的电动势为E，内电阻为r。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向b端移动时，电压表和电流表的示数变化情况是A.电压表和电流表示数都减小B.电压表和电流表示数都增大C.电压表示数减小，电流表示数增大D.电压表示数增大，电流表示数变小2.如图所示，带负电的金属环绕轴OO
2、以角速度匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡时的位置是 A.N极竖直向上 B.N极竖直向下C.N极沿轴线向左 D.N极沿轴线向右3.如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是A.水平向左 B.水平向右C.竖直向下 D.竖直向上4.如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，?MOP60.在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为B1.若将M处长直导线移至P处，
3、则O点的磁感应强度大小为B2，那么B1与B2之比为A.2:B.:2C1:1 D1:25.如图所示的电路，开关原先闭合，电路处于稳定状态，在某一时刻突然断开开关S，则通过电阻R1中的电流I随时间变化的图线可能是下图中的6.如图所示，在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里，P为屏上的一个小孔，PC与MN垂直，一群质量为m、带电量为q的粒子（不计重力），以相同的速率v，从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域粒子入射方向在与磁场B垂直的平面内，且散开在与PC夹角为的范围内，则在屏MN上被粒子打中区域的长度为 A. B. C. D.7.如图(甲)所示，一个边长为a、电阻为R的等边
4、三角形线框，在外力作用下，以速度v匀速穿过宽均为a的两个匀强磁场.这两个磁场的磁感应强度大小均为B，方向相反线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直取逆时针方向的电流为正.若从图示位置开始计时，线框中产生的感应电流I与沿运动方向的位移x之间的函数图像，图（乙）中正确的是 ABCDiiiixxxx图（乙）ooooaaaBB图（甲）8.自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法正确的是A奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系B欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系C法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联
5、系D焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系9.间距为m的无限长光滑金属导轨水平放置，导轨中间分布有磁感应强度为1 T的匀强磁场，磁场边界为正弦曲线，一长为2m、粗细均匀的导体棒以1m/s的速度匀速向右滑动，如图所示。定值电阻R的阻值为10，导体棒的总电阻为20，导轨电阻不计，则下列分析正确的是A.电流表示数为 AB.电压表的示数是0.5VC.导体棒运动到图示虚线CD位置时，导体棒的瞬时电流从C到DD.导体棒上消耗的热功率为0.2W10.如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1：n2=10：1，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，原线圈接入电压u=220sin100
6、t（v）的交流电源，定值电阻R0=10，可变电阻R的阻值范围为010，则A.副线圈中交变电流的频率为100HzB.t=0.02s时，电压表的示数为22VC.调节可变电阻R的阻值时，电流表示数的变化范围为0.11A0.22AD.当可变电阻阻值为10时，变压器的输入电功率为242W11.用一段横截面半径为r、电阻率为、密度为d的均匀导体材料做成一个半径为R(rR)的圆环圆环竖直向下落入如图所示的径向磁场中，圆环的圆心始终在N极的轴线上，圆环所在位置的磁感应强度大小均为B.圆环在加速下落过程中某一时刻的速度为v，忽略电感的影响，则A.圆环因受到了向下的安培力而加速下落B.此时在圆环中产生了(俯视)顺
7、时针的感应电流C.此时圆环的加速度D.如果径向磁场足够长，则圆环的最大速度 12.如图甲所示，在倾角为的光滑斜面内分布着垂直于斜面的匀强磁场，其磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示。质量为m的矩形金属框从t0时刻静止释放，t3时刻的速度为v，移动的距离为L，重力加速度为g。在金属框下滑的过程中，下列说法正确的是A.t1t3时间内金属框中的电流方向不变B.0t3时间内金属框做匀加速直线运动C.0t3时间内金属框做加速度逐渐减小 的直线运动D.0t3时间内金属框中产生的焦耳热为 二、实验题（第13题8分，第14题8分）13. ( 8分) （1）某实验小组在“测定金属的电阻率”的实验过程中，正确操
8、作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示，则它们的读数依次是_mm、_A、_V. （2）已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为010 ，电流表内阻约为几欧，电压表内阻约为20 k，电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用)，电源电动势E4.5 V，内阻较小则以下电路图中，_（选填“丁”或“戊”）电路为本次实验应当采用的最佳电路，但用此最佳电路测量的金属丝电阻仍然会比真实值偏_(选填“大”或“小”)。 （3）若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA2.0 ，那么测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是上图中的_（选填“丁”或“戊”）电路此时测得电流为I、电压为U，则金属丝电阻Rx_(用题中字母
9、代号表示)14. ( 8分) 某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的其他器材有： A.电压表V：0315V B.电流表A：00.63A C.变阻器R1：（20，1A） D.变阻器R2：（1000，0.1A） E.电阻箱R（0999.9） F.开关和导线若干 （1）实验中电压表应选用的量程为 （填03V或015V），电流表应选用的量程为 （填00.6A或03A），变阻器应选用 （填字母代号R1或R2） （2）根据实验要求在图方框中画出电路图，并补充连接实物电路图；（3） 测出几组电流、电压的数值，并画出图象如图所示，由图象知该电池的电动势E= V，内电阻r= 三、计算题（第15题
10、8分，第16题8分，第17题9分，第18题11分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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.（8分） 如图所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V，输出的电功率为100 kW，用总电阻为10 的输电线向远处送电。为提高输电效率，发电站安装一变压比为1:20的升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220 V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)。对整个送电过程，求： （1）输电线上的电流为多少； （2）降压变压器的变压比为多少； （3）输电线上损失功率占输电功率的百分比。16.（8分） 水平面上有电阻
11、不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源（不计内阻）。现垂直于导轨搁一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，并加一个范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为，且指向右斜上方，如图所示，求： （1）当ab棒静止时，ab棒受到的支持力和摩擦力各为多少； （2）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少； 此时B的方向如何。17（9分）如图所示，某平面内有折线PAQ为磁场的分界线，已知?A90，APAQL。在折线的两侧分布着方向相反，与平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。现有一质量为m、电荷量为q的粒子从P点沿PQ
12、方向射出，不计粒子重力。求： （1）若在P、Q间外加一与磁场方向垂直的匀强电场，能使速度为射出的微粒沿PQ直线运动到Q点，则匀强电场的场强为多大； （2）撤去(1)中的匀强电场，为使微粒从P点射出后，途经折线的顶点A而到达Q点，求初速度应满足什么条件； （3）求第(2)问中微粒从P点到达Q点所用时间的最小值。P Q A B v 18.（11分）如图所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨所在平面与水平面成53角，导轨间接一电阻值R=3的电阻，导轨电阻忽略不计。在两平行虚线间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁场区域的宽度为d0.5m。导体棒a的质量为m10.1kg、电阻为R16；导体棒b的质量为m
13、20.2kg、电阻为R23，它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好。现从图中的M、N处同时将a、b由静止释放，运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域，且当a刚出磁场时b正好进入磁场。(sin 530.8，cos 530.6，g取10m/s2，a、b电流间的相互作用不计)，求：(1)在b穿越磁场的过程中a、b两导体棒上产生的热量之比；(2)在a、b两导体棒穿过磁场区域的整个过程中，装置上产生的热量；(3)M、N两点之间的距离。莆田一中20172018学年上学期期末考试高二物理参考答案及评分标准一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第17题只有一项符合题目要求，
14、第812题有多项符合题目要求。全部选对得4分，对而不全得2分。）题号123456答案ACDADB题号789101112答案BACDABBCBDAB二、实验题（本题共2小题，共16分。第13题8分，第14题8分） 13. (1)0.999(0.9981.000间均可) 0.42 2.23(2.222.24间均可) ( 3分) (2)丁 小 ( 2分) (3)戊 ( 1分) I(U)RA ( 2分)14.（1）03V， 00.6A；C ( 3分)（2）如图；(3分) （3）1.5；2.5( 2分) 三、计算题（本题共4小题，共36分。要求写出必要的文字说明、主要的方程式和重要的演算步骤，有数值计算
15、的要明确写出数值和单位，只有最终结果的不得分。解答过程必须在答题纸栏内进行，超出框外无效。）15.（8分） 解：（1）根据：U2(U1)n2(n1)， 1分 输电电压：U2n1(n2)U11(20)500 V10000 V， 1分 根据PUI，1分 输电线上的电流为：I2U2(P)10 000(100103) A10 A1分 （2）输电线损失的电压：U损I2R1010 V100 V，1分 所以降压变压器的输入电压为U3U2U损10 kV100 V9900 V， 降压变压器的输入电压为9 900 V，输出为220 V， 所以降压变压器的变压比为：U4(U3)220(9 900)11(495)，
16、1分 输电线上损失功率为：P损I22R10210 W1 000 W，1分 输电线上损失功率为输电功率的：P(P损)100%100103(1 000)100%1%1分16（8分） 解：（1）回路中电流， 1分 安培力，1分 摩擦力1分 支持力1分 注：物体受力分析图1分 （2）若ab棒受到的支持力为零，摩擦力为零，此时ab棒只受重力和安培力，应满足安培力和重力等大反向，即安培力竖直向上，所以磁场方向水平向右。由，可得此时磁感应强度 3分17（9分） 解： (1)由电场力与洛伦兹力平衡得：，则2分 (2)根据运动的对称性，微粒能从P点到达Q点， 应满足L=nx，n=1、2、3、， 1分 其中x为每
17、次偏转圆弧对应的弦长，偏转圆弧对应的圆心角为或 设圆弧的半径为R，则有 1分 可得： ， 1分 解得：(n=1，2，3，) 1分 (3)当n取奇数时，微粒从P到Q过程中偏转圆弧所对应的圆心角的总和为 则 其中n=1、3、5、 1分 当n取偶数时，微粒从P到Q过程中偏转圆弧所对应的圆心角的总和为： 则，其中n=2、4、6、 1分综合以上n的两种情况，欲使时间最小，取n=1或者2，此时都有1分18.（11分） 解：(1)由焦耳定律得，QI2Rt，得Q2(Q1)I22R2t(I12R1t)， 1分 又根据串并联关系得，I13(1)I2， 1分 代入数据解得：Q2(Q1)9(2)。 1分(2)设整个过
18、程中装置上产生的热量为Q由Qm1gsin dm2gsin d，可解得Q1.2 J。 3分(3)设a进入磁场的速度大小为v1，此时电路中的总电阻R总133(33)7.5 1分设b进入磁场的速度大小为v2，此时电路中的总电阻R总263(63)5 。1分由m1gsin R总1(B2L2v1)和m2gsin R总2(B2L2v2)，可得v2(v1)m2R总2(m1R总1)4(3)1分a、b两导体棒在进入磁场前以相同的加速度做匀加速直线运动，加速度agsin 8 m/s2。由v2v1av1(d)，得v2v18v1(0.5)由以上式子可得v1212(m/s)2，v229(16)v12M、N两点之间的距离s2a(v22)2a(v12)12(7) m。 2分或解法：根据a、b在未进入磁场过程中间距保持不变，a在磁场中运动的时间与b从a进入磁场开始到b刚达磁场边界的时间相等，得 又根据v2(v1)4(3) 可得s12(7) m 2分