1、宜昌一中沙市中学公安一中2013年秋季高二年级期末考试物理试卷命题学校:宜昌一中 审题学校:沙市中学、公安一中考试时间:2014年1月18日下午14:1015:40 试卷满分:110分一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。18题为单选题,912为多选题)1用比值法定义物理量是物理学中一种很重要的思想方法,下列物理量的确定不是由比值法定义的是A加速度 B电场强度 C电阻 D磁感应强度【答案】AA、根据牛顿第二定律,加速度与所受的合力成正比,与质量成反比,故A错误;B、电场强度等于试探电荷受到的电场力与试探电荷电量的比值,故B正确;C、电阻等于导体两端的电压与通过导体电流的比值,故C正
2、确;D、磁感应强度等于安培力与电流与导线长度的乘积的比值,故D正确。故选A。【考点】物理量的比值定义法 2如图所示,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的S极朝下。在将磁铁的S极插入线圈的过程中 A通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互排斥 B通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互吸引 C通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互排斥 D通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互吸引【答案】C当磁铁向下运动时,穿过线圈的磁通量变大,原磁场方向向上,所以感应磁场方向向下,根据右手螺旋定则可知通过电阻的电流方向为ba;根据楞次定律“
3、来拒去留”可判断线圈对磁铁的作用是阻碍作用,故磁铁与线圈相互排斥;综上所述:线圈中感应电流的方向为电阻的电流方向为ba,磁铁与线圈相互排斥,故C正确。故选C。【考点】楞次定律3在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,产生的交变电动势的图像如右图所示,则A线框产生的交变电动势的频率为100HzB在t=0.005s时线框平面与中性面重合C在t0.01s时线框的磁通量的变化率为零D线框产生的交变电动势的有效值为311V【答案】BA、由图可知T0.02s,所以频率f50Hz,故A错误;B、在t=0.005s时,e0,线圈与磁场垂直,则线框平面与中性面重合,故B正确;C、由图可知t=0
4、.01s时,e=311V,此时磁通量的变化率最大,故C错误;D、线框产生的交变电动势的最大值为311V,故D错误。故选B。【考点】交变电流的周期、频率、峰值、有效值以及它们的关系4图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相等的电流,方向如图所示。一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向是 A向上 B向下 C向左 D向右【答案】B由右手螺旋定则,则有b与d导线电流产生磁场正好相互抵消,而a与c导线产生磁场正好相互叠加,由右手螺旋定则,则得磁场方向水平向左,当一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向
5、外运动,它所受洛伦兹力的方向,根据左手定则可知洛仑兹力向下,故B正确。故选B。【考点】力的合成;右手螺旋定则;左手定则5图中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹,粒子由M点向N点运动,可以判定 A粒子带负电,运动过程电势能减小 B粒子带负电,运动过程电势能增大C粒子带正电,运动过程电势能减小 D粒子带正电,运动过程电势能增大【答案】C由电场力方向应指向轨迹的内侧得知,粒子所受电场力方向大致斜向左下方,粒子带正电,电场力对粒子做正功,其电势能减小,动能增大,则知粒子在M点的电势能大于在N点的电势能,故C正确。故选C。【考点】电势能;电场线6半径为r的圆形空间内,存在垂直于
6、纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子(不计重力)从A点以速度v0垂直于磁场沿半径AO方向射入磁场,并从B点射出。AOB120,如图所示,则该带电粒子在磁场中运动的时间为 ABC D【答案】D由图可知,粒子转过的圆心角为60,;转过的弧长为;则运动所用时间故选D。【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动7如图所示的电路中,灯泡A1、A2的规格完全相同,灯泡A1与自感线圈串联,自感线圈L的电阻可以忽略,下列说法中正确的是 A当接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后A2比A1亮B当接通电路时,A1和A2始终一样亮C当断开电路时,A1和A2都过一会儿熄灭D当断开电路时,A2立即熄灭,A1过一会儿熄灭【答案】CAB
7、、合上开关K接通电路,A2立即亮,线圈对电流的增大有阻碍作用,所以通过A1的电流慢慢变大,最后两灯泡的电压一样大,所以一样亮,故A B错误;CD、断开开关K切断电路时,通过A2的用来的电流立即消失,线圈对电流的减小有阻碍作用,所以通过A1的电流会慢慢变小,并且通过A2,所以两灯泡一起过一会儿熄灭,故C正确D错误。故选C。【考点】自感现象和自感系数8如图所示,平行板电容器AB内部原有带电微粒P处于静止状态。现保持极板A和B的正对面积不变,使极板A上移一小段距离后,微粒P的运动情况是 A仍静止不动 B向下运动 C向上运动 D无法判断【答案】B开始时粒子受重力和电场力,二力平衡;使极板A向上移动后,
8、板间距增大,电容减小,与电源相连电压不变,由知Q减小要放电,根据知场强减小,电场力减小,电场力小于重力,故向下加速运动。故选B。【考点】电容器的动态分析9如图所示,O是AB的中点,a、b是AB连线上的两点,c、d是AB中垂线上的两点,Oa=Ob=Oc=Od。 若在A、B两点分别放两个等量的正点电荷,取无穷远处为零电势点,则下列说法正确的是Aa、b两点的电场强度相同Bc、d两点的电势相等C将一个正电荷从a点移动到c点,电场力做功为零D将一个正电荷从a点移动到b点,电场力做功为零【答案】BDA、根据等量同种正点电荷的电场线分布得:a、b两点的场强大小相等,方向相反,电场强度是矢量,所以a、b两点的
9、场强不同,故A错误;B、等量同种正点电荷,其连线的中垂线不是一条等势线,可根据电场强度的方向可知,即为Oc,0d;Oa=Ob=Oc=Od,所以c、d两点的电势相等,故B正确;C、根据沿电场线方向电势降低,所以O点电势均高于c与d点而AB连线的电场强度的方向为:AO,BO;所以a点电势大于O点电势,即a点电势大于c点电势,将一个正电荷从a点移动到c点,电势能减小,电场力做正功,故C错误;D、由于a点电势等于b点电势,所以将一个正电荷从a点移动到b点电势能变化为零,电场力做功为零,故D正确。故选BD。【考点】电场线;电势能10地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场,已知磁场方向垂直纸面向
10、里,一个带电油滴沿着一条与竖直方向成角的直线MN运动。如图所示,由此可以判断 A油滴一定做匀速直线运动 B油滴一定做匀变速直线运动 C油滴带正电,且它是从M点运动到N点 D油滴带负电,且它是从N点运动到M点【答案】ADAB、油滴做直线运动,受重力、电场力和洛伦兹力作用,因为重力和电场力均为恒力,根据物体做直线运动条件可知,粒子所受洛伦兹力亦为恒力据F=qvB可知,粒子必定做匀速直线运动,故A正确;CD、如果油滴带正电,则合力不可能为零,若带负电,受力情况如图所示,可知,油滴的速度从N点到M点,故D正确。故选AD。【考点】带电粒子在匀强电场中的运动;带电粒子在匀强磁场中的运动11如图所示,理想变
11、压器原线圈连接的交变电压有效值保持不变, L1、L2是完全相同的两个灯泡,电表均为理想电表,开始时开关S是闭合的。当开关S断开后,下列说法正确的是A电压表的示数变大 B电流表A1的示数减小C电流表A2的示数变大 D灯泡L1的亮度变亮【答案】BDS断开后相当于负载减少,总电阻增大,副线圈中电流减小,原线圈中的电流也减小,故B正确C错误;副线圈电流减小,但副线圈两端的电压不变,因此定值电阻的分压减小,所以灯泡L1的亮度变亮,故A错误D正确;故选BD。【考点】变压器的构造和原理;闭合电路的欧姆定律12如图所示,在方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场区域中有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框ab
12、cd,线框在水平拉力作用下以恒定的速度v沿垂直磁场方向向右运动,运动中线框ab边始终与磁场右边界平行,线框边长ad=,cd=2,线框导线的总电阻为R。则线框离开磁场的过程中Aab间的电压为 Bad间的电压为C线框中的电流在ab边产生的热量为D线框中的电流在ad边产生的热量为【答案】ADAB、产生的感应电动势:,感应电流:,ab间的电压为,而ad间的电压为:,故A正确,B错误;C、因感应电流:I=ER,线框中的电流在ab边产生的热量为,故C错误;D、由上分析可知,线框中的电流在ad边产生的热量:,故D正确。故选AD。【考点】法拉第电磁感应定律;焦耳定律二、实验题(本题包括2小题,共16分)13(
13、10分)小明同学在测定金属丝电阻率的实验中,进行了如下操作,请你将相应的操作步骤补充完整。(1)他首先用螺旋测微器测金属丝的直径,如图甲所示,该金属丝的直径为mm。(2)他再用多用电表粗测金属丝的阻值,操作过程如下:将红、黑表笔分别插入多用电表的“”、“”插孔,选择开关旋至电阻挡“1”挡位;将红、黑表笔短接,调节旋钮(填图乙中的“A”或“B”或“C”),使欧姆表指针对准电阻的处(填“0刻线”或“刻线”);把红、黑表笔分别与金属丝的两端相接,此时多用电表的示数如下图丙所示,则金属丝的电阻为。(3)他想用伏安法更精确地测量该金属丝的阻值,他用如图所示的装置进行测量,其中部分器材的规格为:电源E(两
14、节干电池,3V),电流表(量程0.6A,内阻约1),电压表(量程3V,内阻约10k),滑动变阻器(阻值范围020,额定电流1 A)。要求滑动变阻器采用限流式接法,为了减小实验误差,请你在下图中加两条导线将未连接完的电路连起来。【答案】(1)0.850 (2)B 0刻线 6 或6.0 (3)如图(1)螺旋测微器的固定刻度为0.5mm,可动刻度为35.00.01mm=0.350mm,所以最终读数为0.5mm+0.350mm=0.850mm;(2)用多用电表粗测金属丝的阻值时选档后一定要先进行欧姆调零:将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮B,使指针对准电阻的0刻线处;测量后指针示数为6,倍率为“1”,
15、故最后读数为:61=6;(3),被测电阻为小电阻,故采用电流表外接法;题目要求滑动变阻器采用限流式接法,连接实物电路图如图。【考点】多用电表的使用;伏安法测电阻14(6分)某同学想用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻,其原理如下图所示,电路中串联了一只2的保护电阻R0。该同学通过实验得到电压表和电流表显示的五组数据(见表格)。U(V)1.401.301.201.101.00 I(A)0.040.070.120.170.20 请你根据表中数据在给出的坐标图中画出UI图线,并求出该电池的电动势EV,内阻r。 【答案】1.50 0.5 图像如图所示根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出图象
16、如图所示,由图可知,电动势E=1.50V, 电源内阻;【考点】测定电源的电动势和内阻三、计算题(本题共4小题,共46分,解答应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)15(10分)如图,金属杆ab的质量为m,长为L,通过的电流为I,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,结果ab静止且紧压于水平导轨上。若磁场方向与导轨平面成角,求棒ab受到的摩擦力的大小和支持力的大小。【答案】、受力分析图,设导体棒受到的安培力、支持力和摩擦力为别为FA、FN和Ff,由平衡条件得:、,而求解得、【考点】共点力平衡16(10分)如图所示,长、宽分别为L1=0.05 m、L2=0.04 m的矩
17、形金属线框位于竖直平面内,其匝数为n =400,总电阻为r =1 ,可绕其竖直中心轴O1O2转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D焊接在一起,并通过电刷和一个R=9 的定值电阻相连。线框所在空间有水平向右的匀强磁场,磁感应强度B= 0.25 T 。线框从图示位置(线框平面和磁场垂直)开始在外力的驱动下绕其竖直中心轴以角速度=l00 rad/s匀速转动。求:(1)电阻R消耗的电功率P;(2)从图示位置转过90的过程中,通过电阻R的电荷量q.【答案】 (1)匀速转动: 则(2)根据: ,其中得【考点】交变电流的最大值、有效值;法拉第电磁感应定律17.(12分)如图所示,足够长的光滑平行
18、金属导轨MN、PQ竖直放置,导轨间距为L0.40m,一个磁感应强度B0.50T的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间接有阻值为R0.30的电阻,一电阻为r0.20的金属棒ab紧贴在导轨上。现使金属棒ab由静止开始下滑,通过传感器记录金属棒ab在不同时刻的位置(如下表),导轨电阻不计,重力加速度g10m/s2。求:(1)在前0.4s的时间内,金属棒ab电动势的平均值;(2)金属棒的质量m;(3)在前0.7s的时间内,回路产生的焦耳热Q.【答案】0.6V m0.04kg Q0.58J(1)0.6V.(2)从表格中数据可知,0.3s后棒做匀速运动速度v5m/s由mgF0,FBIL,I,EBL
19、v.解得m0.04kg.(3)棒在下滑过程中,有重力和安培力做功,克服安培力做的功等于回路的焦耳热则:mgsQmv20解得Q0.58J.【考点】法拉第电磁感应定律;功能关系18(14分)如图所示,水平放置的平行金属板A和D间的距离为d,金属板长为L=d,两板间所加电压为U,D板的右侧边缘恰好是倾斜挡板NM上的一个小孔K,NM与水平挡板NP成60o角,且挡板足够长,K与N间的距离为。现有一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从A、D的中点O沿平行于金属板方向以某一速度射入,不计粒子的重力。该粒子穿过金属板后恰好穿过小孔K:(1)求该粒子从O点射入时的速度大小v0;(2)若两档板所夹的整个区域存在
20、一垂直纸面向外的匀强磁场,粒子经过磁场偏转后能垂直打在水平挡板NP上,求该磁场的磁感应强度的大小B0 ;(3)若磁场方向变为垂直纸面向里,且只存在于两档板所夹间的某一区域内,同样使该粒子经过磁场偏转后能垂直打在水平挡板NP上(之前与挡板没有碰撞),求满足条件的磁感应强度的最小值Bmin.【答案】 (1)粒子在电场中做类平抛运动:、代入可得:(2)射入的粒子在进入K时竖直方向的分速度为水平方向:,竖直方向:可得:即:,粒子垂直MN板入射粒子到达K点时速度为:由几何关系可得:粒子圆周运动半径为且满足:可得:(3)磁场反向,如图,粒子从K点入射后做匀速直线运动从D点开始进入磁场,根据对称性,需偏转3
21、00o后从E点射出,做匀速直线运动垂直打到NP挡板上。根据:可得:要使B最小,则需使半径r最大,临界情况是轨迹刚好和挡板相切,由几何关系可得:,得:解得:【考点】带电粒子在匀强电场中的运动;带电粒子在匀强磁场中的运动宜昌一中沙市中学公安一中2013年秋季高二年级期末考试物理试卷参考答案1.A 2.C 3.B 4.B 5.C 6.D 7.C 8.B 9.BD 10.AD 11.BD 12.AD 0.6A3V待测金属丝+13(1)0.850(0.8480.852) (2分)(2)B (2分) 0刻线 (2分)6 或6.0 (2分)(3)如图(2分) 141.48(1.461.50)(2分) 0.4
22、(0.20.5) (2分) 图像略(2分)15.(10分)受力分析图(2分)设导体棒受到的安培力、支持力和摩擦力为别为FA、FN和Ff,由平衡条件:FAsin=Ff 2分FAcos+ FN =mg 2分 FA=BIL 2分联立FN=mgBIL cos (1分)Ff=BILsin (1分)16(10分)(1)匀速转动: (2)根据:17.(12分)(1)0.6V. (2分)(2)从表格中数据可知,0.3s后棒做匀速运动 速度 v5m/s (2分)由 mgF0,FBIL,I,EBLv.解得 m0.04kg. (4分)(3)棒在下滑过程中,有重力和安培力做功,克服安培力做的功等于回路的焦耳热则:mgsQmv20解得 Q0.58J. (4分)18.(14分)(1)粒子在电场中做类平抛运动: 代入可得:(2)射入的粒子在进入K时竖直方向的分速度为水平方向: 竖直方向:可得: 即:,粒子垂直MN板入射.2分粒子到达K点时速度为:.1分由几何关系可得:粒子圆周运动半径为且满足:可得:(3)磁场反向,如图,粒子从K点入射后做匀速直线运动从D点开始进入磁场,根据对称性,需偏转300o后从E点射出,做匀速直线运动垂直打到NP挡板上。根据:可得:要使B最小,则需使半径r最大,临界情况是轨迹刚好和挡板相切由几何关系可得: 可得:解得:版权所有:高考资源网()版