广东省实验中学2016-2017学年高二物理上学期期末考试试题理

广东实验中学20162017学年（上）高二级期末模块考试理 科 物 理本试卷分选择题、非选择题二部分，共8页，满分150分，考试用时120分钟注意事项：1答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名考号填写在答题卡上2选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案；不能答在试卷上3非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在另发的答题卷各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液.不按以上要求作答的答案无效4考生必须保持答题卡的整洁，考试结束后，将答题卷和答题卡一并收回第一部分 选择题（共88分）一、单项选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分每题只有一个选项是正确的）1首先发现通电导线周围存在磁场的物理学家是（ ） A安培 B法拉第 C奥斯特 D特斯拉2电场强度是用比值定义法定义的物理量，下列哪个物理量的表达式是不相同的物理方法（ ）A电流 B磁感应强度C电容 D电阻3电场中有a、b两点，a点电势为4V，带电量为C的负离子仅在电场力作用下从a运动到b的过程中，电场力做正功J，则 （ ）Ab点电势是2VBa、b两点中，b点电势较高C此电荷的电势能增加D该电荷速度一定减小IUOR1R24两只电阻的伏安特性曲线如图所示，则下列说法中正确的是 （ ）A两电阻的阻值为R1大于R2B两电阻串联在电路中时，R1两端电压大于R2两端电压C两电阻串联在电路中时，R1消耗的功率小于R2消耗的功率D两电阻并联在电路中时，R1的电流小于R2的电流5 如图所示，长为2L的直导线折成边长相等、夹角为60的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为( )A0 B0.5BILCBIL D2BIL6两个分别带有电荷量 和的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为的两处，它们间库仑力的大小为 。两小球相互接触后将其固定距离变为 ，则两球间库仑力的大小为（ ）A B C D 7如图所示，有一根直导线上通以恒定电流I，方向垂直指向纸内，且和匀强磁场B垂直，则在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是 ( )Aa点Bb点Cc点Dd点8如图所示是一火警报警电路的示意图其中R3为用某种材料制成的传感器，这种材料的电阻率随温度的升高而增大值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是 ( )AI变大，U变小BI变小，U变大CI变小，U变小DI变大，U变大9如图，光滑半圆形轨道与光滑曲面轨道在B处平滑连接，前者置于水平向里的匀强磁场中，有一带正电小球从A静止释放，且能沿轨道前进，并恰能通过半圆形轨道最高点C.现若撤去磁场，使球从静止释放仍能恰好通过半圆形轨道最高点，则释放高度H与原释放高度H的关系是 ( )AHH D无法确定10美国物理学家密立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴，比较准确地测定了电子的电荷量如图所示，平行板电容器两极板M、N相距d，两极板分别与电压为U的恒定电源两极连接，极板M带正电现有一质量为m的带电油滴在极板中央处于静止状态，且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为k，则( )A油滴带正电B油滴带电荷量为C电容器的电容为D将极板N向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动二、多项选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）11质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，带电粒子仅受洛伦兹力的作用，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是 ( )AM带负电，N带正电BM的速率小于N的速率C洛伦兹力对M、N不做功DM的运行时间大于N的运行时间12一充电后与电源断开的平行板电容器，保持两极板的正对面积、间距不变，在两极板间插入一电介质，则 ( )A电容器的电容C增大 B电容器的电容C减小C两极板间的电势差U增大 D两极板间的电势差U减小13一台直流电动机的电阻为R，额定电压为U，额定电流为I，当其正常工作时下述正确的是 ( ) A电动机所消耗的电功率为IU Bt秒内所产生的电热为IUtCt秒内所产生的电热为I2Rt Dt秒内所产生的机械能为IUtI2Rt14如图，正点电荷放在O 点，图中画出它产生的电场的六条对称分布的电场线。以水平电场线上的O 点为圆心画一个圆，与电场线分别相交于 a、b、c、d、e，下列说法正确的是 ( )Ab、e两点的电场强度相同Ba点电势高于e点电势Cb、c两点间电势差等于 e、d两点间电势差D电子沿圆周由d运动到 c，电场力做功为零15如图，一束电子以大小不同的速率沿图示方向飞入一正方形的匀强磁场区，对从ab边离开磁场的电子，下列判断正确的是 ( )abA从a点离开的电子速度最小B从a点离开的电子在磁场中运动时间最短C从b点离开的电子运动半径最小D从b点离开的电子速度偏转角最小16回旋加速器的主要结构如图所示，两个D形空盒拼成一个圆形空腔，中间留一条缝隙，当其工作时，关于回旋加速器加速带电粒子所获得的能量，下列说法正确的是D1D2A与加速器的半径有关，半径越大，能量越大B与加速器的磁场有关，磁场越强，能量越大C与加速器的电场有关，电场越强，能量越大D与带电粒子的质量和电荷量均有关，质量、电荷量越大，能量越大17如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，两平行金属板间有匀强磁场开关S闭合后，当滑动变阻器滑片位于图示位置时，一带正电粒子恰好以速度v匀速穿过两板若不计重力，以下说法正确的是 ( )A如果将开关断开，粒子将继续沿直线运动B保持开关闭合，将a极板向下移动一点，粒子将向下偏转C保持开关闭合，将滑片P向上滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出D保持开关闭合，将滑片P向下滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出18如图所示为一个质量为m、带电荷量为q的圆环，可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，圆环以初速度v0向右运动直至处于平衡状态，则圆环克服摩擦力做的功可能为 ( )A0 BmvC Dm(v)第二部分非选择题（共62分）三、实验题（两题，共20分）19（8分）某兴趣小组研究一金属丝的物理性质，4540350(1) 首先用螺旋测微器测量其直径，其值为_mm。为了进一步测量此金属丝电阻Rx的阻值，准备先用多用电表粗测出它的阻值，然后再用伏安法精确地测量，实验室里准备了以下器材：A多用电表B电压表Vl，量程6 V，内阻约10 kC电压表V2，量程15 V，内阻约20 kD电流表Al，量程0.6 A，内阻约0.2 E电流表A2，量程3 A，内阻约0.02 F电源：电动势E=7.5 VG滑动变阻器Rl，最大阻值10 ，最大电流为2 AH滑动变阻器R2，最大阻值50 ，最大电流为0.2 AI导线、电键若干(2) 在用多用电表粗测电阻时，该小组首先选用“10”欧姆挡，其阻值如图甲中指针所示，为了减小多用电表的读数误差，多用电表的选择开关应换用_欧姆挡(选填“100”或“1”)，并要重新进行_；按正确的操作程序再一次用多用电表测量该待测电阻的阻值时，其阻值如图乙中指针所示，则Rx的阻值大约是_；(3) 在用伏安法测量该电阻的阻值时，要求待测电阻的电压从0开始可以连续调节，则在上述器材中应选出的器材是 (填器材前面的字母代号) ；(4) 在虚线框内画出用伏安法测量该电阻的阻值时的实验电路图。20（12分）某同学为了测一节干电池的电动势E和内电阻r。 先用多用电表估测电动势E。将选择开关旋至直流2.5V档，红、黑表笔与干电池的正、负极相接，此时指针所指位置如图甲所示，则此时多用表的读数为_V。图甲SAVE、r图乙 再用伏安法更精确地测量该干电池的电动势和内电阻，实验电路如图乙所示。请你用实线代替导线在图丙中连接好实物，要求变阻器的滑动头向右滑动时，其电阻值变大。 由实验测得的7组数据已在图丁的U-I图上标出，请你完成图线。由图象可得E_V（保留三位有效数字），r_（保留两位有效数字）。图丁I/AU/V1.501.401.301.201.100.000.100.200.30图丙315V30.6A+ 这位同学对以上实验的系统误差进行了分析，其中正确的是 。A主要是由电压表的分流引起的B主要是由电流表的分压引起的C电动势测量值小于真实值D内阻测量值大于真实值四、计算题（三题，共42分）21（10分）质谱仪是研究同位素的重要仪器，如图所示为质谱仪原理示意图设粒子质量为m、电荷量为q，从S1无初速度释放进入电场，加速电场电压为U，之后垂直磁场边界进入匀强磁场，磁感应强度为B则粒子进入磁场时的速度是多大？打在底片上的位置到S3的距离多大？粒子从进入磁场到打在底片上的时间是多少？（不计粒子重力）22（16分）有一平行板电容器，内部为真空，两个极板的间距为，极板长为L，极板间有一匀强电场，U为两极板间的电压，电子从极板左端的正中央以初速射入，其方向平行于极板，并打在极板边缘的D点，如下图（甲）所示。电子的电荷量用e表示，质量用表示，重力不计。回答下面问题（用字母表示结果）.（1）求电子打到D点的动能；（2）电子的初速必须大于何值，电子才能飞出极板；DD（3）若极板间没有电场，只有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，电子从极板左端的正中央以平行于极板的初速v射入，如下图（乙）所示，讨论电子的初速v何值，电子才能飞出极板？dLd/2（甲）dLd/2（乙）v23（16分）如图，空间区域、有匀强电场和匀强磁场，MN、PQ为理想边界，区域高度为d，区域的高度足够大匀强电场方向竖直向上；、区域的磁感应强度均为B，方向分别垂直纸面向里和向外一个质量为m，电量为q的带电小球从磁场上方的O点由静止开始下落，进入场区后，恰能做匀速圆周运动已知重力加速度为g (1)试判断小球的电性并求出电场强度E的大小； (2)若带电小球运动一定时间后恰能回到O点，求它释放时距MN的高度h； (3)试讨论在h取不同值时，带电小球第一次穿出区域的过程中，电场力所做的功OdhMNPQB广东实验中学20162017学年（上）高二级期末模块考试理 科 物 理 答 案一、 单选题（4分/题）题号12345678910答案CABCCBADAC二、 多选题（6分/题，漏选得3分）题号1112131415161718答案ACADACDCDBCABBDABD三、 实验题（两题，共20分）19. （8分）（1）0.8850.002mm （1分）（2）“”欧姆挡 欧姆调零 9 （3分）（3）BDFGI （2分）（4）如右图所示 （2分）20.（12分） 1.450.01（2分）（有效数字位数不对的，不给分） 连线如图甲（2分） 图乙（2分） （画折线不给分）图乙I/AU/V1.501.401.301.201.100.000.100.200.30 1.490.01（2分） 1.01.1（2分）图甲315V30.6A+AC(2分)四、计算题（三题，共42分）21（10分）解析由，得粒子进入磁场时的速率为v （3分）由得，在磁场中运动的轨道半径为r，所以打在底片上的位置到S3的距离d=2r=. （4分）再由得,时间 （3分）22（16分）解：（1）设电子打到D点时的动能为Ek，由动能定理可得： （2分）由式解得： （1分） （2）设电子刚好打到极板边缘时的速度为v，电子在平行板电容器间做类平抛运动，设其在竖直方向的加速度为a，在电场中的飞行时间为t，则由电场力及牛顿第二定律、平抛运动的规律可得： （1分）（1分）（1分）由式联立解得： （1分）所以电子要逸出电容器，必有： （1分） （3）在只有磁场情况下电子要逸出电容器，有两种情况.电子从左边出，做半圆周运动，其半径：（1分）由洛仑兹力和向心力公式可得：（1分）由式解得：（1分）因此电子避开极板的条件是： （1分）电子从右边出，做半圆周运动其半径： 由式解得： （1分）由洛仑兹力和向心力公式可得： （1分）由式解得： （1分）电子避开极板的条件是： （1分）23（16分）解析：(1)带电小球进入复合场后，恰能做匀速圆周运动，合力为洛伦兹力，重力与电场力平衡，重力竖直向下，电场力竖直向上，即小球带正电。 由qE=mg解得 (2)带电小球在进入磁场前做自由落体运动，依机械能守恒有mgh=mv2 带电小球在磁场中作匀速圆周运动，设半径为R，依牛顿第二定律有qvB=m 由于带电小球在、两个区域运动过程中q、v、B、m的大小不变，故三段圆周运动的半径相同，以三个圆心为顶点的三角形为等边三角形，边长为2R，内角为60，如答图(a)所示由几何关系知R= 解得h=；作出小球运动大致轨迹图 (3)当带电小球在区域作圆周运动的圆弧与PQ相切时，运动轨迹如答图(b)所示，有 半径R=d 联立式，解得h0= 讨论：i当hh0时，带电小球进入磁场区域后由下边界PQ第一次穿出磁场区域进入区域，此过程电场力做功W=qEd 将式代入得W=mgd 评分说明：第(3)问讨论对于当h=h0时的临界情况不做要求，即电场力做功W=0或者W=mgd均可以。12