师大附中2018-2019高二物理上学期期末试卷（有答案）

师大附中 2018-2019 高二物理上学期期末试卷（有答案）物 理(理科)时量：90 分钟 满分：150 分得分_第卷(满分 100 分)一、单项选择题(每小题 5 分，共 60 分)1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不正确的是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系D焦耳发现了电流的热效应，定量给出了电能和热能之间的转换关系2如图所示，平行板电容器的两个极板为 A、B，B极板接地，A 极板带有电荷量 Q，板间电场有一固定点 P，若将 B 极板固定，A 极板下移一些，或者将A 极板固定，B 极板上移一些，在这两种情况下，以下说法正确的是AA 极板下移时，P 点的电场强度不变， P 点电势不变B A 极板下移时，P 点的电场强度不变，P 点电势升高CB 极板上移时， P 点的电场强度不变， P 点电势不变DB 极板上移时，P 点的电场强度减小，P 点电势降低3如图所示，匀强磁场方向垂直于纸面向里，若在O 点发射带正电荷的粒子，为了打中正上方的 A 点，下列说法正确的是A发射方向应该是向正上方B发射方向应该是向右上方C发射方向应该是向左上方D发射方向应该是向左下方4某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示如果其他条件不变，仅使线圈的转速变为原来的一半，则交流电动势的最大值和周期分别变为A200 V 0.08 s B25 V 0.04 sC50 V 0.08 s D50 V 0.04 s5如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置其核心部分是两个 D 形金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连则下列说法正确的是A带电粒子从磁场中获得能量B带电粒子做圆周运动的周期逐渐增大C带电粒子加速所获得的最大动能与金属盒的半径有关D带电粒子加速所获得的最大动能与加速电压的大小有关6如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子 a、b、c，以不同的速率对准圆心 O 沿着 AO 方向射入磁场，其运动轨迹如图若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是Aa 粒子速率最大B它们做圆周运动的周期 TaTbTcCc 粒子在磁场中运动时间最长Dc 粒子动能最大7如图所示，A、B 都是很轻的铝环，分别吊在绝缘细杆的两端，杆可绕竖直轴在水平面内转动，环A 是闭合的，环 B 是断开的若用磁铁分别靠近这两个圆环，则下面说法正确的是A图中磁铁 N 极接近 A 环时，A 环被吸引，而后被推开B图中磁铁 N 极远离 A 环时，A 环被排斥，而后随磁铁运动C用磁铁 N 极接近 B 环时，B 环被推斥，远离磁铁运动D用磁铁的任意一磁极接近 A 环时，A 环均被排斥8如图所示，一直流电动机与阻值 R9 的电阻串联在电源上，电源电动势 E30 V，内阻 r1 ，用理想电压表测出电动机两端电压 U10 V，已知电动机线圈电阻 RM1 ，则下列说法中正确的是A通过电动机的电流为 10 A B电源的输出功率为 60 WC电动机线圈电阻的热功率为 4 W D电动机的输出功率为 18 W9下列关于感应电动势大小的说法中，正确的是A线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大C线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大D线圈放在磁感应强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大10在如图所示的电路中，自感线圈 L 的自感系数较大，电阻 R 和自感线圈 L 的直流电阻阻值相等若接通开关 S，电路达到稳定状态时灯泡 D 正常发光则A闭合 S 瞬间，D 将立刻亮起来B闭合 S 瞬间，D 将先亮起来，然后渐渐变暗C断开 S 瞬间，D 将变得更亮，然后渐渐变暗D断开 S 瞬间，D 将渐渐变暗，直至熄灭11如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是A线圈每转动一周，电流方向改变 1 次B图示位置为中性面，线圈中无感应电流C图示位置 ab 边的感应电流方向为 abD线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零12如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡 L1 和 L2；输电线的等效电阻为R，开始时，开关 S 断开当 S 接通时，以下说法中正确的是A副线圈两端的输出电压减小 B变压器的输入功率增大C通过灯泡 L1 的电流增大 D原线圈中的电流减小答题卡题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 得 分答 案 二、实验题(共 15 分)13(4 分)如图是有两个量程的电压表，当使用a、 b 两个端点时，量程为 010 V，当使用 a、c 两个端点时，量程为 0100 V已知电流表的内阻Rg 为 500 ，满偏电流 Ig 为 1 mA，则R1_，R2 _ .14(11 分)用如图所示电路测量电源的电动势和内阻实验器材：待测电源(电动势约 3 V，内阻约 2 )，保护电阻 R1(阻值 10 )和 R2(阻值 5 )，滑动变阻器 R，电流表 A，电压表 V，开关 S，导线若干实验主要步骤：( )将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；( )逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数 U 和相应电流表的示数 I；( )以 U 为纵坐标，I 为横坐标，作 UI 图线(U、I都用国际单位)；( )求出 UI 图线斜率的绝对值 k 和在横轴上的截距 a.回答下列问题：(1)电压表最好选用_ ；电流表最好选用_A电压表(03 V，内阻约 15 k)B电压表(015 V，内阻约 30 k)C电流表(0200 mA，内阻约 2 )D电流表(030 mA，内阻约 2 )(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是_A两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱B两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱C一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱D一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱(3)选用 k、a 、R1 和 R2 表示待测电源的电动势 E 和内阻 r 的表达式，E_，r_，代入数值可得 E 和 r 的测量值三、计算题(共 25 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)15(10 分)如图所示，坐标平面第象限内存在大小为 E 4105 N/C、方向水平向左的匀强电场，在第象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场质荷比为 mq41010kg/C 的带正电粒子从 x 轴上的 A 点以初速度 v02107 m/s 垂直 x 轴射入电场，OA0.2 m，不计粒子的重力求：(1)粒子第一次经过 y 轴时，速度与 y 轴正方向的夹角；(2)若要求粒子不能进入第象限，求磁感应强度 B的最小值(不考虑第二次进入电场后的运动情况)16(15 分)如图所示，两根正对的平行金属直轨道MN、MN位于同一水平面上，两轨道之间的距离l0.50 m轨道的 MM端之间接一阻值 R0.50 的定值电阻NN端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道 NP、NP平滑连接，两半圆轨道的半径均为 R00.50 m直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度 B0.60 T 的匀强磁场中，磁场区域的宽度 d0.80 m，且其右边界与 NN重合现有一质量 m0.20 kg、电阻 r0.10 的导体杆 ab 静止在距磁场的左边界 s2.0 m 处在与杆垂直的水平恒力 F2.0 N 的作用下，ab 杆开始运动，当运动至磁场的左边界时撤去 F.杆穿过磁场区域后恰好能通过半圆形轨道的最高点 PP.已知导体杆 ab 在运动过程中与轨道接触良好，且始终与轨道垂直，导体杆 ab与直轨道之间的动摩擦因数 0.10 ，轨道的电阻可忽略不计，取 g10 m/s2，求：(1)导体杆刚进入磁场时的速度大小，通过导体杆上的电流大小；(2)导体杆穿过磁场的过程中通过电阻 R 的电荷量；(3)导体杆穿过磁场的过程中整个电路产生的焦耳热第卷(满分 50 分)一、多项选择题(每小题 6 分，共 30 分，每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得6 分，部分正确的得 3 分，选错或不选的得 0 分)1如图所示，由粗细均匀的电阻丝制成边长为 l 的正方形线框 abcd，线框的总电阻为 R.现将线框以水平向右的速度 v 匀速穿过一个宽度为 2l、磁感应强度为 B 的匀强磁场区域，整个过程中 ab、cd 两边始终保持与磁场边界平行取线框的 cd 边刚好与磁场左边界重合时 t0，电流沿 abcd 方向为正方向，u0Blv，i0u0R.在下图中线框中电流 i 和 a、b 两点间的电势差 uab 随线框 cd 边的位移 x 变化的图象正确的是2如图所示，空间中存在一水平方向匀强电场和一水平方向匀强磁场，且电场方向和磁场方向相互垂直在电磁场正交的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆，与电场正方向成 60夹角且处于竖直平面内一质量为 m、带电量为q 的小球套在绝缘杆上初始时给小球一沿杆向下的初速度 v0，小球恰好做匀速运动，电量保持不变已知，磁感应强度大小为 B，电场强度大小为 E3mgq，则以下说法正确的是A小球的初速度为 v02mgqBB若小球的初速度为 3mgqB，小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止C若小球的初速度为 mgqB，小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止D若小球的初速度为 mgqB，则运动中克服摩擦力做功为 3m2g22q2B23图乙中 A、B 为两个相同的环形线圈，共轴并靠近平行放置A 线圈中通有如图甲中所示的交变电流i，则A在 t1 到 t2 时间内 A、B 两线圈相吸 B在 t2 到 t3 时间内 A、B 两线圈相斥 Ct1 时刻两线圈间作用力为零Dt2 时刻两线圈间吸引力最大4如图，三个电阻 R1、R2 、R3 的阻值均为 R，电源的内阻 rR，c 为滑动变阻器的中点闭合开关后，将滑动变阻器的滑片由 c 点向 a 端滑动，下列说法正确的是AR2 消耗的功率变小B R3 消耗的功率变大C电源输出的功率变大D电源内阻消耗的功率变大5如图所示为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为 41，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接有 u362sin 100t(V)的正弦交流电，图中 D 为理想二极管，定值电阻 R9 .下列说法正确的是At 1600 s 时，原线圈输入电压的瞬时值为 18 VB t1600 s 时，电压表示数为 36 VC电流表的示数为 1 AD电流表的示数为 22 A答题卡题 号 1 2 3 4 5 得 分答 案 二、计算题(共 20 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)6(10 分)如图所示，平行金属导轨竖直放置，仅在虚线 MN 下面的空间存在着磁感应强度随高度变化的磁场(在同一水平线上各处磁感应强度相同)，磁场方向垂直纸面向里，导轨上端跨接一定值电阻 R，质量为 m 的金属棒两端各套在导轨上并可在导轨上无摩擦滑动，导轨和金属棒的电阻不计，将金属棒从O 处由静止释放，进入磁场后正好做匀减速运动，刚进入磁场时速度为 v，到达 P 处时速度为 v2，O 点和 P 点到 MN 的距离相等，重力加速度为 g.(1)求金属棒在磁场中所受安培力 F1 的大小；(2)若已知磁场上边缘( 紧靠 MN)的磁感应强度为B0，求 P 处磁感应强度 BP；(3)在金属棒运动到 P 处的过程中，电阻上共产生多少热量？7(10 分)在真空中存在着如图所示的多层紧密相邻的甲型区和乙型区，甲型区和乙型区的宽度均为 d.甲型区为真空；乙型区存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度为 E，方向竖直向上；磁感应强度为 B，方向水平垂直纸面向里，边界互相平行且与电场方向垂直一个质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子在第 1 层上边界某处由静止释放，粒子始终在甲乙区中运动，不计粒子运动时的电磁辐射，已知qEmg.(1)求粒子在第 2 层乙型区中运动时速度 v2 的大小与轨迹半径 r2；(2)粒子从第 10 层乙型区下边界穿出时，速度的方向与竖直向下方向的夹角为 10，试求 sin 10 的值湖南师大附中 20182019 学年度高二第一学期期末考试物理(理科)参考答案第卷一、单项选择题(每小题 5 分，共 60 分)题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12答 案 B A B C C D D C C D C B二、实验题(共 15 分)13(4 分)9 500(2 分) 90 000(2 分)14(11 分)(1)A(2 分) C(2 分) (2)D(3 分) (3)ak(2 分) k R2(2 分)三、计算题(共 25 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)15(10 分)【解析】(1)设粒子在电场中运动的时间为 t，末速度与 y 轴正方向的夹角大小为 ，则：xOA12at2 (1 分)a qEm (1 分)粒子经过 y 轴时在电场方向的分速度为：vxat 2107 m/s (1 分)粒子经过 y 轴时的速度：vv20 v2y22107m/s (1 分)与 y 轴正方向的夹角大小为 ，则有：tan vxv0 1 所以 45 (1 分)(2)要使粒子不进入第象限，如图所示，设粒子经过 y 轴时的位置与原点 O 的距离为 y1，此时粒子做圆周运动的半径为 R，则由几何关系，R22Ry1 (1 分)(直接取等号计算的也给分)y1v0t (1 分)在磁场中运动时，有：qvBmv2R (1 分)解得磁感应强度的最小值为：B(222)10 2 T(2 分)16(15 分)【解析】(1)设导体杆在 F 的作用下运动至磁场的左边界时的速度为 v1，由动能定理得：(Fmg)s 12mv210 (1 分)v1 6 m/s(1 分)导体杆刚进入磁场时产生的感应电动势为：EBlv1 (1 分)此时通过导体杆的电流大小为：IERr (1 分)解得：I3 A(1 分)(2)导体杆刚开始进入磁场到离开磁场，Bld (1 分)t (1 分)IR r (1 分)qIt (1 分)联立解得：q0.4 C (1 分)(3)由 (1)可知，导体杆在 F 的作用下运动至磁场左边界时的速度 v16 m/s.设导体杆通过半圆形轨道的最高位置时的速度为 v，则：mg mv2R0 (1 分)在导体杆刚进入磁场到滑至最高点位置的过程中，由能量守恒定律：12mv21Qmg2R0 12mv2mgd (3分)解得：Q0.94 J (1 分)(用动能定理计算的列式、结果正确的也给分)第卷一、多项选择题(每小题 6 分，共 30 分)题 号 1 2 3 4 5答 案 AD AC ABC CD BD二、计算题(共 20 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)6(10 分)【解析 】(1) 从 OMN 过程中棒做自由落体运动，下降高度为 h，则有：v22gh(1 分)从 MNP 的过程中，做匀减速运动，故 F1 大小不变，由牛顿第二定律，则有：F1mgma(1 分)而由运动学公式可知：v24v22ah(1 分)综合上三式，即可求得：F1mgma74mg(1分)(2)由上可知，安培力的大小不变，由刚进入磁场时速度为 v，到达 P 处时速度为 v2，则有：F1BPLIPB2PL2v2R(2 分)解得：BP2B0(1 分)(3)棒从 MNP 过程中，且 O 点和 P 点到 MN 的距离相等，根据能量守恒定律，则有产生热量：Qmgh12mv212mv22 78mv2(3 分)7(10 分)【解析 】(1) 粒子在乙型区受力 qEmg，则合力为洛伦兹力粒子在进入第 2 层乙型区时，经过两次甲型区加速，由动能定理，有：2mgd12mv22(1 分)解得：v22gd(1 分)粒子在第 2 层乙型区中，洛伦兹力充当向心力：Bqv2mv22r2(1 分)解得：r22mBqgd(1 分)(2)解法一：粒子从第 10 层乙型区下边界穿出时，速度为 v10，其水平分量为 v10x，由动能定理有：10mgd12mv210解得：v1020gd(2 分)由动量定理：有Bqvytmv10x即：10Bqdmv10x解得：v10x10Bqdm(2 分)综合得：sin 10v10xv1010Bqmd20g(2 分)解法二：如图：r10sin 10r10sin 10d 显然 v10sin 10v9sin 9 (甲型区为类抛体运动)rnmvnBqr9 mv9Bq r10mv10Bqr10sin 10r10v9v10sin 9d即：r10sin 10r9sin 9d，同理 r9sin 9r8sin 8dr10sin 10r1sin 19d显然 r1sin 1dr10sin 1010dsin 1010dr1010dBqmv1010Bqdm20gdBqm5dg.