吉林省长市第十一高中高二物理上学期期末考试试题

长春市十一高中2015-2016学年度高二上学期期末考试
物理试题
本试卷分第一部分（选择题）和第二部分（非选择题），满分110分，测试时间90分钟。

第I卷(选择题共52分)
一、选择题（本题共13小题：每小题4分，共52分。

在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选错或不答得0分，选不全得2分。

）
1. 下列关于磁感应强度的说法，正确的是
A．把一小段通电导线放在磁场中某处，受到的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I的乘积的比值叫做该处的磁感应强度
B．通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零
C．磁场的磁感应强度取决于磁场本身，与通电导线受的磁场力、导线的长度及电流的大小等均无关
D．因为B＝F
Il
，所以磁场中某处磁感应强度的大小与放在该处的导线所受磁场力F的大小成正比，与其长度和电流的乘积IL的大小成反比
2. 如图所示，长直导线与矩形导线框固定在同一平面内，直导线中通有图示方向电流．当电流逐渐减弱时，下列说法正确的是；
A．穿过线框的磁通量不变
B．线框中产生顺时针方向的感应电流
C．线框中产生逆时针方向的感应电流
D．线框所受安培力的合力向左
3. 两相邻的匀强磁场区域的磁感应强度大小不同，方向平行。

一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子（不计重力），从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的
A. 轨道半径减小，角速度增大
B. 轨道半径减小，角速度减小
C. 轨道半径增大，角速度减小
D. 轨道半径增大，角速度增大
4.如图所示，两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1与I2．与两导线垂直的一平面内有a、b、c、d四点，a、b、c在两导线的水平连线上且间距相等，b是两导线连线中点，b、d连线与两导线连线垂直．则
A．I2受到的磁场力水平向左
B．I1受到的磁场力水平向右
C．b、d两点磁感应强度的方向必定竖直向下
D．a点和 c点位置的磁感应强度不可能都为零
5. 如图所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴'
OO以恒定的
角速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在0
～ω
π
2这段时间内 A ．线圈中的感应电流一直在减小 B ．线圈中的感应电流先增大后减小 C ．穿过线圈的磁通量一直在减小
D ．穿过线圈的磁通量的变化率一直在减小
6.如图所示，一定质量的通电导体棒ab 置于倾角为θ的粗糙导轨上，在图所加各种大小相同方向不同的匀强磁场中，导体棒ab 均静止，则下列判断错误的是 A ．四种情况导体受到的安培力大小相等 B ．A 中导体棒ab 与导轨间摩擦力可能为零 C ．B 中导体棒ab 可能是二力平衡
D ．C 、D 中导体棒ab 与导轨间摩擦力可能为零
7.如图所示，MN 右侧一正三角形匀强磁场区域，上边界与MN 垂直，现有一与磁场边界完全相同的三角形导体框，垂直于MN 匀速向右运动，导体框穿过磁场过程中感应电流随时间变化的图象可能是 (取逆时针电流为正)
8.在方向如图所示的匀强电场（场强为E ）和匀强磁场（磁感应强度为B ）共存的场区，一电子沿垂直电场线和磁感线方向以速度v 0 射入场区，则
A ．若v 0 ＞E/
B ，电子沿轨迹Ⅰ运动，射出场区时，速度v ＞v 0 B ．若v 0 ＞E/B ，电子沿轨迹Ⅱ运动，射出场区时，速度v ＜v 0
C ．若v 0 ＜E/B ，电子沿轨迹Ⅰ运动，射出场区时，速度v ＞v 0
D ．若v 0 ＜E/B ，电子沿轨迹Ⅱ运动，射出场区时，速度v ＜v 0
9.如图所示，E 为电池，L 是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D 1、D 2是两
个规格相同且额定电压足够大的灯泡，S 是控制电路的开关。

对于这个电路，下列说法中正确的是 A ．刚闭合开关S 的瞬间，通过D 1、D 2的电流大小相等 B ．刚闭合开关S 的瞬间，通过D 1、D 2的电流大小不相等 C ．闭合开关S 待电路达到稳定，D 1熄灭，D 2比原来更亮
B
θ
b
a
θθ
b
A
B
C
D
θ
θ
b
θ
b
b
B B
B Ⅰ Ⅱ
D
C
G A
D ．闭合开关S 待电路达到稳定，再将S 断开瞬间，D 2立即熄灭， D 1闪亮一下再熄灭
10.一直升机停在南半球的地磁极上空．该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B 。

直升机螺旋桨叶片的长度为L ，螺旋桨转动的频率为f ，逆着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨顺时针方向转动。

螺旋桨叶片的近轴端为a ，远轴端为b ，如果忽略a 到转轴中心线的距离，用E 表示每个叶片中的感应电动势，如图所示，则
A ．E ＝πfL 2
B ，且a 点电势低于b 点电势 B ．E ＝2πfL 2B ，且a 点电势低于b 点电势
C ．E ＝πfL 2B ，且a 点电势高于b 点电势
D ．
E ＝2πfL 2B ，且a 点电势高于b 点电势
11.用一根横截面积为S 、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r 的圆环，ab 为圆环的一条直径。

如图所示，在ab 的左侧存在一个均匀变化的匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率ΔB
Δt
＝k(均匀减少，但不零)。

则
A ．圆环中产生逆时针方向的感应电流
B ．圆环具有扩张的趋势
C ．圆环中感应电流的大小为krS
2ρ
D ．图中a 、b 两点间的电势差U ab ＝|14
kπr 2
|
12.如图所示的装置可以将比荷不同的粒子分开，图中矩形区域ACDG(AC 边足够长)中存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B , A 处有一宽度为d 的狭缝（宽度大小可调节），两种电性相同的粒子1和粒子2的质量分别是1m 和2m (1m >2m )，电量的大小均为q ，都以相同的速度v 从狭缝各处垂直于GA 边且垂直于磁场射入磁场，结果都能落到GA 边上，下列说法正确的是
A ．粒子带正电
B ．粒子1一定落在粒子2的左侧
C ．粒子1落在GA 边上距狭缝右边缘的最远距离为
qB
v
m 12 D ．为使两种粒子落在GA 边上能完全分离，则狭缝的宽度应小于qB
v
m m )(221
13.电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）。

为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高
分别为图中的a 、b 、c ，流量计的两端与输送液体的管道相连接（图中虚线）。

图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料，现于流量计所在处加磁感强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面。

当导电液体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R 的电流表的两端连接，I 表示测得的电流值。

已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为
A ．)(a c bR
B I ρ+ B
．)(c b
aR B I ρ+ C ．)(b a cR B I ρ+ D ．)(a
bc R B I ρ+
第Ⅱ卷 非选择题（62分）
二、实验题（本题共2小题，共15分. 14题每空1分，15题（2）（3）问每2分，(1)每空1分，共计15分）
14.（1）某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度L ，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径d ，示数如图。

由图可读出L= cm ，d = mm 。

（2）①某同学利用多用电表测量一个未知电阻的阻值，由于第一次选择的欧姆档（×10）不够合适，两次测量时多用电表指针所指位置如图所示．请完成第二次测量的有关操作：（1）将两表笔短接
某同学利用多用电表测量一个未知电阻的阻值，由于第一次选择的欧姆档（×10）不够合适，两次测量时多用电表指针所指位置如图所示．请完成第二次测量的有关操作： （1）将两表笔短接，并重新______
（2）将多用电表面板上旋钮调到×______档（填“100”或“1”）；
（3）将两表笔分别跟被测电阻的两端接触，观察指针的位置，该电阻的阻值是______Ω；
（4）将多用电表面板上旋钮调到off 档或交流电压最大档位置．
2 3 4 0 10 游标
放大图 0 5 35 40 30
②使用多用电表进行了两次测量，指针所指的位置分别如图乙中a 、b 所示．若选择开关处在“直流电流50mA”的档时指针位于a ，则被测电流值是 mA ．若选择开关处在“直流电压2.5V”档时指针位于b ，则被测电压值是 V ．
15.在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材： A ．待测的干电池（电动势约为1.5 V ，内电阻小于1.0Ω ） B ．电流表A 1（量程0—3 mA ，内阻R g 1＝10Ω） C ．电流表A 2（量程0—0.6 A ，内阻R g 2＝0.1Ω）
D ．滑动变阻器R 1（0—20Ω，10 A ）
E ．滑动变阻器R 2（0—200Ω，l A ）
F ．定值电阻R 0（990Ω）
G ．开关和导线若干
（1）某同学发现上述器材中没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的（a ）、（b ）两个参考实验电路，其中合理的是______图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选______（填写器材前的字母代号）。

（2）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的I 1-I 2图线（I 1为电流表A 1的示数，I 2为电流表A 2的示数，且I 2的数值远大于I 1的数值），但坐标纸不够大，他只画了一部分图线，则由图线可得被测电池的电动势E ＝______V ，内阻r ＝______Ω。

（3）若图线与纵坐标轴的交点等于电动势的大小，则图线的纵坐标应该为（ ） A ．I 1（R 0＋R g 1） B ．I 1•R 0 C ．I 2（R 0＋R g 2） D ．I 1•R g 1
三、 计算题（本题共5小题，共43分.要求解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．有数值计算的题，解答过程必须明确写出数值和单位，只写出最后答案不得分）
16.(8分)如图(甲)所示，螺线管匝数n ＝3000匝，横截面积S ＝20cm 2
，螺线管的电阻r ＝1.5Ω，R 1＝3.5Ω，R 2＝25Ω。

穿过螺线管的磁场的磁感应强度B 按图(乙)所示规律变化，求R 2的热功率
A 1 R 0
A 2
A 2
R 0
A 1
（a ）
（b ）
甲
1.2 1.0
I 2/A 0 0.2 1.3 1.4 1.5
I 1/mA
乙
1.1
0.1 0.3 0.4 0.5
17.（8分）如图甲所示为一台小型发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动。

若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。

已知发电机线圈内阻为1.0Ω，外接灯泡的电阻为9.0Ω。

求： （1）写出流经灯泡的瞬时电流的表达式 （2）转动过程中穿过线圈的最大磁通量
（3）线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功
18.（8分）如图所示是显像管电子束运动的示意图，设加速电场两极间的电势差为U ，匀强磁场区域的宽
度为L ，要使电子束从磁场中出来在图中所示1200范围内发生偏转（即上下各偏600
），磁感应强度B 的变化范围应如何？（电子电量e ，质量m 为已知．）
19.(9分) 如图所示，固定的光滑金属导轨间距为L ，导轨电阻不计，上端a 、b 间接有阻值为R 的电阻，导轨平面与水平面的夹角为θ，且处在磁感应强度大小为B 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中．质量为m 、电阻为r 的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上．初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度v 0.整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．已知弹簧的劲度系数为
k ，弹簧的中心轴线与导轨平行．
(1)求初始时刻通过电阻R 的电流I 的大小和方向
(2)当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为v ，求此时导体棒的加速度大小a
(3)导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为E p ，求导体棒从开始运动直到停止的过程中，电阻R 上产生的焦耳热Q
20．（10分）如图，在0x a ≤≤的区域有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B ，在x >a 的
U L
区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小也为B 。

质量为m 、电荷量为q （q >0）的粒子沿x 轴从原点O 射入磁场。

（粒子重力忽略不计） （1）若粒子以m
Bqa
v ⋅=
20的速度射入磁场，求其轨迹与x 轴交点的横坐标 （2）为使粒子返回原点O ，粒子的入射速度应为多大？
长春市十一高中2015-2016学年度高二上学期期末考试
物 理 试 题参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
11 12 13 答案
C
BD
C
D
AD
D
C
BC
ACD C
BD
AD
A
二、实验题（本题共2小题，共15分. 14题每空1分，15题（2）（3）问每2分，其它每空1分，共计15分）
14.(1)每空1分 2.25，6.860 （2）每空1分（1）欧姆调零；（2）100；（3）2000 （2）．11.5mA ，2.00v 。

15. （1）b ，(1分)． D (1分)
（2）1.49 V —1.46V ，(2分) 0.84Ω（士0.03）(2分) （3）A (2分)
15．（8分）解：由(乙)图中可知，磁感应强度随时间均匀变化，那么在(甲)图的线圈中会产生恒定的感应电动势．
由(乙)图可知，磁感应强度的变化率ΔB /Δt ＝2T/s （2分）
由法拉第电磁感应定律可得螺线管中感应电动势E ＝n ΔΦ/Δt ＝nS ΔB /Δt ＝3000×20×10－4
×2V＝12V. （2分）
电路中的感应电流I ＝E /(r ＋R 1＋R 2)＝6/(1.5＋3.5＋25)A ＝0.4A. （2分） P 2=I 2R 2=4W （2分）+（2分） 16.（8分）解：
⑴由图得 e=E m sin ωt =6错误！未找到引用源。

sin100πt （V ） （2分） 则电流 i= e/(R+r)=0.6错误！未找到引用源。

sin100πt （A ） （1分） ⑵E m =BSω （1分）
E m =6错误！未找到引用源。

V （1分） ω=100π （1分）
O a y
x
Φ=BS= E m /ω=错误！未找到引用源。

=2.7×10-2
Wb
⑶E= E m /错误！未找到引用源。

=6V ， （1分）
外力所做的功W=Q=错误！未找到引用源。

T=7.2×10-2
J 。

（1分）
18.（8分）解：电子在电场中加速，有 2
12eU mv =
得 2eU
v m
= ① 电子在磁场中做匀速圆周运动，有
2v evB m R = 得 mv
B eR
= ②
电子向上最大偏转为600
，根据几何知识，0
sin 60
L
R =
③ 由①②③得，132mU
B L e
=
④
当132mU
B L e
<
时，R 增大，偏转角减小
B 的变化范围为 132mU
B L e
≤
⑤
评分标准：①②③各2分④⑤1分
19.解析 (1)初始时刻，导体棒产生的感应电动势E 1＝BLv 0 通过R 的电流大小I 1＝
E 1
R ＋r ＝
BLv 0
R ＋r
电流方 向为b →a
(2)导体棒产生的感应电动势为E 2＝BLv 感应电流I 2＝
E 2
R ＋r ＝
BLv
R ＋r
导体棒受到的安培力大小F ＝BIL ＝B 2L 2v
R ＋r ，方向沿导轨向上
根据牛顿第二定律有mg sin θ－F ＝ma a ＝g sin θ－B 2L 2v
m R ＋r
(3)导体棒最终静止，有mg sin θ＝kx 压缩量x ＝
mg sin θ
k
设整个过程回路产生的焦耳热为Q 0，根据能量守恒定律有 12mv 20＋mgx sin θ＝E p ＋Q 0 Q 0＝12mv 20＋mg sin θ2
k －E p
电阻R 上产生的焦耳热
Q ＝R
R ＋r Q 0＝R
R ＋r [12mv 20＋mg sin θ2
k
－E p ]
20.解：（1）带电粒子的运动半径：R
v m Bqv 20
0=
解得：a R 2=
带电粒子的运动轨迹如图甲所示，O 1、O 2分 别为轨迹的圆心，由几何关系可得045θ=
122O A O A a
==
；21(22)O B AO O A R a
==-=-
则22[(22)]2
21BC R a a =
--=-
则轨迹与x 轴交点横坐标为：22(121)x O A BC a =+=+
-
（2）根据对称性可得圆心O 2必须落在x 轴上，轨迹如图乙所示，因为三个轨迹圆相外切所以有O 1、O 2、
O 3为等边三角形，
即060θ= 轨迹半径023sin 603a a
r =
=
而2v qvB m r
= 则233qBa
v m =。