福建省福州市八县(市)协作校2017-2018学年高二物理上学期期末联考试题

福州市八县(市)协作校2017-2018学年第一学期期末联考
高二（理科）物理试卷
【完卷时间：90分钟；满分100分】
一、选择题（本题共12小题，共48分。

1~8题每小题4分，在给出的四个选项中，只有一个选项正确。

9~12．．．．题每小题．．．．4．分，正确选项可能不只一个．．．．．．．．．．．．，全部选对得4分，选不全得2分，错选不得分）
1．下列关于物理学史错误的是（ ）
A ．1785年法国物理学家库仑 利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律—库仑定律。

B ．法拉第曾经做了一个法拉第笼实验。

该实验说明静电屏蔽可以使金属壳内部不受外部电场的影响
C ．1820年，丹麦物理学家安培 电流可以使周围的磁针偏转的效应，称为电流的磁效应。

D ．荷兰物理学家洛仑兹 提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力（洛仑兹力）的观点。

2．两个分别带有电荷量-Q 和+3Q 的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r 的两处，它们间库仑力的大小为F ．两小球相互接触后将其固定距离变为r/2，则两球间库仑力的大小为（ ）
A ．
112F B ．43F C ． 3
4
F D ．12F 3．如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M 点以相同速度飞出a 、b 两个带电粒子，运动轨迹如图中虚线所示。

则（ ） A ．a 一定带正电，b 一定带负电 B ．a 的速度将减小，b 的速度将增加 C ．a 的加速度将减小，b 的加速度将增加
D ．两个粒子的电势能一个增加一个减小
4．在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路．当调节滑动变阻器R 使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50A 和2.0V ．重新调节R 使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A 和24.0V ，则这台电动机正常运转时的输出功率为（ ）
A ．32W
B ．44W
C ．47W
D ．48W
5．在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E 、内电阻为r ，R 1、R 2为定值电阻，R 3为滑动变阻器，C 为电容器，A 、V 为理想电流表和电压表．在滑动变阻器滑动头P 自a 端向b 端滑动的过程中，下列说法中正确的是 ( )
A ．电压表示数变小
B ．电流表示数变小
C ．电容器C 所带电荷量增多
D ．a 点的电势降低
6．如图（甲）所示，两平行导轨与水平面成θ角倾斜放置，电源、 电阻、金属细杆及导轨组成闭合回路，细杆与导轨间的摩擦
不计。

整个装置分别处在如图（乙）所示的匀强磁场中，其中可能使金属细杆处于静止状态的是（ ）
7．如图所示，长方形abcd 长ad=0.6m ，宽ab=0.3m ，O 、e 分别是ad 、bc 的中点，以ad 为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场)，磁感应强度B=0.25T 。

一群不计重力、质量m=3×10－7
kg 、电荷量q=+2×10－3
C 的带电粒子以速度v=5×102
m/s 沿垂直ad 方向且垂直于磁场射入磁场区域（ ） A ．从Od 边射入的粒子，出射点全部分布在Oa 边 B ．从aO 边射入的粒子，出射点分布在ab
边和be 边 C ．从Od 边射入的粒子，出射点分布在Oa 边和ab 边 D ．从aO 边射入的粒子，出射点全部分布在ab 边
8．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两 极相连接的两个D 形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示。

设D 形盒半径为R 。

若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为
B ，高频交流电频
（乙）
A
B
C
（甲）
率为f。

则下列说法正确的是（）
A．质子被加速后的最大速度不可能超过πfR
B．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关
C．只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值
D．不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子
9．一带正电粒子仅在电场力作用下从A点经B、C运动到D
点，其v－t图象如图所示，则下列说法中正确的是( )
A．A处的电场强度一定大于B处的电场强度
B．CD间各点电场强度和电势都为零
C．粒子在A处的电势能一定大于在B处的电势能
D．A、B两点的电势差大于C、B两点间的电势差
10，.如图所示的U－I图象中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电
流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U－I图线，用该电源直接与电
阻R连接成闭合电路，由图象可知( )
A．R的阻值为1.5 Ω
B．电源电动势为3 V，内阻为0.5 Ω
C．电源的输出功率为3.0 W
D．电源内部消耗功率为1.5 W
11.如图所示为磁流体发电机的原理图．金属板M、N之间
的距离为d＝20 cm，磁场的磁感应强度大小为B＝5 T，方向垂
直纸面向里．现将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大
量带正电和带负电的微粒，整体呈中性)从左侧喷射入磁场，发
现在M、N两板间接入的额定功率为P＝100 W的灯泡正常发光，且此时灯泡电阻为R＝100 Ω，不计离子重力和发电机内阻，且认为离子均为一价离子，则下列说法中正确的是( ) A．金属板M上聚集负电荷，金属板N上聚集正电荷
B．该发电机的电动势为100 V
C．每秒钟有6.25×1018个离子打在金属板N上
D．离子从左侧喷射入磁场的初速度大小为103 m/s
12.如图所示，实线表示竖直平面内的电场线，电场线与水平方向成
α角，水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿斜向上的虚线L 斜向上做直线运动，L 与水平方向成β角，且α＞β，则下列说法中正确的是( )
A ．液滴一定做匀速直线运动
B ．液滴一定带负电
C ．电场线方向一定斜向上
D ．液滴有可能做匀变速直线运动
二、实验题（每空2分，共16分，请把答案写在答题卷上）
13．（8分）在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下： 待测金属丝：R x （阻值约5Ω，额定电流约0.5A ）； 电压表：V （量程3V ，内阻约3k Ω）； 电流表：A 1（量程0.6A ，内阻约0.2Ω）；
A 2（量程3A ，内阻约0.05Ω）；
电 源：E 1（电动势3V ，内阻不计） E 2（电动势9V ，内阻不计）
滑动变阻器：R （最大阻值约10Ω） 螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S ；导线。

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为
mm 。

（2）若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选 、电源应选 （均填器材代号）。

（3）在方框中完成电路原理图。

14．（8分）用如图甲所示的电路测量一节新干电池的电动势和内电阻。

干电池内电阻较小。

除干电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有： A. 电压表V (量程3V) B. 电流表A(量程0.6A)
C. 定值电阻R 0（阻值2Ω，额定功率2W ）
D. 滑动变阻器R （阻值范围0-20Ω，额定电流1A ）
（1）在图乙中已画出部分线路的连接，请你以笔画线代替导线，完成剩余的线路连接； （2）根据实验数据作出U —I 图象如图丙所示，则干电池的电动势E ＝ V ， 内阻r = Ω（保留两位有效数字）；
图甲
（3）定值电阻R 0在电路中作用是 （只要求写出一点）。

三、计算题（本题共4小题，共36分。

解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

）
15．（6分）在图所示的电路中， R 1=9Ω，R 2=5Ω，当a 、b 两点间接理想的电流表时，其读数为0.5A ；当a 、b 两点间接理想的电压表时，其读数为1.8V 。

求电源的电动势和内电阻。

16．（8分）如图15所示是一个平行板电容器，其电容为C ，带电荷量为Q ，上极板带正电，两极板间距为d.现将一个检验电荷＋q 由两极板间的A 点移动到B 点，A 、B 两点间的距离为s ，连线AB 与电场方向的夹角为60°，求： （1）两极板间的电场强度E 的大小和方向； （2）从A 运动到B 的过程中电场力所做的功。

图乙
图丙
/I A
17．（10分）在倾角θ＝30°的斜面上，固定一金属框，宽l＝0.25 m，接入电动势E ＝12 V、内阻不计的电池．垂直框面放有一根质量m＝0.2 kg的金属棒ab，它与框架的动
摩擦因数μ＝
6
6
，整个装置放在磁感应强度B＝0.8 T，垂直框面向上的匀强磁场中(如图
所示)．当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？(框架与棒的电阻不计，g取10 m/s2)
18．（12分）如图所示的平面直角坐标系xoy，在第Ⅳ象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴负方向；在第Ⅰ象限的正三角形abc区域内有匀强磁场，方向垂直于xoy平面向外，正三角形边长为L，且ab边与y轴平行．一质量为m、电荷量为q的负粒子，从y轴上的P(0，-h)点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a(2h,0)点进入第Ⅰ象限，又经过磁场从y轴上的某点进入第Ⅱ象限，且速度与y轴正方向成45°角，不计粒子所受的重力．求：
（1）电场强度E的大小；
（2）粒子到达a点时速度的大小和方向；（3）abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值．
福州市八县(市)协作校2017-2018学年第一学期期末联考
高二 物理参考答案
一、选择题（本题共14小题，共48分。

1~8题每小题4分，在给出的四个选项中，只有一个选项正确。

9．~1．．2．题每小题．．．．4．分，正确选项可能不只一个．．．．．．．．．．．．，全部选对得4分，选不全得2分，错选不得分）
二、实验题（共2小题，每小题8分，共16分） 13．（1）1.773 [1.771-1.775均正确]（2分） （2）A 1；E 1；（每空2分）
电路如图。

（2分） 14．（1）线路连接如图每根线1分 （2
）1.6V 0.29Ω
（每空2分）
（3）保护作用；增大等效阻的测量值，减小误差； 当改变变阻器阻时，电压表示数变化大。

（2分）
三、计算题36分 15.（6分）
解：（1）当a
、b 两点间接理想的电流表时,回路中的电流A I 5.01=，由闭合电路欧姆定律得：
)(21r R I E += )5(5.0r E += ………………… ① （2分）
（2）当a 、b 两点间接理想的电压表时，回路中的电流A R U
I 2.01
2==
， 由闭合电路欧姆定律得：
)(122r R R I E ++=
)14(2.0r E +=…………………② （2分）
联立①②得Ω==1,3r V E （2分）
1
17．（10分）解析：金属棒受到四个力作用：重力mg ，垂直框面向上的支持力F N ，沿框面向上的安培力F 安，沿框面的静摩擦力F f 静，金属棒静止在框架上时，摩擦力F f 静的方向可能沿框面向上，也可能向下，需分两种情况考虑．
当变阻器R 取值较大时，I 较小，安培力F 安较小，在金属棒重力的分力mg sin θ作用下棒有沿框架下滑趋势，框架对棒的摩擦力沿框面向上，受力如图所示．金属棒刚好不下滑时满足平衡条件，则
mg sin θ－B E
R
l －μmg cos θ＝0 2分
得R ＝
BEl
mg
θ－μcos θ
1分
R ＝0.8×12×0.25
0.2×10×⎝
⎛
⎭⎪
⎫0.5－66×32 Ω＝8.2 Ω. 2分
当变阻器R 取值较小时，I 较大，安培力F 安较大，会使金属棒产生沿框面上滑趋势．因此，框架对棒的摩擦力沿框面向下，受力如图所示．金属棒刚好不上滑时满足平衡条件，则
B E
R
l －μmg cos θ－mg sin θ＝0 2分 得R ＝
BEl
mg
θ＋μcos θ
1
分
R ＝1.4 Ω. 1分
所以滑动变阻器R 的取值范围应为1.4 Ω≤R ≤8.2 Ω. 1分
18.（12分）
解：（1）带电粒子在电场中从P 到a 的过程中做类平抛运动
水平方向上：2h ＝v 0t ① （1分） 竖直方向上：h ＝12
at 2
② （1分）
由牛顿第二定律得a ＝qE m
③ （1分）
由①②③式联立，解得E ＝mv 20
2qh
. ④ （1分）
（2）粒子到达a 点时沿y 轴正向的分速度为v y ＝at
⑤（1分）
由①③④⑤式得v y ＝v 0 ⑥ （1分）
粒子到达a 点的速度02202v v v v y a =+=
⑦（1分）
设速度方向与x 轴正方向的夹角为θ，则tan θ＝v y v 0
＝1，θ＝45° ⑧ （1分） 即到a 点时速度方向指向第Ⅰ象限与x 轴正方向成45°角．
（3）粒子进入磁场后做匀速圆周运动，有R
mv B qv a
a 2
=
⑨ （1分）
由此得R ＝
mv a
qB
⑩ （1分）
从上式看出，R ∝1
B
，当R 最大时，B 最小． 由题图可知，当粒子从b 点射出磁场时，R 最大 由几何关系得R max ＝
2
2
L ⑪ （1分） 将⑪代⑩入式得B 的最小值为B min ＝2mv 0
qL
. ⑫ （1分）
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