河南省商丘市第一高级中学2016-2017学年高二上学期期末考试物理试题含答案

商丘一高2016-2017学年第一学期期末考试
高二物理试卷
命题人： 审题人:
说明：1.测试时间：90分钟 总分：100分
2。

客观题涂在答题纸上，主观题答在答题纸的相应位置上
第Ⅰ卷 （48分)
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。

1-——-8小
题只有一个选项正确，9--—12小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分）
1．如图,一通电螺线管通有图示电流，1、2、4小磁针放在螺线管周围，3小磁针放在螺线管内部，四个小磁针静止在如图所示位置，则四个小磁针的N 、S 极标注正确的是（ ） A ．2
B ．1
C ．3
D ．4
2．某正弦交流电的电压随时间变化的图象如图所示，由图中信息可知( )
A ．该交流电电压的瞬时值表达式为u ＝100
sin 25t (V ）
B ．该交流电的频率为4 Hz
C ．该交流电电压的有效值为100 V
D ．若将该交流电加在阻值为100 Ω的定值电阻两端，则该电阻消耗的功率为50 W
N N S N N S 1
21 3
24
3I 4
3．如图所示，螺线管与电阻R相连，磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管，下列说法正确的是( )
A．磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度B．通过电阻的电流先由a到b，后由b到a
C．磁铁减少的重力势能等于回路产生的热量
D．a的电势始终高于b的电势
4．如图所示，长方体玻璃水槽中盛有NaCl的水溶液，在水槽左、右侧壁内侧各装一导体片,使溶液中通入沿x轴正向的电流I,沿y 轴正向加恒定的匀强磁场B。

图中a、b是垂直于z轴方向上水槽的前后两内侧面，则( ）
A.a处离子浓度大于b处离子浓度
B.a处电势高于b处电势
C.溶液的上表面电势高于下表面的电势
D.溶液的上表面处的离子浓度大于下表面处的离子浓度
5．如图甲所示，左侧接有定值电阻R＝2 Ω的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度B＝1 T，导轨间距L＝1 m。

一质量m＝2 kg,阻值r＝2 Ω的金属棒在水平拉力F作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动，金属棒的v－x图象如图乙所示，若金属棒与导轨间动摩擦因数μ＝0.25，则从起点
发生x＝1 m位移的过程中（g＝10 m/s2）( )
A．拉力做的功W＝9。

25 J
B．金属棒克服摩擦力做的功W2＝4 J
C．整个系统产生的总热量Q＝4。

25 J
D．金属棒克服安培力做的功W1＝0。

5 J
6．如图所示，电源电动势为E，内阻为r.电路中
的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0
为定值电阻，R1为光敏电阻(其电阻随光照强度
增大而减小)。

当开关S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态.有关下列说法中正确的是（)
A.只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时,电压表示数变大，带电微粒向下运动
B。

只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时，电源消耗的功率变大，电阻R3中有向上的电流
C。

只逐渐增大R1的光照强度,电阻R0消耗的电功率变大，电阻R3中有向上的电流
D.若断开开关S，电容器所带电荷量变大,带电微粒向上运动.
7．如右图所示为圆柱形区域的横截面，在没有磁场的情况下,带电粒子（不计重力)以某一初速度沿截面直径方向入射，穿过此区域的时间为t ，在该区域加沿轴线垂直纸面向外方向的匀磁强场，磁感应强度大小为B，带电粒子仍以
同一初速度沿截面直径入射并沿某一直径方向飞出此区域时，速度方向偏转角为600,如图所示。

根据上述条件可求下列哪几个物理量 （ ）
① 带电粒子的比荷
② 带电粒子在磁场中运动的周期 ③ 带电粒子在磁场中运动的半径 ④ 带电粒子的初速度
A ．①② B．①③ C．②③ D．③④
8．如图所示，两平行光滑金属导轨CD 、PQ 间距为L ，与电动势为
E 、内阻为r 的电源相连,质量为m 、电阻为R 的金属棒ab 垂直
于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成θ角，回路其余电阻不计。

在空间施加匀强磁场可以使ab 棒静止，则磁场的磁感强度的最小值及其方向分别为( ）
A ．El r R mg )
(+,水平向右
B ．El mgR θ
sin ，垂直于回路平面向下 C ．El mgR θtan ，竖直向下
D ．
()sin θ
+mg R r El
,垂直于回路平面向下
9．如图所示的U-I 图像中，直线I 为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R 的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R 连接成闭合电路，由图像可知
（ ）
A
A．R的阻值为1。

5Ω
B．电源电动势为3V，内阻为0。

5Ω
C。

电源内部消耗功率为1.5w
D。

电源的输出功率为3.0w
10。

手摇发电机产生的正弦交流电经变压器给灯泡L供电，其电路如图所示。

当线圈以角速度ω匀速转动时，电压表示数为U，灯泡正常发光。

已知发电机线圈的电阻为r，灯泡正常发光时的电阻为R,其他电阻可忽略,变压器原线圈与副线圈的匝数比为k，变压器可视为理想变压器。

则（)
A．灯泡的额定功率为k2U2 R
B．灯泡的额定电压为错误!
C．发电机的线圈中产生的电动势最大值为错误!U
D．从中性面开始计时,原线圈输入电压的瞬时值表达式为u＝错误!
U sin ωt
11．如图所示,一个半径为R的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度B大小相等,方向均与环面轴线方向成θ角（环面轴线为竖直方向）．若导电圆环上载有如图所示的恒定电流I，则下列说法正确的是( )
A．导电圆环有扩张的趋势
B．导电圆环所受安培力方向竖直向上
C．导电圆环所受安培力的大小为2BIR
D．导电圆环所受安培力的大小为2πBIR sinθ
12．如图所示,为三个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向外、向里和向外,磁场宽度均为L,在磁场区域的左侧边界处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时的磁通量Φ为正值，外力F向右为正。

则以下能反映线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化规律图象的是( )
第Ⅱ卷（52分)
二、实验题（（每空2分，共18分,请将正确答案填在答题卷相应的空格内)．
13．（1）、（2分）如图所示，用螺旋测微器测量一电阻丝的直径，其读数
为mm.
（2）、（4分)多用电表是日常生活中必不可少的检测工具，在家电维修中得到广泛的应用。

在用多用表的欧姆档进行测量时
①当转换开关置于图甲所示位置时，表针指示如图乙所示，则被测电阻阻值是Ω。

②若用该表再测量阻值约为30Ω的电阻时，在①中的前提下,接
下来应该进行的操作是。

14.（12分）电源的电动势和内电阻的测量是高中阶段重要的实验.
在某次实
验中，
实验室可
以提供的
乙
器材有: a.待测电池：电动势E（约3V）、内电阻r（约1Ω)
b.电流表:量程500μA，内阻为400Ω
c.电流表:量程1A，内阻约0。

2Ω
d。

滑动变阻器：阻值0～600Ω，额定电流0.5A
e。

滑动变阻器：阻值0～20 Ω,额定电流2.5A
f。

定值电阻7600Ω
g.定值电阻600Ω
(1）某实验小组根据实验室提供的器材,设计的实验电路如上图所示,根据实验目的和该电路原理图,电路中电流表A1应选择_______,电流表A2应选择_____,滑动变阻器R1应选择______，定值电阻R2应选择（请填写器材前的字
母)。

（2）根据实验原理图可以写出电源的电动势和电源内阻的关系为，式中各物理量的意义
为。

三、计算题（本大题共3个小题，共34分.要求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。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.）
15．（10分）在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。

有一个小型发电站，输送的电功率为P=500 kW，当使用U=5 kV的电压输电时,测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4800 kW·h。

求:
(1）输电效率η和输电线的总电阻r；
（2）若想使输电效率提高到98%,又不改变输电线,那么发电站应使用多高的电压向外输电？
16．（12分)如图所示，一个“U"形金属导轨靠绝缘的墙壁水平放置，导轨长L＝1。

4 m,宽d＝0.2 m。

一对长L1＝0.4 m的等宽金属导轨靠墙倾斜放置，与水平导轨成θ角平滑连接，θ角可在0～60°调节后固定。

水平导轨的左端长L2＝0.4 m的平面区域内有匀强磁场，方向水平向左，磁感应强度大小B0＝2 T.水平导轨的右端
长L3＝0.5 m的区域有竖直向下的匀强磁场B，磁感应强度大小随时间以错误!＝1.0 T/s均匀变大。

一根质量m＝0。

04 kg的金属杆MN从斜轨的最上端静止释放,金属杆与斜轨间的动摩擦因数μ1＝0.125，与水平导轨间的动摩擦因数μ2＝0。

5。

金属杆电阻R ＝0.08 Ω，导轨电阻不计.
(1）求金属杆MN上的电流大小，并判断方向;
（2)金属杆MN从斜轨滑下后停在水平导轨上，求θ角多大时金属杆所停位置与墙面的距离最大，并求此最大距离x m。

17。

(12分）在某空间存在着水平向右的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场,如图13所示，一段光滑且绝缘的圆弧轨道AC固定在纸面内，其圆心为O点，半径R = 1。

8 m，OA连线在竖直方向上,AC 弧对应的圆心角θ= 37°。

今有一质量m= 3.6×10—4 kg、电荷量q = +9。

0×10—4 C的带电小球(可视为质点），以v0 = 4.0 m/s的初速度沿水平方向从A点射入圆弧轨道内,一段时间后从C点离开，小球离开C点后做匀速直线运动。

已知重力加速度g = 10 m/s2，sin37° = 0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力，求：（1）匀强电场的场强大小E；（2）匀强磁场的磁感应强度大小B;（3）小球射入圆弧轨道后的瞬间对轨道的压力。

答案:
1、A
2、D
3、A
4、A
5、A
6、C
7、A
8、D
9、AC 10、BD 11、BD 12。

ABD
13。

（1)、 0。

950（0.948～0.952）（2分）
(2）、2.2×104Ω（2。

2k 也可以）（2分）
将转换开关调到“×1Ω"档位，(1分）重新进行欧姆调零(1分）
14．（1)c （2分) b （2分） e （2分) f （2分）
（2）2121280008000E E =+=++或（）I I r I I I r （2分）
I 2为电流表A 2的读数，I 1为电流表A 1的读数(2分）
15.解：（1）输送功率P=500 kW,一昼夜输送电能
E=Pt=12 000 kW·h
输电线上损失的电能ΔE=4 800 kW·h
终点得到的电能E'=E —ΔE=7200 kW·h
所以输电效率η==60%
输电线上的电流I==100 A
输电线损耗功率P r =I 2r
又P r ==200 kW
得r=20 Ω
(2)输电线上损耗功率P r =
原来P r =200 kW,现在要求P'r =(1—98%)P=10 kW
由
解得输电电压应调节为U’=22.4 kV
16.解析 (1)由电磁感应定律E ＝错误!＝错误!dL 3 由欧姆定律得I ＝错误!
MN 棒上的电流大小I ＝1.25 A
MN 棒上的电流方向：N →M (2)设导体棒滑出水平磁场后继续滑行x 后停下，由动能定理得
mgL 1sin θ－μ1mgL 1cos θ－μ2（mg ＋B 0Id )(L 2－L 1cos θ）－μ2mgx ＝0代入数据得,0。

16sin θ＋0.16cos θ－0.18＝0。

2x
当θ＝45°时，x 最大
x ＝0. 8错误!－0.9＝0.23 m
x m ＝L 2＋x ＝(0.4＋0.23） m ＝0。

63 m 答案 （1)1.25 A N →M （2)θ＝45° x m ＝0.63 m
17．(12分）（1）当小球离开圆弧轨道后,对其受力分析如图所示,
由平衡条件得:F 电 = qE = mgtan θ (2分)
代入数据解得:E =3 N/C （1分）
（2）小球从进入圆弧轨道到离开圆弧轨道的过程中,由动能定理得：
F 电22)cos 1(sin 202mv mv mgR R -=--θθ （2分）
代入数据得：s m v /5= （1分）
由θcos mg qvB F ==洛 （1分)
解得：B=1T （1分）
(3,
由牛顿第二定律得：R mv mg Bqv F N 200=-+ （2分）
代入数据得：3102.3-⨯=N F N （1分） 由牛顿第三定律得，小球对轨道的压力
3'102.3-⨯==N N F F N （1分）
F N。