广西来宾高级中学2015-2016学年高二下学期期中考试物

二．选择题(共8小题，每小题6分，共48分。

在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题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。

)
14.如图所示，在方向水平向左的匀强电场中有一倾角为60°、高为H 的固定绝缘斜面体，现将一质量为m 、带正电且电荷量为q 的小物块(可视为质点)从斜面体顶端由静止释放。

已知重力加速度为g ，匀强电场的电场强度大小为E ＝3mg
q ，不计空气阻力。

下列关于小物块运动情况的判断正确
的是 ( )
A ．小物块将沿斜面下滑
B ．小物块将做曲线运动
C ．小物块到达地面时的速度大小为22gH
D ．若其他条件不变，只增大电场强度，小物块到达地面前的运动时间将增大
15．如图所示的电路中，闭合电键后各元件处于正常工作状态，当某灯泡突然出现故障时，电流表读数变小，电压表读数变大。

下列关于故
障原因或故障后其他物理量的变化情况的说法中正确的是 ( )
A ．L 1灯丝突然短路
B ．L 2灯丝突然烧断
C ．电源的输出功率一定变小
D ．电容器C 上电荷量减小
16.如图所示，虚线a 、b 、c 代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即U ab ＝U bc ，实线为一带负电的电子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P 、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知( )
A ．三个等势面中，a 的电势最高
B ．电子在P 点具有的电势能比在Q 点具有的电势能大
C ．电子通过P 点时的动能比通过Q 点时大
D ．电子通过P 点时的加速度比通过Q 点时小
17．如图甲所示的电路中，电源的电动势为E ，内阻为r ，电感L 的电阻不计，电阻R 的阻值大于灯泡D 的阻值，在t ＝0时刻闭合开关S ，经过一段时间后，在t ＝t 1时刻断开S 。

图乙中表示A 、B 两点间的电压U AB 随时间t 变化的图象中正确的是
(
)
r
18．如图，光滑斜面PMNQ 的倾角为θ，斜面上放置一矩形导体线框abcd ，其
中ab 边长为l 1，bc 边长为l 2，线框质量为m 、电阻为R ，有界匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直于斜面向上，ef 为磁场的边界，且ef ∥MN 。

线框在恒力F 作用下从静止开始运动，其ab 边始终保持与底边MN 平行，F 沿斜面向上且与斜面平行。

已知线框刚进入磁场时做匀速运动，则下列判断不正确的是 ( )
A ．线框进入磁场前的加速度为F －mg sin θm
B ．线框进入磁场时的速度为(F －mg sin θ)R B 2l 21
C ．线框进入磁场时有a →b →c →d 方向的感应电流
D ．线框进入磁场的过程中产生的热量为(F －mg sin θ)l 1
19.如图所示甲是匀强电场，乙是孤立的正点电荷形成的电场，丙是等量异种点电荷形成的电场(a ，b 位于两点电荷连线上，且a 位于连线的中点)，丁是等量正点电荷形成的电场(a ，b 位于两点电荷连线的中垂线上，且a 位于连线的中点)。

有一个正检验电荷仅在电场力作用下分别从电场中的a 点由静止释放，动能E k 随位移x 变化的关系图象如图中的①②③图线所示，其中图线①是直线。

下列说法正确的是 ( )
A ．甲对应的图线是①
B ．乙对应的图线是②
C ．丙对应的图线是②
D ．丁对应的图线是③
20．如图所示，在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场，在第Ⅰ、Ⅳ象限内分别存在如图所示的匀强磁场，磁感应强度大小相等。

有一个带正电的带电粒子以垂直于x 轴的初速度v 0从x 轴上的P 点进入匀强电场中，并且恰好与y 轴的正
方向成45°角进入磁场，又恰好垂直进入第Ⅳ象限的
磁场。

已知OP 之间的距离为d ，则带电粒子在磁场
中第二次经过x轴时，在电场和磁场中运动的总时间为()
A.7πd
2v0B．
d
v0(2＋5π)
C.d
v0(2＋
3π
2) D．
d
v0(2＋
7π
2)
21．如图甲所示，螺线管内有一平行于轴线的磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框cdef在同一平面内，当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列选项中正
确的是()
A．在t1时刻，金属圆环L内的磁通量最大
B．在t2时刻，金属圆环L内的磁通量最大
C．在t1～t2时间内，金属圆环L内有逆时针方向
的感应电流
D．在t1～t2时间内，金属圆环L有收缩的趋势
第Ⅱ卷
三、非选择题：第22~35题，共174分。

按题目要求作答。

计算题解答时写出
必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最终答案的不得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

22．(3分)温度传感器广泛应用于家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的。

如图甲所示为某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势E＝9.0V，内阻不计；G为灵敏电流表，其内阻R g保持不变；R 为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示，闭合开关S，当R的温度等于20℃时，电流表示数I1＝2mA；当电流表的示数I2＝3.6mA时，热敏电阻的温度是________。

23．(12分)老师要求同学们测出一待测电源的电动势及内阻，所给的实验器材有：待测电源E，定值电阻R1(阻值未知)，电压表V(量程为3.0 V，内阻很大)，电阻箱R(0 ～99.99 Ω)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。

某同学连接了一个如图所示的电路，他接下来的操作是：
a．拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图甲所示的位置后，将S2接
到A，闭合S1，记录下对应的电压表示数为2.20 V，然后断开S1；
b．保持电阻箱示数不变，将S2切换到B，闭合S1，记录此时电压表的读数(电压表的示数如图乙所示)，然后断开S1。

(1)请你解答下列问题：
图甲所示电阻箱的读数为________Ω，图乙所示的电压表读数为________V，由此可算出定值电阻R1的阻值为________Ω。

(电阻R1计算结果保留3位有效数字)
(2)在完成上述操作后，该同学继续以下的操作：
将S2切换到A，闭合S1，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱的示数R和对
应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图丙所示的1
U－
1
R图象。

由此可求
得该电池组的电动势E及内阻r，其中E＝________V，电源内阻r＝________Ω。

24．(16分)如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨，MN、PQ与
水平面的夹角为θ，N、Q两点间接有阻值为R的电阻。

整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。

将质量为m、阻值也为R的金属杆ab垂直放在导轨上，杆ab由静止释放，下滑距离x时达到最
大速度。

重力加速度为g，导轨电阻不计，杆与导轨接触良
好。

求：
(1)杆ab下滑的最大加速度；
(2)杆ab下滑的最大速度；
(3)上述过程中，杆上产生的热量。

25．(19分)如图所示，足够长斜面倾角θ＝30°，斜面上A点上方光滑，A点下方
粗糙，μ＝
1
43
，光滑水平面上B点左侧有水平向右的匀强电场E＝105V/m，
可视为质点的小物体C、D质量分别为m C＝4kg，
m D＝1kg，D带电q＝3×10－4C，用细线通过光滑
滑轮连在一起，分别放在斜面及水平面上的P和Q点由静止释放，B、Q间距离d＝1m，A、P间距离为2d。

取g＝10m/s2，求：
(1)物体C第一次运动到A点时的速度v0；
(2)物体C第一次经过A到第二次经过A的时间t。

33．(12分)如图所示，在光滑水平地面上，有一右端装有固定的竖直挡板的平板小车质量m1＝4.0kg，挡板上固定一轻质细弹簧。

位于小车上A点处的质量为m2＝1.0kg的木块(视为质点)与弹簧的左端相接触但不连接，此时弹簧与木块间无相互作用力。

木块与车面之间的摩擦可忽略不计。

现小车与木块一起以v0＝2.0m/s的初速度向右运动，小车将与其右侧的竖直墙壁发生碰撞，已知碰撞时间极短，碰撞后小车以v1＝1.0m/s的速度水平向左运动，取g＝10m/s2。

求：
(1)小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中小车动量变化量的大小；
(2)若弹簧始终处于弹性限度内，求小车撞墙后与木块相对静止时的速度大小和弹簧的最大弹性势能。

来宾高级中学2016春季学期2017届段考物理答案
一、选择题(共8小题，每小题6分，共48分。

在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题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。

)
14.
答案：C
解析：对小物块受力分析，如图所示，由图中几何关系可知，小物块受到竖直向下的重力和水平向左的电场力，由平行四边形定则可知，小物块从静止开始沿图中虚线做匀加速直线运动，选项A 、B 错误；从静止释放至到达地面的过程中，由动能定理可得mgH ＋qE ×3
H ＝12m v 2－0，即mgH ＋3mg ×3H ＝12
m v 2－0，可得v ＝22gH ，选项
C 正确；该运动可以分解成水平方向上向左的匀加速直线运动和竖直向
下的自由落体运动，由H ＝12
gt 2可知，若其他条件不变，只增加电场强度，小物块到达地面前运动的时间不变，选项D 错误。

15．
答案：B
解析：当L 1灯丝突然短路时，电路的外电阻减小，根据I ＝E R 外＋r
得，电流表读数增大，A 错；当L 2灯丝突然烧断时，电路的外电阻增大，电流表读数变小，由U ＝E －Ir 得电压表读数增大，B 对；电源的输出功率大小由电路的外电阻与内电阻的关系决定，所以C 错；当L 2灯丝突然烧断时，电容器两端的电压增大，所以电容器会充电，D 错。

16.
答案：B
解析：负电荷做曲线运动，电场力指向曲线的内侧，电场线应斜向上，故C 的等势面最高，故A 错误，利用推论：负电荷在电势高处电势能小，知道质点在P 点电势能大，故B 正确；只有电场力做功，电势能和动能之和守恒，故带电质点在P 点的动能与电势能之和等于在Q 点的动能与电势能之和，P 点电势能大，动能小，故C 错误；等差等势面的疏密可以表示电场的强弱，P 处的等势面密，所以P 点的电场强度大，粒子受到的电场力大，粒子的加速度大，故D 错误。

17．
答案：B
解析：开关闭合时，线圈的自感阻碍作用可看做电阻，线圈的电阻逐渐减小，并联电路总电阻逐渐减小，电压U AB 逐渐减小；开关闭合后再断开时，线圈中的感应电流与原电流方向相同，L 、R 、D 形成回路，通过灯泡的电流与原来方向相反，并逐渐减小到0，故U AB 反向，逐渐减小至0，所以本题选B 。

18．
答案：D
解析：线框进入磁场前，根据牛顿第二定律得：线框的加速度a ＝F －mg sin θm
，故A 正确；线框刚进入磁场时做匀速运动，由F 安＋mg sin θ＝F ，而F 安＝BIl 1＝B 2l 21v R
，解得v ＝(F －mg sin θ)R B 2l 21
，故B 正确。

线框进入磁场时，穿过线框的磁通量增加，根据楞决定律判断知线框中感应电流方向为a →b →c →d ，C 正确；由于线框刚进入磁场时做匀速运动，根据功能关系可知产生的热量Q ＝(F －mg sin)L 2，故D 错误。

19.
答案：AC
解析：甲图中电场为匀强电场，电场力做功W ＝qEx ，因E 、q 均保持不变，故电场力做功与x 成正比，故对应的图线是①，A 项正确；乙图中从a 到b 时电场强度减小，故电场力做功越来越慢，即动能的增大应是减慢的，故图象应为③，B 项错误；丙图中为两异种电荷，a 为中间，故从a 到b 时，电场强度增大，故电场力做功也将加快，故动能的增加增快，故应为②，C 项正确；丁图中a 处场强最小，而不能明确b 的位置，故从a 到b 时场强可能一直增大，也可能先增大再减小，若场强一直增大，则做功越来越快，图象应为②，所以D 项错误。

20．
答案：D
解析：设Q 点的纵坐标为b ，到达Q 点的水平分速度为v x ，则由类平抛运动的规律可知
h ＝v 0t
d ＝12
v x t tan45°＝v x v 0
得h ＝2d ，
粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，设粒子在磁场中运动的半径为R ，周期为T 。

则由几何关系可知：R ＝2·2d
带电粒子进入磁场时的速度大小为:v ＝2v 0
则粒子在磁场中运动的周期为:T ＝2πR v ＝4πd v 0
设粒子在电场中运动时间为t 1，t 1＝2d v 0
设粒子在磁场中的运动时间为t 2，t 2＝38T ＋T 2＝78
T 则总时间为t ＝t 1＋t 2＝7πd 2v 0＋2d v 0
，故选D 。

21．
答案：BD
解析：由B －t 图知，t 1时刻磁通量的变化率为零，则感应电流为零，L 上的磁通量为零；故A 错误；在t 2时刻，磁感应强度为零，但是磁通量的变化率最大，则感应电流最大，通过金属圆环的磁通量最大，B 正确；在t 1－t 2时间内，磁通量的变化率不断变大，则线圈内的感应电流不断变大，根据楞次定律，在线圈中的电流方向f 到c ，根据右手螺旋定则，穿过圆环的磁通量向外增大，则根据楞次定律，在金属圆环中产生顺时针方向的感应电流，故C 错误，在t 1－t 2时间内，L 内的磁场增加，由楞次定律可以确定L 必须减小面积以到达阻碍磁通量的增加，故有收缩的趋势，故D 正确。

二、填空题(共2小题，共15分。

把答案直接填在横线上)
22．(3分)
答案：120℃
解析：由题中图乙知，温度为20℃时，R 的阻值R 1＝4kΩ。

由欧姆定律知E ＝I 1(R 1＋R g )，E ＝I 2(R 2＋R g )，两式联立，解得R 2＝2kΩ，由图乙中查得此时温度为120℃。

23．(12分)
答案：(1)20.00(2分) 2.80(2分) 5.45(2分) (2)2.86(3分) 0.26(3分)
解析：(1)电阻箱的读数等于挡位的电阻之和，为20.00Ω；电压表读数应估读一位，为
2.80V ；根据部分电路欧姆定律可得2.20V 20Ω＝ 2.80V 20Ω＋R 1
，解得R 1的阻值约为5.45Ω (2)由图象可知当R 无穷大时，R 两端的电压近似等于电源的电动势，即1E
＝0.35V －1，解得E ＝2.86V ；根据欧姆定律可得，10.35－10.55R 1＋r
＝0.100.55，解得r ＝0.26Ω
三、论述计算题(共3小题，共47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)
24． (16分)
答案：(1)g sin θ 沿导轨平面向下 (2)
2mgR sin θ(BL )2 沿导轨平面向下 (3)12mgx sin θ－m 3g 2R 2sin 2θB 4L 4
解析：(1)设ab 杆下滑到某位置时速度为v ，则此时杆产生的感应电动势E ＝BL v (1分)
回路中的感应电流I ＝E R ＋R
(1分) 杆所受的安培力F ＝BIL (1分)
根据牛顿第二定律有：mg sin θ－B 2L 2v 2R
＝ma (2分) 当速度v ＝0时，杆的加速度最大，最大加速度a ＝g sin θ(1分)，方向沿导轨平面向下(1分)。

(2)由(1)问知，当杆的加速度a ＝0时，速度最大，最大速度v m ＝
2mgR sin θ(BL )2，方向沿导轨平面向下 (3分)
(3)ab 杆从静止开始到最大速度过程中，根据能量守恒定律有
mgx sin θ＝Q 总＋12
m v 2m (2分) 又Q 杆＝12
Q 总 (2分) 所以Q 杆＝12mgx sin θ－m 3g 2R 2sin 2θB 4L 4
(2分)
25．(19分)
答案：(1)2m/s (2)1.82s
解析：(1)由题知释放后C 物体将沿斜面下滑，C 物体从P 到A 过程，对C 、D 系统由动能定理：
m C g ·2d sin θ－Eq ·d ＝12
(m C ＋m D )v 20 ①(3分) 解①得：v 0＝2m/s ②(2分)
(2)由题意，C 经过A 点后将减速下滑至速度为0后又加速上滑，设向下运动的时间为t 1，其加速度大小为a 1，发生的位移为x 1，对物体C ：
T 1＋μm C g cos θ－m C g sin θ＝m C a 1 ③(2分)
t 1＝v 0a 1
④(1分) x 1＝v 202a 1
⑤(1分) 对物体D ：Eq －T 1＝m D a 1 ⑥(2分)
设物体C 在加速上滑到A 的过程中，加速度大小为a 2，时间为t 2，对物体C ：
T 2－μm C g cos θ－m C g sin θ＝m C a 2 ⑦(2分)
对物体D ：Eq －T 2＝m D a 2 ⑧(2分)
x 1＝12
a 2t 22 ⑨(1分) t ＝t 1＋t 2 ⑩(1分)
联立③④⑤⑥⑦⑦⑧⑨⑩解得：
t ＝23(3＋1)s ≈1.82s 。

⑪(2分)
33．(12分)
答案：(1)12kg·m/s (2)0.40m/s 3.6J
解析：(1)以v 1的方向为正方向，则小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中，小车动量变化量的大小为
Δp ＝m 1v 1－m 1(－v 0)＝12kg·m/s (4分)
(2)小车与墙壁碰撞后向左运动，木块与小车间发生相对运动将弹簧压缩至最短时，二者速度大小相等，此后木块和小车在弹簧弹力的作用下，做变速运动，当两者具有相同速度时，二者相对静止。

整个过程中，小车和木块组成的系统动量守恒
设小车和木块相对静止时的速度大小为v ，根据动量守恒定律有
m 1v 1－m 2v 0＝(m 1＋m 2)v (3分)
解得v ＝0.40m/s (1分)
当小车与木块首次达到共同速度v 时，弹簧压缩至最短，此时弹簧的弹性势能最大 设最大弹性势能为E p ，根据机械能守恒定律可得
E p ＝12m 1v 21＋12m 2v 20－12
(m 1＋m 2)v 2 (3分) E p ＝3.6J (1分)。