2017-2018学年新疆乌鲁木齐市天山区兵团二中高二(上)期末物理试卷(解析版)

2017-2018学年新疆乌鲁木齐市天山区兵团二中高二（上）期末物理试卷（解析版）
2017-2018学年新疆乌鲁木齐市天山区兵团二中高二（上）
期末物理试卷
一、单选题（本大题共6小题，共24.0分）
1. 下列说法正确的是
A. 布朗运动是固体分子的无规则运动
B. 液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈
C. 布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的
D. 物体的温度可以比绝对零度还低
【答案】B
【解析】解：
AC、布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动在，是由于液体分子对小颗粒的碰撞的作用力不平衡引起的，所以布朗运动说明了液体分子不停的做无规则运动，故AC错误。

B、液体的温度越高，液体分子运动越剧烈，悬浮颗粒越小，则布朗运动也越剧烈，故B正确；
D、根据热力学第三定律知物体的温度不能达到绝对零度，故D错误；
故选：B。

固体小颗粒做布朗运动是液体分子对小颗粒的碰撞的作用力不平衡引起的，液体的温度越低，悬浮小颗粒的运动越缓慢，且液体分子在做永不停息的无规则的热运动。

固体小颗粒做布朗运动说明了液体分子不停的做无规则运动。

掌握布朗运动的实质和产生原因，以及影响布朗运动剧烈程度的因素是解决此类题目的关键。

2. 在国际单位制中，金属铜的密度为，它的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，
则下列结论正确是
A. 1kg铜所含铜原子的数目是
B. 1 的铜所含铜原子的数目是
C. 1个铜原子占有的体积是
D. 1个铜原子的质量是
【答案】C
【解析】解：A、1kg铜所含的铜原子数，故A错误。

B、的铜所含铜原子的数目，故B错误。

C、1个铜原子所占的体积，故C正确。

D、1个铜原子的质量，故D错误。

故选：C。

根据质量求出物质的量，运用物质的量乘以阿伏伽德罗常数求出铜原子数目。

根据体积求出质量，得出物质的量，从而求出铜原子的数目。

根据摩尔质量求出摩尔体积，结合
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摩尔体积除以阿伏伽德罗常数求出一个铜原子的体积。

根据物质的量和阿伏伽德罗常数求出一个铜原子的质量。

本题考查了阿伏伽德罗常数的有关计算，知道各个物理量之间的关系，阿伏伽德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁。

3. “爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”，爆竹声响是辞旧迎新的标志，是喜庆心情
的流露有一个质量为3m的爆竹从地面斜向上抛出，上升h后到达最高点，此时速度大小为、方向水平向东，在最高点爆炸成质量不等的两块，其中一块质量为2m，速度大小为v，方向水平向东；重力加速度为则
A. 爆竹在最高点爆炸过程中，整体的动量守恒
B. 质量为m的一块，其速度为～
C. 质量为m的一块，在落地过程中重力冲量的大小为，方向竖直向下
D. 质量为2m的一块，在落地过程中重力冲量的大小为，方向水平向东
【答案】C
【解析】解：A、爆竹在最高点爆炸过程中，整体水平方向上不受外力，水平方向上动量守恒，故A错误。

B、规定向东为正方向，根据动量守恒得，，解得质量为m的一块的速度，故B错误。

C、质量为m的一块爆炸后，做平抛运动，运动的时间，则在落地过程中重力冲量的大小为，方向竖直向下，故C正确。

D、质量为2m的一块，在落地过程中重力冲量的大小为，方向竖直向下，故D
错误。

故选：C。

爆炸爆炸前后瞬间，水平方向上动量守恒，结合动量守恒定律求出质量为m一块的速度根据高度求出平抛运动的时间，结合冲量公式求出重力的冲量大小，方向与重力方向相同．
本题考查了动量守恒和冲量的基本运用，知道动量守恒的条件，掌握冲量公式，知道冲量的方向与力的方向相同．
4. 如图所示，一根导线位于磁感应强度大小为B方向垂直纸面向里的匀强磁场中，其
中，且、现给这根导线通入由A至E的恒定电流I，则导线受到磁场作用的合力大小为
A. B. C. D. 4BIL
【答案】C
【解析】解：据图和几何关系求得AE间的距离为：。

据安培力公式：，故ABD错误，C正确。

故选：C。

当磁场方向与电流方向垂直时，由安培力，L为导线的等效长度，即在垂直于
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磁场平面上两点间的距离。

明确安培力公式L 为导线的有效长度，知道有效长度的求法是在垂直于磁场平面上两点间的距离。

5. 一个边长为6cm 的正方形金属线框置于匀强磁场中，线
框平面与磁场垂直，电阻为 磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图所示，则线框中感应电流的有效值为
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】解：由图可知，磁场是周期性变化的，因此产生电压也是周期性变化的 法拉第电磁感应定律
有：
～ 秒产生电压为：
～ 秒产生电压为：
由图可知，磁场的变化周期为5s ，所以产生的感应电流周期也为5s ，前3s 电流为：
，
后2s 电流为：
设电流的有效值为I ，根据电流的热效应在一个周期内，有：
，其中 ， ， ，
所以解得： ，故ACD 错误，B 正确． 故选B ．
解本题的关键是根据所磁感应强度B 随时间t 的变化关系图，利用法拉第电磁感应定律求出线框中电压随时间的变化情况，然后根据电流热效应可以求出感应电流的有效值；在求电压时注意所给图象的斜率物理意义．
本题是关于法拉第电磁感应定律和交流电有效值的综合题 要正确应用法拉第电磁感应
定律定律，尤其是理解
的含义，平时加强规律的综合应用． 6.
当两个分子之间的距离为 时，正好处于平衡状态，下面关于分子间相互作用的引力和斥力的各说法中，正确的是
A. 两分子间的距离小于 时，它们之间只有斥力作用
B. 两分子间的距离小于 时，它们之间只有引力作用
C. 两分子之间的距离小于 时，它们之间既有引力又有斥力的作用，而且斥力等于引力
D. 两分子之间的距离等于 时，它们之间既有引力又有斥力的作用，而且引力大于斥力 【答案】D
【解析】解：A 、分子间同时存在相互作用的引力和斥力，故A 、B 错误。

C 、两分子之间的距离小于 时，它们之间既有引力又有斥力的作用，而且斥力大于引力，作用力表现为斥力；故C 错误。

D 、当分子间距离等于 时，它们之间既有引力又有斥力的作用，而且引力大于斥力，故D 正确； 故选：D 。

分子间有间隙，存在着相互作用的引力和斥力，当分子间距离增大时，表现为引力，当分子间距离减小时，表现为斥力，而分子间的作用力随分子间的距离增大先减小后增大，再减小；当分子间距等于平衡位置时，引力等于斥力，即分子力等于零。

此题考查的是分子间的相互作用力，以及作用力和分子间距离的关系，是一道基础题。

二、多选题（本大题共6小题，共24.0分）
7. 圆形区域内有如图所示的匀强磁场，一束相同荷质比的带电
粒子对准圆心O射入，分别从a、b两点射出，则从b点射出
的粒子
A. 带正电
B. 运动半径比从a点射出的粒子小
C. 速率比从a点射出的粒子大
D. 在磁场中的运动时间较短
【答案】ACD
【解析】解：粒子在磁场中运动只受洛伦兹力作用，故粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力
做向心力，故有：；
A、根据粒子做圆周运动，由粒子从b点射出可得：粒子做逆时针运动；故由左手定则可得：粒子带正电，故A正确；
B、根据粒子做匀速圆周运动可得：粒子运动轨道的圆心为与速度方向垂直的直线和运动轨迹上任意两点的垂直平分线的交点，故根据几何关系可得：，故B错误；
C、根据洛伦兹力做向心力可得：速率，故由可得：，故C正确；
D、粒子做匀速圆周运动的周期相等，由几何关系可得：从b点射出的粒
子在磁场中转过的中心角较小，故运动时间较短，故D正确；
故选：ACD。

根据粒子做匀速圆周运动，由粒子偏转方向根据左手定则得到粒子电性；再根据匀速圆周运动规律由几何关系求得轨道半径及中心角的大小关系；即可根据洛伦兹力做向心力求得速率、周期，从而求得运动时间。

带电粒子在磁场中运动，洛伦兹力做向心力，故常根据速度及磁感应强度求得半径，然后根据几何关系求得运动轨迹；或反过来由轨迹根据几何关系求解半径，进而求得速度、磁感应强度。

8. 如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，绕轴在磁感应强度为B的匀
强磁场中以角速度匀速转动时，通过滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有定值电阻R，从图示位置开始计时，下列判断正确的是
A. 当变压器的变压比为n时，电流表测得的是电流最大值，其值为
B. 感应电动势的瞬时值表达式为
C. P向上移动时，电流表示数变大
D. P向上移动时，电流表示数变小
【答案】BD
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【解析】解：A 、电流表测得的是电流的有效值，故A 错误； B 、从中性面时开始计时，矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 ，故B 正确；
C 、
D 、当P 位置向上移动、R 不变时，副线圈匝数减小，根据理想变压器的变压比公
式
，输出电压变小，故电流变小，故电流表读数变小，故C 错误，D 正确； 故选：BD 。

电压表和电流表读数为有效值；正弦式交流发电机从中性面位置开始计时，其电动势表达式为： ；根据副线圈匝数的变化求出副线圈上的电压的变化，然后由欧姆定律即可求出电流表的变化．
本题关键明确交流四值、理想变压器的变压比公式、功率关系，同时要明确电压的变化引起的其他的变化．
9. 如图所示， 、 是完全相同的灯泡，L 是自感系数较大、
直流电阻为 的线圈，滑动变阻器的最大阻值为 ，S 由闭合到断开的瞬间，关于 、 亮度的说法中正确的是
A. 两灯逐渐熄灭
B. 两灯先后熄灭
C. 灯可能闪亮一下再熄灭
D. 两灯立即熄灭
【答案】AC
【解析】解：开关断开瞬间，由于L 的自感作用 相当于电源 两灯逐渐一起熄灭，故A 正确BD 错误；
当 时，流过 的电流比 的大，开关断开时，L 与 串联， 中的电流与L 中的电流相等， 灯闪亮一下再熄灭，故C 正确； 故选：AC 。

断开时由于自感作用两个灯不会立即熄灭，当通过灯2的电流比原来大时，灯会闪亮一下再熄灭．
本题的难点在于灯2会不会闪亮一下再熄灭，要根据欧姆定律先判断原来电流的大小关系．
10. 如图所示为用直流电动机提升重物的装置，重物的重量
为500N ，电源电动势为110V ，不计电源内阻及各处摩擦，当电动机以 的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流为 ，可以判断 A. 电动机消耗的总功率为550W B. 提升重物消耗的功率为450W
C. 电动机线圈的电阻为
D. 电动机线圈的电阻为 【答案】ABD
【解析】【分析】
当电动机以恒定速度向上提升重物时，同时电动机因线圈电阻消耗功率 则电源产生的总功率等于提升物体消耗的功率加上线圈电阻消耗的功率 由能量守恒定律可知，提升功率与电阻发热功率之和为电源的总功率． 【解答】
解：重物被提升的功率 此时电路中的电流为 则电源的总功率 总
所以线圈电阻消耗的功率为总
由殴姆定律可得：
故选：ABD。

11. 如图所示，螺线管与电流表组成闭合电路，条形磁铁位于螺线管
上方，下端为N极。

则当螺线管中产生的感应电流
A. 方向与图示方向相同时，磁铁靠近螺线管
B. 方向与图示方向相反时，磁铁靠近螺线管
C. 方向与图示方向相同时，磁铁远离螺线管
D. 方向与图示方向相反时，磁铁远离螺线管
【答案】AD
【解析】【分析】
当磁铁的运动时，穿过线圈的磁通量变化，由楞次定律判断出感应电流的方向。

楞次定律是高中物理的一个重点，也是常考内容，一定要正确、全面理解楞次定律含义，掌握应用楞次定律解题的思路与方法。

【解答】
由题意可知，当磁铁N极向下运动时，即靠近螺线管，导致穿过的磁通量变大，且磁场方向向下，因此根据楞次定律，则有感应电流的方向为盘旋而下，与图示方向相同，
同理，当磁铁N极向上运动时，即远离螺线管，导致穿过的磁通量变小，且磁场方向向下，因此根据楞次定律，则有感应电流的方向为盘旋而上，与图示方向相反，故AD正确，BC错误。

故选AD。

12. 如图，光滑斜面的倾角为，斜面上放置一矩形导体线框abcd，ab边的边长为，
bc边的边长为，线框的质量为m、电阻为R，线框通过绝缘细线绕过光滑的小滑轮与重物相连，重物质量为M，斜面上ef线平行底边的右上方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为B，如果线框从静止开始运动，进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的，且线框的ab边始终平行底边，则下列说法正确的是
A. 线框进入磁场前运动的加速度为
B. 线框进入磁场时匀速运动的速度为
C. 线框进入磁场时做匀速运动的总时间为
D. 若该线框进入磁场时做匀速运动，则匀速运动过程产生的焦耳热为
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【答案】ACD
【解析】解：A、线框进入磁场前，对整体，根据牛顿第二定律得：线框的加速度为故A正确。

B、C设线框匀速运动的速度大小为v，则线框受到的安培力大小为，对线框，根据平衡条件得：，联立两式得，，匀速运动的时间为
故B错误，C正确。

D、线框进入磁场的过程做匀速运动，M的重力势能减小转化为m的重力势能和线框中的内能，根据能量守恒定律得：匀速运动过程产生的焦耳热为故D正确。

故选：ACD。

线框进入磁场前，根据牛顿第二定律求解加速度线框进入磁场的过程做匀速运动，M
的重力势能减小转化为m的重力势能和线框中的内能，根据能量守恒定律求解焦耳热由平衡条件求出线框匀速运动的速度，再求出时间．
本题是电磁感应与力平衡的综合，安培力的计算是关键本题中运用的是整体法求解加
速度．
三、填空题（本大题共1小题，共4.0分）
13. 在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所
示，读数为______mm．
用游标为20分度的游标卡尺测量小球的直径，示数如图2所示，读数为______cm．
【答案】
【解析】解：螺旋测微器的固定刻度为，可动刻度为
，所以最终读数为．
游标卡尺的主尺读数为：6mm，游标尺上第14个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为，
所以最终读数为：．
故答案为：；
解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读螺旋测
微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．
对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，正确使用这些基本仪器进行有关测量注意读出的数据小数部分最后面的零不能漏掉．
四、实验题探究题（本大题共1小题，共8.0分）
14. 用伏安法测金属丝的电阻实验所用器材为：
电池组电动势3V，内阻约
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电流表内阻约
电压表内阻约
滑动变阻器～，额定电流
开关、导线若干。

某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：
“乙”。

图是测量的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P 置于变阻器的一端。

请根据所选的电路图，补充完成实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。

这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。

请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出图线。

由图线得到金属丝的阻值______保留两位有效数字。

结合以上数据，如果该金属丝长度为，截面直径为，则可以估算出金属丝电阻率约为______填选项前的符号。

A.
【答案】甲；；C
【解析】解：由记录数据根据欧姆定律可知金属丝的电阻约由题意可知，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法，实验要描绘电阻的伏安特性曲线，要求电压电流从接近0开始调节，滑动变阻器应采用分压接法，实验应选择图甲所示电路。

根据图甲所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：
根据表中实验数据在坐标系内描出第2、4、6三组数据对应的点，然后作出图象如图所示：
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由图示图象可知，待测电阻阻值：
；
由电阻定律可知，电阻：
，电阻率：
，故选：C ；
故答案为： 甲； 实物电路图如图所示； 图象如图所示； ； 。

根据数据比较电压表、电流表和被测电阻的阻值关系，确定可采取的电路。

按照电路原理图进行实物图的连接，注意导线不能交叉和滑动变阻器的连接方式。

根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据坐标系内描出的点作出图象，然后根据图象应用欧姆定律求出电阻阻值。

根据实验数据应用电阻定律求出电阻率。

该题是综合性较强的题，解答时注意一下几方面：
1、对于长度的测量注意高中所要求的游标卡尺和螺旋测微器的使用方法，读书时是固定刻度的值与可动刻度的值得和。

2、会根据电压表、电流表及被测电阻的阻值关系，确定电流表是内接还是外接。

3、实物连接时，注意导线不能相交叉，并且要注意闭合电建时，分压电路的输出端电压要为零。

4、会用电阻定律来求解导线的电阻率
五、计算题（本大题共4小题，共40.0分） 15. 发电机的输出电压为220V ，输出电功率为44kW ，输电导线的电阻为 如果用初、
次级线圈匝数之比为1：10的升压变压器升压，经输电线路后，再用初、次级匝数比为10：1的降压变压器降压供给用户 求用户得到的电压和功率． 【答案】解： 全过程的线路如图所示
根据
得：
则输电线上的电流为：
损失的功率为： 损
．
输电线上损失的电压为：
则降压变压器输入电压为：
根据
得用户得到的电压为：
；
用户得到的功率为：损
答：用户得到的电压；功率．
【解析】根据升压变压器原副线圈的匝数比和输入电压，求出输出电压，从而得出输送的电流，根据损求出输电线上损耗的功率根据输电线上的电压损失得出降压变
压器的输入电压，从而得出用户得到的电压根据功率损失求出用户得到的功率
本题的关键：1、原副线圈的电压比、电流比与匝数比的关系；2、输送功率、输送电压、电流的关系．
16. 如图所示，PN和MQ两板平行且板间存在垂直纸面向里
的匀强磁场，两板间距离及PN和MQ长均为d，一带正
电的质子从PN板的正中间O点以速度垂直射入磁场，
为使质子能射出两板间，试求磁感应强度B的大小。

已
知质子带电荷量为e，质量为m。

【答案】解：由左手定则确定，质子向上偏转，所以质子能射出两板间的条件是：
B较弱时，质子从M点射出，如图所示，此时轨道的圆心为点，
由平面几何知识得：
，解得：，
质子在磁场中做圆周运动，由牛顿第二定律得：
，解得：，即：，，
B较强时，质子从N点射出，此时质子运动了半个圆周，
轨道半径所以，即，
综合上述两种情况，B的大小为：。

答：磁感应强度B的大小为：。

【解析】质子进入板间匀强磁场中做匀速圆周运动，当质子的轨迹恰好与N点相切时，对应的能射出两板间的速度最小；当质子的轨迹恰好与M点相切时，对应的能射出两
板间的速度最大，根据几何关系求出临界情况下轨迹半径，由半径公式求出B的
范围。

本题是磁场中临界问题，画出轨迹，作出边界轨迹，运用几何知识求出轨迹半径是解题的关键。

17. 如图所示，一质量的带有弧形轨道的平台置于足够长的水平轨道上，弧形
轨道与水平轨道平滑连接，水平轨道上静置一小球从弧形轨道上距离水平轨道高
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处由静止释放一质量 的小球A ，小球A 沿轨道下滑后与小球B 发生弹性正碰，碰后小球A 被弹回，且恰好追不上平台 已知所有接触面均光滑，重力加速度为 求小球B 的质量．
【答案】解：设小球A 下滑到水平轨道上时的速度大小为 ，平台水平速度大小为v ，设向右为正方向；由动量守恒定律有：
由能量守恒定律有：
联立并代入数据解得：
，
小球A 、B 碰后运动方向相反，设小球A 、B 的速度大小分别为 和 ，由题意知：
由动量守恒定律得：
由能量守恒定律有：
联立并代入数据解得：
答：小球B 的质量的3kg ．
【解析】小球A 与平台在相碰过程总动量守恒，由动量守恒列式；再由功能关系列式联立小球A 及平台的速度；再对小球和B 进行分析，由动量守恒和机械能守恒结合题意可求出B 球的质量．
本题考查动量守恒定律及功能关系的应用，要注意在分析问题时，正确选择研究对象系统，明确动量守恒的条件及应用．
18. 如图所示，顶角 的金属导轨MON 固定在水平
面内，导轨处在方向竖直、磁感应强度为B 的匀强磁
场中 一根与ON 垂直的导体棒在水平外力作用下以恒
定速度 沿导轨MON 向右滑动，导体棒的质量为m ，
导轨与导体棒单位长度的电阻均为 导体棒与导轨接
触点为a 和b ，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良
好接触 时，导体棒位于顶角O 处．
求： 时刻流过导体棒的电流强度I 和电流方向．
导体棒作匀速直线运动时水平外力F 的表达式．
导体棒在 时间内产生的焦耳热Q ．
【答案】解： 时刻电动势为 ，
总电阻为 ，
由此得电流 ；
方向由
b 到a ；
拉力跟安培力等大：
可得
功率和拉力与时间成正比，
因此有
可得
答：时刻流过导体棒的电流强度；和电流方向．
导体棒作匀速直线运动时水平外力F的表达式．
导休棒在时间内产生的焦耳热
【解析】求出t时刻导体棒的有效长度，结合切割产生的感应电动势和闭合电路欧姆定律求出电流强度的大小，根据右手定则求出电流的方向；当导体棒做匀速直线运动时，水平外力等于安培力，根据平衡求出水平拉力的表达式；导体棒在～时间内电流大小恒定，抓住R与时间正比，通过平均功率，根据求出产生的焦耳热Q；根据
求解t时刻的电功率．
本题综合考查了切割产生的感应电动势、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律等知识点，有一定的综合性，关键是电流是恒定电流．。