16学年上学期高二期末考试物理(理)试题(附答案)(2)

山西省忻州市第一中学15—16学年上学期
高二期末考试物理（理）试题
第I 卷（选择题）
一、本题共8小题，每小题4分。

在每小题给出的4个选项中，只有一项符合题意。

1．某电场的电场线分布如图所示，下列说法正确的是 A. a 点的电势高于b 点的电势 B. c 点的电场强度大于d 点的电场强度
C. 若将一正试探电荷由a 点移到b 点，电场力做负功
D. 若将一负试探电荷由c 点移到d 点，电势能增大
2．用控制变量法可以研究影响平行板电容器电容的因素.如图所示，设两极板正对面积为S ，极板间的距离为d ，静电计指针偏角为θ。

实验中,极板所带电荷量可视为不变,若 A. 保持S 不变，增大d ，则θ变大 B. 保持S 不变，增大d ，则θ变小 C. 保持d 不变，减小S ，则θ变小 D. 保持d 不变，减小S ，则θ不变
3．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab 以水平初速度v 0抛出，设在整个过程中棒一直保持水平，且不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势的大小变化情况是 A. 越来越大 B. 越来越小 C. 保持不变 D. 无法判断
4．法拉第利用电磁感应的原理制成了人类历史上第一台发电机。

如图所示，半径为r 的铜盘安装在水平的铜轴上，有垂直于盘面的匀强磁场B 穿过铜盘，两块铜片C 、D 分别与转动轴和铜盘的边缘接触。

使铜盘转动，通过电阻R 的电流的方向和大小分别是(铜盘的电阻不计)。

a
b
A. 由C 到D , 2B r I R ω=
B. 由D 到C, 2
B r I R ω=
C. 由C 到D, 22B r I R ω=
D. 由D 到C, 2
2B r I R
ω=
5．如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个质量和电量均相同的正、负离子(不计重力)，从点O 以相同的速度先后射入磁场中，入射方向与边界成θ角，则正、负离子在磁场中运动不正确的是 A. 运动时间相同 B. 运动轨迹的半径相同
C. 重新回到边界时速度的大小和方向相同
D. 重新回到边界的位置与O 点距离相等
6．如图所示,竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R ，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F 作用下加速上升的一段时间内，力F 做的功与安培力做的功的代数和等于
A. 电阻R 上放出的热量
B. 棒的机械能增加量
C. 棒的动能增加量
D. 棒的重力势能增加量
7．如图，空间存在垂直于纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场，场内有一绝缘的足够长的直杆，它与水平面的倾角为θ，一带电荷量为q 、质量为m 的带负电小球套在直杆上，从A 点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数为μ，在小球以后的运动过程中，下列说法正确的是
A. 小球下滑的最大速度为sin m mg v qB
θ
=
B. 小球下滑的最大加速度为a m =g sin θ
C. 小球的加速度一直在减小
D. 小球的速度先增大后减小
8．如图所示，两个垂直纸面的匀强磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B ，磁场区域宽度均为a ，一正三角形(中垂线长为a )导线框ABC 从图示位置沿x 轴正方向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向
为电流的正方向，下列选项中感应电流i 与线框移动距离x 的关系图象正确的是
二、本题共4小题，每小题4分。

在每小题给出的四个选项中，有多项符合题意。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。

9．如图所示，直线A 、B 分别为电源a 、b 的路端电压与电流的关系图线，直线C 为一个电阻R 两端电压与电流的关系图线。

将这个电阻分别接到a 、b 两电源上，那么 A. 电源a 的电动势较大 B. 电源b 的内阻较大
C. R 接到a 电源上时电源的输出功率较大，但电源效率较低
D. R 接到a 电源上时电阻的发热功率较大，电源效率也较高
10．如图所示，线圈M 和线圈N 绕在同一铁芯上，M 与电源、开关、滑动变阻器相连，P 为滑动变阻器的滑片，开关S 处于闭合状态，N 与电阻R 相连。

下列说法正确的是 A. 当P 向右移动时，通过R 的电流方向为由b 到a
B. 当P 向右移动时，通过R 的电流方向为由a 到b
C. 断开S 的瞬间，通过R 的电流方向为由b 到a
D. 断开S 的瞬间，通过R 的电流方向为由a 到b
11．如图所示，虚线AB 和CD 分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O 点，两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M 、N 上，下列说法中正确的是
A. A、B两处电势、场强均相同
B. C、D两处电势、场强均相同
C. 在虚线AB上O点的场强最大
D. 带正电的试探电荷在O处的电势能大于在B处的
电势能
12．如图为回旋加速器的示意图．其核心部分是两个D型金属盒，置于磁感应强度大小恒
定的匀强磁场中，并与高频交流电源相连．带电粒子在D型盒中心附近由静止释放，忽
略带电粒子在电场中的加速时间，不考虑相对论效应．欲
措施可行的是
A. 仅将磁感应强度变为原来的2倍
B. 仅将交流电源的电压变为原来的一半
C. 仅将D
D. 仅将交流电源的周期变为原来的2倍
第II卷（非选择题）
三、实验题。

（共2个小题，共16分。

将正确答案填在答题卷中对应的横线上）
13．（8分）为了较准确地测量某电子元件的电阻，某实验小组做如了测量：
(1)用多用表测量该元件的电阻，选用“×10”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转很
小，因此需选择(填“×1’或“×100”)倍率的电阻挡，并，再进行测量。

(2)若用多用表测得该元件的电阻大约为1.5kΩ，现在要进一步精确测量其电阻，有以下
器材：
A. 待测元件R(阻值约为1.5kΩ)
B. 电流表(量程5mA，内阻约5Ω)
C. 电阻箱(9999.9Ω，0.5A)
D. 直流电源(电动势约为20V，内阻约0.5Ω)
E. 单刀双掷开关一个，导线若干
实验小组有同学设计了如图所示电路进行测量。

在闭合S 前，先把R 调至 (填“最大值”或“最小值”)，然后把k 打到1，调节R ，当其阻值为R 1时，电流示数为I 0，再把k 打到2，调节R ，当其阻值为R 2时，电流表示数为 ，则R x = (用实验中获得的物理量来表示)。

14．（8分）某实验小组用如图所示的电路测定一电动势约2.8 V 的电池的电动势和内阻，现
有下列器材可供选用：
A ．电压表(0～3 V ，内阻约5 kΩ)
B ．电流表(0～100 mA ，内阻1 Ω)
C ．定值电阻R 1(阻值0.2 Ω)
D ．定值电阻R 2(阻值5.0 Ω)
E ．滑动变阻器R 3(阻值0～15 Ω)
F ．开关、导线若干 操作步骤如下：
(1)该同学考虑由于电流表量程过小，需要扩大电流表量程．应在电流表上________(填“串联”或“并联”)定值电阻________(填“R 1”或“R 2”)。

(2)将改装后的电流表重新接入电路，并把滑动变阻器阻值仍调到最大，此时电流表指针偏转角度较小．逐渐调小滑动变阻器阻值，电流表示数有较大的变化，但电压表示数基本不变，该现象说明____________________________________________________。

(3)为了让实验能正常进行,该同学对图示的电路做了适当改进,请在右侧方框内画出改进后的电路图。

(4)用改进后的电路测定出两组数据：第一组数据为U 1＝1.36 V ，I 1＝0.27 A ；第二组数据为U 2＝2.00 V ，I 2＝0.15 A ，则电池的内阻为________ Ω(计算结果保留两位小数)。

四、计算题，本题共3小题，共36分。

解答要写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。

直接写出最后答案的不得分。

15．（10分）一直升机以5.0 m/s 的速度竖直上升，某时刻从飞机上释放一物块，经2.0 s 落到地面上，不计空气阻力，g 取10 m/s 2。

求： （1）物块落到地面时的速度大小； （2）物块在2.0 s 内通过的路程； （3）物块释放时距地面的高度。

14（3）电路图
16．（12分）如图所示，一段长方体金属导电材Array料，厚度为a、高度为b、长度为l，内有带电
量为e的自由电子。

该导电材料放在垂直于前
后表面的匀强磁场中，磁感应强度为B。

当有
大小为I的恒定电流垂直于磁场方向通过导电材料时，在导电材料的上下表面间产生一个恒定的电势差U。

（1）比较上下表面电势的高低；
（2）求该导电材料单位体积内的自由电子数n。

17．（14分）如图所示,两根相距L平行放置的光滑
导电轨道，与水平面的夹角为θ，轨道间有电阻R，
处于磁感应强度为B、方向垂直轨道向上的匀强
磁场中。

一根质量为m、电阻为r的金属杆ab，由静止开始沿导电轨道下滑，设下滑过程中杆ab始终与轨道保持垂直，且接触良好，导电轨道有足够的长度且电阻不计。

（1）金属杆的最大速度是多少；
（2）当金属杆的速度刚达到最大时,金属杆下滑的距离为s，求金属杆在此过程中克服安培力做的功；
（3）若开始时就给杆ab沿轨道向下的拉力F使其由静止开始向下做加速度为a的匀加速运动(a>g sin θ),求拉力F与时间t的关系式?
附加题：
18．（10分）如图所示，xOy坐标系的第一象限内，有
一边界线OA与y轴的夹角∠AOy＝45°，边界线的上
方与下方分别存在垂直纸面向外与向里的匀强磁场，
磁感应强度大小均为B＝0.25 T．一束带电量q＝
8.0×10－19 C、质量m＝8.0×10－26 kg的正离子以v＝
5×105 m/s从y轴上坐标为(0,0.4 m)的Q点垂直y轴射
入磁场区．求：
（1）离子在磁场中做圆周运动的半径和周期；
（2）现只改变B的大小，使离子不经过OA边界而直接从y轴离开磁场区域，则B应满足什么条件？
（3）若B＝0.125T,且从离子经过Q点开始计时,则离子在哪些时刻恰好经过OA边界？
2015-2016学年第一学期期末考试试题
高二物理（理科）参考答案
一．单选题 本题共8小题，每小题4分。

1．C 2．A 3．C 4．D 5． A 6．B 7．B 8．C 二．多选题 本题共4小题，每小题4分。

9．AC 10．AD 11．BD 12．BC
三．实验题 本题共2小题，共16分。

13．共8分
(1)×100（1分），欧姆调零（1分）； (2)最大值（2分）；I 0（2分）；R 2﹣R 1（2分）。

说明：后两空答案只要合理，同样给分。

14．共8分
(1)并联（1分），R 1（1分） (2)电池的内阻太小（2分）
(3) 改进后的电路图如图所示（在电路中串联定值电阻R 2）（2分） (4)0.33（2分） 四．计算题，本题共3小题，共36分。

15．（12分）
解：（1）设物块落地时速度为v ，由速度公式：
v = v 0﹣gt （2分） 代入数据解得：v =﹣15m/s （1分）
物块落到地面时的速度大小为15m/s,负号说明速度方向竖直向下。

（1分）
（2）物块上升过程有：0﹣v 02
= - 2gh 1 （1分）
代入数据得：h 1=1.25m （1分） 下降过程有：v 2﹣0=2gh 2 （1分） 代入数据得：h 2=11.25m （1分） 则物块通过的路程为：s =h 1+h 2=12.5m （1分）
（3）由2
012H v t gt =- （2分）
代入数据得，位移H =﹣10m
所以物块释放时离地面的高度为10m 。

（1分） 说明：分段法作答解答正确，同样给分。

16．（10分）
解：（1）下表面电势较高（3分）；
（2）上下表面间电势差稳定时，对于定向移动的自由电子来说在竖直方向受力平衡，即洛仑兹力与电场力平衡，有
U
evB e
b
= （2分） 导体中电流的微观表达式：I =nesv （2分） 沿电流方向导电材料的横截面积为s =ab （1分）
联立解得：IB n eaU
= （2分）
17．（14分）
解：(1) 金属杆受力如图所示，当杆达最大速度v m 时，有
F 安 = mg sin θ （2分）
此时感应电动势：E = BLv m , （1分） 杆受安培力：F 安 = BIL （1分）
由闭合电路欧姆定律：E I R r =+ （1分）
联立可解得：22
sin ()
m mg R r v B L θ+=
（1分）
(2) 对杆根据功能关系，有：
mgs sin θ - W 安 = 2
102
m mv - （2分）错误！未找到引用源。

解得：2
244
sin ()sin ()2m g R r W mg s B L θθ+=-安 （2分）错误！未找到引用源。

(3) 经过时间t ，杆的速度v =at （1分） 由牛顿第二定律：F +mg sin θ-BIL =ma （2分）
解得：F =m (a -g sin θ) + 22
B L a t R r
+ （1分）
附加题： 18．（10分）
答案 (1)0.2 m 8π×10－
7 s (2)B ≥0.3 T (3)(8n ＋2)π×10－
7 s(n ＝0,1,2，…)
解：(1)洛伦兹力充当向心力，故有：
qvB ＝m v 2
R
（1分）
解得R ＝0.2 m （1分） 周期T ＝2πm Bq ＝8π×10－
7 s （1分）
(2)临界条件为：在AOy 区间内运动轨迹恰好与OA 相切，则有 R ＋R cos 45°＝OQ （1分）
qvB 0＝m v 2
R （1分）
解得B 0＝
2＋1
8
T≈0.3 T 所以B 应满足B ≥0.3 T. （1分）
(3)若B ＝0.125 T ，正离子在两个磁场做圆周运动的半径和周期分别为：
R ＝mv Bq ＝0.4 m （1分） T ＝2πm Bq
＝16π×10－
7 s （1分）
由几何关系可知，粒子从Q 点进入AOy 经过T
8之后，垂直OA 边界进入AOx 区域，再
经T 2后垂直OA 边界进入AOy 区域，再经T
2后又垂直于OA 边界进入AOx 区域，所以离子恰好经过OA 边界的时刻为
t ＝T 8＋n T 2
＝(8n ＋2)π×10－
7 s(n ＝0,1,2，…)． （2分）。