人教版高中物理选修3-1-第一学期高二第四次大考

（精心整理，诚意制作）
20xx-20xx 学年度第一学期高二第四次大考
物 理 试 卷
总分：100分 考试时间：100分钟
一、选择题（本题共10小题，每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1.关于科学家在电磁学中的贡献，下列说法错误的是（ ）
A. 密立根测出了元电荷e 的数值
B. 法拉第提出了电场线和磁感线的概念
C. 奥斯特发现了电流周围存在磁场，并且总结出了右手螺旋定则
D. 安培提出了分子电流假说
2．如图所示，两竖直木桩ab 、cd 高度相同，固定在水平地面上，一不可伸长的轻绳两端固定在a 、c 端，绳长L ，一质量为m 的物体A 通过轻质光滑挂钩挂在轻绳上，静止时轻绳两端夹角为120º。

若把轻绳换成自然长度为L 的橡皮筋，物体A 悬挂后仍处于静止状态，橡皮筋处于弹性限度内。

若重力加速度大小为g ，关于上述两种情况， 下列说法正确的是（ ） A ．轻绳的弹力大小为2mg B ．轻绳的弹力大小为mg C ．橡皮筋的弹力大于mg D ．橡皮筋的弹力大小可能为mg 3．在20xx 年11月11日至16日的珠海航展中，中国展出了国产运-20和歼-31等最先进飞机。

假设航展中有两飞机甲、乙在平直跑道上同向行驶，0-t 2时间内的v -t 图象如图所示，下列说法正确的是（ ） A ．飞机乙在0-t 2内的平均速度等于v 2/2
B ．飞机甲在0-t 2内的平均速度的比乙大
C ．两飞机在t 1时刻一定相遇
D ．两飞机在0-t 2内不可能相遇 4．两个物体之间的万有引力大小为，若两物之间的距离减小x ，两物体仍可视为质点，此时两个物体之间的万有引力大小为，根据上述条件可以计算（ ）
A ．两物体之间的距离
B ．两物体的质量
C ．万有引力常数
D ．条件不足，无法计算上述选项中的任何一个物理量
5.如图所示，虚线a 、b 、c 表示电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相等，实线为一带正电的质点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，由此可知（ ）
A.该电场可能是某个点电荷产生的电场
B.三个等势面中a 等势面的电势最高
C.无论质点从P 点运动到Q 点，还是从Q 点运动到P 点其在Q 点时的电势能较大
A a b c d
120甲乙O v 1
v 2v t
1
t 2
t
a b
c d 45••D.带电质点通过P 点时的速度比通过Q 点时大
6.如图所示，在蹄形磁铁的上方，放置一个可以自由运动的通电线圈abcd,最初
线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内.则通电线圈的运动情况是( )
A.ab 边转向纸外，cd 边转向纸里，同时向下运动
B.ab 边转向纸外，cd 边转向纸里，同时向上运动
C.ab 边转向纸里，cd 边转向纸外，同时向下运动
D.ab 边转向纸里，cd 边转向纸外，同时向上运动
7. 如图所示，电源电动势为E ，内阻为r 。

当滑动变阻器R 2的滑片P 向左滑动
时，下列说法正确的是（ ）
A ．电阻R 3消耗的功率变大
B ．电容器
C 上的电荷量变大 C ．灯L 变亮
D ．R 1两端的电压变化量的绝对值小于R 2两端的电压变化量的绝对值
8. 如图所示，ab 是匀强磁场的边界，质子(H 1
1)和α粒子(He 4
2)先后从c 点射入磁场，初速度方向与ab 边界夹角均为45º，并都到达d 点。

不计空气阻力和粒子间的作用。

关于两粒子在磁场中的运动，
下列说法正确的是（ ）
A ．质子和α粒子运动轨迹相同
B ．质子和α粒子运动动能相同
C ．质子和α粒子运动速率相同
D ．质子和α粒子运动时间相同
9. 如图所示，螺线管匝数n ＝1 500匝，横截面积S ＝20 cm 2
，螺线管导线电阻r ＝1 Ω，电阻R ＝4 Ω，磁感应强度B 的B­t 图象如图所示(以向右为正方向)，下列说法正确的是( )
A ．电阻R 的电压为6 V
B ．感应电流的大小保持不变为2.4 A
C ．通过电阻R 的电流方向是从C 到A
D ．C 点的电势为4.8 V
10.如图甲所示，在竖直向上的磁场中，水平放置一个单匝金属圆线圈，线圈所围的面积为1 m 2
，线圈电阻为1 Ω，磁场的磁感应强度大小B 随时间t 的变化规律如图乙所示，虚线是图像在0点的切线，规定从上往下看顺时针方向为线圈中感应电流i 的正方向。

则（ ） A ．0～5 s 内i 的最大值为0.1 A B ．第4 s 末i 的方向为正方向
C ．第3 s 内线圈的发热功率最大
D ．3～5 s 内线圈有扩张的趋势
二、实验题（共3小题,每空2分，共22分） 11.在验证机械能守恒定律的实验中，质量m = 1kg 的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的
点，如下图所示，相邻记数点时间间隔为0.02s ，长度单位是cm ，g 取9.8m/s 2。

求： (1)打点计时器打下记数点B 时，物体的速度V B = （保留两位有效数字）；
(2)从点O 到打下记数点B 的过程中，物体重力势能的减小量△E P = ，动能的增加量△E K = （保留三位有效数字）； 12.物理兴趣小组的同学利用图甲所示的实验器材，测绘某个电学元件的伏安特性曲线。

下表是他们在实验中记录的一组数据。

其中毫安表内阻约为200Ω。

U /V 0 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 2.80 I /mA 0 0.6 2.1 4.2 7.1 12.2 18.8 30.0
（1）实验桌上有两只电压表：V 1（3V ，内阻约3k Ω），V 2（15V ，内阻约15k Ω），他们应该选择_____ 表（选填“V 1”或“V 2”）； （2）用笔画线代替导线，在图甲中正确连线；
（3）在图乙中选择合适的纵坐标，画出该元件的伏安特性曲线；
13.为了测定某迭层电池的电动势（约20V～22V）和电阻（小于2Ω），需要把一个量程为10V的直流电压表接一固定电阻（用电阻箱代替），改装为量程为30V的电压表，然后用伏安法测电源的电动势
和内电阻，以下是该实验的操作过程：
（1）把电压表量程扩大，实验电路如图甲所示，请完成第五步的填空。

第一步：把滑动变阻器滑动片移至最右端
第二步：把电阻箱阻值调到零
第三步：闭合电键
第四步：把滑动变阻器滑动片调到适当位置，使电压表读数为9V
第五步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为 ______ V
第六步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其它线路，即得量程为30V的电压表
（2）上述实验可供选择的器材有：
A．迭层电池（电动势约20V～22V，内电阻小于2Ω）
B．电压表（量程为10V，内阻约10kΩ）
C．电阻箱（阻值范围0～9999Ω，额定功率小于10W）
D．电阻箱（阻值范围0～99999Ω，额定功率小于10W）
E．滑动变阻器（阻值为0～20Ω，额定电流2A）
F．滑动变阻器（阻值为0～2kΩ，额定电流0.2A）
电阻箱应选 _______，滑动变阻器应选_______（用大写字母表示）。

（3）用该扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变），测电源电动势E和内电阻r，实验电路如图乙所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U-I图线如图丙所示，可知电池的电动势为
_______ V，内电阻为_______ Ω。

三、计算题（本题共4小题，38分。

解答应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）
14.（8分）20xx年8月南京成功举办了第二届夏季青年奥运会，中国代表队共获得了30块金牌。

中国小将吴圣平在跳水女子三米板中以绝对的优势夺冠。

为了理解运动员在三米板跳水中的轨迹过程，特
做了简化处理：把运动员看作质量为m=50.0kg的质点，竖直起跳位置离水面高h1=3.0m，起跳后运动到最高点的时间t=0.3s，运动员下落垂直入水后水对运动员竖直向上的作用力的大小恒为F=1075.0N，不考虑空气阻力，g=10m/s2，求：
（1）运动员起跳时初速度v0的大小；
（2）运动员在水中运动的最大深度h2。

15、（8分）如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd ，线圈平面与磁场垂直。

已知线圈的匝数N =100，边长ab =1.0 m 、bc =0.5 m ，电阻r =2Ω。

磁感应强度B 在0 ~1 s 内从零均匀变化到0.2
T 。

在1~5 s 内从0.2 T 均匀变化到-0.2 T ，取垂直纸面向里为磁场的正方向。

求： （1）0.5s 时线圈内感应电动势的大小E 和感应电流的方向； （2）在0~5s 内线圈产生的焦耳热Q 。

16、（10分）如图所示，一足够长的平面框架宽L=0.3m ，与水平面成θ=37°角，上下两端各有一个电阻R 0=2Ω，框架其它部分的电阻不计，垂直于框架平面的方向上存在向上的匀强磁场，磁感应强度
B=1T ．金属杆ab 长为L=0.3m ，质量m=1kg ，电阻r=2Ω，与框架的动摩擦因数μ=0.5，以初速度vo=10m/s 向上滑行．杆ab 上升到最高点的过程中，上端电阻R 产生的热量Q=5J ，g 取10m/s 2
，求： (1)上升过程中，金属杆两端点ab 间最大电势差的大小； (2)ab 杆沿斜面上升的最大距离； (3)上升过程中，通过ab 杆的总电荷量．
17、（12分）如图所示，在xoy 平面内的y 轴左侧有沿y 轴负方向的匀强电场，y 轴右侧有垂直纸面向里的匀强磁场，y 轴为匀强电场和匀强磁场的理想边界。

一个质量为m 、电
荷量为q 的带正电粒子（不计重力）从x 轴上的N 点（-L ，0）以v 0沿x 轴正方向射出。

已知粒子经y 轴的M 点（0，-L/2）进入磁场，若匀强磁场的磁感应强度为
qL mv 11160
.求：
（1）匀强电场的电场强度E 的大小；
（2）若粒子离开电场后，y 轴左侧的电场立即撤去，通过计算判断粒子离开磁场后到达x 轴的位置是在N 点的左侧还是右侧？ （3）若粒子离开电场后，y 轴左侧的电场立即撤去。

要使粒子能回到N 点，磁感应强度应改为多少？
20xx-20xx 学年度第一学期高二第四次大考
物理参考答案
一、选择题（本题共10小题，每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案
C
B
B
A
C
C
BD
AD
CD
AD
二、实验题（共2小题,每空2分，共22分） 11. （1）0.97m/s （2）0.48J 0.47J
12.（1） V 1 （4）1.9 V
（2）连线要点：分压、A 表外接 （3）纵坐标单位、标度，过原点
13. （1）3 （2）D；E （3）21.3；1.8
14. （1）v0=3.0m/s （2）h2=3.0m
解：（1）运动员上升到最高点速度为零，由运动学公式有0=v0-gt————3分
代入g=10m/s2、t=0.3s，得v0=3.0m/s————1分
（2）运动员从起跳到水中最深，由动能定理有mg(h1+h2)-Fh2=0-mv02/2————3分
代入v0=3.0m/s、h1=3.0m、F=1075.0N，得h2=3.0m————1分
15. （1）E=10V，感应电流方向为a→d→c→b→a（2）Q=100J
解：（1）磁感应强度B在0～1 s 内从零均匀变化到0.2 T，故0.5s时刻的瞬时感应电动势的大小和0 ～1 s 内的平均感应电动势大小相等。

则由感应电动势：且磁通量的变化量，可解得——————2分
代入数据得——————1分
0 ～1 s磁感应强度在逐渐增大，根据楞次定律：感应电流产生的磁场将与原磁场方向相反，则感应电流的方向为：a d c b a ——————1分
（2）0～1 s 内产生的焦耳热=50J——————1分
1～5 s 内的焦耳热=50J————2分
=100J————1分
16. (1) Uab=2V (2) x=2m (3) q=0.2C
解 (1)E=BLv可知当速度最大时，电动势最大，而在上升过程中，动能转化成了势能，内能和电能，所以速度最大时是在初始状态，所以Emax=BLv0=3V ————① 2分由电阻关系易得Uab=Er/(R^2/2R+r)=2V 1分
(2)达到最大距离时，其能量被彻底转化，由功能关系可列方程
1/2mvo^2=mgxsinθ+Qf+QI ② 2分
其中，Qf为摩擦力做功，QI为电流生热，又由P=I^2R可得杆电流生热与Ro电流生热比值
Q'/Q=r/(R/2) ③
由③可得QI=6Q 1分
摩擦力f=μN=μmgcosθ即Qf=μmgxcosθ 1分
带入②式解得x=2m
(3)根据E=ΔΦ/Δt,I=q/Δt,I=E/R化解得流过电量
q= BΔS/(r+R/2)= B Lx /(r+R/2) ④ 2分
得q=0.2C 1分
17．（1）
2
m v
qL（2）粒子到达N点的右侧；（3）
4
3
mv
qL
解：（1）粒子在电场中做类平抛运动，有：
① 1分
② 1分
③分 1
由①②③可：④ 1分
（2）设粒子到M点的速度大小为v，方向与x轴正方向成θ角。

粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，粒子从y轴上A点离开磁场。

则有：⑤
⑥
⑦ 1分
⑧ 1分
由几何关系知，MA的距离为：⑨ 1分
得：⑩ 1分
可知A点的坐标为（0，），根据对称性在A点的速度方向与y轴负方向成，粒子离开磁场后做匀速直线运动，粒子到达x轴上位置。

所以粒子到达N点的右侧。

（3）要使粒子回到N点，粒子须在y轴上的B点离开在磁场。

设新磁场的磁感应强度大小为，在磁场中做圆周运动的半径为r，则有：（11） 2分（12） 1分
联立⑥⑩（11）（12）可解得：（13） 1 分。