2019年秋季长郡中学高二期末考试试卷-物理含答案

长郡中学2019-2020学年度高二第一学期期末考试物理时量：90分钟满分：100分一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分，第1～8小题每小题只有一个选项符合题目的要求；第9～12小题有多个选项符合题目的要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，错选或不选得0分）1.下列设备或电器中，利用电磁感应原理工作的是（）A.发电机B.白炽灯C.电动机D.电吹风2．如图所示为某时刻LC振荡电路所处的状态，则该时刻（）A.振荡电流i在增大B.电容器正在放电C.磁场能正在向电场能转化D.电场能正在向磁场能转化3．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（）A.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C.在光导纤维内传送图象是利用光的色散现象D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象4．如图所示，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60 已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行，此玻璃的折射率为（）5．如图所示，在温度自动报警器的工作原理图中，1是电磁铁、2是衔铁、3是触点、4是水银温度计（水银导电），则下列说法正确的是（）A.温度高于警戒温度时，电铃不报警、指示灯亮B.温度低于警戒温度时，电铃报警、指示灯熄灭C.温度高于警戒温度时，指示灯亮、电铃报警D.温度低于警戒温度时，指示灯亮、电铃不响 6．如图所示，灯泡, A B 与固定电阻的阻值均为, R L 是自感系数很大的线圈.当1S 闭合，2S 断开且电路稳定时，, A B 亮度相同，再闭合2S ，待电路稳定后将1S 断开，下列说法中正确的是（ ）A.B 灯立即熄灭B.A 灯将比原来更亮一下后再熄灭C.有电流通过B 灯，方向为c d →D.有电流通过A 灯，方向为a b → 7．如图所示是一交变电流的-i t 图象，则该交变电流的有效值为（ ）A.4AB.C.83A D.3A 8．如图所示，带异种电荷的粒子a 、b 以相同的动能同时从O 点射入宽度为d 的有界匀强磁场，两粒子的人射方向与磁场边界的夹角分别为30︒和60︒，且同时到达P 点，a 、b 两粒子的质量之比为（ ）A. 1：2B.2: 1C.3: 4D.4: 39．在均匀介质中，各质点的平衡位置在同一直线上，相邻两质点的距离均为s ，如图甲所示，振动从质点1开始向右传播，质点1开始运动时的速度方向向上，经过时间t ，前13个质点第一次形成如图乙所示的波形，关于这列波的周期和波速下列说法正确的是（ ）A.这列波的周期为23t T =B.列波的周期为2tT = C.这列波的传播速度12s v t =D.这列波的传播速度16sv t= 10．如图所示为某小型发电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率恒定为48kW ，在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数比为1: 20，电流表的示数为1A ，输电线的总电阻为10Ω，下列说法正确的是（ ）A.用户端的功率为44kWB.升压变压器的输出电压22400U V =C.降压变压器的输入电压32000U V =D.如果用户电压为220V ，则降压变压器的原副线圈匝数比为10: 111．如图甲所示，两固定平行且光滑的金属轨道MN 、PQ 与水平面成37θ︒=，M 、P 之间接电阻箱R ，电阻箱的阻值范围为0~9.9Ω，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为0.5 B T =.质量为m 的金属杆ab 水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r .现从静止释放杆ab ，测得最大速度为m v .改变电阻箱的阻值R ，得到m v 与R 的关系如图乙所示，已知轨道间距为2L m =，重力加速度取210/g m s =，轨道足够长且电阻不计（sin 370.6,cos370.8︒︒==）.则（ ）A.金属杆滑动时产生的感应电流方向是aPMbaB.金属杆的质量为0.5m kg =C.金属杆的接入电阻2r =ΩD.当2R =Ω时，杆ab 匀速下滑过程中R 两端电压为8V12．如图所示为一种质谱仪的工作原理示意图，此质谱仪由以下几部分构成：离子源、加速电场、静电分析器、磁分析器、收集器.静电分析器通道中心线半径为R ，通道内有均匀辐射电场，在中心线处的电场强度大小为E ；磁分析器中分布着方向垂直于纸面，磁感应强度为B 的匀强磁场，其左边界与静电分析器的右边界平行，由离子源发出一个质量为m 、电荷量为q 的正离子（初速度为零，重力不计），经加速电场加速后进入静电分析器，沿中心线MN 做匀速圆周运动，而后由P 点进入磁分析器中，最终经过Q 点进入收集器，下列说法中正确的是（ ）A.磁分析器中匀强磁场方向垂直于纸面向外B.加速电场中的加速电压12U ER =C.磁分析器中圆心2O 到Q 点的距离d =D.任何离子若能到达P 点，则一定能进入收集器二、实验题（每空2分，共18分）13．某同学为了测量一均匀金属圆柱体的电阻率ρ，完成下列步骤：（1）用游标卡尺测量其长度，如图甲所示，其长度为______mm .（2）用螺旋测微器测量其直径，为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应旋紧图乙中的部件______（填“A ”“B ”“C ”“或D ”），从图乙中可知其直径为______mm .（3）若用伏安法测得流经圆柱体的电流为I ，圆柱体两端的电压为U ，圆柱体的直径和长度分别用D 和L 表示，则该圆柱体的电阻率ρ=______（用I ，U ，D 和L 表示）.14.图一是某实验小组设计的欧姆表电路，图二是其中毫安表的表盘，该实验小组通过调控开关S 和调节电阻箱可使欧姆表具有“1⨯”和“10⨯”两种倍率，所用器材参数如下：电源电动势3E V =，内阻1r =Ω，毫安表满偏电流1g I mA =，内阻27g R =Ω，电阻箱1R ，最大阻值为9999Ω.图一 图二（1）该实验小组按图一正确连接好电路，其中表笔A 应为______（填“红表笔”或“黑表笔”），断开开关S ，此时欧姆表的倍率为“×10”.将红、黑表笔短接，调节电阻箱1R ，使毫安表达到满偏，此时闭合电路的总电阻叫做这个倍率下欧姆表的内阻1r ，则1r _____Ω.（2）闭合开关S ，此时欧姆表的倍率为“1⨯”，再次将红、黑表笔短接，重新调节电阻箱1R ，使毫安表再次达到满偏，在此倍率下1R =______Ω，2R ______Ω.（3）完成步骤（2）后，在红、黑表笔间接入待测电阻x R ，当毫安表指针指向图二所示的位置时，待测电阻x R ______Ω.三、解答题（34分=6分+6分+10分+12分，请写出必要的方程、步骤和文字说明）15.（6分）一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴转动，形成如图所示的交变电动势图象，试根据图象求出：（1）线圈转动的角速度； （2）电动势的有效值；（3）21.010t s -=⨯时，线圈平面和磁场方向的夹角.16.（6分）如图所示，图甲是一列简谐横波在0t =时刻的波形图，P 点是此时处在平衡位置的一个质点，图乙是质点P 的振动图象.甲 乙 （1）判断这列波的传播方向；（2）经过时间16t s =，质点P 通过的路程s ； （3）经过230t s =，波向前传播的距离x .17.（10分）半径分别为r 和2r 的同心圆形导轨固定在同一水平面上，一长为r 、质量为m 且质量分布均匀的直导体棒AB 置于圆导轨上面，BA 的延长线通过圆导轨的中心O ，装置的俯视图如图所示；整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B ，方向竖直向下；在内圆导轨的C 点和外圆导轨的D 点之间接有一阻值为R 的电阻（图中未画出），直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O 逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触，设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒和导轨的电阻均可忽略，重力加速度大小为g ，求：（1）通过电阻R 的感应电流的方向和大小； （2）外力的功率.18.（12分）如图所示，在y 轴右侧平面内存在方向垂直面向里的匀强磁场，磁感应强度大小0.5B T =，坐标原点O 有一放射源，可以向y 轴右侧平面沿各个方向6放射比荷为6410/qC kg m=⨯的正离子，这些离子速率分别在从0到最大值6210/m v m s =⨯的范围内，不计离子之间的相互作用.（1）求离子打到y 轴上的范围；（2）若在某时刻沿x +方向放射各种速率的离子，求经过75103s π-⨯时这些离子所在位置构成的曲线方程； （3）若从某时刻开始向y 轴右侧各个方向放射各种速率的离子，求经过75103s π-⨯时已进入磁场的离子可能出现的区域面积.长郡中学2019-2020学年度高二第一学期期末考试物理参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分，第1～8小题每小题只有一个选项符合题目的要求；第9～12小题有多个选项符合题目的要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，错选或不选得0分）二、实验题（每空2分，共18分） 13.（1）42.35 （2）B 0.410 （3）24D UILπ14.（1）黑表笔 3 000 （2）296.3 3 （3）75三、解答题（34分=6分+6分+10分+12分，请写出必要的方程、步骤和文字说明） 15.【解析】（1）100/3rad s π或105/rad s 2分（2）E =或14.1E V = 2分（3）6πα=或30α︒= 2分 16.【解析】（1）由图乙知，0t =时刻质点P 正向上振动，所以根据波形平移法知，该波沿x 轴正方向传播（2）从图乙可知振动周期为4T s =，一个周期内质点通过的路程为4A ，则经过时间11 6.5t T s ==，质点P 通过的路程为： 1.546212s A cm cm =⨯=⨯= 2分 （3）波速为8m /s 2m /s 4v T λ=== 230s t =，波向前传播的距离223060x vt m m ==⨯= 2分17.【解析】 （1）AB 中感应电动势的大小为22211(2) 1.522E B r Br Br ωωω=-=， 感应电流大小：232E Br I R Rω== 2分由右手定则判断可知，感应电流的方向是从B 端流向A 端，所以通过电阻R 的电流方向为：C D → 2分（2）设导体棒克服摩擦力做功的功率为P ， 在竖直方向有：-0mg N =，由于质量分布均匀，内、外圆导轨对导体棒的正压力相等，故两导轨对导体棒的摩擦力均为f =12mg μ 所以13(2)22P fv mg r r mg r μωμω==⨯+= 2分 电功率：242294B r P I R Rω==电 2分 由能量守恒定律得：P P P =+外电，解得：2423924B r P mg r Rωμω=+外 2分 18.【解析】（1）离子进入磁场中做圆周运动的最大半径为R由牛顿第二定律得：2mm v Bqv m R=解得：1mmv R m Bq== 2分 由几何关系知，离子打到y 轴上的范围为0到2m 1分 （2）离子在磁场中运动的周期为T ， 则62210s R mT v Bqπππ-===⨯ 1分 经过时间t 这些离子轨迹所对应的圆心角为θ 则23t T ππθ== 1分 这些离子构成的曲线如图1所示，并令某一离子在此时刻的坐标为(, )x y 则sin x r θ=，(1cos )y r θ=-代入数据并化简得：032y x x ⎛=⎝⎭剟 3分（其中取值范围占1分）甲 乙（3）将第（2）问中图1的OA 段从沿y 轴方向顺时针方向旋转，在x 轴上找一点C ，以R 为半径作圆弧，相交于B ，则两圆弧及y 轴所围成的面积即为在0t =向y 轴右侧各个方向不断放射各种速度的离子在7510s 3t π-=⨯时已进入磁场的离子所在区域，如图2所示.由几何关系可求得此面积为：2222511712622124S R R R R R R πππ=+-⨯=-，则：2712S m π⎛=⎝⎭ 4分。