湖北省武汉市华中师大一附中2017-2018学年高二上期末物理试题(无答案)

华中师大一附中2017-2018学年度上学期高二期末检测
物理试题
时限:90分钟满分:110分
一、选择题（本大题共10小题,每小题5分。

在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5分,选对但不全的得3分。

有选错的得0分。

）
1.将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,关于线圈中产生的感应电动势和感应电流,下列表述正确的是()
A.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同
B.感应电动势的大小与线圈的匝数无关
C.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大
D.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大
2.如图所示,匀强磁场的方向垂直纸面向里,一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入,沿曲线da打到屏MN上的a点,通过pa段用时为t,若该微粒经过P点时,与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒,最终打到屏MN上。

两个微粒所受重力均忽略。

新微粒运动的()
第2题第3题第4题
A.轨迹为Pa,至屏幕的时间将大于t
B.轨迹为Pb,至屏幕的时间将小于t
C.轨迹为Pb,至屏幕的时间将等于t
D.轨迹为PC,至屏幕的时间将大于t
3.如图所示,光滑水平面上存在有界匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度为B,质量为m边长为a的正方形导体框MNQ斜向上垂直进入磁场,当MP刚进入磁场时速度为v,方向与磁场边界成45°,若导体框的总电阻为R,则（）
A.导体进入磁场过程中,导体框中电流的方向为MNPQ
B.MP 刚进入磁场时导体框中感应电流大小为R
B av 2 C.MP 刚进入磁场时MP 两端的电压为4
av 3B D.MP 刚进入磁场时导体框所受安培力为R
B v a 222 4.如图所示,两个闭合圆形线圈A 、B 的圆心重合,放在同一水平面内,线圈A 中通以如下面右图所示的变化电流,t=0时电流方向为顺时针(如图中箭头所示)。

在t 1-t 2时间内,对于线圈B,下列说法中正确的是()
A.线圈B 内有顺时针方向的电流,线圈有收缩的趋势
B.线圈B 内有顺时针方向的电流,线圈有扩张的趋势
C.线圈B 内有逆时针方向的电流,线圈有扩张的趋势
D.线圈B 内有逆时针方向的电流,线圈有收缩的趋势
5. 如图所示电路中,开关S 开始闭合,电路处于稳定状态时,通过两电阻的电流大小分别为21I I 、,已知R 1＞R 2,不计线圈L 的直流电阻,为理想电流表。

在某一时刻突然断开开关S,则通过电流表的电流Ⅰ随时间t 变化的图线可能是下图中的
6. 如图所示为有理想边界的两个匀强磁场,磁感应强度均为B=0.5T,两边界间距离s=0.1m,一边长L=0.2m 的正方形线框abcd 由粗细均匀的电阻丝围成,总电阻R=0.4Ω,现使线框以v=2ms 的速度从位置I 匀速运动到位置Ⅱ,则下列能正确反映整个过程中线框a 、b 两点间的电势差U ab 。

随时间t 变化的图线是()
A B C D
7. 如图为法拉第圆盘发电机的示意图,半径为r 的导体圆盘绕竖直轴以角速度ω逆时针(从上向下看)旋转,匀强磁场B 竖直向上,两电刷分别与圆盘B 中心轴和边缘接触,电刷间接有阻值为R 的定值电阻,忽略圆盘电阻与接触电阻,则()
第7题 第8题
A.流过定值电阻的电流方向为a 到b
B.b 、a 间的电势差为2r ωB
C.保持铜盘不动,磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场,则铜盘中有电流产生
D.若ω增大到原来的2倍,则定值电阻上消耗的功率增大到原来的4倍
8.如图所示,磁场中固定一个电荷量为Q 的正点电荷,一个电荷量为q,质量为m 的带电粒子(重力不计)以正点电荷为圆心在匀强磁场中做匀速圆周运动,测得以不同的绕行方向绕正电荷做半径为r 的圆周运动时,周期之比为2:1,已知静电力常量为k,则下列说法中正确的是（）
A.粒子可能带正电,以不同的绕行方向做圆周运动时所受洛伦兹力大小相等
B.粒子一定带负电,且沿逆时针方向旋转时的线速度是沿顺时针方向时的2
1 C.粒子顺时针旋转时,向心加速度大小为2
mr q k 2Q D.粒子逆时针旋转时,向心加速度大小为
2mr q k Q 9.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1,图中R 1=4R 0,R 2=R 4=R 0,原线圈一侧接一恒定正弦交流电源,当开关S 断开时,R 1与R 3消耗的功率相等,下列说法正确的是（）
第9题 第10题
A.R 3的阻值为4R 0
B.闭合S 后,U 1:U 2=10:3
C.闭合S 后,R 1消耗的功率等于R 3的4倍
D.闭合S 前后,R 1两端的电压之比为6:5
10.半导体内导电的粒子-“载流子”有两种:自由电子和空穴(空穴可视为能自由移动带正电的粒子),以空穴导电为主的半导体叫P 型半导体,以自由电子导电为主的半导体叫N 型半导体。

图为检验半导体材料的类型和对材料性能迸行测试的原理图,图中一块长为a 、宽为b 、厚为c 的半导体样品板放在沿y 轴正方向的匀强磁场中,磁感应强度大小为B 。

当有大小为I 、沿x 轴正方向的恒定电流通过样品板时,会产生霍尔电势差U H ,若每个载流子所带电量的绝对值为e,下列说法中正确的是
A.如果上表面电势高,则该半导体为P 型半导体
B.如果上表面电势高,则该半导体为N 型半导体
C.其它条件不变,增大c 时,U H 增大
D.样品板在单位体积内参与导电的载流子数目为n=H
ceU IB 二、非选择题
11.(5分)如图所示为火警报警装置的部分电路,其中ε为电源电动势,γ为电源内阻,R 2是半导体热敏电阻传感器,它的电阻阻值随温度升高而减小,R 1、R 3是定值电阻。

a 、b 两端接报警器。

当传感器R 2所在处出现火险险情时,与险情出现前相比,电流表中的电流I_____,a 、b 两端电压U______.(选填变大”、“变小”或“不变”)
12.(10分)某同学利用如图所示的电路,测定一个自感系数很大的线圈L 的直流电阻R L ,实验室提供下列器材
①待测线圈L,阻值约为2Ω,额定电流为2A
②电流表A 1量程为0.6A,内阻1γ为0.2Ω
③电流表A 2量程为3A,内阻2γ约为0.2Ω
④变阻器R 1阻值为0～10Ω,变阻器R 2阻值为0～1k Ω
⑤电池E,电动势为9V,内阻很小
⑥定值电阻R 3=10Ω,R 4=10000Ω
⑦开关S 1、S 2
要求实验时,改变变阻器的阻值,待电路稳定时,可使在尽可能大的范围内测得多组A 1表、A 2表的读数21I I 、,利用I 2-I 1的图象,求出电感线圈的电阻.
(1) 在方框中画出电路图。

(2)实验中定值电阻应选用______,变阻器应选用_______.(填代号）
(3)I 2-I 1对应的函数关系式为_____________。

(选用题干所给出的物理符号表示)
4)由2I -1I 图象得出
1
2I I 的平均值为500,则电感线圈的直流电阻为_______。

(结果保留3位有效数字) (5)实验结束时应先断开开关_______,后断开开关_______.
13.(10分)如图,某学习小组在赤道附近做“摇绳发电实验的示意图.他们将一根铜芯线像甩跳绳一样匀速摇动,铜芯线的两端分别通过细铜线与灵敏交流电流表相连。

摇绳的两位同学的连线沿东西方向,所在处的地磁场(可视为匀强磁场)B=4×105-T 。

摇动时,铜芯线所围成半圆周的面积S=20m 2,每秒转动1圈,电路总电阻R=1Ω。

(1)求电流表测得的电流;两位同学的连线沿南北方向时的电流读数;
(2)从铜芯线所在平面与该处地磁场平行开始计时,求其转过四分之周的过程中,通过电流表的电量q ；
(3)求铜芯线转动一周的过程中,电路产生的焦耳热Q 。

(保留2位有效数字)
14.(10分)边长为L 的等边三角形OAB 区域内有垂直纸面向里的匀强磁场。

在纸面内从O 点向磁场区域AOB 各个方向均匀地瞬时射入质量为m 、电荷量为q 的带正电的粒子,所有粒子的速率均为v 。

如图所示,沿OB 方向射入的粒子从AB 边的中点C 射出,不计粒子之间的相互作用和重力的影响,已知sin35°≈0.577。

求:
(1)匀强磁场的磁感应强度；
(2)粒子从AB边的中点C射出时,还在磁场中运动的粒子占所有粒子的比；
(3)带电粒子在磁场中运动的最长时间。

15.(12分)如图所示,竖直放置的足够长U形导轨宽为L,上端串有电阻R(其余导体的电阻忽略不计)。

磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外。

金属棒ab的质量为m,与导轨接触良好,不计摩擦。

从静止释放后ab保持水平而下滑。

试求
(1)金属棒ab下滑的最大速度v
；
m
(2)若金属棒b从静止释放到获得最大速度的过程中下降的高度为h,试求
A.该过程中电阻R上产生的电热Q；
b.导体棒下落高度h所用的时间t。

(3)如m=10g,L=0.2m,R=1Ω,B=0.25T将电阻R换成电容C=2F,求ab从静止释放经过时间t0=0.5s时电容器的电量。

(g取10m/s2)(保留2位有效数字)
16.(13分)(1)如图1所示,固定于水平面的U形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,金属框两平行导轨间距为l。

金属棒MN在外力的作用下,沿框架以速度v向右做匀速直线运动,运动过程中金属棒始终垂直于两平行导轨并接触良好。

已知电子的电荷量为e。

在金属棒产生电动势的过程中,请说明是什么力充当非静电力,并求出这个非静电力F1。

(2)如图2所示,空间存在一个垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B0,磁场区域半径为R。

一半径为r的圆形金属导线环放置在纸面内,其圆心O与圆形磁场区域的中心重合。

已知电子的电荷量为e.如果磁感应强度B随时间t的变化关系为B t=B0+kt。

求上述导线环中电子所受非静电力F2.
(3)同(2),取走导线环。

使电子在沿轨道半径r逆时针圆周运动,半径比r稍小区域内有同(2)的变化的磁场B t,轨道处磁场B2也均匀变大,则B2怎么变化才能使电子恰好在半径r轨道上加速?不考虑电子质量的相对论效应。