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湖北省黄冈中学2013-2014学年高二上学期期末考试 物理试题 Word版含答案


湖北省黄冈中学 2013 年秋季高二期末考试物理试题

一、选择题:本题 12 小题,每小题 4 分,共 48 分。在每小题给出的四个选项中,第 1-8 题
只有一个选项符合题目要求,第 9-12 题有多个选项符合要求。选对得 4 分,漏选得 2 分, 多选、选错或不答得 0 分。 1.在物理学发展过程中,下列叙述符合史实的是 A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应 B.楞次首先发现了电磁感应现象 C.法拉第发现了电磁感应定律 D.纽曼和韦伯在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,即感应电 流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 ( )

2.如图 1 所示为点电荷 a、b(左为 a,右为 b)所形成电场的电场线 分布图,以下几种说法中正确的是 ( )
A.a、b 为异种电荷,a 的电荷量大于 b 的电荷量 B.a、b 为异种电荷,a 的电荷量小于 b 的电荷量 C.a、b 为同种电荷,a 的电荷量大于 b 的电荷量 D.a、b 为同种电荷,a 的电荷量小于 b 的电荷量 3.弹簧振子以 O 点为平衡位置,在水平方向上的 A、B 两点间做简谐运动,以下说法正确的 是 ( A.振子在 A、B 两点时的速度和加速度均为零 B.振子在通过 O 点时速度的方向将发生改变 C.振子的加速度方向总跟速度方向相反 D.振子离开 O 点运动总是减速运动,靠近 O 点的运动总是加速运动 4.如图 2 所示,MN 为半径较大的光滑圆弧轨道的一部分,把小球 A 放在 MN 的圆 心处,再把另一小球 B 放在 MN 上离最低点 C 很近的 B 处,今使两球同时自由 释放,则在不计空气阻力时有 A.A 球先到达 C 点 B.B 球先到达 C 点 C.两球同时到达 C 点 D.无法确定哪一个球先到达 C 点 5.如图 3 所示,L 是一个带铁芯的线圈,R 为纯电阻,两条支路直流电阻 阻值相等,那么在接通和断开电键的瞬间,电流表的读数大小关系是 ( ) A.I1<I2 I1′>I2′ B.I1<I2 I1′=I2′ C.I1>I2 I1′=I2′ D.I1=I2 I1′<I2′ 图3 ( ) 图2 ) 图1

6.如图 4 所示,空间有一水平方向的匀强电场,一带电微粒以一定初速度从 A 点沿 直线运动到 B 点,微粒除受到电场力和重力外,不再受其它力,则此过程微粒 ( ) A.电势能增加 B.电势能减小 图4

图5

C.动能增加

D.动能不变

7.如图 5 所示,表面粗糙的斜面固定于地面上,并处于方向垂直于纸面向外、磁 感应强度为 B 的匀强磁场中.质量为 m、带电荷量为+Q 的小滑块从斜面顶 端由静止下滑.在滑块下滑的过程中,下列判断正确的是 A.滑块受到的摩擦力不变 B.滑块到达地面时的动能与 B 的大小无关 C.滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下 D.B 很大时,滑块可能静止于斜面上 8.一矩形线圈在匀强磁场中转动,产生交变电流的电动势为 e=220 2sin100πt V,对于这个 交变 电流的说法正确的是 A.此交变电流的频率为 100 Hz,周期为 0.01 s B.此交变电流电动势的有效值为 220 V C.耐压为 220 V 的电容器能够在该交变电路中使用 D.t=0 时,线圈平面与中性面垂直,此时磁通量为零 9. 一个质点 a 做简谐运动的图象如图 6 所示, 下列结论正确的是( A.质点的振幅为 4 cm B.质点的振动频率为 0.25 Hz C.质点在 10 s 内通过的路程是 20 cm D.质点从 t1=1.5 s 到 t2=4.5 s 的过程中经过的路程为 6 cm 10.如图 7 所示是用阴极射线管演示电子在磁场中受洛仑兹力的实验装 置,图中虚线是电子的运动轨迹,那么下列关于此装置的说法正确的 有 A.A 端接的是高压直流电源的负极 B.A 端接的是高压直流电源的正极 C.C 端是蹄形磁铁的 S 极 D.C 端是蹄形磁铁的 N 极 11.如图 8 所示电路中,定值电阻 R 大于电源内阻 r,当滑动变阻器滑动端向右 滑动后,理想电流表 A1、A2、A3 的示数变化量的绝对值分别为 ΔI1、ΔI2、 ΔI3,理想电压表示数变化量的绝对值为 ΔU,下列说法中正确的是( A.电流表 A2 的示数一定变小 B.电压表 V 的示数一定增大 C.ΔI3 一定大于 ΔI2 D.ΔU 与 ΔI1 比值一定小于电源内阻 r 12.如图 9(a)所示,一个电阻值为 R,匝数为 n 的圆形金属线与阻值为 2R 的电阻 R1 连结成闭合回路。线圈的半径为 r1 . 在线圈中半径为 r2 的圆形 区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度 B 随时间 t 变化的 关系图线如图(b)所示。图线与横、纵轴的截距分别为 t0 和 B0 . 导线的 电阻不计。求 0 至 t1 时间内 ( ) 图8 ) 图7 ( ) 图6 ) ( ) ( )

A.通过电阻 R1 上的电流方向为从 a 到 b

nB 0? r22 B.通过电阻 R1 上的电流大小为 I 1 ? 3Rt 0
C.通过电阻 R1 上的电量 q ? I 1t 1 ?
2

nB 0? r22t 1 3Rt 0 2n 2 B 02? 2 r24t 1 9Rt 02

D.电阻 R1 上产生的热量 Q ? I 1 R1t 1 ?

二、实验题:本题小题共 14 分。 13.(6 分)下面是一些准备用来测量待测电阻 R x 阻值的实验器材,器材及其规格如下: A.待测电阻 R x (阻值在 900~1000Ω)一只 B.电压表 V(量程 10V,内阻 Rv 约为 3kΩ)一只 C.电流表 A(量程 10mA,内阻 RA 约为 1Ω) D.滑动变阻器 R(最大阻值 50Ω,额定电流 1.5A) E.滑动变阻器 R(最大阻值 10kΩ,额定电流 0.5A) F.电源 E (电动势 9V, 内阻不计) G.开关一个,导线若干 请从上述器材中选择必要的器材,设计一个测量待测电阻 Rx 的实验电路。要求能多次测 量,尽可能减少测量误差,试在方框内画出符合要求的实验电路图,滑动变阻器应选用 (选 填器材前的字母) 。

14. (8 分)图 10 甲是一个将电流表改装成欧姆表的示意图,此欧姆表已经调零,用此欧姆表 4 测一阻值为 R 的电阻时,指针偏转至满刻度 处,现用该表测一未知电阻,指针偏转到满 5 1 刻度的 处,则该电阻的阻值为 。再用多用表的欧姆档进行测量,将选择开关置 5 于“×10?”档, 将两表笔短接调整欧姆档调零旋钮, 使表针指向电阻刻度线右端的零刻度线,

将电阻接在两表笔间,发现指针偏角较小,换用

档重新调零测量(填 “× 1?”或

“× 100?”) ,指针所指位置如图乙所示,此被测电阻的阻值约为__________?。

图 10 乙

图 10 甲

图 10 乙

三、计算题:本题 4 小题,共 48 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 15. (10 分)如图 11 所示,abcd 是一边长为 l 的匀质正方形导线框,总电阻为 R,今使线 框以恒定速度 v 水平向右穿过方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域.已知磁感应强度为 B,磁场宽度为 3l,求线框在进入磁场区和穿出磁场区两个过程中 a b 两点间电势差的大 小.
图 11

16. (12 分)如图 12 所示,一束电子的电荷量为 e,以速度 v 垂直左边界射入磁感应强度为 B、 宽度为 d 的有界匀强磁场中, 穿过磁场时的速度方向与原来电子的入射方向 的夹角 θ 是 30° ,则电子的质量是多少?电子穿过磁场的时间又是多少?

17. (12 分)一台发电机最大输出功率为 4000kW,电压为 4000V,经变压器 T1 升压后向远方输 电。 输电线路总电阻 R=1kΩ.到目的地经变压器 T2 降压,使额定电压为 220V 的用电器正常工 作。 若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的 10%,T1 和 T2 为理想变压器,发电机处 于满

负荷工作状态,试求: (1) 输电线上的功率损失和电压损失。 (2) 原、副线圈匝数比各为多少?

18. (14 分)处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距 1m,导轨平 面与水平面成 θ=37°角,下端连接电阻或电容器.匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感 应强度的大小 B=2T,质量为 0.02 kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并 保持良好接触。若将下端连接阻值为 R=20Ω 的电阻, 如图 13 所示,(g 取 10 m/s2,sin 37° =0.6,cos 37°=0.8) (1) 当金属棒下滑速度达到稳定时,求该速度的大小. (2) 当金属棒下滑速度达到 0.4m/s 时,求加速度的大小. (3) 若将下端连接的电阻换成电容为 C=10000μF 的电容器,求金属棒下 滑的加速度.

图 13

2013 期末考试参考答案
一、 题号 答案 选择题 1 A 2 B 3 D 4 A 5 B 6 A 7 C 8 B 9 BC 10 AD 11 BCD 12 BCD

二、实验题 13
14.

电路图略 16R

D ×100? 3000

三、计算题 15.
解析:导线框在进入磁场区过程中, 等效电路如图 10 甲所示. 相当于电源,


图 10

为端电压,所以 导线框全部进入过程中,磁通量不变,感应电流 导线框在穿出磁场区过程中, ,但

相当于电源,等效电路如图 10 乙所示.



16、解析:电子在匀强磁场中运动时,只受洛伦兹力作用,故其轨道是圆弧的一部分.又 因洛伦兹力与速度 v 垂直, 故圆心应在电子穿入和穿出时洛伦兹力延长线的交点上.从图中可以看出,AB π 弧所对的圆心角 θ=30° = ,OB 即为半径 r 6 d 由几何关系可得:r= =2d sinθ mv2 由牛顿第二定律得:qvB= r qBr 2deB 解得:m= v = v θ 1 2πm πm πd 带电粒子通过 AB 弧所用的时间,即穿过磁场的时间为:t= T= × = = . 2π 12 Be 6Be 3v 2deB πd 答案: v 3v

1717.解:①输电线上的功率损失 R损 为:
R损 =10%P=10%×4000kw=400kw

设输电线上电压损失为 ?u :
2 I2 R ? R损

I2 ?

P损 R

=

400 ? 103 A ? 20 A 1 ? 103

?u ? I 2 R ? 20 ? 103V ? 2 ? 104 V

② u2 ?

P 400 ? 103 ? ? 2 ? 105 V I2 20

u3 ? u2 ? ?u ? 2 ? 105V ? 2 ? 104 V ? 1.8 ? 105V

故:

n1 u1 4000 1 ? ? ? 5 n2 u2 2 ? 10 50

n3 1.8 ? 105 9000 ? ? n4 220 11

?mg sin ? ? ? Il ? 18.解: (1)当金属棒速度稳定时: ? Blv I? ? ? R

v?

mgR sin ? 0.02 ? 10 ? 20 ? 0.6 ? m / s ? 0.6m / s B2l 2 22 ? 12

?mg sin ? ? BI1l ? ma1 ? (2)当速度 v1=0.4m/s 时: ? BLv1 I1 ? ? ? R

a1 ?

mg sin ? ?

B2l 2 v1 2 2 R ? 10 ? 0.6m / s2 ? 2 ? 1 ? 0.4 m / s 2 ? 2m / s 2 m 0.02 ? 20

(3)换成电容器时 t 时刻棒的速度为 v,则棒产生的电动势和电容器充电电量 E ? Blv Q ? CE ? CBlv 在 ?t 内电量变化为 ?Q ? CBl ?v 故 I2 ?
?Q CBl ?v ? ? CBla2 ?t ?t

则 mg sin ? ? BI 2l ? ma2
mg sin ? ? CB2l 2 a2 ? ma2

a2 ?

mg sin ? 0.02 ?10 ? 0.6 ? ?2 2 2 m / s2 ? 2m / s2 2 2 CB l ? m 10 ? 2 ? 1 ? 0.02


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