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浙江省杭州二中2012-2013学年高二上学期期末物理试题 Word版含答案


杭州二中 2012 学年第一学期高二年级期末考试物理试卷
本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第 II 卷(非选择题)两部分,共 100 分, 考试时间 90 分钟。 第Ⅰ卷(共 42 分) 一、单项选择题(本题共 6 小题,每小题 3 分,共 18 分。在每小题给出的四个选项中,只 有一个选项是正确的,选对的得 3 分,选错或不答的得 0 分。 ) 1.如图所示,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直 放置的条形磁铁,磁铁的 S 极朝下.在将磁铁的 S 极插入线圈的过程中 ( ) A.通过电阻的感应电流的方向由 a 到 b,线圈与磁铁相互排斥 B.通过电阻的感应电流的方向由 a 到 b,线圈与磁铁相互吸引 C.通过电阻的感应电流的方向由 b 到 a,线圈与磁铁相互排斥 D.通过电阻的感应电流的方向由 b 到 a,线圈与磁铁相互吸引 2.如图所示,带有等量异种电荷的两块等大的平行金属板 M、N 水平正对放置.两板间有 一带电微粒以速度 v0 沿直线运动,当微粒运动到 P 点时,将 M 板 迅速向上平移一小段距离,则此后微粒的运动轨迹是( A.沿轨迹④运动 C.沿轨迹②运动 )

B.沿轨迹①运动 D.沿轨迹③运动

3.半径为 r 的圆形空间内,存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子(不计重力) 从 A 点以速度 v0 垂直于磁场方向射入磁场中,并从 B 点射出.∠AOB=120° ,如图所示, 则该带电粒子在磁场中运动的时间为( 2πr A. 3v0 πr C. 3v0 )

2 3πr B. 3v0 D. 3πr 3v0

4.有一种测量物体重力的电子秤,其电路原理图如图所示,主要 由三部分构成:踏板、压力传感器 R(实际上是一个阻值可随压力 大小而变化的电阻器) 、显示重力的仪表 G(实质上是电流表) .不 计踏板的质量,已知电流表的量程为 2A,内阻为 1 ? ;电源电动势 为 12V , 内 阻 为 1 ? ; 电 阻 R 随 压 力 F 变 化 的 函 数 式 为 : R ? 30 ? 0.01F (F 和 R 的单位分别是 N 和 ? ).下列说法正确的是 ( ) A.该秤能测量物体的最大重力是 2500N B.该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表 G 刻度盘的 0.375A 处 C.该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表 G 刻度盘的 0.400A 处

1200 关系进行刻度转换 I 5.如图所示的电路中,电源内阻不可忽略,若调整可变电阻 R 的阻值,可使电压表 V 的示 数减小 ?U (电压表为理想电表),在这个过程中 ( ) A.电源路端电压减小,减小量一定等于 ?U
D.该秤可以通过电路规律转换成 F ? 3200 ?

B. R2 两端的电压增加,增加量一定等于 ?U C.通过 R1 的电流减小,减小量一定等于

?U R1 ?U R2

D.通过 R2 的电流增加,但增加量一定大于

6.如图所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计,阻值为 R 的导体棒垂直 于导轨放置,且与导轨接触良好.导轨所在空间存在匀强磁场,匀强磁场与导轨平面垂直,

t ? 0 时,将开关 S 由 1 掷向 2,分别用 q 、 i 、 v 和 a 表示电容器所带的电荷量、棒中的电
流、棒的速度大小和加速度大小,则下图所示的图象中正确的是 ( )

二、不定项选择题(本题共 6 小题,每小题 4 分,共 24 分。在每小题给出的四个选项中, 有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确。全部选对的得 4 分,选不全的得 2 分,有选错或不答的得 0 分。 ) 7.如图所示,匀强磁场的磁感应强度为 B,方向垂直于纸面向外,匀 强电场场强为 E,方向竖直向下,一带电微粒在竖直平面内做匀速圆周 运动,不计空气阻力,则 ( ) A.此微粒带正电荷 B.此微粒带负电荷 C.此微粒沿顺时针方向转动 D.此微粒沿逆时针方向转动 8.如图所示是研究平行板电容器的电容大小与哪些因素相关的实验装置。将充好电的平行 板电容器与电源断开并一板接地,另一板与外壳接地 的静电计的金属球相连。当改变电容器两板之间的距 离和两板正对面积时,实验发现静电计指针的张角随 之改变。 若电容器的电容用 C 表示, 两板之间距离用 d 表示, 两板正对面积用 S 表示, 静电计指针张角用 ? 表 示, 则以下对该实验现象的判断正确的是 ( ) A.减小 d, ? 增大,说明 C 随 d 的减小而减小 B.增大 d, ? 增大,说明 C 随 d 的增大而减小 C.减小 S, ? 增大,说明 C 随 S 的减小而减小 D.增大 S, ? 增大,说明 C 随 S 的增大而减小 9.如图所示,两平行、正对金属板水平放置,使上面金属板带上一定量正电荷,下面金属 板带上等量的负电荷, 再在它们之间加上垂直纸面向里的匀强磁场, 一个带电粒子以初速度 v0 沿垂直于电场和磁场的方向从两金属板左端中央射入后向上偏转. 若带电粒子所受重力可 忽略不计,仍按上述方式将带电粒子射入两板间,为使其向下偏转,下列措施中一定不可行 的是( ) A.仅增大带电粒子射入时的速度

B.仅增大两金属板所带的电荷量 C.仅减小粒子所带电荷量 D.仅改变粒子的电性 10.如图甲所示,某空间存在着足够大的 匀强磁场, 磁场沿水平方向, 磁场中有 A 、 B 两个物块叠放在一起,置于光滑水平面 上,物块 A 带正电,物块 B 不带电且表面 绝缘,在 t ? 0 时刻,水平恒力 F 作用在 物块 B 上,物块 A 、B 由静止开始做加速 度相同的运动,在物块 A、 B 一起运动的过程中,从开始运动计时,图乙反映的可能是 ( ) A.物块 A 所受洛伦兹力大小随时间 t 变化的关系 B.物块 A 对物块 B 的摩擦力大小随时间 t 变化的关系 C.物块 A 对物块 B 的压力大小随时间 t 变化的关系 D.物块 B 对地面压力大小随时间 t 变化的关系 11.如图所示,在方向垂直于纸面向里,磁感应强度为 B 的匀强磁场区域中有一个由均匀 导线制成的单匝矩形线框 abcd,线框在水平拉力作用下以恒定的速度 v 沿垂直磁场方向向 右运动,运动中线框 ab 边始终与磁场右边界平行,线框边长 ad= l ,cd=2 l ,线框导线的总 电阻为 R。则线框离开磁场的过程中 ( ) A.ab 间的电压为

4Blv 3

B.ad 间的电压为

2Blv 3

C.线框中的电流在 ab 边产生的热量为

8B 2 l 3v 3R 2B 2l 3v 3R

D.线框中的电流在 ad 边产生的热量为

12.空间有一沿 x 轴对称分布的电场,其电场强度 E 随 x 变化的图 象如图所示(电场强度以沿 x 轴正方向为正) .下列说法中正确的 是( ) A. O 点的电势最高 C. x1 和 ? x1 两点的电势相等 B. x 2 点的电势最高 D. x1 和 x 3 两点的电势相等

第 II 卷(共 58 分) 三、填空与实验题(本题共 4 小题,共 20 分) 13.如图,金属杆 ab 的质量为 m,长为 L,通过的电流为 I,处在磁 感应强度为 B 的匀强磁场中,结果 ab 静止且紧压于水平导轨上.若 磁 场 方 向 与 导 轨 平 面 成 θ 角 , 则 棒 ab 受 到 的 摩 擦 力 的 大 小 为 , 方向 。 14.半径为 a 右端开小口的导体圆环和长为 2a 的导体直杆,单位长

度电阻均为 R0 .圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强 度为 B ,杆在圆环上以速度 v 平行于直径 CD 向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良 好接触,从圆环中心 O 开始,杆的位置由 ? 确定,如图所示.则 ? ? 0 时,杆产生的电动势 为 ;? ?

?

3

时,杆受的安培力大小为

15. 在实验室里小王同学用电流传感器和电压传感器等实验器材测干电池的电动势和内电阻 (如右图所示).改变电路的外电阻 R,通过电压传感器和电流传感器测量不同阻值下电源的 路端电压和电流,输入计算机,自动生成 U-I 图线,如图(a)所示. (1)由图(a)可得干电池的电动势为 V,干电池的内电阻为 __________ ? ; (2)做完实验后,小王同学在上面的实验 器材中去掉电压传感器, 改变电路的外电 阻 R,通过电流传感器(无内阻)测量不 同阻值下的电流,画出 R-l/I 图线也可以 求得电源的电动势和内电阻, 请写出小王 同 学 所 作 图 像 的 函 数 关 系 式 ; (3)现有一小灯泡, U-I 特性曲线如图(b) 其 所示,若将此小灯泡接在上述干电池两 端,小灯泡的实际功率是 W. 16.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,可供选择的实验仪器如下: 小灯泡 L,3.8 V,0.3 A 电压表 V,量程 0~5 V,内阻 5k ? 电流表 A1,量程 0~100 mA,内阻 4 ? 电流表 A2,量程 0~500 mA,内阻 0.4 ? 滑动变阻器 R1,最大阻值 10 ? ,额定电流 1.0 A 滑动变阻器 R2,最大阻值 5 ? ,额定电流 0.5 A 直流电源 E,电动势约为 6V,内阻约为 0.5 ? 导线、开关等 (1)在上述器材中,滑动变阻器应选 ;电流表应选 (填元件的符号) (2)在虚线框内画出实验的电路图,并在图中注明各元件的符号.

(3)某实验小组完成实验后利用实验中得到的实验数据, I-U 坐标系中描绘出如图(a)所示的 在 小灯泡的伏安特性曲线.根据此图给出的信息,可以判断图(b)所示中正确的是(图中 P 为 小灯泡的功率)

图(a)

图(b)

四、计算题(本题共 4 小题,共 38 分。必须写出计算过程,否则不能得分。 ) 17(8 分) .如图所示,ABCD 为一个正方形,匀强电场与这个正方形所在平面平行,把一个 电量为 q1 ? ?1 ? 10
?12

电场力做功 C 的负电荷从 A 点移到 B 点,

A

B

W1 ? 1 ? 10 ?11 J ;把一个电量为 q 2 ? 1 ? 10 ?12 C 的正电荷从 B
点移到 C 点,克服电场力做功 W2 ? 2 ? 10
?12

J ,设 A 点电势为
D C

零,求: (1)B、C 两点的电势; (2)把电量为 q2 的正电荷从 C 点移到 D 点电场力做的功。

18(8 分).如图所示, AB 、 CD 为两根平行的相同的均匀电阻丝, EF 为另一根电阻丝, 其电阻为 R, 它可以在 AB 、 CD 上滑动并保持与 AB 垂直,EF 与 AB 、 CD 接触良好,图中电压表为理想电压表,电池的电 动势和内阻都不变, D 与电池两极连接的导线的电阻可忽略, B、 当 EF 处于图中位置时,电压表的读数为 U 1 ? 4.0V ,已知将

EF 由图中位置向左移动一段距离△L,电压表的读数变为
U 2 ? 3.0V ,若将 EF 由图中位置向右移动一段距离△L,电压表的读数 U 3 是多少?
19(10 分). 如图(a)所示, 固定在斜面上电阻不计的金属导轨, 间距 d=0.5m, 斜面倾角 ? ? 37? , 导轨上端连接一阻值为 R ? 4? 的小灯泡 L.在 CDEF 矩形区域内有垂直于斜面向下的匀强 磁场,磁感应强度 B 随时间 t 变化的规律如图(b)所示,CF 长为 2m.开始时电阻为 1 ? 的金 属棒 ab 放在斜面导轨上刚好静止不动,在 t=0 时刻,金属棒在平行斜面的恒力 F 作用下, 由静止开始沿导轨向上运动,金属棒从图中位置运动到 EF 位置的整个过程中,小灯泡的亮 度始终没有发生变化.设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等, g=10 m/s2, 求: (1)通过小灯泡的电流强度; (2)金属棒与导轨间的动摩擦因数、 恒力 F 的大小和金属棒的质量。

20(12 分).如图所示,在边界 AOB 的上侧分布着方向垂直于纸面的匀强磁场,OE 是磁场区 域的对称轴.边界外有关于 OE 对称的 C、D 两点,现有两个比荷均为 点射出,分别通过 M、N 点同时进入磁场.已知经过 M 点的离 子速度大小为 v 0 ,CM 垂直磁场边界于 M,M 与 O 点间的距离 为 d,若使两离子都能到达点 D; (1)求磁感应强度的大小和方向; (2)设 CM 与 CN 间夹角为 ? , 求两离子先后到达 D 点的时间差 ?t ;

q 的正离子同时从 C m

(3)设 CM 长度为 h,求边界 AO 与 BO 间的夹角 ? .

高二年级期末考物理试卷答案
1.C 2.C 3.D 4.B 7. BD 8. BC 9. C 10. CD 13. BIL sin? 方向水平向右 5.C 11. AD 6.D 12. AC

14. 2Bav

3B 2 av (5? ? 3) R0

15. ①1.50,2.0 ② R ? 16.(1) R1 A2 (2)电路图如图所示. (3)B、D

E ? r ③0.27 I

17. (1) W1 ? q1 (? A ? ? B )

W1 1 ? 10 ?11 ?B ? ? A ? ? 0? ? 10V q1 ? 1 ? 10 ?12

W2 ? q 2 (? B ? ? C )

?C ? ? B ?

W2 ? 2 ? 10 ?12 ? 10 ? ? 12V q2 1 ? 10 ?12

(2)

? A ? ? B ? ? D ? ?C

? D ? ? A ? ? C ? ? B ? 0 ? 12 ? 10 ? 2V

W ? q 2 (? C ? ? D ) ? 1 ? 10 ?11 J

18. U 1 ?

E R ? R1 ? r

R ? R1 ? r ?

E R U1
E R U2

U2 ?

E R ? R1 ? r ? ?R

R ? R1 ? r ? ?R ?

U3 ?

E 1 ? ? 6V 2 1 R ? R1 ? r ? ?R ? U1 U 2

19. (1)金属棒未进入磁场时,电路总电阻 R总=R+Rab ? 5? .

回路中感应电动势为: E1 ? 灯泡中的电流强度为: I L ?

?? ?B ? S ? 0.5V , ?t ?t
E1 =0.1A . R总

(2)因灯泡亮度不变,故在 t=4s 末金属棒刚好进入磁场,且做匀速运动,此时金属棒中的电 流强度: I ? I L ? 0.1A . 又因为开始时电阻为 1 ? 的金属棒放在斜面导轨上刚好静止不动,

mg sin? ? ?mg cos?

, ? ? tan? ? 0.75

恒力大小: F ? BId ? 2mg sin ? ? 0.1 ? 12m 因灯泡亮度不变,金属棒产生的感应电动势为: E2 ? E1 ? 0.5V 金属棒在磁场中的速度: v ?

E2 ? 0.5m / s Bd

金属棒未进入磁场的加速度为: a ?

v ? 0.125 m / s 2 t

根据牛顿第二定律得: F ? 2mg sin? ? ma 联立解得: m ? 0.8kg ,

F ? 12.125m

F ? 9.7 N

20.(1)设沿 CM 方向运动的离子在磁场中做圆周运动的轨道半径为 R, qv0 B ? m

2 v0 ,R ?d R

得B ?

mv 0 ,磁场方向垂直纸面向外. qd

(2)时间差是在磁场中运动产生的,两离子在磁场中做匀速圆周运动的周期 T ?

2?m . Bq

设 AO、B0 夹角为 ? .分别通过 M、N 两点的正离子在磁场中的时间分别为 t M 、 t N ,

tM ?

? ?d T? 2? v0

tN ?

? ? 2? (? ? 2? )d T? 2? v0

?t ? t N ? t M ?
'

2d? v0

(3)设沿 CN 运动的离子速度大小为 v , 在磁场中的轨道半径为 R , 两离子在磁场外运动时间 相同,即: v cos? ? v0 , R ?
'

mv d ? qB cos?

由几何关系得: MN ? h tan? ;

MN ? d sin( ? ? ) 2

?

?

R' sin

?
2

解得 ? ? 2 arctan

d h


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