浙江省杭州十四中2012-2013学年高二物理上学期期末试题新人教版.doc

杭十四中二一二学年第一学期期末考试高二年级物理学科试卷考生须知：1考试时间：2013年1月29日8：009：302本卷满分100分。附加题分校区命题，满分20分，其中凤起校区做21、22题，康桥校区做23、24题。试卷共6页；3本场考试不得使用计算器。一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分在每小题给出的四个选项中，每小题只有一个选项正确选对得3分）1物理学中有许多物理量的定义，可用公式来表示，不同的概念定义的方法不一样，下列四个物理量中，定义法与其他物理量不同的一组是A导体的电阻 B电场强度C电场中某点的电势 D磁感应强度2两个相同的圆形线圈，能在一个光滑绝缘的圆柱体上自由滑动。设大小不同的电流按图中所示的方向分别通入两个线圈，则两线圈的运动情况是A彼此相向运动，且电流大的加速度的值较大 B彼此背向运动，且电流大的加速度的值较大 C彼此背向运动，且具有相同的加速度值D彼此相向运动，且具有相同的加速度值3某电场的电场线分布如图所示，下列说法正确的是Aa点的电势高于b点的电势Bc点的场强大于d点的场强C若将正试探电荷由a点移到b点，电场力做正功D若将一负试探电荷由c点移到d点，电荷的电势能减小4如图所示，在加有匀强磁场的区域中，一垂直于磁场方向射入的带电粒子轨迹如图所示，由于带电粒子与沿途的气体分子发生碰撞，带电粒子的能量逐渐减小，从图中可以看出：A带电粒子带正电，是从B点射入的B带电粒子带负电，是从B点射入的C带电粒子带负电，是从A点射入的D带电粒子带正电，是从A点射入的5如图是一火警报警的一部分电路示意图其中为用半导体热敏材料制成的传感器，半导体热敏材料的电阻率会随温度升高而减小，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器当传感器所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是AI变大，U变大BI变小，U变小CI变小，U变大DI变大，U变小6在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环规定导体环中电流的正方向如图1所示，磁场向上为正当磁感应强度 B 随时间 t 按图2变化时，下列能正确表示导体环中感应电流变化情况的是BI图1图2.B0-B0B/T0t/s12345.I-Ii /A012345A.I-Ii /A012345C.I-Ii /A012345D.I-Ii /A0t /s 12345Bt /s t /s t /s 7如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O处的电势为0V，点A处的电势为6V，点B处的电势为3V，则电场强度的大小为A200 B200 C100D100 8竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R。磁感强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为R/2的导体棒AB，由水平位置紧贴环面摆下（如图）。当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为A2Bav BBavC2Bav/3 DBav/3二、不定项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）9. 用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素（如图所示）设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为.实验中，极板所带电荷量不变，若 A保持S不变，增大d，则变大B保持S不变，增大d，则变小C保持d不变，减小S，则变小D保持d不变，减小S，则变大10.如图所示，在一矩形区域内，不加磁场时，不计重力的带电粒子以某初速度垂直左边界射入，穿过此区域的时间为t.若加上磁感应强度为B、垂直纸面向外的匀强磁场，带电粒子仍以原来的初速度入射，粒子飞出磁场时偏离原方向60°，利用以上数据可求出下列物理量中的A带电粒子的比荷 B带电粒子在磁场中运动的周期C带电粒子的初速度 D带电粒子在磁场中运动的半径11. 某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标上，如右图中的a、b、c所示，根据图线可知A反映Pr变化的图线是cB电源电动势为8v C电源内阻为2D当电流为0.5A时，外电路的电阻为612如图所示，水平放置的平行光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向左运动，则PQ所做的运动可能是 A向右加速运动B向左加速运动 C向右减速运动D向左减速运动三、填空题（每空2分，13、14题各4分，15、16题各8分，共24分）13如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用0.2 s时间拉出，外力做的功为W1，通过导线截面的电荷量为q1；第二次用0.6 s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电荷量为q2，则W1 W2, q1 q2 （两空均选填“>” “<” “=”）。14将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图连接。在开关闭合、线圈A放在线圈B中且电路稳定的情况下，某同学发现当他将滑线变阻器的滑片P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以推断：若滑动变阻器的滑片P匀速向左滑动，电流计的指针将 偏转 若线圈A突然向上移动，电流计的指针将 偏转（以上两空均选填“向左”、“向右”、“不” ）15某同学用如图所示电路来测定电池的电动势和内阻。 实验开始时，滑片P应位于_端。(填A或B) 该同学测得如下表的五组数据。根据数据在答题卷相应图中作出U-I图线，从图象可得电池的电动势E=_V，内阻r=_。(结果均保留二位小数)。 12345U/V1.371.321.241.101.05I/A0.120.200.310.500.5716有一个小灯泡上标有“3.8V、0.5A”的字样，现要描绘这个灯泡的伏安特性图线。有下列器材供选用：A电压表(05V，内阻约为10k)B电流表(00.6A，内阻约为0.5)C电流表(03A，内阻约为0.1)D滑动变阻器(010，2A)E滑动变阻器(01k,0.1 A) F学生电源(直流6V)，还有开关、导线若干实验中所用电流表应选用 ，滑动变阻器应选用 。实验时要求尽量减少实验误差，测量电压从零开始多取几组数据，应选用图甲中 图所示电路进行实验。某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线(如图乙所示)，若用电动势为3.2V、内阻为3的电源给该小灯泡供电，则该小灯泡的实际功率是 W。四、计算题（17题8分，18题9分，19题9分，20题10分，共36分）17如图所示，一质量为m1.0×102kg，带电量为q1.0×106C的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向成37°角小球在运动过程电量保持不变，重力加速度g取10 m/s2（1）求电场强度E.（2）若在某时刻将细线突然剪断，求经过1 s时小球的速度大小及方向.（，）18如下图所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内MO间接有阻值为R = 3的电阻导轨相距d = 1m，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感强度B = 0.5T质量为m = 0.1kg，电阻为r = 1的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好，现用平行于MN的恒力F = 1N向右拉动CD，CD受摩擦阻力f恒为0.5N求（1）CD运动的最大速度是多少？（2）当CD达到最大速度后，电阻R消耗的电功率是多少？（3）当CD的速度为最大速度的一半时，CD的加速度是多少？19如图所示，一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场，在ad边中点O，方向垂直磁场向里射入一速度方向跟ad边夹角 = 30°、大小为v0的带正电粒子，已知粒子质量为m，电量为q，ad边长为L，ab边足够长，粒子重力不计，求：（1）粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围.（2）如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制，求粒子在磁场中运动的最长时间.××××××××××××abcdOv020竖直放置的平行金属板M、N相距d=0.2m，板间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，极板按如图所示的方式接入电路。足够长的、间距为L=1m的光滑平行金属导轨CD、EF水平放置，导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度也为B。电阻为r=1的金属棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好。已知滑动变阻器的总阻值为R=4，滑片P的位置位于变阻器的中点。有一个质量为m=1.0×10kg、电荷量为q=+2.0×10C的带电粒子，从两板中间左端沿中心线水平射入场区。不计粒子重力。（1）若金属棒ab静止，求粒子初速度v0多大时，可以垂直打在金属板上？（2）当金属棒ab以速度v匀速运动时，让粒子仍以相同初速度v0射入，而从两板间沿直线穿过，求金属棒ab运动速度v的大小和方向。5五、附加题（每小题10分，共20分）（凤起校区）21（10分）如图所示，有3块水平放置的长薄金属板a、b和c，a、b之间相距为L。紧贴b板下表面竖直放置半径为R的半圆形塑料细管，两管口正好位于小孔M、N处。板a与b、b与c之间接有电压可调的直流电源，板b与c间还存在方向垂直纸面向外的匀强磁场。当体积为V0、密度为r、电荷量为q的带负电油滴，等间隔地以速率从a板上的小孔竖直向下射入，调节板间电压Uba和Ubc，当Uba=U1、Ubc=U2时，油滴穿过b板M孔进入细管，恰能与细管无接触地从N孔射出。(忽略小孔和细管对电场和磁场的影响，不计空气阻力。 ) 求：（1）油滴进入M孔时的速度v1；（2）b、c两板间的电场强度E和磁感应强度B的值；RcM· · · · · · · · · · · ·· · · · · ·· · · · · ·· · · · · ·v0 a b LN第21题图22（10分）如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.2m，电阻R=0.4，导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示求：(1)金属杆在5s末时的运动速度 (2)第4s末时外力F的瞬时功率 命题：吴凤星高二物理试卷·第 6 页（共 6 页）五、附加题（每小题10分，共20分）（康桥校区）23（10分）第23题如图所示，在与水平方向成600角的光滑金属导轨间连一电源，在相距1m的平行导轨上放一重为3N的金属棒ab，棒上通以3A的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止，求：（1）匀强磁场的磁感应强度；（2）ab棒对导轨的压力。 24（10分）面积S = 0.2m2、n = 100匝的圆形线圈，处在如图所示的磁场内，磁感应强度随时间t变化的规律是B = 0.02t，R = 3，C = 30F，线圈电阻r = 1，求：（1）通过R的电流大小和方向 （2）电容器的电荷量。 杭十四中二一二学年第一学期期末考试高二年级物理学科答案一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分在每小题给出的四个选项中，每小题只有一个选项正确选对得3分）1.A 2.D 3.D 4.C 5.B 6.C 7.A 8.C二、不定项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）9. AD 10.AB 11.ACD 12.BC三、填空题（每空2分，13、14题各4分，15、16题各8分，共24分）13W1 > W2, q1 = q2 14 向右 向右 15.A 图像略 E=1.43V-1.48V r=0.64-0.78，16b d a 0.8四、计算题（17题8分，18题9分，19题9分，20题10分，共36分）17 (1)E=N/C (2)12.5 方向与竖直方向成37°角，斜向左下方。18.解析：（1）对于导体棒CD，由安培定则得：F0 = BId，根据法拉第电磁感应定律有：E = Bdv，在闭合回路CDOM中，由闭合电路欧姆定律得：I = E/ (R + r)。当v = vmax时，有：F = F0 + f，上各式可解得。（2）当CD达到最大速度时有E = Bdvmax，则可得Imax = Emax/(R + r)，由电功率公式可得，由以上各式可得电阻R消耗的电功率是：。（3）当CD的速度为最大速度的一半时，回路中电流强度为：I=E/(R + r)，CD受到的安培力大小F=BId，由牛顿第二定律得：F合 = FF = ma，代入数据可解得：a = 2.5m/s2。19.答案：（1）v0 （2）解析：（1）若粒子速度为v0，则qv0B =，所以有R =，设圆心在O1处对应圆弧与ab边相切，相应速度为v01，则R1R1sin =，将R1 =代入上式可得，v01 =类似地，设圆心在O2处对应圆弧与cd边相切，相应速度为v02，则R2R2sin =，将R2 =代入上式可得，v02 =所以粒子能从ab边上射出磁场的v0应满足v0（2）由t =及T =可知，粒子在磁场中经过的弧所对的圆心角越长，在磁场中运动的时间也越长。由图可知，在磁场中运动的半径rR1时，运动时间最长，弧所对圆心角为（22），所以最长时间为t =20.答案：（1）100 m/s（2）50 m/s，水平向右解析；（1）金属棒ab静止时，粒子在磁场中做匀速圆周运动，设轨迹半径为，则 垂直打在金属板上，则 解得 代入数据得 100 m/s （2）当金属棒ab匀速运动时，感应电动势 板间电压： ）粒子沿直线穿过板间，则粒子受电场力、洛仑兹力平衡，做匀速直线运动 解得： 代入数据得 50 m/s （1分）由左手定则知，粒子所受洛仑兹力方向垂直M板，故粒子所受电场力应该垂直于N板，由右手定则知，ab棒应水平向右运动。康桥校区附加题(共两题，每题10分)21（康桥校区） (1)T,(2)6N；22（康桥校区） 解：(1)由楞次定律知，变大，线圈的感应电流方向为逆时针，所以通过R的电流方向为ba， (2)由VV， AA，VV， 凤起校区附加题21. （凤起校区）（1）油滴入电场后，重力与电场力均做功，设到M点时的速度为v1，由动能定理考虑到 得： （2）油滴进入电场、磁场共存区域，恰与细管无接触地从N孔射出，须电场力与重力平衡，有：得： 油滴在半圆形细管中运动时，洛伦兹力提供向心力，由 得： 22. （凤起校区） (2)由乙图可知，R两端电压随时间均匀变化，所以电路中的电流也随时间均匀变化，由闭合电路欧姆定律知，棒上产生的电动势也是随时间均匀变化的因此由E=BLv可知，金属杆所做的运动为匀变速直线运动，