物理卷·2018届四川省成都市九校高二下学期期中联考（2017-04） 12页

2016～2017 学年度（下期）高 2015 级期中联考试卷 物 理 考试时间共 90 分钟，满分 100 分 注意事项： 1.答题前，考生务必在答题卡上将自己的姓名、班级、准考证号用 0.5 毫米黑色签字笔 填写清楚，考生考试条码由监考老师粘贴在答题卡上的“条码粘贴处”。 2.选择题使用 2B 铅笔填涂在答题卡上对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦擦 干净后再填涂其它答案；非选择题用 0.5 毫米黑色签字笔在答题卡的对应区域内作答，超出 答题区域答题的答案无效；在草稿纸上、试卷上答题无效。 3.考试结束后由监考老师将答题卡收回。 一、单选题（以下每小题中只有一个选项是符合要求的，请把符合要求的答案选出来并转 涂在答题卡上，每小题 3 分，共 18 分） 1.下列有关物理量的方向描述正确的是（ ） A.电场中某点的电场强度的方向就是电荷在该点受到的电场力方 向 B.磁场中某点磁感应强度的方向就是正电荷在该点受到的磁场力 方向 C.闭合电路中电荷定向运动的方向就是电流的方向 D.感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感 应电流的磁通量的变化 2.如图 1 所示，在一根张紧的绳上挂四个单摆，其中摆球 A 的质量比其它三个摆球的质量 大很多，它们的摆长关系:为 LC ＞LA = LB ＞LD ．当摆球 A 摆动起来 后，通过张紧的绳的作用使其余三个摆球也摆动起来，达到稳定后， 有（ ） A.单摆 B、C、D 中 B 摆的振幅最大，但它们振动周期一样大 B.单摆 B、C、D 中 C 摆的振幅最大，振动周期也最大 C.单摆 B、C、D 的振幅一样大，振动周期也一样大 D.单摆 B、C、D 中各摆的振幅不同，振动周期也不同 3.如图 2 所示，面积为 S 的 N 匝矩形线圈，在磁感应强度为 B 的匀强 磁场中，绕垂直磁场的轴以角速度ω匀速转动，就可在线圈中产生正 弦交流电，图示位置线圈平面与磁场平行，下列说法正确的是（ ） A.线圈从图示位置转 90°的过程磁通量的变化为 NBS B.线圈转到中性面位置时产生的感应电动势为 NBSω C.线圈转到图示位置时磁通量的变化率为 BSω D.线圈从图示位置开始计时，感应电动势 e 随时间 t 变化的函数 为 e=NBSωsinωt 4.在如图 3 所示的电路中，把灯泡 A 和带铁芯的线圈 L 并联在直流电路中，接通电路。待 灯泡 A 正常发光后，断开开关 S，以下说法正确的是( ) A.断开 S 的瞬间，灯泡立即熄灭 B.断开 S 的瞬间，通过灯泡的电流方向为从 C 到 D C.断开 S 后，肯定会观察到灯泡先闪亮一下再熄灭 D.断开 S 后，由于条件不足，不能确定灯泡是否闪亮一下再熄灭 5.有一电子束焊接机，焊接机中的电场线如图 4 中虚线所示。其中 K 为阴极，A 为阳极，两 极之间的距离为 d，在两极之间加上高压 U，有一电子在 K 极由静止开始在 K、A 之间被加 速。不考虑电子重力，电子的质量为 m ,元电荷为 e，则下列说法正 确的是（ ） A.由 K 沿直线到 A 电势逐渐降低 B.由 K 沿直线到 A 场强逐渐减小 C.电子在由 K 沿直线运动到 A 的过程中电势能减小了 eU D. 电 子 由 K 沿 直 线 运 动 到 A 的 时 间 为 eU mdt 22 6.如图 5 所示，交流电流表与灯泡串联，先后在 M、N 间加上不同的交变电压，第一次加电 压随时间按甲图的正弦规律变化；第二次加电压随时间按乙图规律变化。若甲、乙图中的 U0、T 所 表 示 的 电 压 、 周 期 值是相同的，则这两次交流电流表读数之比 I1：I2 为( ) A.1 ： 5 B. 5 :1 C. 2:5 D.1:2 二、多项选择题（以下每小题中有两个答案符合要求，把符合要 求的两个答案选出来并转涂到答题卡上，全部正确得 4 分，选对不全得 2 分，有错选不得 分,本大题总分共计 24 分） 7.一弹簧振子做简谐运动的图象如图 6 所示，下列说法正确的是( ) A.振子振动频率为 0.25 HZ B.振子的运动轨迹为正弦曲线 C.t=0.25 s 时，振子的速度方向与加速度方向相同 D.在 t ＝1 s 时刻，振子的回复力最大，速度为零 8.如图 7 所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为 2 ：1，电流表、电压表均为理想 电表，R 是光敏电阻(其阻值随照射光强度增大而减小)。原线圈接入电压随时间按 Vtu )100sin(2220  变化的交流电，下列说 法正确 的是（ ） A.交流电的频率为 100Hz B.电压表的示数为 110V C.照射 R 的光强度增大时，电流表的示数变大 D.照射 R 的光强度增大时，电压表示数变大，灯 泡变得 更亮 9.如图 8 所示，用一根粗细均匀的细铜导线做成一个半径为 r 的闭合圆环，把圆环的一半置 于均匀变化的匀强磁场中，磁场方向始终垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间的变化规律 为 B=B0+kt（B0 不变，k 为一恒量且满足 0< k <1T/s）， a、b 为圆 环的一条直径的两端点，圆环的总电阻为 R ，则 （ ） A.圆环中产生顺时针方向的感应电流 B.圆环具有收缩的趋势 C.a、b 两点间的电势差 2 2 1 rkU ab  D.在 t = 0 时，右半圆环受到的安培力大小为 R rkB 3 0 10.在如图9所示的电路中，电源的电动势为E =4V，内电阻为r =2Ω，定值电阻的阻值为R0 =1Ω，可变电阻R 的阻值可在0至10Ω之间调节（包括0和 10Ω），则( ) A.当R =10Ω时，R0消耗的功率最大，最大值为 169 16 W B.当R =1Ω时，电源的输出功率最大，最大值为2W C.当R =3Ω时，R消耗的功率最大，最大值为 3 4 W D.当R =10Ω时，电源的效率最大，最大值为88％ 11.如图10所示，直角三角形ABC中存在一匀强磁场，比荷（电荷量与 质量的比值）相同的甲、乙两个粒子都从A点沿AB方向射入磁场，粒 子仅受磁场力作用，分别从AC边上的P、Q两点射出。它们在磁场中运 动的半径分别为r甲、r乙，运动时间分别为t甲 和t乙 ，则( ) A.甲、乙粒子速度大小之比为 r 甲：r 乙 B.甲、乙粒子速度大小之比为 r 乙：r 甲 C.t 甲:t 乙 =1：1 D.t 甲:t 乙 =1：2 12.如图 11 所示，相距为 L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接 有定值电阻 R，整个空间存在垂直于导轨平面向下匀强磁场，磁感应强度大小为 B .现将质 量为 m 的导体棒由静止释放，当速度达到 2 v 时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于 导轨向下的拉力，并保持拉力的功率为 P，导体棒最终以速度 v 匀速运动。导体棒始终与导 轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为 g，下列选项正确的是（ ） A. sinmgvP  B．从导体棒由静止释放至速度达到 2 v 的过程中通过导体棒横截面的电荷量 为 BL mv vBL vm q 2 4 0)2(2 1 2     C．当导体棒速度达到 3 v 时加速度为 sin3 1 g D.在速度达到 v 以后匀速运动的过程中，R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功 三、实验题（每小题 8 分，共计 16 分） 13.(8 分)成都某中学一同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为 97.86cm，再用 20 分度的游标卡尺测得小球直径为 2.880cm，后用秒表记录了单摆全振 动 50 次所用的时间为 100.0s．则 （1）记录时间应从摆球经过_________开始计时，测得单摆的周期是 s （保留 2 位有效数字）。 （2）如果他在实验中误将 50 次全振动数为 51 次，测得的值 。（填 “偏大”或“偏小”或“准确”） （3）该同学改变摆长测了多组数据，在处理数据时，他以 L 为纵坐标，以周期 T 为 横坐标，作出如图 12 所示的图象，已知该图线的斜率为 k＝0.495 sm / ，则重力加速度 为________m/s2.(结果保留 3 位有效数字，π取 3.14) 14.(8 分)在做“描绘小电珠的 伏安特性曲线”的实验时，所用电流 表内阻约为几欧，电压表内阻 约为十几千欧。实验中得到了多组数 据，通过描点连线在 I－U 坐标系中得到了小电珠的伏安特性曲线如图 13-甲所示。 （1）在虚线框中画出实验电路图。 （2）根据图 13-乙所示，可确定小电珠的功率 P 与 U2 和 P 与 I2 的关系，下列图中合理 的是________。 （3）将被测小电珠与定值电阻 R 和电源串联成如图 13-丙所示的电路，电源电动势为 6.0 V，内阻为 1.5 Ω，定值电阻 R 为 3.5 Ω，则小电珠消耗的实际功率为________W (结果保留 3 位有效数字)。 四、计算题（本题共 4 个小题，共 42 分；解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算 步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答 案中必须 明确写出数值和单位，计算结果可含π或根号）。 15.(8 分)如图 14 所示，ACB 为光滑弧形槽（弧形槽的圆 心未画出），弧形槽半径为 R，C 为弧形槽最低点，两端 点距最低点的高度差为 h，R≫AB ︵。先让甲球静止在 C 点 的正上方，乙球从 A 点由静止释放，问： （1）乙球对弧形槽的最大压力是多少？ （2）若在圆弧最低点 C 的正上方 H 处由静止释放小球甲，让其自由 下落，同时将乙球从圆弧左侧由静止释放，欲使甲、乙两球在圆弧最 低点 C 处相遇，则甲球下落的高度 H 至少是多少？ 16.(10 分)如图 15 所示,用导线绕成匝数 N=50 匝的直角三角形线框 ACD，该线框绕与匀 强磁场垂直的 OO′轴(OO′轴与 AD 边共线)匀速转动 ,转速为 n=25r/s。垂直纸面向里的匀 强磁场的磁感应强度 B=0.5T；三角形线框的 AC 边长为 30cm，AD 边长为 50cm，三角 形线框的总电阻 r=5Ω，不计一切摩擦。.当线框通过滑环和电刷与 R=10Ω的外电阻相连 时，求： （1）线圈从图示位置转过 3  的过程中通过外电阻 R 上的电量 q； （2）线圈从图示位置转过π的过程中外力所做的功。 17.(10 分)如图 16 所示，一边长为 L 的正三角形 abO,bO 边位于直角坐标系的 x 轴上，O 点 正是坐标原点,三角形三边的中点分别为 c、d、e、df 垂直于 aO 边、垂足为 d，df 与 y 轴的 交点为 f，cd 与 y 轴的交点为 g，在 cg 下方的三角形内有垂直坐标平面向外的匀强磁场， gh 平行于 df、且垂直于 fi、垂足为 i，以 fi、gh 为边界的足够大范围存在平行于 fi 的匀 强电场,场强为 E。现从 e 点垂直于 bO 边以速度 v0 入射一带正电的粒子，不计粒子的重力， 粒子的荷质比为 k,，该粒子以最短时间通过磁场后运动到 d 点，并且垂直于 aO 边离开磁场. 求： （1）磁感应强度 B； （2）粒子过 f 点后再次到达 y 轴的位置坐标； （3）粒子从 e 点开始运动到电场中速度 方向平行 y 轴的过程，所用时间是多少？ 18.(14 分)如图 17 所示，倾角为θ=37°的足够长平行导轨顶端 bc 间、底端 ad 间分别连一 电阻，其阻值为 R1＝R2＝2r，两导轨间距为 L=1m。在导轨与两个电阻构成的回路中有垂直于 轨道平面向下的磁场，其磁感应强度为 B1=1T。在导轨上横放一质量 m=1kg、电阻为 r=1Ω、 长度也为 L 的导体棒 ef，导体棒与导轨始终良好接触,导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ =0.5。在平行导轨的顶端通过导线连接一面积为 S＝0.5m2、总电阻为 r、匝数 N=100 的线圈 (线圈中轴线沿竖直方向)，在线圈内加上沿竖直方向,且均匀变化的磁场 B2(图中未画),连接 线圈电路上的开关 K 处于断开状态，g=10m/s2,不计导轨电阻。 求： （1）从静止释放导体棒,导体棒能达到的最大速度是多少？ （2）导体棒从静止释放到稳定运行之后的一段时间内,电阻 R1 上产生的焦耳热为 Q=0.5J, 那么导体下滑的距离是多少？ （3）现闭合开关 K,为使导体棒静止于倾斜导轨上,那么在线圈中所加磁场的磁感应强度的方 向及变化率 2B t   大小的取值范围？ 2016～2017 学年度（下期）高 2015 级期中联考 物理答案 选择题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 D A C D C A AD BC BD BC AC AC 实验题 13.（1）平衡位置 （2 分） 2.0 （2 分）. （2）偏大 （2 分） (3) 9.66 （2 分） 14.[解析] (1)由题图甲中伏安特性曲线可知，滑动变阻器采用的是分压式接法；由 于小电珠电阻与电流表内阻相差不多，故电流表应采用外接法．(2)随着电压或电流 的增大，小电珠的电阻增大，小电珠的电功率与电压或电流的关系分别为 P＝U2 R 或 P ＝I2R，所以 P－U2 图线上的点与原点连线的斜率(表示小电珠电阻的倒数)应不断减小， P－I2 图线上的点与原点连线的斜率(表示小电珠的电阻)不断增大，D 正确． (3)在 I－U 坐标系中作闭合电路 U＝E－I（r+R）的图线，图线与小电珠的伏安特性曲线有 个交点，交点电流 I＝0.40 A，U=4.0V 即为小电珠实际电流和电压，故小电珠消耗的实际功 率 P＝ULI＝1.60 W. (1)电路图如图所示（2 分） (2)D （2 分） (3)1.60 （2 分） 计算题 15.（8 分）（1）由机械能守恒定律有 mgh＝1 2 mv2，在最低点处的速度为 ghv 2 （1 分） 在最低点处有： R vmN-mg 2  （2 分） 解得： )21( R hmgN  有牛顿第三定律得：小球对弧形槽的最大压力为 压F )21( R hmgN  （1 分） （2）甲球从离弧形槽最低点 H 高处自由下落，到达 C 点的时间为 t 甲＝ g H2 （1 分） 乙球运动的时间最短对应的甲球高度就越低 即 t 乙＝T 4 g RT 2 （2 分） 由于甲、乙在 C 点相遇，故 t 甲＝t 乙 联立解得 H ＝ 8 2R （1 分） 16.（10 分）【解】⑴通过外电阻 R 上的电量 q I t  ① (1 分) 由闭合电路欧姆定律得 EI r R   ② (1 分) 由法拉第电磁感应定律有 E N t   ③(1 分) 而磁通量的变化量大小 cos 3BS BS    ④(1 分) 由几何关系易得 4BC cm ,同时得三角形线框的面积 1 2S AC BC   ⑤ 由①②③④⑤联立并代入数据得: 25 10q C  ⑥(1 分) ⑵线框匀速转动的角速度 2 50 / sn rad    ⑦ 线框转动产生的电动势的最大值为 75mE NBS V   ⑧(1 分) 电动势的有效值 75 2 2 mEE V  ⑨(1 分) 电路中产生的电功率 2 2375 2 EP R r  电 ⑩(1 分) 整个电路在半周期内消耗的电能 215 2 4 TE P J  电 电 ⑪(1 分) 根据功能关系知半周期内外力所做的功 215 4W E J 电 ⑫(1 分) 17.（10 分）【解】⑴该粒子以最短时间通过两磁场后运动到 d 点,并且垂直于 aO 边离开 磁场,由几何关系有: = 2 Lr ① (1 分) 粒子做匀速圆周运动,有 2 0 0 mvqv B r  ② (1 分) 由①②得 02vB Lk  ③ (1 分) ⑵粒子在电场中做类平抛运动,设粒子再次到达 y 轴的位置到 f 点的间距为 S. 2 0 1sin30 , cos30 2 qES v t S tm     ④ (1 分) 由④得 02 3vt kE  , 2 04 3vS kE  ⑤ (1 分) 由几何关系知 3 3Of L ⑥ 粒子过 f 点后再次到达 y 轴的纵坐标 2 04 3 3 3 vY S Of LkE     ⑦(1 分) 粒子过 f 点后再次到达 y 轴的位置坐标为(0, 2 04 3 3 3 v LkE  ). ⑶粒子在磁场中运动的时间 1 60 1 360 6t T T  ⑧ 粒子做匀速圆周运动的周期 0 0 2 r LT v v    ⑨ 由⑧⑨得 1 06 Lt v  ⑩(1 分) 粒子匀速运动所用时间 2 0 0 0 tan30 32 6 L df Lt v v v     ⑪(1 分) 粒子从 f 点到电场中速度方向平行 y 轴的过程,所用时间 0 3 3 2 vtt kE   ⑫(1 分) 故总时间为 0 1 2 3 0 3( 3)6 vLt t t t v kE      总 ⑬(1 分) 18.（14 分）【解】⑴对导体棒,由牛顿第二定律有 sin cosmg mg BIL ma     ①（1 分） 其中 2 2 2 E BLv BLvI rR rr    总 ②（1 分） 由①②知,随着导体棒的速度增大,加速度减小,当加速度减至 0 时,导体棒的速度达最 大 vm,有 2 2 2 (sin cos ) 4 / sm mgrv mB L     ③（1 分） ⑵导体棒从静止释放到稳定运行之后的一段时间内,由动能定理有 21sin cos 2 mmg d mg d W mv      克安＝ ④（1 分） 根据功能关系有W E Q电 总克安＝ ＝ ⑤（1 分） 根据并联电路特点得 4Q Q总＝ ⑥（2 分） 由③④⑤⑥联立得 5d m ⑦（1 分） ⑶开关闭合后，导体棒 ef 受到的安培力 1 efF B I L  ⑧ 干路电流 21 BE NSI NR R t R t       总 总 总 ＝ ⑨ 电路的总电阻 1 3 1 1 1 2 2 2 R r r r r r     总＝ ⑩（1 分） 根据电路规律及⑨⑩得 2 3ef B NSI t r   ⑪ 由⑧⑪联立得 2 1 3B F r t NB LS   ⑫（1 分） 当安培力较大时 max sin cos 10F mg mg N      ⑬ 由⑫⑬得 2 max 0.6 /B T st      ⑭（1 分） 当安培力较小时 min sin cos 2F mg mg N      ⑮ 由⑫⑮得 2 min 0.12 /B T st      ⑯（1 分） 故为使导体棒静止于倾斜导轨上，磁感应强度的变化的取值范围为： 20.12 / 0.60 /BT s T st   ⑰（1 分） 根据楞次定律和安培定则知闭合线圈中所加磁场：若方向竖直向上，则均匀减小；若方 向竖直向下，则均匀增强。 （1 分）（回 答不全，不给这 1 分）