物理（选修）卷·2018届江苏省扬州中学（扬州市）高二上学期期末统考（2017-01） 12页

扬州市2016～2017学年第一学期期末调研测试试题 高 二 物 理（选修） ‎ 考试时间100分钟，满分120分 第Ⅰ卷（选择题 共31分）‎ 一．单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分．每小题只有一个选项符合题意．将正确选项填涂在答题卡上相应位置．‎ ‎1．下列说法中正确的是 ‎ A．通过导体的电流越大，则导体的电阻越小 B．把一导体拉长后，其电阻率增大，电阻值增大 C．磁感线都是从磁体的N极出发，到磁体的S极终止 D．家用电饭煲加热食物主要利用了电流的热效应 ‎2．下列设备中工作原理与涡流无关的是 ‎ ‎~‎ 冶炼炉 电磁炉 微波炉 金属探测器 A B C D ‎ 硅钢片 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎3．用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法．以下公式不属于比值法定义的是 ‎ A．电容 B．电流强度 C．电阻 D．磁感应强度 ‎ ‎ ‎ ‎4．如图，一带电粒子以垂直于匀强磁场的速度v，从A处射入长为d、宽为h的匀强磁场区域，只在洛伦兹力作用下从B处离开磁场，若该粒子的电荷量为q，磁感应强度为B，圆弧AB的长为L，则 ‎ A．该粒子带正电 ‎ B．该粒子在磁场中运动的时间为 C．该粒子在磁场中运动的时间为 ‎ D．洛伦兹力对粒子做功为Bqvh ‎ ‎5.如图所示，实线表示竖直平面内匀强电场的电场线，电场线与水平方向成α角，匀强磁场与电场正交，垂直纸面向里．有一带电液滴沿斜向上的虚线L做直线运动，L与水平方向成θ角，且α＞θ，则下列说法中正确的是　　‎ ‎●‎ L A．液滴一定带负电 B．液滴可能做匀变速直线运动 ‎ C．电场线的方向一定斜向下 ‎ D．液滴做匀速直线运动 二．多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分．每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分．‎ ‎6．一小段长为L的通电直导线放在磁感应强度为B的磁场中，当通过它的电流为I时，所受安培力为F，下列说法中正确的是 ‎ A．磁感应强度B一定等于 B．磁感应强度B可能大于或等于 C．磁场中通电直导线受力大的地方，磁感应强度一定大 D．在磁场中通电直导线也可以不受力 A1‎ A2‎ R E S L ‎7．如图所示的电路中，两个相同的小灯泡A1、A2与电阻R的阻值相同，L为自感系数很大的电感线圈，其直流电阻不计．下列说法中正确的是 ‎ A．S闭合时，灯A2先亮，稳定后两灯一样亮 B．S闭合时，灯A1后亮，稳定后比A2更亮 C．电路稳定后断开S时，A2会闪亮一下再熄灭 D．电路稳定后断开S时，A1会闪亮一下再熄灭 ‎ E r A S R M ‎8．如图所示，一小型直流电动机M的线圈绕阻，定值电阻，电源的电动势，内阻，理想电流表的示数为2A，下列说法中正确的是 ‎ ‎ A．电动机两端的电压为2V ‎ B．电动机的发热功率为4W ‎ C. 电动机消耗的电功率为12W ‎ D．每分钟内电动机输出的机械能为480J ‎9．如图所示，在光滑的水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd，t=0时刻，线框在水平外力的作用下，从静止开始向右做匀加速直线运动，bc边刚进入磁场的时刻为t1，ad边刚进入磁场的时刻为t2，设线框中产生的感应电流的大小为i，ad边两端的电压大小为U，水平拉力大小为F，则下列i、U、F随运动时间t变化关系图像正确的是 ‎ B a b c d v F t t1 ‎ t2 ‎ O U t t1 ‎ t2 ‎ O i t t1 ‎ t2 ‎ O i t t1 ‎ t2 ‎ A B C D 第Ⅱ卷（非选择题 共89分）‎ 三．简答题： 本题共2小题，共26分．把答案填在答题卡相应的位置或按要求作答．‎ ‎10．（12分）(1)在用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验中，提供了如下器材：‎ ‎①待测电阻Rx (约100 Ω)； ②直流毫安表(量程0～20 mA，内阻约50 Ω)‎ ‎③直流电压表(量程0～3 V，内阻约5 kΩ)； ④直流电源(输出电压3 V，内阻可不计)‎ ‎⑤滑动变阻器(阻值范围0～15 Ω，允许最大电流1 A)； ⑥开关一个，导线若干条 实验要求最大限度地减小误差，则毫安表的连接应选择 ▲ (填“内接” 或“外接”)的连接方式 ；测得的阻值比真实值偏 ▲ （填“大”或“小”）．‎ ‎(2)用如图甲所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻．蓄电池的电动势约为2V，内电阻很小．除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有：‎ A.电压表 (量程3V) B.定值电阻R0 (阻值4Ω，额定功率4W) ‎ 图乙 ‎0.1‎ ‎0.2‎ ‎0.3‎ ‎0.4‎ ‎0.5‎ ‎1.00‎ ‎1.50‎ ‎2.00‎ ‎0.50‎ I/A U/V ‎0‎ C.电流表 (量程3A) D.电流表 (量程0.6A) ‎ E.滑动变阻器R(阻值范围0～20Ω，额定电流1A)‎ 图甲 A V R E r S R0‎ 电流表应选用 ▲ ；(填写器材前的字母代号) ；‎ 根据实验数据作出U—I图像(如图乙所示)，则蓄电池的电动势E ＝ ▲ V，内阻r = ▲ Ω.‎ ‎(结果保留两位有效数字)‎ ‎11．（14分）某学习小组欲探究一只额定电压为3V的小灯泡的伏安特性．‎ ‎（1）连接电路之前，有一位同学想利用多用电表欧姆挡粗略测量小灯泡在常温下的电阻．该同学首先选择“×10”的倍率测量小灯泡的电阻，操作步骤正确，但发现表头指针偏转角度很大，为了较准确地进行测量，该同学重新选择了 ▲ （选填“×1”或“×100”）的倍率并进行 ▲ （选填“欧姆”或“机械”）调零，再次测量后发现，该小灯泡常温下的电阻约为3Ω．‎ A B aO b c d e f g h ‎（2）某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接的电路如图所示，电路中所有元器件都是完好的，且电压表和电流表已调零．闭合开关后，若发现电压表的示数为2V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，则可判断断路的电线是 ▲ （选填“f”或“h”）；若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表示数不能调为零，则断路的导线是 ▲ （选填“c”或“g”）．‎ ‎（3）故障清除后，闭合开关，‎ 调节滑动变阻器得到电压、电流数据如下表，请在图所示的坐标纸上画出小灯泡的U – I图线．‎ 组数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ U/V ‎0‎ ‎0.28‎ ‎0.58‎ ‎0.92‎ ‎1.50‎ ‎2.00‎ ‎3.00‎ I/A ‎0‎ ‎0.10‎ ‎0.20‎ ‎0.30‎ ‎0.40‎ ‎0.45‎ ‎0.49‎ ‎0.1‎ ‎0.2‎ ‎0.3‎ ‎0.4‎ ‎0.5‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎0‎ I/A U/V ‎（4）若将该灯泡与一个10Ω的定值电阻串联，直接接在电动势为3V、内阻不计的电源两端，则可以估算出该灯泡的实际功率为 ▲ W（结果保留两位有效数字）．‎ 四．计算或论述题：本题共4小题，共63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．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．‎ ‎12．（15分）如图甲所示，阻值不计的光滑金属导轨在竖直面上平行固定放置，间距d为0.5m，下端通过导线与阻值RL为4Ω的小灯泡L连接，在矩形区域CDFE内有水平向外的匀强磁场，磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所示，CE长为2m．在t＝0时刻，电阻R为1Ω的金属棒以某一初速度从AB位置紧贴导轨向下运动，当金属棒从AB 位置运动到EF位置过程中，小灯泡的亮度没有发生变化，g取10m/s2．求：‎ ‎(1)通过小灯泡的电流的大小；‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ B A C D E F L B 甲 ‎(2)金属棒的质量；‎ ‎(3)金属棒通过磁场区域所用的时间．‎ t/s B/T ‎0.4‎ ‎0.2‎ ‎0.4‎ ‎0‎ ‎0.6‎ 乙 ‎13．（15分）如图所示，在边长为L的等边三角形ACD区域内，存在磁感应强度为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场．现有一束质量为m、电荷量为+q的带电粒子，以某一速度从AC边中点P、平行于CD边垂直磁场射入，粒子的重力忽略不计．‎ ‎（1）若粒子能从D点飞出磁场，求粒子在磁场中运动的轨道半径R；‎ ‎（2）若粒子能从D点飞出磁场，求粒子在磁场中运动的时间t；‎ AA ‎.‎ ‎ . . . ‎ ‎. . . . . ‎ ‎. . . . . . .‎ ‎. . . . . . . . .‎ B C D P ‎（3）若粒子能从AC边飞出磁场，求粒子飞出磁场的位置与P点之间的最大距离d．‎ ‎14．（16分）如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ相距为L=0.1m，导轨平面与水平面的夹角为=30°，导轨上端连接一定值电阻，导轨的电阻不计，整个装置处于方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中．长为L的金属棒cd垂直于MN、PQ 放置在导轨上，且与导轨保持良好的接触，金属棒的质量为0.2kg，电阻为．现将金属棒从紧靠NQ处由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为x=12m时，速度达到最大值vm=10m/s，（重力加速度g取10m/s2），求：‎ ‎（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；‎ ‎（2）金属棒沿导轨下滑距离为12m的过程中，整个电路产生的焦耳热及通过金属棒截面的电荷量；‎ M P Q c N d R ‎ r ‎（3）若将金属棒下滑12m的时刻记作t=0，假设此时的磁感应强度B0为已知，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感应电流．请用B0和t表示出这种情况下磁感应强度B变化的表达式．‎ ‎15．（17分）如图所示，真空室内存在宽度为d=8cm的匀强磁场区域，磁感应强度B=1T，磁场方向垂直于纸面向里； AB为厚度不计的金箔，金箔右侧为匀强电场区域，电场强度E=2.5×105N/C，方向与金箔成37°角．紧挨左边界放置的粒子源S，可沿纸面向各个方向均匀发射初速率相同的带正电的粒子，已知粒子的质量m =10-20kg，电荷量q=10-14C，初速率v=2×105 m/s .（sin37°=0.6，cos37°=0.8，粒子重力不计）求：‎ ‎（1）粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径R；‎ ‎（2）金箔AB被粒子射中区域的长度L；‎ B B E A S N ‎37°‎ ‎（3）从最下端穿出金箔的粒子进入电场（设粒子穿越金箔的过程中速度方向不改变），粒子在电场中运动并通过N点，SN⊥AB且SN=40cm．则此粒子从金箔上穿出的过程中，损失的动能为多少？‎ ‎扬州市2016-2017学年第一学期期末调研测试试题 高二物理（选修）参考答案及评分标准 一．单项选择题： ‎ ‎1．D 2．C 3．A 4．B 5．D 二．多项选择题： ‎ ‎6．BD 7．BC 8． BCD 9．AC 三．简答题：‎ ‎10．（12分）（1）外接 （2分）， 小 （2分） ‎ ‎（2）①D （3分） ②1.9 （3分） ；0.67（2分）‎ ‎0.1‎ ‎0.2‎ ‎0.3‎ ‎0.4‎ ‎0.5‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎0‎ I/A U/V ‎.‎ ‎.‎ ‎.‎ ‎.‎ ‎.‎ ‎.‎ ‎.‎ ‎11．（14分） ‎ ‎（1）×1 （3分）‎ 欧姆 （2分）‎ ‎（2） f （2分）‎ ‎ c （2分）‎ ‎（3）如图中实线所示 （3分）‎ ‎（4）0.15W（0.13W～0.17W） （2分）‎ 四．论述和演算题：‎ ‎12．（15分）‎ 解析：(1)金属棒未进入磁场时，E1＝＝＝0.5×2×V＝2V （2分）‎ 又R总＝RL＋R＝(4＋1)Ω＝5Ω （1分）‎ 所以IL＝＝A＝0.4A （2分）‎ ‎(2)因灯泡亮度不变，故0.2s末金属棒进入磁场时刚好匀速运动 所以I＝IL＝0.4A ‎ 棒所受安培力F安＝BId＝0.08N （2分）‎ 对金属棒有mg＝F安 （2分）‎ 所以金属棒的质量m＝0.008kg （1分）‎ ‎ (3)金属棒在磁场中运动时，E2＝E1＝2V （1分）‎ 又E2＝Bdv （2分）‎ 解得：v＝＝10m/s （1分）‎ 金属棒从CD运动到EF过程的时间为 t2＝＝0.2s （1分）‎ ‎13．（15分）‎ 解析：（1）作出粒子在磁场中做圆周运动的轨迹如图所示，O1为轨迹的圆心。由题意可知：轨迹所对应的圆心角为60°，明显地，三角形O1PD是等边三角形，‎ A ‎.‎ ‎ . . . ‎ ‎. . . . . ‎ ‎. . . . . . .‎ ‎. . . . . . . . .‎ B C D P O1‎ 则有 （5分）‎ ‎（2）因轨迹所对应的圆心角为60°， ‎ 则有 （1分）‎ 又因（2分）‎ 所以（2分）‎ ‎ ‎ ‎.‎ ‎ . . . ‎ ‎. . . . . ‎ ‎. . . . . . .‎ ‎. . . . . . . . .‎ B C D P O2‎ N M ‎（3）如图所示，当粒子的运动轨迹与CD边相切时，粒子从AC边飞出磁场的位置M距离P点最远．图中O2为轨迹的圆心，PN为轨迹圆的直径．‎ 由几何关系可知：‎ 轨迹圆的半径 （3分）‎ P、M之间的距离 （2分）‎ ‎ ‎ ‎14．（16分）‎ B F安 P Q N mg ‎ 解析：（1）金属棒达最大速度时产生的电动势 （1分）‎ 回路中产生的感应电流 （1分） ‎ 金属棒棒所受安培力 （1分）‎ cd棒受力如图所示，当所受合外力为零时，下滑的速 ‎ 度达到最大，即 （1分）‎ 由以上四式解得 ，‎ 代入数据得 （1分）‎ ‎（2） （2分）‎ 解得 （1分）‎ ‎ （2分）‎ 得 ,代入数据得 （1分）‎ ‎（3）金属棒从t=0起运动的加速度大小为a，由牛顿第二定律有 ‎ 解得 （2分）‎ 因为不产生电流，所以磁通量不变： （2分）‎ ‎ 得： （1分） ‎ ‎ 15．（17分）‎ 解析：（1）粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即 ‎ （2分）‎ 则 （3分）‎ ‎（2）向上偏转的粒子，当圆周轨迹与AB相切时偏离O最远，设切点为P，对应圆心O1，如图所示，则由几何关系得： （2分）‎ 向下端偏转的粒子，设偏离O最远时圆周轨迹与AB交于Q点，对应圆心O2，如图所示，则由几何关系得：‎ A O2‎ B O Q O1‎ M B E P S N ‎37°‎ ‎ （2分） ‎ 故金箔AB被粒子射中区域的长度 L= （1分）‎ ‎（3）设粒子从Q点穿出后的速度为，粒子在电场中做类平抛运动，轨迹如图所示 沿速度方向做匀速直线运动 位移 （1分） ‎ 沿场强E方向做匀加速直线运动 位移 （1分）‎ 则由， ， 且 解得： （3分） ‎ 所以粒子从金箔上穿出时，损失的动能为 （2分）‎