物理卷·2018届江苏省南通中学高二上学期期末考试（2017-01） 9页

江苏省南通中学2016—2017学年度第一学期期末考试 高二物理试卷 一、单项选择题（共7题，每题3分）‎ ‎1．如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是(　B　)【来源：全,品…中&高*考+网】‎ ‎2．有一段长1 m的电阻丝，电阻是10 Ω，现把它均匀拉伸到长为4 m，则电阻变为(　D)‎ A．10 Ω B．40 Ω ‎ C．120 Ω D．160 Ω ‎3．电流表的内阻是Rg＝100 Ω，满刻度电流值是Ig＝500 μA，现欲把这电流表改装成量程为1.0 V的电压表，正确的方法是(　C　)‎ A．应串联一个0.1 Ω的电阻 B．应并联一个0.1 Ω的电阻 C．应串联一个1900 Ω的电阻 D．应并联一个1900 Ω的电阻 ‎4．铺设海底金属油气管道时，焊接管道需要先用感应加热的方法对焊口两侧进行预热．将被加热管道置于感应线圈中，当感应线圈中通以电流时管道发热．下列说法正确的是(　D　)‎ A. 管道发热是由于线圈中的电流直接流经管道引起的 B. 感应加热是利用线圈电阻产生的焦耳热加热管道的 C. 感应线圈中通以恒定电流时，也能在管道中产生电流 D. 感应线圈中通以交流电，在管道中产生的涡流 ‎5．在如图所示电路中，电源电动势为12 V，电源内阻为1.0 Ω，电路中的电阻R0为1.5 Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5 Ω.闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0 A．则以下判断中正确的是(　　B)．‎ A．电动机的输出功率为14 W B．电动机两端的电压为7.0 V C．电动机的发热功率为4.0 W D．电源输出的电功率为24 W ‎6．如图所示，圆形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成闭合回路．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是 (A　　)‎ A．线圈a对水平桌面的压力FN将增大 B．穿过线圈a的磁通量变小 C．线圈a有扩张的趋势 D． 线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流 ‎7．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r（），电表均视为理想电表。闭合开关S后，调节R的阻值，使电流表的示数增大，在这一过程中电压表示数的变化量的大小为，则（C ）【来源：全,品…中&高*考+网】‎ A.通过R的电流增大，但增大量小于 ‎ B.的大小随R的变化而变化【来源：全,品…中&高*考+网】‎ C. 电源的效率降低了 ‎ D. 电源的输出功率一定增大了 二、多项选择题（共5题，每题4分，漏选得2分，错选不得分）‎ ‎8．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是(BCD　　)‎ A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 B．W＝UIt适用于任何电路，而W＝I2Rt＝t只适用于纯电阻的电路 C．在非纯电阻的电路中，UI>I2R D．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路 ‎9．如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于a、b两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以(　AC　)‎ A．适当增大磁感应强度 ‎ B．使磁场反向 C．适当增大电流 ‎ D．使电流反向 ‎10．回旋加速器的原理如图所示，它由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是(　AD　) ‎ A．离子从电场中获得能量 B．离子从磁场中获得能量 C．只增大空隙距离可增加离子从回旋加速器中获得的动能 D．只增大D形盒的半径可增加离子从回旋加速器中获得的动能 ‎11．在研究自感现象的实验中，用两个完全相同的灯泡A、B与自感系数很大的线圈L和定值电阻R组成如图所示的电路(线圈的直流电阻可忽略，电源的内阻不能忽略)，关于这个实验下面说法中正确的是(　BD　)‎ A．闭合开关的瞬间，A、B一起亮，然后A熄灭 B．闭合开关的瞬间，B比A先亮，然后B逐渐变暗 C．闭合开关，待电路稳定后断开开关，B逐渐变暗，A闪亮一下然后逐渐变暗 D．闭合开关，待电路稳定后断开开关，B灯中的电流方向为从右向左 ‎12．如图所示，范围足够大、磁感应强度为B的匀强磁场垂直于xOy平面向里，两质量相等的粒子带等量异种电荷，它们从x轴上关于O点对称的两点同时由静止释放，运动过程中未发生碰撞，不计粒子所受的重力．则(　BCD　)‎ A. 两粒子沿x轴做直线运动 B. 运动过程中，若两粒子间的距离等于初始位置间的距离时，它们的速度均为零 C. 运动过程中，两粒子间的距离最小时，它们的速度沿y轴方向的分量vy最大 D. 若减小磁感应强度，再从原处同时由静止释放两粒子，它们可能会发生碰撞 ‎三．实验题（两题，共16分）‎ ‎13．(8分) (1)用一主尺最小分度为1mm，游标上有20个分度的游标卡尺测量一工件的长度，结果如图甲所示，可以读出此工件的长度为 mm；图乙是用螺旋测微器测量某一圆筒外径时的示数，此读数为 mm。 ‎ ‎(2)在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，实验室提供小灯泡(3.8 V,0.3 A)、电流表(0～0.5 A，内阻约为0.4 Ω)、电压表(0～15 V，内阻约为20 kΩ)以及滑动变阻器(5 Ω，2 A)等实验器材．【来源：全,品…中&高*考+网】‎ ① 如果用如图(a)所示的多用电表欧姆挡粗略测量该小灯泡的电阻，应选用的挡位是________．(填选项前面的字母)‎ A. ×1 000 ‎ B. ×100 ‎ C. ×10 ‎ D. ×1‎ ② 如果既要满足小灯泡两端电压从零开始连续变化，又要测量误差较小，应从图(b)所示的电路中选择________电路做实验电路．(填对应电路图下面的字母)‎ ‎10. (8分)(1) 52.35　1.990‎ ‎(2) ① D②B ‎14．(12分)在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中，供选用的器材有：‎ A．电流表（量程：0～0.6A，RA=1Ω） B．电流表（量程：0～3A，RA=0.6Ω）‎ C．电压表（量程：0～3V，RV=5kΩ）  D．电压表（量程：0～15V，RV=10kΩ）【来源：全,品…中&高*考+网】‎ E．滑动变阻器（0～10Ω，额定电流1.5A）‎ F．滑动变阻器（0～2kΩ，额定电流0.2A）‎ G．待测电流（一节一号干电池）、开关、导线若干．‎ 他们设计了如图所示的电路图，请回答下列问题：‎ ‎（1）电路中电流表应选用______，电压表应选用______，滑动变阻器应选用______．（用字母代号填写）‎ ‎（2）如图所示为实验所需器材，请按原理图连接出正确的是实验电路．‎ ‎（3）在实验中测得多组电压和电流值，得到如图所示的U-I图线，由图可得该电源电动势E= V ,内阻r= Ω。（结果均保留两位小数）‎ ‎（4）引起该实验系统误差的主要原因是______．‎ ‎【答案】（1）如图所示（2）A，C，E；（3）1.5、1.0（4）电压表的分流 四．计算题（4题，共50分）‎ ‎15．(14分)如图所示，U=20V，电阻R1=4Ω，R2=6Ω，电容C=30μF。开始时，开关S闭合，电路稳定后，求:‎ ‎（1）通过R1的电流强度；‎ ‎（2）电阻R2两端的电压；‎ ‎（3）如果电路稳定时断开S，则流过R1的电量．‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）S闭合，电路稳定后（即电容器充电完毕）即为R1与R2的串联电路，所以通过R1的流为，‎ ‎（2）此时电容C与R2并联，两极间电压U1=IR2=2×6=12V，且上板带电荷。‎ ‎（3）断开S后，由于U=10V，所以继续给电容器充电至极板电压U2=U=10V，仍是上板带正电，流过R1的电量等于继续给电容器的充电电量，所以 ‎16．(15分)如图甲所示，在一个正方形金属线圈区域内存在着磁感应强度B随时间变化的匀强磁场，磁场的方向与线圈平面垂直．金属线圈所围的面积S＝200 cm2，匝数n＝1 000，线圈电阻r＝2.0 Ω.线圈与电阻R构成闭合回路，电阻的阻值R＝8.0 Ω.匀强磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示，求：‎ ‎(1) t1＝2.0 s时的线圈产生感应电动势的大小；‎ ‎(2)在t＝2.0 s时通过电阻R的感应电流的大小和方向；‎ ‎(3)在t＝5.0 s时刻，线圈端点a、b间的电压；‎ 解：(1) 根据法拉第电磁感应定律，0～4.0 s时间内线圈中磁通量均匀变化，产生恒定的感应电流．t1＝2.0 s时的感应电动势 ‎ =1V ‎(2)根据闭合电路欧姆定律，闭合回路中的感应电流 I1＝ 解得I1＝0.1 A，方向b→R→a(2分)‎ ‎ (3) 由图象可知，在4.0～6.0 s时间内，线圈中产生的感应电动势 ‎ (1分)‎ 根据闭合电路欧姆定律，t2＝5.0 s时闭合回路中的感应电流 I2＝＝0.4 A，方向a→R→b Uab＝I2R＝3.2 V(2分)‎ ‎17．(15分)如图所示，足够长的U形导体框架的宽度L＝0.5 m，电阻可忽略不计，其所在平面与水平面成θ＝37°角．有一磁感应强度B＝0.8 T的匀强磁场，方向垂直于导体框平面．一根质量m＝0.4 kg、电阻R＝1Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上，某时刻起将导体棒由静止释放．已知导体棒与框架间的动摩擦因数μ＝0.5.(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10 m/s2)‎ ‎(1) 求导体棒刚开始下滑时的加速度大小；‎ ‎(2) 求导体棒运动过程中的最大速度；‎ ‎(3) 从导体棒开始下滑到速度刚达到最大时的过程中，通过导体棒横截面的电量Q＝4 C，求导体棒在此过程中消耗的电能．‎ ‎17. (14分)(1) mgsinθ－μmgcosθ＝ma(2分)‎ a＝2 m/s2(1分)‎ ‎(2) 当导体棒匀速下滑时其受力情况如图，因为匀速下滑，设匀速下滑的速度为v，则在平行斜面上有 mgsinθ－f－F＝0(1分)‎ 其中：f＝μmgcosθ；安培力：F＝BIL(1分)‎ 电流强度I＝(1分)‎ 由以上各式解得v＝＝5m/s(1分)‎ ‎ (3) 通过导体的电量Q＝Δt(1分)‎ ‎1分)‎ 设物体下滑速度刚好为v时的位移为S，则ΔΦ＝BSL(1分)‎ 全程由动能定理得mgS·sinθ－W安－μmgcosθ·S＝mv2(1分)‎ 克服安培力做功等于导体棒的有效电阻消耗的电能W＝3 J(1分)‎ ‎18．(15分)如图所示的坐标系中，第一象限内存在与x轴成30°角斜向下的匀强电场，电场强度E＝400 N/C；第四象限内存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场，y轴负方向无限大，磁感应强度B＝1×10－4 T．现有一比荷为＝2×1011 C/kg的正离子(不计重力)，以速度v0＝4×106 m/s从O点射入磁场，α＝60°，离子通过磁场后刚好从A点射出，之后进入电场．求：‎ ‎(1) 离子从O点进入磁场B中做匀速圆周运动的半径R；‎ ‎(2) 离子进入电场后，经多少时间再次到达x轴上；‎ ‎(3) 若离子进入磁场B后，某时刻再加一个同方向的匀强磁场使离子做完整的圆周运动，求所加磁场磁感应强度的最小值．‎ ‎18． (15分)解：(1) 如图所示，由几何关系得离子在磁场中运动时的轨道半径v0＝4×106 m/s (2分)‎ 离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 Bqv0＝m　解得r1＝0.2 m (2分)‎ ‎(2) 离子进入电场后，设经过时间t再次到达x轴上 离子沿垂直电场方向做速度为v0的匀速直线运动，位移为l1，则l1＝v0t(1分)‎ 离子沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为a，位移为l2‎ Eq＝ma(2分)　l2＝at2(1分)‎ 由几何关系可知　tan60°＝(1分)‎ 代入数据解得　t＝×10－7 s(1分)‎ ‎(3) 由Bqv＝知，B越小，r越大．设离子在磁场中最大半径为R，由几何关系得R＝(r1－r1sin30°)＝0.05 m(2分)‎ 由牛顿运动定律得　B1qv0＝m 解得　B1＝4×10－4 T(2分)‎ 则外加磁场ΔB1＝B1－B＝3×10－4 T(1分)‎