2017-2018学年河北省邯郸市第二中学高二上学期期中考试物理试题 7页

‎2017-2018学年河北省邯郸市第二中学高二上学期期中考试物理试卷 考试范围：选修3-1；考试时间：90分钟； ‎ 注意：本试卷包含Ⅰ、Ⅱ两卷。第Ⅰ卷为选择题，所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置。第Ⅱ卷为非选择题，所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案写在试卷上均无效，不予记分。 ‎ 第Ⅰ卷 一、单选题(本大题共10小题，共30.0分)‎ ‎1.物理学中最早使用理想实验方法、发现万有引力定律、最早引入了电场概念并提出用电场线表示电场和发现电流磁效应分别由不同的物理学家完成，他们依次是（　　） A. 伽利略、牛顿、法拉第和奥斯特  B. 牛顿、卡文迪许、洛伦兹和安培 C. 伽利略、卡文迪许、库仑和奥斯特 D. 伽利略、牛顿、库仑和洛伦兹.‎ 2. 真空中两个完全相同的带电小球A和B（均可看做点电荷），带电量分别为+2q和-6q，固定在相距为r的两点，两球间静电力为F，现用绝缘工具使两球接触后分开，将其固定在距离为的两点，则两球间库仑力为（　　） A. 相互作用的斥力，大小为  B. 相互作用的引力，大小为 ‎ C. 相互作用的引力，大小为  D. 相互作用的斥力，大小为‎2F ‎3.直线MN是某点电荷电场中的一条电场线（方向未画出）．虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下，由a到b的运动轨迹．下列判断正确的是（　　） A. 电场线MN的方向一定是由N指向M B. 带电粒子由a运动到b的过程中动能一定逐渐减小 C. 带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能 D. 带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度 ‎4.如图所示，匀强电场的场强E=3×105V/m，A、B两点相距‎0.2m，两点连线与电场的夹角是60°，下列说法正确的是（　　） A. 电荷量q=+2×10‎-4C的电荷从A点运动到B点电势能增大6J B. 电荷量q=-2×10‎-4C的电荷从A点运动到B点电场力做功为-6J C. 若取A点的电势为0，则B点的电势φB=3×104V D. A、B两点间的电势差是UAB=6×104V ‎5.如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源的内电阻，以下说法中不正确的是（　　） A. 当R2=R1+r时，R2上获得最大功率 B. 当R1=R2+r时，R1上获得最大功率 C. 当R2=0时R1上获得功率一定最大 ‎ D. 当R2=0时，电源的输出功率可能最大 ‎6.在如图所示的U-I图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线．用该电源与电阻R组成闭合电路．由图象判断错误的是（ ） A. 电源的电动势为3 V，内阻为0.5Ω ‎ B. 电阻R的阻值为1Ω C. 电源的效率为80%        ‎ D. 电源的输出功率为4 W 7. 如图所示的电路中，电源、电压表、电流表都是理想的，当滑动变阻器的触头由a端向b端滑动时，下列说法正确的是（　　） A. 电压表增大，电流表读数增大   ‎ B. 电压表增大，电流表读数减小 C. 电压表读数不变，电流表读数增大 ‎ D. 电压表读数不变，电流表读数增减小 ‎8.三根通电长直导线P、Q、R互相平行、垂直纸面放置．三根导线中电流方向均垂直纸面向里，且每两根导线间的距离均相等．则P、Q中点O处的磁感应强度方向为（　　） A. 方向水平向左          B. 方向水平向右 C. 方向竖直向上          D. 方向竖直向下 ‎9.在如图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直．一带电粒子（重力不计） 从左端以速度v沿虚线射入后做直线运动，则该粒子（　　） A. 一定带正电 ‎ B. 速度v= C. 若速度v＞，粒子在板间的运动是类平抛运动 D. 若此粒子从右端沿虚线方向进入平行板，仍做直线运动 ‎10.如图所示的匀强磁场，磁感应强度为0.1T，通电直导线与磁场方向垂直，导线长度为‎0.1m，导线中电流为‎1A．该导线所受安培力的大小为（　　） A. 0.01‎ N   B. 0.02 N   ‎ C. 0.03 N   D. 0.04 N 二、多选题(本大题共4小题，共16.0分)‎ ‎11.平行板电容器的两极板接于电池两极，一带电小球悬挂在电容器内部．闭合电键k，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ．则下述说法正确的是（　　） A. 保持电键k闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ变大 B. 保持电键k闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ不变 C. 电键k断开，带正电的A板向B板靠近，则θ不变 D. 电键k断开，带正电的A板向B板靠近，则θ增大 ‎12.如图所示的电路中，AB两端的电压U恒为14V，灯泡L标有“6V 12W”字样，电动机线圈的电阻RM=0.50Ω．若灯泡恰能正常发光，且电机能运转，则以下说法正确的是（　　） A. 电动机的输入功率是128W    ‎ B. 电动机的输入功率是16W C. 电动机的热功率是2.0W     ‎ D. 整个电路消耗的电功率是30W ‎13.质量相同,电荷相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示．下列表述正确的是（不计重力）（　　） A. M带正电，N带负电       ‎ B. M的速率大于N的速率 C. 洛伦兹力对M、N不做功     ‎ D. M的运行时间大于N的运行时间 ‎14.如图所示，电子由静止经加速电场加速后，进入偏转电场，若加速电压为U1，偏转电压为U2，要使电子在电场中的偏转量y增大为原来的2倍，下列方法中正确的是（　　） A. 使U1减小为原来的一半 ‎ B. 使U2增大为原来的2倍 C. 使两偏转板的长度增大为原来2倍 ‎ D. 使两偏转板的间距减小为原来的一半 第Ⅱ卷 三、实验题探究题(本大题共2小题，共18.0分)‎ ‎15.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线 的实验中，可供选择的器材及代号如下： A．小灯泡L（3V、1.8W）； B．滑动变阻器R（0～10Ω，额定电流‎1.5A）； C．电压表V1（量程：0～3V，RV=5kΩ）； D．电压表V2（量程：0～15V，RV=10kΩ）； E．电流表A1（量程：0～‎0.6A，RA=0.5Ω）； F．电流表A2（量程0～‎3A，RA=0.1Ω） G．铅蓄电池、电键各一个，导线若干 实验中要求加在小灯泡两端的电压可连续地从零调到额定电压 ①为了减少误差，实验中应选电压表 ______ ，电流表 ______ ； ②某同学实验后作出的 I-U图象如图1所示，请分析该图象形成的原因是 ______ ． ③请在图中虚线框内按要求完成实验电路图（用笔线代替导线） ‎ ‎16.用如图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有： （1）电流表（量程‎0.6A、‎3A）； （2）电压表（量程3V、15V） （3）定值电阻（阻值1Ω，额定功率5W） （4）定值电阻（阻值10Ω，额定功率10W） （5）滑动变阻器（阴值范围0-10Ω，额定电流‎2A） （6）滑动变阻器（阻值范围0-100Ω、额定电流‎1A） 那么 （1）要正确完成实验，电压表的量程应选择 ______ V，电流表的量程应选择 ______ A； R0应选择 ______ Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是 ______ Ω的滑动变阻器． （2）引起该实验系统误差的主要原因是 ______ ．‎ 四、计算题(本大题共3小题，共36.0分)‎ ‎17.(12分）水平放置的平行板电容器，两极板A、B相距‎5mm，电容为50μF （1）当将其充电到两板电势差为100V时，这时电容器的带电量为多少库仑？ （2）当两板电势差为100V，一个质量为1.0×10‎-14Kg的带负电尘埃正好在板间静止，电容器上极板带何种电荷？该尘埃带电量为多少？（取重力加速度g=‎10m/s2） ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎18.（12分）在直角区域aob内，有垂直纸面向里的匀强磁场，一带电粒子从o点沿纸面以一定速度射入磁场中，速度方向与边界ob成30°角，从磁场出来的位置离开O点的距离为L，求 （1）粒子带正电还是负电； ‎ ‎（2）若磁场的磁感应强度为B，粒子的质量为m，带电量为q，则粒子在磁场中运动的速度为多少？在磁场中运动的时间为多少？ ‎ ‎ ‎ ‎19.（12分）如图所示，两平行金属导轨间的距离L=‎0.2m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，金属导轨的一端接有电动势E=6V、内阻r=1Ω的直流电源．现把一个质量kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，它们之间的动摩擦因数为μ=0.5．为使导体棒能静止在导轨上，在导轨所在平面内，加一个竖直向上的匀强磁场．导轨电阻不计，导体棒接入电路的电阻R0=2Ω．已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=‎10m/s2．求： (1)当磁感应强度B1多大时，导体棒与导轨间的摩擦力为零； (2)当磁感应强度B2=12.5T时，导体棒与导轨间摩擦力的大小和方向； (3)使导体棒能静止在导轨上所加磁场的磁感应强度B的最小值． ‎ ‎ ‎ 答案和解析 ‎ ‎ ‎【答案】 1.A 2.A 3.C 4.B 5.B 6.C 7.A 8.A 9.B 10.A 11.AC 12.BC 13.BC 14.ABD 15.C；E；温度升高，灯泡电阻增大 16.3；0.6；1；0～10；由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小． 17.解：（1）由电容的定义式C=可知，电容器的带电量为： Q=CU=50×10-6×‎100C=5×10‎-3C （2）上极板带正电， 由平衡条件有 q=mg 解得：q===5×10‎-18C 答： （1）当将其充电到两板电势差为100V时，这时电容器的带电量为5×10‎-3C． （2）当两板电势差为100V，一个质量为1.0×10‎-14Kg的带负电尘埃正好在板间静止，电容器上极板带正电荷，该尘埃带电量为5×10‎-18C． 18.解：（1）粒子做曲线运动总是弯向所受合力的方向，再加上洛仑兹力与速度方向垂直，画出粒子的运动轨迹如图所示：由左手定则知道粒子带负电． （2）粒子做匀速圆周运动时，洛仑兹力提供向心力： …① 由几何关系有： …② 联立以上两式得： 由于粒子在磁场中偏转了60°，所以粒子在磁场中的时间为： 答：（1）粒子带负电． （2）若磁场的磁感应强度为B，粒子的质量为m，带电量为q，则粒子在磁场中运动的速度为，在磁场中运动的时间为． 19.解：(1)根据闭合电路的欧姆定律，则有：=‎2A 由平衡条件得：mgsinθ=BILcosθ 得：==6.25T (2)导体棒受力情况如图所示(图中摩擦力f未画出) 当磁感应强度B=12.5T时，mgsinθ＜BILcosθ 摩擦力f沿斜面向下 ‎ 由平衡条件得：f+mgsinθ=BILcosθ 代入数据得：f=2N (3)当磁感应强度B最小时，导体棒恰好不下滑，这时摩擦力f沿斜面向上， 则有：B1ILcosθ+fm=mgsinθ 而：fm=μN 又：N=mgcosθ+BILsinθ 联立得：==T 答：(1)当磁感应强度6.25T时，导体棒与导轨间的摩擦力为零； (2)当磁感应强度B2=12.5T时，导体棒与导轨间摩擦力的大小2N和方向沿斜面向下； (3)使导体棒能静止在导轨上所加磁场的磁感应强度B的最小值为． ‎