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河北省石家庄市2016-2017学年高二物理上学期期末考试试题第I卷(选择题,共48分)
1、本题共16小题,每小题3分.在每小题给出的四个选项中,第1~10题只有一项符合题目要求,第11~16题有多项符合题目要求.全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有错选的得0分.
1.如图,P是固定的点电荷,虚线是以P为圆心的两个圆带电粒子Q在P的电场中运动,运动轨迹与两圆在同一平面内,a、b、c为轨迹上的三个点若Q仅受P的电场力作用,其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac,速度大小分别为va、vb、vc,则A.aaabac,vavcvbB.aaabac,vbvcvaC.abacaa,vavcvbD.abacaa,vbvcva
2.如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地,在两极板间有一固定在P点的点电荷,以E表示两板间的电场强度,Ep表示点电荷在P点的电势能,θ表示静电计指针的偏角若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置过程中平行板电容器电量不变,则A.θ增大,E增大B.θ减小,E不变C.θ减小,Ep增大D.θ增大,Ep不变
3.如图所示,物体A和B用轻绳相连,挂在轻弹簧下静止不动,A的质量为m,B的质量为M,弹簧的劲度系数为k当连接A、B的绳突然断开后,物体A将在竖直方向上做简谐运动,则A振动的振幅为A.B.C.D.
4.如图所示为某弹簧振子在0~5s内的振动图象,由图可知,下列说法中正确的是$来源ziyuanku.comA.振动周期为5s,振幅为8cmB.第2s末振子的速度为零,加速度为负向的最大值C.第3s末振子的速度为正向的最大值D.从第1s末到第2s末振子在做加速运动
5.如图所示,螺线管与电阻R相连,磁铁从螺线管的正上方由静止释放,向下穿过螺线管,下列说法正确的是A.a的电势始终高于b的电势B.通过电阻的电流先由a到b,后由b到aC.磁铁减少的重力势能等于回路产生的热量D.磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度
6.回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示.设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电频率为f.则下列说法正确的是A.质子的回旋频率等于2fB.质子被电场加速的次数与加速电压无关C.质子被加速后的最大速度不可能超过2πfRD.不改变B和f,该回旋加速器也能用于加速电子
7.在如图所示的电路中,a、b为两个完全相同的灯泡,L为自感系数较大而电阻不能忽略的线圈,E为电源,S为开关关于两灯泡点亮和熄灭的情况下列说法正确的是A.合上开关,b先亮,a后亮;稳定后b比a更亮一些B.合上开关,a先亮,b后亮;稳定后a、b一样亮C.断开开关,a逐渐熄灭,b先变得更亮后再与a同时熄灭D.断开开关,b逐渐熄灭,a先变得更亮后再与b同时熄灭
8.如图所示,为三个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向外、向里和向外,磁场宽度均为L,在磁场区域的左侧边界处,有一边长为L的正方形导体线框,总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直,现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正,磁感线垂直纸面向里时的磁通量Φ为正值,外力F向右为正则以下反映线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化规律图象错误的是
9.如图所示,某种带电粒子由静止开始经电压为U1的电场加速后,射入水平放置、电势差为U2的两块导体板间的匀强电场中,带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入,穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中,则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U1或U2的变化情况为不计重力,不考虑边缘效应A.仅增大U2,d将增大B.仅增大U1,d将减小C.仅增大U1,d将增大D.仅增大U2,d将减小
10.某小型发电站发电机输出的交流电压为500V输出的电功率为50kW用电阻为3Ω的输电线向远处送电要求输电线上损失功率为输电功率的
0.6%则发电站要安装一升压变压器到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用两个变压器均为理想变压器对整个送电过程下列说法正确的是A.升压变压器的匝数比为1∶100B.输电线上损失的功率为300WC.输电线上的电流为100AD.降压变压器的输入电压为4700V
11.如图所示,在真空中A、B两块平行金属板竖直放置并接入电路.调节滑动变阻器,使A、B两板间的电压为U时,一质量为m、电荷量为-q的带电粒子,以初速度v0从A板上的中心小孔沿垂直两板的方向射入电场中,恰从A、B两板的中点处沿原路返回不计重力,则下列说法正确的是A.使初速度变为2v0时,带电粒子将从B板中心小孔射出B.使初速度变为2v0时,带电粒子恰能到达B板C.使初速度v0和电压U都增加为原来的2倍时,带电粒子恰能到达B板D.使初速度v0和电压U都增加为原来的2倍时,带电粒子将从B板中心小孔射出
12.图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,为交流电流表.线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动,从图甲所示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示.以下判断正确的是A.线圈转动的角速度为50πrad/scoB.电流表的示数为10AC.t=
0.01s时,线圈平面与磁场方向平行D.t=
0.02s时,电阻R中电流的方向自右向左
13.如图所示,理想变压器原线圈与电阻R0连接,原、副线圈的匝数比为20∶1,b是原线圈的中心抽头,副线圈连接滑动变阻器,电压表和电流表均为理想交流电表已知交流电源电压瞬时值表达式为u1=220sin100πtV下列说法中正确的是A.通过滑动变阻器R的交变电流的频率为100HzB.单刀双掷开关K扳向a时,电压表的示数小于11VC.单刀双掷开关K由a扳向b,滑动变阻器滑片不动,电压表的示数不变,电流表示数变小D.保持K的位置不变,滑动变阻器滑片向下移,电压表的示数变小,电阻R0功率变大
14.在如图所示的电路中,输入电压U恒为8V,灯泡L标有“3V,6W”字样,电动机线圈的电阻RM=1Ω.若灯泡恰能正常发光,下列说法正确的是A.电动机的输入电压是5VB.电动机的效率是80%C.流过电动机的电流是2AD.整个电路消耗的电功率是10W
15.如图甲所示,水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R,导体棒MN放在导轨上且接触良好,整个装置放于垂直导轨平面的磁场中,磁感应强度B的变化情况如图乙所示图示磁感应强度方向为正,MN始终保持静止,则0~t2时间()A.MN所受安培力的大小始终没变B.电容器C的a板先带正电后带负电C.电容器C的电荷量大小始终没变D.MN所受安培力的方向先向右后向左
16.如图所示,在纸面内半径为R的圆形区域中充满了垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场一点电荷从图中A点以速度v0垂直磁场射入,速度方向与半径方向的夹角为30°当该电荷离开磁场时,速度方向刚好改变了180°不计电荷的重力,下列说法正确的是$来源ziyuanku.comA.该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线通过O点B.该点电荷的比荷为C.该点电荷在磁场中的运动时间为D.该点电荷在磁场中的运动时间为第II卷(非选择题,共52分)
二、实验题(本题共2小题,共12分其中17题4分,18题8分)
17.在实验室,某同学用多用电表粗测一段样品的电阻经正确操作后,用“×100Ω”档时发现指针偏转情况如图所示,则他应该换用______档填“×10Ω”档或“×1kΩ”重新测量换档后,在测量前应_______________
18.热敏电阻包括正温度系数电阻器PTC和负温度系数电阻器NTC正温度系数电阻器PTC在温度升高时电阻值增大,负温度系数电阻器NTC在温度升高时电阻值减小,热敏电阻的这种特性,常常应用在控制电路中某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻Rx常温下阻值约为
10.0Ω的电流随其两端电压变化的特点A.电流表A量程
0.6A,内阻约
0.3ΩB.电压表V量程
15.0V,内阻约10kΩC.滑动变阻器R最大阻值为10ΩD.滑动变阻器R′最大阻值为500ΩE.电源E电动势15V,内阻忽略F.电键、导线若干
①实验中改变滑动变阻器滑片的位置,使加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大,请在所提供的器材中选择必需的器材,应选择的滑动变阻器是只需填写器材前面的字母即可
②该小组测出热敏电阻R1的U-I图线如图甲中曲线Ⅰ所示请分析说明该热敏电阻是热敏电阻填PTC或NTC
③该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻R2的U-I图线如图甲中曲线Ⅱ所示然后又将热敏电阻R
1、R2分别与某电池组连成如图乙所示电路接通对应电路后,测得通过R1和R2的电流分别为
0.30A和
0.60A,则该电池组的电动势为V,内阻为Ω结果均保留三位有效数字
三、计算题(本题共4小题,共40分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的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)
19.10分如图所示,水平导轨间距为L=
0.5m,导轨电阻忽略不计;导体棒ab的质量m=lkg,电阻R0=
0.9Ω,与导轨接触良好;电源电动势E=10V,内阻r=
0.1Ω,电阻R=4Ω;外加匀强磁场的磁感应强度B=5T,方向垂直于ab,与导轨平面成α=53°角;ab与导轨间动摩擦因数为μ=
0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),定滑轮摩擦不计,线对ab的拉力为水平方向,重力加速度g=10m/s2,ab处于静止状态.已知sin53°=
0.8,cos53°=
0.6.求
(1)通过ab的电流大小和方向.
(2)ab受到的安培力大小和方向.
(3)重物重力G的取值范围.
20.(10分)如图,在x0的空间中,存在沿x轴负方向的匀强电场,电场强度E=10N/C;在x0的空间中,存在垂直xy平面方向向外的匀强磁场,磁感应强度B=
0.5T一带负电的粒子比荷q/m=160C/kg,在距O点左边x=
0.06m处的d点以v0=8m/s的初速度沿y轴正方向开始运动,不计带电粒子的重力求1带电粒子开始运动后第一次通过y轴时的速度大小和方向;2带电粒子进入磁场后经多长时间返回电场;
21.(10分)甲是半径为a的圆形导线框,电阻为R,虚线是圆的一条弦,虚线左右两侧导线框内磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示,设垂直线框向里的磁场方向为正,求1线框中0~t0时间内的感应电流大小和方向;2线框中0~t0时间内产生的热量.
22.(10分)如图所示,两条平行导轨MN、PQ的间距为L,粗糙的水平轨道的左侧为半径为的光滑圆轨道,其最低点与右侧水平直导轨相切,水平导轨的右端连接一阻值为R的定值电阻;同时,在水平导轨左边宽度为的区域内存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场现将一金属杆从圆轨道的最高点PM处由静止释放,金属杆滑到磁场右边界时恰好停止已知金属杆的质量为、接入电路部分的电阻为R,且与水平导轨间的动摩擦因数为,金属杆在运动过程中始终与导轨垂直并接触良好,导轨的电阻不计,重力加速度大小为,求
(1)金属杆刚到达水平轨道时对导轨的压力大小N;
(2)整个过程中通过金属杆横截面的电荷量;
(3)整个过程中定值电阻R上产生的焦耳热Q高二物理答案
一、选择题(本小题共16小题,共48分)题号12345678答案CBDCDCAC题号910111213141516答案CBACBCBDACCDBD二.实验题(本题共2小题,共12分其中17题6分,18题6分)
17.×1k重新调零
18.解析
①该实验要求加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大,则滑动变阻器要采用分压式接法,故滑动变阻器应选用最大阻值小的,即选C
②由图象Ⅰ可知,R1的电阻随着温度的升高而增大,应为PTC热敏电阻
③由U-I图可读得当I1=
0.30A时,U1=
8.0VI2=
0.60A时,U2=
6.0V由闭合电路欧姆定律得E=U1+I1rE=U2+I2r联立以上两式代入数值解得E=
10.0V,r=
6.67Ω答案1C2见解析图3PTC
410.
09.60~
10.
46.
676.00~
8.
0019.
(1)由闭合电路的欧姆定律可得,通过ab的电流I===2A,方向由a到b;
(2)ab受到的安培力F=BIL=5×2×
0.5=5N;
(3)ab受力如图所示,最大静摩擦力fmax=μ(mg﹣Fcos53°)=
3.5N由平衡条件得当最大静摩擦力方向向右时T=Fsin53°﹣fmax=
0.5N,当最大静摩擦力方向向左时T=Fsin53°+fmax=
7.5N由于重物平衡,故T=G则重物重力的取值范围为
0.5N≤G≤
7.5N;ziyuanku.com
20.1粒子在第二象限做类平抛运动如图,加速度a==1600m/s2,运动时间t1==s,沿y方向的位移y=v0t=m粒子通过y轴进入磁场时在x方向上的速度vx=at1=8m/s,v==16m/s因此tanθ==,θ=60°2粒子在第一象限以O′为圆心做匀速圆周运动,圆弧所对的圆心角为2θ=120°运动时间t2=T=·=s
21.答案1,逆时针方向20解析1设虚线左侧的面积为S1,右侧的面积为S2,则根据法拉第电磁感应定律得向里的变化磁场产生的感应电动势为E1=S1感应电流方向为逆时针方向向外的变化磁场产生的感应电动势为E2=S2感应电流方向为逆时针方向从题图乙中可以得到==感应电流为I==方向为逆时针方向2根据焦耳定律可得Q=I2Rt0=
022.m【答案】
(1);
(2);
(3)【解析】
(2)设金属杆在水平直导轨上运动的时间为,则这段时间内金属杆中产生的平均感应电动势为,其中磁通量的变化这段时间内金属杆上通过的平均电流为通过金属杆横截面的电荷量为解得
(3)在金属杆运动的整个过程中,由能量守恒定律有解得U2BU1。