16学年上学期高二期末考试物理(理)试题(附答案)(2)
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山西省忻州市第一中学15—16学年上学期
高二期末考试物理（理）试题
第I卷（选择题）
一、本题共8小题，每小题4分。在每小题给出的4个选项中，只有一项符合题意。
1．某电场的电场线分布如图所示，下列说法正确的是
A. a点的电势高于b点的电势
B. c点的电场强度大于d点的电场强度
C. 若将一正试探电荷由a点移到b点，电场力做负功
D. 若将一负试探电荷由c点移到d点，电势能增大
2．用控制变量法可以研究影响平行板电容器电容的因素.如图所示，设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ。实验中,极板所带电荷量可视为不变,若
A. 保持S不变，增大d，则θ变大
B. 保持S不变，增大d，则θ变小
C. 保持d不变，减小S，则θ变小
D. 保持d不变，减小S，则θ不变
3．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设在整个过程中棒一直保持水平，且不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势的大小变化情况是
A. 越来越大 B. 越来越小
C. 保持不变 D. 无法判断
4．法拉第利用电磁感应的原理制成了人类历史上第一台发电机。如图所示，半径为r的铜盘安装在水平的铜轴上，有垂直于盘面的匀强磁场B穿过铜盘，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。使铜盘转动，通过电阻R的电流的方向和大小分别是(铜盘的电阻不计)。 a
b
c d
A. 由C到D, 2BrIR B. 由D到C, 2BrIR
C. 由C到D, 22BrIR D. 由D到C, 22BrIR
5．如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个质量和电量均相同的正、负离子(不计重力)，从点O以相同的速度先后射入磁场中，入射方向与边界成θ角，则正、负离子在磁场中运动不正确的是
A. 运动时间相同
B. 运动轨迹的半径相同
C. 重新回到边界时速度的大小和方向相同
D. 重新回到边界的位置与O点距离相等
6．如图所示,竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于
A. 电阻R上放出的热量
B. 棒的机械能增加量
C. 棒的动能增加量
D. 棒的重力势能增加量
7．如图，空间存在垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，场内有一绝缘的足够长的直杆，它与水平面的倾角为θ，一带电荷量为q、质量为m的带负电小球套在直杆上，从A点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数为μ，在小球以后的运动过程中，下列说法正确的是
A. 小球下滑的最大速度为sinmmgvqB
B. 小球下滑的最大加速度为am=gsinθ
C. 小球的加速度一直在减小
D. 小球的速度先增大后减小
8．如图所示，两个垂直纸面的匀强磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B，磁场区域宽度均为a，一正三角形(中垂线长为a)导线框ABC从图示位置沿x轴正方向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，下列选项中感应电流i与线框移动距离x的关系图象正确的是
二、本题共4小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题意。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
9．如图所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电流的关系图线，直线C为一个电阻R两端电压与电流的关系图线。将这个电阻分别接到a、b两电源上，那么
A. 电源a的电动势较大
B. 电源b的内阻较大
C. R接到a电源上时电源的输出功率较大，但电源效率较低
D. R接到a电源上时电阻的发热功率较大，电源效率也较高
10．如图所示，线圈M和线圈N绕在同一铁芯上，M与电源、开关、滑动变阻器相连，P为滑动变阻器的滑片，开关S处于闭合状态，N与电阻R相连。下列说法正确的是
A. 当P向右移动时，通过R的电流方向为由b到a
B. 当P向右移动时，通过R的电流方向为由a到b
C. 断开S的瞬间，通过R的电流方向为由b到a
D. 断开S的瞬间，通过R的电流方向为由a到b
11．如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，下列说法中正确的是
A. A、B两处电势、场强均相同
B. C、D两处电势、场强均相同
C. 在虚线AB上O点的场强最大
D. 带正电的试探电荷在O处的电势能大于在B处的电势能
12．如图为回旋加速器的示意图．其核心部分是两个D型金属盒，置于磁感应强度大小恒定的匀强磁场中，并与高频交流电源相连．带电粒子在D型盒中心附近由静止释放，忽略带电粒子在电场中的加速时间，不考虑相对论效应．欲使粒子在D型盒内运动的时间增大为原来的2倍，下列措施可行的是
A. 仅将磁感应强度变为原来的2倍
B. 仅将交流电源的电压变为原来的一半
C. 仅将D型盒的半径变为原来的2倍
D. 仅将交流电源的周期变为原来的2倍
第II卷（非选择题）
三、实验题。（共2个小题，共16分。将正确答案填在答题卷中对应的横线上）
13．（8分）为了较准确地测量某电子元件的电阻，某实验小组做如了测量：
(1)用多用表测量该元件的电阻，选用“×10”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转很小，因此需选择 (填“×1’或“×100”)倍率的电阻挡，并 ，再进行测量。
(2)若用多用表测得该元件的电阻大约为1.5kΩ，现在要进一步精确测量其电阻，有以下器材：
A. 待测元件R(阻值约为1.5kΩ)
B. 电流表(量程5mA，内阻约5Ω)
C. 电阻箱(9999.9Ω，0.5A)
D. 直流电源(电动势约为20V，内阻约0.5Ω)
E. 单刀双掷开关一个，导线若干
实验小组有同学设计了如图所示电路进行测量。
在闭合S前，先把R调至 (填“最大值”或“最小值”)，然后把k打到1，调节R，当其阻值为R1时，电流示数为I0，再把k打到2，调节R，当其阻值为R2时，电流表示数为 ，则Rx= (用实验中获得的物理量来表示)。
14．（8分）某实验小组用如图所示的电路测定一电动势约2.8 V的电池的电动势和内阻，现有下列器材可供选用：
A．电压表(0～3 V，内阻约5 kΩ)
B．电流表(0～100 mA，内阻1 Ω)
C．定值电阻R1(阻值0.2 Ω)
D．定值电阻R2(阻值5.0 Ω)
E．滑动变阻器R3(阻值0～15 Ω)
F．开关、导线若干
操作步骤如下：
(1)该同学考虑由于电流表量程过小，需要扩大电流表量程．应在电流表上________(填“串联”或“并联”)定值电阻________(填“R1”或“R2”)。
(2)将改装后的电流表重新接入电路，并把滑动变阻器阻值仍调到最大，此时电流表指针偏转角度较小．逐渐调小滑动变阻器阻值，电流表示数有较大的变化，但电压表示数基本不变，该现象说明____________________________________________________。
(3)为了让实验能正常进行,该同学对图示的电路做了适当改进,请在右侧方框内画出改进后的电路图。
(4)用改进后的电路测定出两组数据：第一组数据为U1＝1.36 V，I1＝0.27 A；第二组数据为U2＝2.00 V，I2＝0.15
A，则电池的内阻为________ Ω(计算结果保留两位小数)。
四、计算题，本题共3小题，共36分。解答要写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。直接写出最后答案的不得分。
15．（10分）一直升机以5.0 m/s的速度竖直上升，某时刻从飞机上释放一物块，经2.0 s落到地面上，不计空气阻力，g取10 m/s2。求：
（1）物块落到地面时的速度大小；
（2）物块在2.0 s内通过的路程；
（3）物块释放时距地面的高度。
14（3）电路图
16．（12分）如图所示，一段长方体金属导电材料，厚度为a、高度为b、长度为l，内有带电量为e的自由电子。该导电材料放在垂直于前后表面的匀强磁场中，磁感应强度为B。当有大小为I的恒定电流垂直于磁场方向通过导电材料时，在导电材料的上下表面间产生一个恒定的电势差U。
（1）比较上下表面电势的高低；
（2）求该导电材料单位体积内的自由电子数n。
17．（14分）如图所示,两根相距L平行放置的光滑导电轨道，与水平面的夹角为θ，轨道间有电阻R，处于磁感应强度为B、方向垂直轨道向上的匀强磁场中。一根质量为m、电阻为r的金属杆ab，由静止开始沿导电轨道下滑，设下滑过程中杆ab始终与轨道保持垂直，且接触良好，导电轨道有足够的长度且电阻不计。
（1）金属杆的最大速度是多少；
（2）当金属杆的速度刚达到最大时,金属杆下滑的距离为s，求金属杆在此过程中克服安培力做的功；
（3）若开始时就给杆ab沿轨道向下的拉力F使其由静止开始向下做加速度为a的匀加速运动(a>gsin θ),求拉力F与时间t的关系式?
附加题：
18．（10分）如图所示，xOy坐标系的第一象限内，有一边界线OA与y轴的夹角∠AOy＝45°，边界线的上方与下方分别存在垂直纸面向外与向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B＝0.25 T．一束带电量q＝8.0×10－19 C、质量m＝8.0×10－26 kg的正离子以v＝5×105 m/s从y轴上坐标为(0,0.4 m)的Q点垂直y轴射入磁场区．求：
（1）离子在磁场中做圆周运动的半径和周期；
（2）现只改变B的大小，使离子不经过OA边界而直接从y轴离开磁场区域，则B应满足什么条件？
（3）若B＝0.125T,且从离子经过Q点开始计时,则离子在哪些时刻恰好经过OA边界？
I b a B
l
