2018高二下学期期末考试物理试题及答案

2017-2018学年下学期期末考试高二 物理本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间120分钟。

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题(共12小题，每小题3分，共36分) 1.下列关于磁场的说法中，正确的是( )A ． 磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质B ． 磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的C ． 磁极与磁极间是直接发生作用的D ． 磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生2.如图所示，平行的实线表示电场线，虚线表示一个离子穿越电场的运动轨迹，下列判断正确的是( )A ． 场强方向一定是向右B ． 该离子一定是负离子C ． 该离子一定是由a 向b 运动D ． 场强方向、离子的运动方向以及是正离子还是负离子都不能确定，但是离子在a 点的动能一定小于在b 点的动能3.如图中①②所示，在匀强磁场中，有两个通电线圈处于如图所示的位置，则( )A ． 从上往下俯视，①中的线圈顺时针转动B ． 从上往下俯视，①中的线圈逆时针转动C ． 从上往下俯视，②中的线圈顺时针转动D ． 从上往下俯视，②中的线圈逆时针转动4.一带电粒子沿图中曲线穿过一匀强电场中的等势面，且四个等势面的电势关系满足φa >φb >φc >φd ，若不计粒子所受重力，则( )A ． 粒子一定带正电B ． 粒子的运动是匀变速运动C ． 粒子从A 点到B 点运动的过程中动能先减小后增大D ． 粒子从A 点到B 点运动的过程中电势能增大5.在地球赤道上空，沿东西方向水平放置一根通以由西向东的直线电流，则此导线受到的安培力方向为（ ）A ． 竖直向上B ． 竖直向下C ． 由南向北D ． 由西向东6.如图在x 轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场，x 轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为2B 的匀强磁场．一带负电的粒子从原点O 以与x 轴成30°角斜向上射入磁场(此为第一次)，且在上方运动半径为R (不计重力)．则( )A ． 粒子经偏转一定能回到原点OB ． 粒子在x 轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为2∶1C ． 粒子完成一次周期性运动的时间为23m qBD ． 粒子第二次射入x 轴上方磁场时，沿x 轴前进3R7.如图所示，在OA 和OC 两射线间存在着匀强磁场，∠AOC 为30°，正负电子以相同的速度均从M 点以垂直于OA 的方向垂直射入匀强磁场，下列说法正确的是( )A ． 若正电子不从OC 边射出，正负电子在磁场中运动时间之比可能为3∶1B ． 若正电子不从OC 边射出，正负电子在磁场中运动时间之比可能为6∶1C ． 若负电子不从OC 边射出，正负电子在磁场中运动时间之比可能为2∶1D ． 若负电子不从OC 边射出，正负电子在磁场中运动时间之比可能为1∶68.如图，一个带负电的物体从绝缘粗糙斜面顶端滑到底端时的速度为v ，若加上一个垂直纸面向外的磁场，则滑到底端时( )A ．v 变小B ．v 变大C ．v 不变D ． 不能确定v 的变化9.一个匀强电场的电场线分布如图甲所示，把一个空心导体引入到该匀强电场后的电场线分布如图乙所示．在电场中有A 、B 、C 、D 四个点，下面说法正确的是( )A ．φA ＝φB B ．φB ＝φCC ．E A ＝E BD ．E B ＝E C10.如图所示，在xOy 平面上第Ⅰ象限内有平行于y 轴的有界匀强电场，方向如图．y 轴上一点P 的坐标为(0，y 0)，有一电子以垂直于y 轴的初速度v 0从P 点垂直射入电场中，当匀强电场的场强为E 时，电子从A 点射出，A 点坐标为(x A ，0)，则A 点速度v A 的反向延长线与速度v 0的延长线交点坐标为( )A ． (0，y 0)B ． (3A x ，y 0) C ． (x A ，y 0) D ． (x A ，y 0)11.一个动能为E k 的带电粒子，垂直于电场线方向飞入平行板电容器，飞出电容器时动能为2E k ，如果使这个带电粒子的初速度变为原来的两倍，那么它飞出电容器时的动能变为( )A ． 8E kB ． 5E kC ． 4.25E kD ． 4E k12.如图所示，在x 轴上方存在垂直于纸面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场．一带电粒子从坐标原点O 处以速度v 沿y 轴正方向进入磁场，最后从P (a ，0)射出磁场．不计粒子重力，该带电粒子的电性和比荷q m是( )A ． 正电荷，v aB B ． 负电荷，v aBC ． 正电荷，2v aBD ． 负电荷，2v aB二、多选题(共4小题，每小题4.0分，共16分)13.(多选)如图为一个电磁泵从血库里向外抽血的结构示意图，长方体导管的左、右表面绝缘，上、下表面为导体，管长为a 、内壁高为b 、宽为L 且内壁光滑．将导管放在垂直左、右表面向右的匀强磁场中，由于充满导管的血浆中带有正、负离子，将上、下表面和电源接通，电路中会形成大小为I 的电流，导管的前后两侧便会产生压强差p ，从而将血浆抽出，其中v 为血浆流动方向．若血浆的电阻率为ρ，电源的电动势为E ，内阻为r ，匀强磁场的磁感应强度为B ，则下列判断正确的是( )A ． 此装置中血浆的等效电阻R ＝ρbaLB ． 此装置中血浆受到安培力大小F ＝BILC ． 增大磁感应强度可以加快血浆的外抽速度D ． 前后两侧的压强差p ＝BI L14.(多选)下列关于逻辑电路的说法中正确的是( )A ． 如果一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生，这种关系叫“与”逻辑关系B ． 如果几个条件中，只要有一个条件得到满足，某事件就会发生，这种关系叫“与”逻辑关系C ． 一个门上有三把钥匙，每把钥匙都能单独开门，它体现了“或”逻辑关系D ． 输出状态和输入状态相反的逻辑关系，叫做“或”逻辑关系15.（多选）一带电量为q 的检验电荷在电场中某点受到的电场力大小为F ，该点场强大小为E ，则下面能正确反映这三者关系的是：A． B． C． D．16.(多选)某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受静电力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是()A．粒子必定带正电荷B．由于M点没有电场线，粒子在M点不受静电力的作用C．粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度D．粒子在M点的动能小于在N点的动能分卷II三、实验题(共2小题，每小题10.0分，共20分)17.某同学想通过一个多用电表中的欧姆挡，直接去测量某电压表(量程为10 V)的内阻(大约为几十千欧)，该多用电表刻度盘上读出电阻刻度中间值为30，欧姆挡的选择开关拨至________挡．先将红、黑表笔短接调零后，选用下图中________方式连接．在实验中，某同学读出欧姆表的读数为__________ Ω，这时电压表的读数为________ V，请你求出欧姆表电池的电动势．18.某同学在做“自来水电阻率的测定”课题时，先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极，两电极相距L＝0.700 m，其间充满待测的自来水，器材如下：电压表(量程15 V，内阻约30 kΩ)、电流表(量程300 μA，内阻约50 Ω)、滑动变阻器(100 Ω，1 A)、电池组(电动势E＝12 V，内阻r＝6 Ω)、单刀单掷开关一个、导线若干．表中是他测量通过管中自来水柱的电流及两端电压的实验数据，实验中他还用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图所示.根据以上材料请回答下面的问题：(1)玻璃管内径D的测量值为________cm；(2)根据表中数据中下图坐标中作出U－I图像，根据图像求出电阻R＝______________；(保留两位有效数字)(3)用直接测量值计算自来水电阻率的公式是ρ＝__________，测量值为__________ Ω·m(保留两位有效数字)；(4)请画出测量自来水电阻率的电路图．四、计算题19.如图所示，把一个倾角为θ的绝缘斜面固定在匀强电场中，电场方向水平向右，电场强度大小为E ，有一质量为m 、带电荷量为＋q 的物体，以初速度v 0从A 端滑上斜面恰好能沿斜面匀速运动，求物体与斜面间的动摩擦因数.20.有一起重机用的是直流电动机，如图所示，其内阻r ＝0.8 Ω，线路电阻R ＝10 Ω，电源电压U ＝150 V ，伏特表的示数为110 V ，求：(1)通过电动机的电流；(2)输入到电动机的功率P 入；(3)电动机的发热功率P r ，电动机输出的机械功率．21.如图所示，用特殊材料制成的PQ 界面垂直于x 轴，只能让垂直打到PQ 界面上的电子通过．PQ 的左右两侧有两个对称的直角三角形区域，左侧的区域分布着方向垂直纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场，右侧区域内分布着竖直向上的匀强电场．现有速率不同的电子在纸面上从坐标原点O 沿不同方向射向左侧三角形区域，不考虑电子间的相互作用．已知电子的电荷量为e ，质量为m ，在ΔOAC 中，OA ＝l ，θ＝60°.E B(1)求能通过PQ界面的电子所具有的最大速度及其从O点入射时与y轴的夹角；(2)若以最大速度通过PQ界面的电子刚好被位于x轴上的F处的接收器所接收，求电场强度E的大小；(3)在满足第(2)的情况下，求所有能通过PQ界面的电子最终穿越x轴的区间宽度．22.如图所示的电路中，电源电压为60 V，内阻不计，电阻R＝2 Ω，电动机的内阻R0＝1.6 Ω，电压表的示数为50 V，电动机正常工作，求电动机的输出功率．答案解析1.【答案】A【解析】2.【答案】D【解析】因为不知离子是向哪个方向运动的，可以假设其由b向a运动，由离子的运动轨迹可以判定出，离子只能受到向左的电场力，所以由b向a一定是减速运动的(同理，也可假设离子由a向b运动，此时根据轨迹可判定出电场力同样向左，离子加速运动)，所以该离子在a点的动能一定小于在b点的动能；由于电场线方向、离子的电性都是未知的，所以A、B、C均不正确．3.【答案】D【解析】根据图①所示，由左手定则可知，线圈各边所示安培力都在线圈所在平面内，线圈不会绕OO′轴转动，故A、B错误；根据图②所示，由左手定则可知，线圈左、右两边所受安培力分别垂直于纸面向外和向里，线圈会绕OO′轴转动，从上往下俯视，②中的线圈逆时针转动．故C错误，D正确．4.【答案】B【解析】由于φa>φb>φc>φd，所以电场线垂直于等势面由a指向d，根据AB弯曲方向可知其受力由d指向a，故该粒子带负电，从A点到B点的运动过程中，粒子的动能在增大，电势能在减小．5.【答案】A【解析】左手定则的内容：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是安培力的方向．磁场的方向从南向北，电流的方向由西向东，所以安培力的方向竖直向上，故A正确，B、C、D错误．6.【答案】D【解析】根据左手定则可知，负电荷在第一、四象限所受洛伦兹力的方向不同，粒子在第一象限沿顺时针方向，而在第四象限沿逆时针方向，故不可能回到原点，所以A错误；根据r＝可知，粒子做圆周运动的半径与B成反比，则粒子在一、四象限中的运动半径之比为1∶2，所以B错误；负电荷在第一象限运动轨迹的圆心角为60°，粒子在磁场中的周期为T＝，在第四象限中的运动轨迹圆心角也是60°，其周期为T′＝，故粒子完成一次周期性运动的时间为t＝＝，所以C错误；根据几何关系得到，粒子第二次射入第一象限时沿横轴前进距离为x＝3R，故D正确．7.【答案】D【解析】正电子向右偏转，负电子向左偏转，若正电子不从OC边射出，负电子一定不会从OC边射出，粒子运动轨迹对应的圆心角相等，可知运动的时间之比为1∶1，故A、B错误；若负电子不从OC边射出，需考虑临界情况：临界一：若负电子不从OC边射出，正电子也不从OC边射出，两粒子在磁场中运动的圆心角都为180°，可知在磁场中运动的时间之比为1∶1.临界二：当负电子恰好不从OC边射出时，对应的圆心角为180°，根据两粒子在磁场中的半径相等，由几何关系知，正电子的圆心角为30°，根据t＝T知，正负电子在磁场中运动的时间之比为1∶6.故若负电子不从OC边射出，正负电子在磁场中运动时间之比在1∶1与1∶6之间，故C错误，D正确；故选D.8.【答案】A【解析】根据左手定则，带负电的物体沿斜面下滑时受到垂直斜面向下的洛伦兹力，所以物体与斜面间的摩擦力增大，从而使物体滑到斜面底端时速度变小，故A正确．9.【答案】B【解析】由于空心导体为等势体，所以φB＝φC，选项A错、B对；由于A、B、C三处的电场线的疏密程度不同，所以电场强度也不相同，选项C、D错．10.【答案】C【解析】如图所示，v A的反向延长线与速度v0的延长线交于B点，由几何关系可知，yB＝y0，xB＝.故选项C正确．11.【答案】C【解析】因为偏转距离为y＝，带电粒子的初速度变为原来的两倍时，偏转距离变为，所以电场力做功只有W＝0.25E k，故它飞出电容器时的动能变为4.25E k，故正确答案为C.12.【答案】C【解析】由图意可知粒子沿顺时针方向运动，根据左手定则可得粒子带正电由几何关系得运动半径为：r＝由牛顿的定律得：Bqv＝故有：＝.13.【答案】ACD【解析】导体长度为b，横截面积为aL，由电阻定律可得此装置中血浆的等效电阻为：R＝ρ，故A正确．导体长度为b，故所受安培力为F＝BIb，故B错误．根据洛伦兹力与电场力平衡，则有qvB＝q，解得：U＝Bav，当增大磁感应强度B时，则前、后表面的电势差U增大，导致电场力增大，则会加快血浆的外抽速度，故C正确．由压强公式可得：p＝＝＝，故D正确．14.【答案】AC【解析】如果一个事件的发生，需要同时满足几个条件，那么这种关系是“与”逻辑关系；如果一个事件的发生满足一个条件即可，这种关系是“或”逻辑关系；输出状态和输入状态相反的逻辑关系，叫做“非”逻辑关系．所以应选择A、C.15.【答案】BC【解析】因为电场中的电场强度与放入电场中检验电荷的电量q无关，由场源电荷决定，所以电场强度不随q、F的变化而变化.故A错误，B正确，D错误.由E=F/q知，某点的电场强度一定，F与q成正比，故C正确，故选BC.16.【答案】ACD【解析】根据电荷运动轨迹弯曲的情况，可以确定点电荷受静电力的方向沿电场线方向，故此点电荷带正电，A选项正确．由于电场线越密，电场强度越大，点电荷受到的静电力就越大，根据牛顿第二定律可知其加速度也越大，故此点电荷在N点加速度大，B项错误，C选项正确．粒子从M点运动到N点，静电力做正功，根据动能定理得此点电荷在N点的动能大，故D选项正确．17.【答案】×1 k A 4.0×104 5.08.75【解析】因为欧姆表电阻值的中间值为30，欧姆表指针指中央刻度附近时，读数误差小，所以欧姆表的选择开关应拨到×1 k挡；因为欧姆表的黑表笔与欧姆表内部电源的正极相连，所以测量电路应该选A；由题图甲可知：欧姆表读数为40×1 kΩ＝40 kΩ；由题图乙可知：电压表读数为U＝5.0 V；根据闭合电路欧姆定律和串联电路特点：＝，E＝8.75 V.18.【答案】(1)3.065(2)U－I图像略 4.6×104Ω(4.3×104～4.9×104Ω)(3)48(±3)(4)电路图略(电流表内接法，滑动变阻器分压接法)【解析】根据表中数据可以判断电阻阻值很大，所以采用电流表内接法；滑动变阻器阻值很小，如果采用限流接法，所起的作用很小，故采用分压接法．19.【答案】【解析】物体受力情况如图所示，将各力沿斜面和垂直斜面两个方向进行正交分解，则沿斜面方向上：F f＋mg sinθ＝qE cosθ①垂直斜面方向上：mg cosθ＋qE sinθ＝F N②其中F f＝μF N③由①②③解得：μ＝.20.【答案】(1)4 A(2)440 W(3)12.8 W427.2 W【解析】(1)对电阻R，根据欧姆定律得I＝＝A＝4 A，电动机与电阻R串联，则通过电动机的电流为4 A.(2)电动机的输入功率是P入＝UMI＝110×4 W＝440 W(3)电动机的发热功率Pr＝I2r＝42×0.8 W＝12.8 W，根据能量转化和守恒定律得电动机输出的机械功率P机＝P入－Pr＝440 W－12.8 W＝427.2 W.21.【答案】(1)电子入射时与y轴的夹角为30°(2)(3)【解析】(1)由r＝知，当r＝2l时，电子具有最大速度为v m＝，作出电子运动轨迹如图所示，由几何关系可知，从O点入射时与y轴的夹角为30°；(2)由l＝v m t，l＝at2，a＝，解得E＝；(3)电子进入电场后做类平抛运动，出电场后做匀速直线运动穿越x轴，设类平抛运动的水平分位移为x1，竖直分位移为y1，出电场时速度方向与水平方向的夹角为β，出电场后做匀速直线运动的水平分位移为x2，其轨迹与轴的交点到PQ界面的距离为s.则由tan 30°＝，x1＝vt，y1＝at2，a＝可得x1＝，tanβ＝＝，由r＝得，x2＝，则s＝(l－r)＋x1＋x2＝＋(－l)2，其中0≤v≤v m，当v＝时，有S min＝，当v＝0或v＝v m时，有S max＝l，所以宽度为S max－S min＝22.【答案】210 W【解析】电动机正常工作时，电动机两端的电压U0＝50 V，此时通过电路中的电流：I＝＝＝5 A，电动机的输出功率P出＝U0I－I2R0＝210 W.。