【物理】江苏省射阳中学2013-2014学年高二期末考试

射阳中学2013年秋学期期末考试 高二物理试题（选修） 时间：100分钟 分值：120分 一、单项选择题（本大题共6小题，每小题只有一个选项符合要求，把正确的答案全选出来，并将正确答案前面的字母涂在答题卡相应的格中。每题3分共18分） 1.电阻器A的电阻是电阻器B的电阻的2倍,加在A上的电压是加在B上的电压的一半,那么通过A、B的电流IA和IB的关系是( ) A．IA=2IB B.IA=IB C.IA=IB/2 D. IA=IB/4 2.通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与MN平行。下列叙述中正确的是( ) A.线框所受安培力的合力为零 B.线框所受安培力的合力朝左 C.线框所受安培力的合力朝右 D.长直导线不受线框施加的力 3. 两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一空间足够大的匀强磁场中,两粒子质量之比为1：4，电荷量之比为1:2,则两带电粒子 ( ) A.受洛伦兹力之比为2：1 B.运动周期之比为2：1 C.轨迹半径之比为2：1 D.加速度大小之比为2：1 4. 穿过一个电阻为2Ω的匝数为10匝的闭合线圈的磁通量每秒均匀增大0.4Wb，则线圈中( ) A．感应电动势为0.4V B．感应电动势每秒减小0.4V C．感应电流恒为2A D．每秒穿过该线圈的磁通量变化量为4Wb 5. 如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=100，线圈面积S＝200cm2，线圈的电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R＝4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。下列说法中正确的是( ) A．线圈中的感应电流方向为顺时针方向 B．电阻R两端的电压随时间均匀增大 C．线圈电阻r消耗的功率为4×10－4W D．前4s内通过R的电荷量为4×10－4C 6.如图所示，用输出电压为1.4 V，输出电流为 100 mA的充电器对内阻为2 Ω的镍—氢电池充电。下列说法不正确的是 ( ) A．电能转化为化学能的功率为0.12 W B．充电器输出的电功率为0.14 W C．充电时，电池消耗的热功率为0.02 W D．充电时，在1s的时间内有0.14 J的电能转化为化学能 二、多项选择题（本大题共5小题，每小题给出的四个答案中，至少有两个是正确的，每一小题全选对的得4分；选对但不全的得2分；有选错或不答的得0分，共20分） 7. 如图所示，以下判断正确的是( ) A．一电子飞到通电导线正下方时，将做速度不断减小的曲线运动 B．条形磁铁靠近干簧管时，管内两个簧片相对部分因形成相反的磁极而吸合 C．当条形磁铁靠近水平桌面上的闭合铝圈时，铝圈对桌面压力将增大，且有收缩趋势 D．条形磁铁放在水平桌面上，其上方一根直导线通电后，桌面受到的压力将减小 8.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示，离子源S可发出各种不同的正离子束，离子从S出来时速度很小，可以看作初速度为零。离子经过加速后垂直进入有界匀强磁场区域（图中线框所示），并沿着半圆周运动而到达照相底片上的P点，测得P点到入口处的距离为x，则( ) A.若离子束不是同位素,则x越大,离子质量一定越大 B.若离子束是同位素,则x越大,离子质量一定越大 C.只要x相同,则离子质量一定相同 D.只要x相同,则离子比荷一定相同 9. 如图为演示自感现象的实验电路，电感线圈的自感系数较大，且使得滑动变阻器接入电路中的阻值与线圈直流电阻相等，下列判断正确的是( ) A．接通开关S，灯A1、A2立即变亮 B．接通开关S，灯A1逐渐变亮，A2立即变亮 C．断开开关S，灯A1、A2同时熄灭 D．断开开关S，灯A1逐渐熄灭，A2立即熄灭 10.如图,理想变压器原副线圈匝数比为4:1。原线圈接入输出电压为u＝220sin100πt（V）的交流电源，副线圈接一个R＝27.5 Ω的负载电阻．则下述结论正确的是( ) uA.副线圈中交流电压表的读数为55 V B.副线圈中输出交流电的周期为0.02s C.原线圈中交流电流表的读数为0.5 A D．原线圈中的输入功率为W 11. 有两根长度足够长的光滑平行导轨竖直放置，其间距大小为L，底端接阻值为R的电阻．将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好。导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示。除电阻R外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则( ) A．释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g B．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→b C．金属棒的速度最大时，所受的安培力大小为 D．电阻R上产生的总热量小于金属棒重力势能的减少 三、实验题（共26分） 12. （10分）在“探究感应电流的方向与哪些因素有关”的实验中，请完成下列实验步骤： - + G _ + 0⑴为了确定灵敏电流表的指针摆动方向与电流方向的关系，现用一个已知正负极性的直流电源进行探究。某同学想到了多用电表内部某一档含有直流电源，他应选用多用电表的 _____________挡（选填“欧姆”、“直流电流”、“直流电压”、“交流电流”或“交流电压”）对灵敏电流表进行测试。由实验可知当电流从正接线柱流入电流表时，指针向右摆动。 ⑵该同学先将多用电表的红表笔接灵敏电流表的正接线柱，再将黑表笔 _ （选填“短暂”或“持续”）接灵敏电流表的负接线柱。若如图灵敏电流表的指针向左摆动，说明电流由电流表的 ___ （选填“正”或“负”）接线柱流入灵敏电流表的。 ⑶实验中该同学将磁铁某极从线圈上方向下插入线圈时，发现电流表的指针向左偏转，俯视图中线圈时，线圈中电流方向为 ___ （填“顺”或“逆”）时针，磁铁的上端为 _____ （填“N”或“S”）极。 13.（8分）某研究性学习小组为了制作一个传感器，需要选用某种电学元件。实验中首先要描绘该元件的伏安特性曲线，实验室备有下列器材： A．待测元件（额定电压2V、额定电流200mA） A 第 1 3 题图 1 2 V 直流 电源B．电流表A1（量程0～0.3A，内阻约为1Ω） C．电流表A2（量程0～0.6A，内阻约为0.5Ω） D．电压表V（量程0～3V，内阻约为10kΩ） E．滑动变阻器R1（阻值范围0～5Ω，允许最大电流1A） F．滑动变阻器R2（阻值范围0～1kΩ，允许最大电流100mA） G．直流电源E（输出电压3V，内阻不计） H．开关S，导线若干 I．多用电表 （1）为提高实验的准确程度，电流表应选用 ________ ；滑动变阻器应选用 ______ （以上均填器材序号）。 （2）请在图中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。 （3）检查实验电路连接正确，然后闭合开关，调节滑动变阻器滑动头，发现电流表和电压表指针始终不发生偏转。在不断开电路的情况下，使用多用电表直流电压档检查电路故障。检查过程中将多用表的红、黑表笔与电流表“+”、“-”接线柱接触时，多用电表指针发生较大角度的偏转，说明电路故障是 ________ 。 14. （6分）为了测量一个电池组的电动势E和内阻r，实验步骤如下： ①按照实物图a，连接好电路，将滑动变阻器滑片移到最右端，正确使用电阻箱并调节电阻箱旋钮至合适值； ②闭合开关，保持电阻箱读数不变，移到滑动变阻器的触头，记录下电压表和电流表的读数；并重复试验测量多组数据； ③断开开关，拆除线路，整理器材； ④根据试验记录数据进行数据处理。 回答下列问题： （1）根据实物图a，请你用正确符号在图b的虚线框中，补充完整实验电路图； （2）依据电压表和电流表的读数，建立U-I的坐标，描出相应的数据点，如图c；请你在图c中正确绘出图像，根据图像，已知电阻箱电阻值为2.5Ω，求出电池组电动势E=_____V和内阻r=___Ω。 四、计算题：（本题共5小题，共计56分。解答时请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。） 15．（12分）某小水电站发电机输出的电功率为100 kW，输出电压为250 V．现准备向远处输电，所用输电线的总电阻为8 Ω，输电损失在输电线上的电功率恰好为输送功率的5%，用户获得200 V电压．若升压变压器和降压变压器均为理想变压器，求： （1）输电线中的电流大小． （2）所选用的升压变压器原、副线圈的匝数比． （3）所选用的降压变压器原、副线圈的匝数比． 16. （15分）如图，在水平面上放置着两根相距1m的平行金属导轨，导轨的电阻不计，在导轨的左端有滑动变阻器R、电键S、电源与导轨相连，电源电动势E=10V,内阻r=1Ω.导体棒MN长l＝1m，质量m=1kg，其电阻不计，与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5T. 现将滑动变阻器R调到4Ω，闭合电键S,导体棒刚好能处于平衡．（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2）求： （1）导体棒MN所受的安培力的大小和方向； （2）导体棒MN与导轨的动摩擦因数μ； （3）若将滑动变阻器R调到1Ω，在刚闭合电 键S时导体棒MN的加速度大小． 60 ° A A ′ B C D D ′ Ⅰ Ⅱ d d C ′ B ′ d O17. （15分）如图所示，MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨，NQ⊥MN。导轨平面与水平面间的夹角θ=37°，NQ间连接有一个R=5Ω的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B0=1T。将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度，cd距离NQ为s=2m。试解答以下问题：（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8） （1）当金属棒滑行至cd处时回路中的电流多大？ （2）金属棒达到的稳定速度是多大？ （3）当金属棒滑行至cd处时回路中产生的焦耳热是多少？ a M P N B 0 b Q θ R c d 60 ° A A ′ B C D D ′ Ⅰ Ⅱ d d C ′ B ′ d O18.（14分）如图所示，条形区域Ⅰ和Ⅱ内分别存在方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场，磁感应强度B的大小均为0.3T，AA′、BB′、CC′、DD′为磁场边界，它们相互平行，条形区域的长度足够长，磁场宽度及BB′、CC′之间的距离d=1m。一束带正电的某种粒子从AA′上的O点以沿与AA′成60°角、大小不同的速度射入磁场，当粒子的速度等于某一值v0时，粒子在区域Ⅰ内的轨迹刚好与BB′相切，运动时间t0=4×10-6s；当粒子速度为v1时，刚好垂直边界BB′射出区域Ⅰ。取π≈3，不计粒子所受重力。 求： ⑴粒子的比荷 ； ⑵速度v0 和v1 的大小； ⑶速度为v1的粒子从O到DD′所用的时间。 江苏省射阳中学2013年秋学期高二年级期末考试 物理答案（选修） 一、单项选择题（本大题共6小题，每小题只有一个选项符合要求，把正确的答案全选出来，并将正确答案前面的字母涂在答题卡相应的格中。每题3分共18分） 题号 1 2 3 4 5 6 答案 D B D C C D 二、多项选择题（本大题共5小题，每小题给出的四个答案中，至少有两个是正确的，每一小题全选对的得4分；选对但不全的得2分；有选错或不答的得0分，共20分） 题号 7 8 9 10 11 答案 BC BD BC ABC AD 三、实验题（26分） 12．（每空2分，共10分） （1） 欧姆 （2） 短暂 负 （3） 逆 Ｓ 13．（每空2分，共8分） A 第 1 3 题图 1 2 V 直流 电源（1） Ｂ （2）Ｅ （3） 电流表断路 A14、 （8分） （1） （每空1分，共2分） （2） （每空2分，共4分）３±０．１Ｖ ３．５ ±０．３ Ω 15（12分） （1）设升压变压器的副线圈电流为I2，因为输电线上损失的功率为输送功率的5%， 有P损=I22r=5%P，所以I2=25 A (4分) （2）如图所示，设升压变压器原线圈的电流为I1，电压为U1，有U1=250 V， 所以， 升压变压器的匝数比: (4分) （3）降压变压器中的电流为I4，用户得到的功率P′=P-ΔP=95%P， 又因为P′=U4I4，所以 而降压变压器原线圈电流I3=I2=25 A， 所以降压变压器匝数比 (4分) 16.（1） （2分） （2分） 方向水平向左 （1分） （2） （1分） （1分） （1分） （2分） （3） （1分） a M P N B 0 b Q θ R c d （1分） （1分） （2分） 17（15分） （1） 达到稳定速度时，有 1分 2分 2分 （2） 1分 1分 3分 （3） mgsin370s—μmgcos370s —mv2 3分 E=0.1J 2分 18.（14分） （1）若粒子的速度小于某一值v0时，则粒子不能从BB′ 离开区域Ⅰ，只能从AA′边离开区域Ⅰ，无论粒子速度大小，在区域Ⅰ中运动的时间相同，轨迹如图所示（图中只画了一个粒子的轨迹）。 粒子在区域Ⅰ内做圆周运动的圆心角为=240o ，运动时间 2分 又 解得 C/kg 或 C/kg 2分 （2）当粒子速度为v0时，粒子在区域I内的运动轨迹刚好与BB′边界相切，此时有 R0+R0sin= d 2分 又 得m/s (1分) 当粒子速度为v1时，刚好垂直边界BB′射出区域Ⅰ，此时轨迹所对圆心角φ2=300，有R1sinφ2 = d 2分 又 1分 得v1 =2×106m/s 1分 （3）区域I、Ⅱ宽度相同，则粒子在区域I、Ⅱ中运动时间均为 1分 穿过中间无磁场区域的时间为×10-7s 1分 则粒子从O1到DD′所用的时间t= +t1 =1.5×10-6s 1分 1