2017-2018学年江苏省仪征中学高二上学期期末适应性考试物理（选修）试题 Word版 11页

江苏省仪征中学2017～2018学年高二上学期期末适应性考试 物理试卷（选修）‎ 考试时间100分钟，满分120分 第Ⅰ卷（选择题 共31分）‎ 一．单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分．每小题只有一个选项符合题意．将正确选项填涂在答题卡上相应位置．‎ ‎1．在物理学发展过程中，许多物理学家做出了杰出贡献，下列说法中错误的是 A. 奥斯特发现了电流的磁效应 B．安培首先总结了电路中电流与电压和电阻的关系 C．洛仑兹发现了磁场对运动电荷的作用规律 ‎ D．法拉第发现了磁能产生电 ‎2．如图所示的下列实验中，有感应电流产生的是 导线通电后其下方小磁针偏转 v 闭合圆环在无限大匀强磁场中加速运动 通电导线在磁场中运动 金属杆切割磁感线运动 A B C D ‎ 3．如图所示的通电螺线管，在其轴线上有一条足够长的直线ab．用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图像是 ‎ L2‎ E r C L1‎ R A L3‎ ‎4．如图所示，有一电荷静止于电容器两极板间，电源内阻不可忽略，现将滑动变阻器滑片向上移动少许，稳定后三个灯泡依然能够发光，则下列说法中正确的是 A．小灯泡L1、L3变暗，L2变亮 B．该电荷一定带正电 C．电容器C上电荷量减小 D．电流表始终存在从左向右的电流 A a b c O ‎5．如图所示，圆形区域内有垂直纸面向内的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图．若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法错误的是 ‎ ‎ A．三个粒子都带正电荷 ‎ B．c粒子速率最小 ‎ C．c粒子在磁场中运动时间最短 ‎ D．它们做圆周运动的周期Ta =Tb =Tc 二．多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分．每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分．‎ L L1‎ L2‎ L3‎ D E K ‎6．如图所示的电路中，三个灯泡L1、L2、L3的电阻关系为R1=R2=R3，电感L的电阻可忽略，D为理想二极管（正向导通时电阻忽略不计）．下列说法中正确的是 ‎ A．电键K闭合瞬间，L1、L2、L3均立即变亮，然后逐渐变暗 ‎ B．电键K闭合瞬间，L1逐渐变亮，L2、L3均立即变亮，后亮度稍有下降，稳定后L2、L3亮度相同 C．电键K从闭合状态突然断开时，L2立即熄灭，L1、L3均逐渐变暗 D．电键K从闭合状态突然断开时，L1、L2、L3均先变亮，然后逐渐变暗 ‎7．如图所示，一直流电动机与阻值R＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E＝30 V，内阻r＝1 Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U＝10 V，已知电动机线圈电阻RM＝1 Ω，则下列说法中正确的是 ‎ A．通过电动机的电流为10 A B．电动机的输入功率为20 W C．电源的输出功率为40W D．电动机的输出功率为16 W ‎8．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．质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR ‎ B．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关 ‎ C．不改变B和f，该回旋加速器不能用于加速电子 ‎ D．质子在回旋加速器中的运动周期为 ‎9．如图所示，有一个在水平面内固定的“V”字型金属框架CAD，θ=60°，磁感应强度为B的匀强磁场方向竖直向下．导体棒MN在框架上从A点开始在外力F作用下，沿垂直MN方向以速度v匀速向右平移，使导体棒和框架始终构成等边三角形回路．已知框架和导体棒的材料和横截面积均相同，其单位长度的电阻均为r，框架和导体棒均足够长，导体棒运动中始终与磁场方向垂直，且与框架接触良好．关于回路中的电流I、外力F和回路消耗的电功率P随时间t变化关系的下列四个图象中正确的是 ‎ C N B M D A θ F A t O I B t O I C t O F D t O P ‎ 第Ⅱ卷（非选择题 共89分）‎ 三．简答题： 本题共2小题，共26分．把答案填在答卷纸相应的位置或按要求作答．‎ ‎10．（12分）‎ ‎（1）下图为一正在测量电阻中的多用电表表盘和用测量圆柱体直径d的螺旋测微器，如果 多用表选用×100档，则其阻值为 ▲ Ω、圆柱体直径为 ▲ mm．‎ ‎ ‎ ‎（2）如图a所示，是用伏安法测电源电动势和内阻的实验电路图，为防止短路，接入一保护电阻R0，其阻值为2Ω．通过改变滑动变阻器，得到几组电表的实验数据，并作出如图b所示的U-I图像： ‎ U/V I/A ‎0‎ ‎2‎ ‎1‎ ‎0.1‎ ‎0.4‎ ‎0.2‎ ‎0.3‎ ‎0.5‎ 图b ‎①根据U-I图像，可知电源电动势E= ▲ V，内阻r = ▲ Ω．‎ A V R E r S R0‎ 图a ‎②本实验测出的电源的电动势与真实值相比是 ▲ ．（填“偏大”、“偏小”或“不变”）‎ ‎11．（14分）影响材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减少．某学校研究小组需要研究某种材料的导电规律，他们用这种材料制作成电阻较小的元件P，测量元件P中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律．‎ ‎（1）图a是他们按设计好的电路连接的部分实物图，请添加两根导线，使电路完整．‎ U/V ‎0‎ ‎0.40‎ ‎0.60‎ ‎0.80‎ ‎1.00‎ ‎1.20‎ ‎1.50‎ I/A ‎0‎ ‎0.04‎ ‎0.09‎ ‎0.16‎ ‎0.25‎ ‎0.36‎ ‎0.56‎ ‎（2）改变滑动变阻器的阻值，记录两电表的读数．根据表中数据，在图b中画出元件P的I-U图象，并判断元件P是金属材料还是半导体材料?答： ▲ ‎ ‎（3）若可供选择的滑动变阻器有R1（最大阻值2Ω，额定电流为0.3A）、R2（最大阻值10Ω，额定电流为1A），则本实验应该选用滑动变阻器 ▲ ．（填器材前的编号）‎ V A 元件P 图a I/A U/V ‎0‎ ‎0.2‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎0.4‎ ‎0.6‎ 图b 元件P R 图c ‎（4）把元件P接入如图c所示的电路中，已知定值电阻R阻值为4Ω，电源电动势为2V，内阻不计，则该元件实际消耗的电功率为 ▲ W．‎ 四．论述和演算题：本题共4小题，共63分. 解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．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.‎ ‎12．（15分）如图所示，在水平面内固定一光滑“U”型导轨，导轨间距L=1m，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感强度B=0.5T．一导体棒以v0=2m/s的速度向右切割匀强磁场，导体棒在回路中的电阻r=0.3Ω，定值电阻R=0.2Ω，其余电阻忽略不计．求：‎ ‎（1）回路中产生的感应电动势；‎ ‎（2）R上消耗的电功率；‎ ‎（3）若在导体棒上施加一外力F，使导体棒保持匀速直线运动，求力F的大小和方向．‎ v0‎ R B ‎13．（15分）如图所示，有一对平行金属板，两板相距为0.05m．电压为10V；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0=0.1T，方向与金属板面平行并垂直于纸面向里．图中右边有一半径R为0.1m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里．一正离子沿平行于金属板面、从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出．已知速度的偏向角，不计离子重力．求：‎ θ A C D F O B0‎ B ‎（1）离子速度v的大小；‎ ‎（2）离子的比荷q/m；‎ ‎（3）离子在圆形磁场区域中运动时间t．‎ ‎14．（16分）如图所示，一正方形线圈从某一的高度自由下落，恰好匀速进入其下方的匀强磁场区域，已知正方形线圈质量为m，边长为L，电阻为R，匀强磁场的磁感应强度为B，高度为2L，求：‎ ‎ （1）线圈进入磁场时回路产生的感应电流I1的大小和方向；‎ ‎（2）线圈离开磁场过程通过横截面的电荷量q；‎ L ‎2L B ‎（3）线圈下边缘刚离开磁场时线圈的速度v的大小．‎ ‎15．（17分）如图所示，在xOy平面内y轴左侧（含y轴）有一沿y轴负向的匀强电场，一质量为m，电荷量为q的带正电粒子从x轴上P处以速度v0沿x轴正向进入电场，从y轴上Q点离开电场时速度方向与y轴负向夹角θ=30°，Q点坐标为（0，－d），在y轴右侧某区域内 ‎（图中未画出）有一与坐标平面垂直的有界匀强磁场，磁场磁感应强度大小，粒子能从坐标原点O沿x轴负向再进入电场．不计粒子重力，求：‎ ‎（1）电场强度大小E；‎ ‎（2）粒子在有界磁场中做圆周运动的半径r和时间t；‎ ‎（3）如果有界匀强磁场区域为半圆形，求磁场区域的最小面积S．‎ P v0‎ v Q Ө O y x 高二物理（选修）参考答案及评分标准 一．单项选择题： ‎ ‎1．B 2．D 3．C 4．A 5．B 二．多项选择题： ‎ ‎6．BC 7．BD 8．ABC 9．AC 三．简答题：‎ ‎10．（12分）‎ ‎（1）1400 （3分） 1.703～1.706 （3分）‎ ‎（2）①1.5V （2分） 1.0Ω （2分） ‎ ‎②偏小 （2分）‎ ‎11．（14分） ‎ ‎（1）如图所示（3分）‎ ‎（2）如图所示（3分） 半导体材料（2分）‎ ‎（3）R2 （3分）‎ ‎（4）0.25W（0.23～0.27均算对） （3分）‎ I/A U/V ‎0‎ ‎0.2‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎0.4‎ ‎0.6‎ ‎　 ‎ V A 元件P ‎ ‎ 四．论述和演算题：‎ ‎12．（15分）‎ 解析：（1）回路中产生的感应电动势 （3分）‎ ‎ 代入数据解得 （2分）‎ ‎（2）电路中的电流 （2分）‎ ‎ R上消耗的电功率 （3分）‎ ‎（3）使导线保持匀速直线运动，外力F应等于导体棒所受的安培力。（2分）‎ 力F的大小 （2分）‎ 力F的大小的方向水平向右。 （1分）‎ ‎13．（15分）‎ 解析：（1）离子在平行金属板之间做匀速直线运动，洛仑兹力与电场力相等，即 ‎ （2分）‎ ‎ （2分）‎ 解得 （1分）‎ ‎（2）在圆形磁场区域，离子做匀速圆周运动，由洛仑兹力公式和牛顿第二定律有 ‎ （2分）‎ 由几何关系有 （2分）‎ 离子的比荷 （1分）‎ ‎（3）弧CF对应圆心角为，离子在圆形磁场区域中运动时间，‎ ‎ （2分）‎ 又周期 （1分）‎ ‎ （2分）‎ ‎14．（16分）‎ 解析：（1）线圈进入磁场时匀速，有 （2分）‎ ‎ 且 （1分）‎ ‎ 所以 （1分）‎ ‎ 方向：逆时针 （1分）‎ ‎（2）在线圈离开磁场的过程中： （2分）‎ ‎ 又 （2分）‎ ‎ 所以： （1分）‎ ‎（3）线圈刚进入磁场时： （1分）‎ ‎ 而： （1分）‎ ‎ 所以，线圈刚进入磁场时的速度 （1分）‎ 从线圈完全进入磁场到线圈下边缘刚离开磁场的过程中，线圈做匀加速运动 所以： （2分）‎ 所以： （1分）‎ ‎15．（17分）‎ 解析：（1）设粒子从Q点离开电场时速度大小 由粒子在匀强电场中做类平抛运动得：‎ ‎ （2分）‎ 由动能定理得 ‎ ‎ （2分）‎ 解得 （1分）‎ ‎（2）粒子进入磁场由洛伦兹力提供向心力，得 ‎ 解得 （2分）‎ 设粒子从M点进入、N点离开半圆形匀强磁场区域，如图所示。‎ 则粒子在磁场中做匀速圆周运动时间 ‎ 有 （2分）‎ 而圆周运动 （2分）‎ 所以： （1分）‎ ‎（3）若半圆形磁场区域的面积最小，则半圆形磁场区域的圆心为 可得半径 所以 （2分）‎ 半圆形磁场区域的最小面积 （1分）‎ 所以 （2分）‎