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浙江省宁波市九校(余姚中学镇海中学慈溪中学等)2016-2017学年高二上学期期末联考物理试题 Word版含答案


浙江省宁波市九校(余姚中学镇海中学慈溪中学效实中学 等)2016-2017 学年高二上学期期末联考 物理试题
一、单选题(本题共 13 小题,每小题 3 分,共 39 分,每小题给出的四个选项中只有一 个选项符合题意,多选,错选或不选不得分) 1.下列说法中正确的是 A.7 号干电池比 1 号干电池的电动势大 B.电磁炉的锅不能用陶瓷或耐热玻璃材料,是因为这些材料的导热性能差 C.磁体遇到高温或猛烈碰撞时,分子电流的取向变得杂乱无章,磁性减弱或消失 D.做简谐运动的物体的运动轨迹是正弦曲线 2.夏天的河上,有几名熟悉水性的青年将绳子挂在桥下荡秋千,绳子来回荡几次后跳 入河中,现把秋千看成单摆模型,图为小明在荡秋千时的振动图像,已知小王的体重比 小明的大,则下列说法正确的是

A.小王荡秋千时,其周期大于 6.28s B.图中 a 点对应荡秋千时的最高点,此时回复力为零 C.小明荡到图中对应的 b 点时,动能最小 D.该秋千的绳子长度约为 10m 3.如图所示,3 只小灯泡 L1、L2、L3 分别与电容器、电感线圈和滑线变阻器串联后并 联接入电路,当交流电源的频率为 50Hz 时,3 只小灯泡的亮度相同,现保持电压不变, 将交流电的频率变为 100Hz,则

A. L1 灯比原来的亮 B. L2 灯比原来的亮 C. L3 灯比原来的暗 D. L3 灯比原来的亮 4.美国使用的电吹风在 120V 的电压下正常工作,现将它在标准电压为 220V 的中国使 用,则下列说法正确的是 A.要使电吹风正常工作,所需变压器的原副线圈匝数比应为 6:11 B.标准电压 220V 指的是交流电的有效值 C.标准电压 220V 指的是交流电的峰值 D.变压器中匝数少的线圈导线较细,匝数多的线圈导线较粗 5.为了交通安全,常在公路上设置如图所示的减速带,减速带使路面稍微拱起以达到 车辆减速的目的。一排等间距设置的减速带,可有效降低车速,称为洗衣板效应。如果 某路面上的减速带的间距为 1.5m,一辆故有频率为 2 赫兹的器材匀速驶过这排减速带, 下列说法正确的是

A.当汽车以 5m/s 的速度行驶时,其振动频率为 2Hz B.当汽车以 3m/s 的速度行驶时最不颠簸 C.当汽车以 3m/s 的速度行驶时颠簸的最厉害 D.汽车速度越大,颠簸的就越厉害

6.电流天平是用来测磁感应强度大小的仪器,如图 1 所示,图 2 是它的原理示意图, 横臂的右边缘固定一条 U 形绝缘导线 ACDE,通电前,现将天平调节平衡,指针指在零 刻度,将导线通过如图所示方向的电流后放入待测磁场,在左端钩码钩上加上适量的钩 码使天平再次平衡,在下列说法正确的是

A.电流天平是应用电磁感应原理工作的 B.线圈中产生的磁场方向水平向左 C.U 形导线 AC、DE 两段都受到向下的安培力 D.U 形导线 CD 段受到的安培力向下 7.光照测量计应用了如图所示的电流,干电池内阻不能忽略,滑动变阻器 R1 作为灵敏 度调节,电阻 R2 是光敏电阻*(光敏电阻的阻值随光强的增大而减小) 。现发现 R1 阻值 不变的情况下电压表的示数减小了 ?U ,则可得

A. R2 上的光照强度变弱了 B.路端电压减小,减小量等于 ?U C. R1 两端电压增大,增加量等于 ?U D.通过 R1 的电流增大,增加量小于

?U R1

8.如图所示的电路中,L 是自感系数很大,电阻几乎为零的线圈,A 和 B 是两个完全相 同的灯泡,下列说法正确的是

A.当开关由断开变为闭合时,B 立即变亮后变暗 B.当开关由断开变为闭合时,A 缓慢变亮 C.当开关由闭合变为断开时,A 闪亮一下再熄灭 D.当开关由闭合变为断开时,B 闪亮一下再熄灭 9.下面列出了 FS-69 电风扇铭牌上的主要参数如图,当在小电风扇上加 1.5V 电压时, 小电风扇不转动,测得通过它的电流为 0.3A,根据题中和铭牌上提供的信息判断

A.小电风扇的内阻为 0.5Ω B.当在小电风扇上加 6V 电压时通过的电流为 1.2A C.小电风扇正常工作时的机械功率为 2.4W D.小电风扇正常工作时的热功率为 0.8W 10.如图所示,一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落,穿过一根竖直悬挂的条形磁铁 (质量为 m) ,铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合,则悬挂磁铁的绳子中 拉力 F 随时间 t 变化的图像可能是

11.电子感应加速器的基本原理如图所示,在上、下两个电磁铁的磁极之间有一个环形 真空室(上面部分为装置的正视图,下面部分为真空室的俯视图) ,将电子从电子枪右

端注入真空室,当两极间的磁场作周期性变化,电子在某段时间内被加速,并沿逆时针 方向做圆周运动,不考虑加速过程中电子质量的变化,则下列说法中正确的是

A.该装置利用磁场对电子的洛伦兹力使电子加速 B.该装置利用变化的磁场产生的感生电场使电子加速 C.在电子被加速时,真空室中磁场方向竖直向下 D.电子被加速时,电磁铁中的电流方向与图示方向相反 12.如图所示,有五根完全相同,电阻都为 R 的金属杆,其中四根固连在一起构成正方 向闭合框架,正方向边长为 L,固定在绝缘水平桌面上,另一根金属杆 ab 搁在其上且始 终接触良好,匀强磁场垂直穿过桌面,磁感应强度为 B,不计 ab 杆与框架的摩擦,当 ab 杆在外力 F 作用下以速度 v 匀速沿框架从左端向右端运动过程中

A.ab 杆产生的电动势不变,外力 F 保持不变 B.外力 F 先增大后减小 C.桌面对框架的水平作用力最小值 Fmin ?

B 2 L2 v 2R

D.正方形框架的发热功率总是小于 ab 杆的发热功率 13.如图所示,在 xoy 平面坐标系第一象限内,在虚线 OP 与+x 轴间的夹角为 45°,OP 与 x 轴间有方向垂直 xOy 平面向内,磁感应强度大小为 B 且范围足够大的匀强磁场,在 t=0 时刻,一群质量 m,电荷量+q 的粒子从原点 O 点沿+x 方向同时射入磁场,它们的初

速度大小不同,重力不计,假设不考虑粒子间的相互作用和影响,则

A.速度大的粒子射出磁场时的偏转角小 B.这些粒子将先后到达虚线位置 C.粒子在磁场中运动时,任一时刻所有粒子排列在一条直线上 D.粒子在磁场中运动时,任一时刻不同速度粒子速度方向不同 二、不定项选择题(本题共 3 小题,每小题 2 分,共 6 分,每小题给出的四个选项中至 少有一个是符合题意,选对得 2 分,选不全得 1 分,不选或者错选不得分) 14.1930 年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示,这台加速器由两 个铜质 D 形盒 D1、D2 构成,置于匀强磁场 B 中,D 形盒半径为 R,其间留有空隙,两 盒分别与高频电源的两极相连,电源频率为 f,则下列说法正确的是

A.粒子的加速次数越多,加速电压越大,最终获得的动能也越大 B.被加速后的粒子最大速度为 2? fR ,与加速电场的电压无关
4 C.不改变回旋加速的任何参数,装置可以假设质子 1 1 H ,也可以加速 ? 粒子 2 He

D.高频电源可以使用正弦式交变电流 15.如图 1,粗糙且足够长的平行金属导轨固定在水平面上,左端由导线相连,导体棒 垂直静置于导轨上构成边长为 L 的正方形回路,导体棒的电阻为 R,其余电阻忽略不计, 某时刻开始让整个装置处于竖直向上的磁场中,磁场的磁感应强度 B 随时间变化如图 2 所示,已知 t0 时刻导体棒恰好要开始运动,则在 0~ t0 时间内,下列说法正确的是

A.回路中感应电动势不断增大 B.棒受到的安培力水平向右 C.通过棒的电量为

B0 L2 R

B02 L3 D.棒受到导轨的最大静摩擦力为 t0 R
16.如图所示,在实线 MN 上方有一完整的圆形匀强磁场区(未画出) 。其圆心位于 M 点的正上方,磁场方向垂直纸面向外,一质量为 m、带电量为 q(q>0)的粒子(不计 重力) ,从 M 点垂直于 MN 以速度 v0 向上射出,粒子最终经过 N 点,已知 MN 之间的距 离为 d,粒子经过 N 点的速度方向与 MN 夹角 ? =30°,则

A.穿过圆形磁场区域的磁通量与粒子做圆周运动的半径成正比 B.粒子穿过圆形磁场区域转过的圆心角为 60° C.圆形磁场区域的磁感应强度的最小值 Bmin ?

3mv0 qd
2 3mv0 qd

D.圆形磁场区域的磁感应强度的最小值 Bmin ? 三、实验题(本题共 3 小题,共 14 分)

17.小明同学用如图所示电路做“研究电磁感应现象”实验,他将铁芯插入小线圈约一 半的位置,滑动变阻器的滑动片 P 置于 ab 的中点,在闭合电键的瞬间,电流计的指针

向右摆,闭合电键后,为使电流计的指针向左摆,应将铁芯________(选填“插入”或 “拔出” )或将变阻器的滑动片 P 向________端滑(选填“a”或“b” ) 。

18. 为测定一节干电池的电动势和内电阻, 甲、 乙两位同学分别进行了如下设计和操作: (1)甲同学之间用多用表的电压档和电阻档测量干电池的电动势和内电阻,在测量电 动势时指针和量程如图 1 所示,则测得电动势读数为_______V。

(2)乙同学提出甲同学直接用多用表测量干电池的电动势只是粗测,而且不能直接用 多用表电阻档测量干电池的内电阻,为了更准确地测出电动势和内电阻,乙同学设计了 如图 2 所示的电路图,则从图 3 中选择所需的器材为_____________*(填字母) 。通过

数据的测量,在如图 4 所示的 U-I 图中描出了 7 组数据,则所测的电动势 E=____V,内 电阻 r=________Ω (均保留两位小数)

19.小明同学在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中,实验装置如图所示,用游标卡 尺测量摆球的直径,结果如图所示,则小球的直径 D=__________mm,利用单摆的周期 特点,测量如图 1 中所示的单摆周期和摆长,利用单摆和周期和摆长,我们可以求出 ___________。

四、计算题:本题共 4 小题,共 41 分,解答时请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

20.法拉第发明的发电机可以将机械能转化为电能。1888 面特斯拉作了题为“交流电输 送和交流电机系统”的报告,人们开始认识交流发电机在发电和配电上相对直流更有优 势。如图所示为一个小型交流发电机的原理图,n 匝矩形线圈处于磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中,ab 边、cd 边分别连在两个滑环上,导体做的两个电刷分别压在滑环上。 发电机的电动势按正弦规律变化,电动势的峰值为 Em ,线圈总电阻为 r,用导线将电刷 与外电阻 R 连接起来形成回路。回路中其他电阻不计。

(1)交流电在输电过程中会有电能的损失,输电过程中为了降低输电损耗,除了减小 输电线的电阻外还有什么途径(简述一个途径)? (2)求外电阻 R 消耗的电功率。 21.如图所示,在水平面上有两条长度相同均为 2L,间距为 L 的平行长直轨道,处于竖 直向下的匀强磁场中,磁感应强度为 B,横置于轨道上长为 L 的滑杆向右运动,滑杆和 轨道电阻很小忽略不计,两者无摩擦且接触良好,轨道两侧分别连接理想电压表理想电 流表和外电阻,阻值为 R,求:

(1)流经安培表的电流的流向(a 到 b 还是 b 到 a) ; (2)若滑杆在外力作用下匀速向右运动,则两电表读数的乘积反映了什么物理量? (3)若滑杆质量为 m,现用大小为 F 的水平恒力拉着滑块从轨道最左侧由静止开始运 动,当到达轨道最右侧时电压表示数为 U,则此时滑杆的速度多少?此过程中回路产生 多少热量? 22.如图所示,两根间距为 L,长度足够的光滑竖直导轨 MN、PQ 之间存在垂直于导轨

平面的匀强磁场,磁场下边界 CD,上无限,磁感应强度大小为 B0 ,导轨下端连接阻值 为 R 的定值电阻, 质量为 m 长度为 L 阻值也为 R 的导体棒可沿导轨在竖直平面内自由滑 动并保持良好接触,其余电阻不计,使棒从位置 AB 以初速度 v0 竖直向上运动,AB 与磁 场下边界 CD 相距 d,由于从棒开始运动起磁场同时开始随时间有规律的变化,使得棒 恰好向上做竖直上抛运动,经过一定时间到达最高点,重力加速度为 g,求:

(1)棒开始运动时通过 ABCD 的磁通量 ? ; (2)磁场 B 在棒竖直上抛过程中随时间 t 变化的关系式。 23.宇宙射线中,往往含有大量的粒子与反粒子。1932 年,美国加州理工学院的安德森 通过威尔逊云室,强磁铁等试验仪器,发现了电子的反粒子----正电子。1955 年,张伯 伦和塞格雷用加速器证实了反质子的存在。
2 已知区域 I 是速度选择器,极板 M、N 间距为 4L,现有一束由反质子 1 1 H 与氘核 1 H 两种

粒子组成的射线,沿极板 M、N 中间线以相同速度 v0 射入,并从中心 O 点进入极板上方 的区域 II。已知质子的质量为 m,电荷量为 e,忽略电荷之间的相互作用。

(1)区域 II 是威尔逊云室,云室中充满过饱和乙醚蒸汽,当带电粒子经过时,蒸汽凝

结,形成轨迹,云室中加垂直纸面向里的匀强磁场,图 1 中显示了两种粒子在云室中的 径迹 1、2,试判断在云室中显示径迹 1 的是哪种粒子,并分析半径减小的原因。 (2)现有一科研团队,通过实验观察质子和反质子的碰撞过程,他们撤去区域 I 上的云 室和磁场,经过速度选择器的选择,选出速度 v0 的质子和反质子先后从 A1 B1 孔竖直向 上进入极板上方,OA1 ? OB1 ? L , 以极板中间线上的 O 为原点, 建立坐标系如图所示, 在 y 轴的左侧区域加一水平向右的匀强电场,在 y 轴的右侧区域加一垂直纸面向外的匀 强磁场,要使质子和反质子在 y 轴上的 P(0,L)处相碰,求:P 点相碰的质子和反质 子的动能之比和射入小孔的时间差 ?t 。

物理答案
一、单选选择题 1C 2D 3A 4B 二、不定项选择题 14BD 15CD 16AC 5C 6D 7D 8C 9D 10B 11B 12C 13C

三、实验题 17(1)拔出(2)a 18(1)1.40V(2)BCDEGH 确) 19、D=15.2mm 四、计算题 20、 (1)减小输送电流或者提高输送电压 (2)电动势的峰值 Em ,有效值 U ? 重力加速度 g 1.50V(1.48 到 1.52 都正确) 0.5Ω (0.48 到 0.53 都正

Em Em ,I ? 2(r ? R) 2

2 Em R 发电机为电阻供电时 P ? I R ? 2(r ? R) 2 2

21、 (1)根据右手定则可以判断:流过安培表的电流方向为从 a 到 b (2)UI 乘积含义是外电阻消耗的电功率或者拉力 F 的功率

(3)电压表读数 U ? BLv ,即 v ?

U BL 1 2 mv 2

克服安培力做功等于电路中发的热,根据动能定理可得 F ? 2 L ? Q ? 解得 Q ? 2 FL ?

1 U m 2 2 2 B L

2

22、 (1)初时刻的磁通量 ? ? B0 Ld (2)棒初速度 v0 竖直向上运动,则只受重力作用,不受安培力,回路无感应电流,则 棒与导轨与电阻构成的闭合回路磁通量不变 则初时刻的磁通量与 t 时刻的磁通量相等有 B0 Ld ? BL(d ? v0t ? 解得 B ?

1 2 gt ) 2

B0 d d ? v0t ? 1 2 gt 2

2 23、 (1)氘核 1 H

带电粒子受到过饱和乙醚蒸汽阻力作用,速度减小,所以半径减小 (2)对 A1 射入粒子做类平抛运动:y 方向做匀速运动 t1 ? 对 B1 射入粒子做匀速圆周运动,半径 R=L 经

L v0

1 ?L T 到达 P 点, t2 ? 4 2v0

时间差 ?t ?

?L
2v0

?

L L ? ? ( ? 1) v0 v0 2

对 A1 射入粒子做类平抛运动:x 方向 L ?

vy 2

t1 ,y 方向 L ? v0t1 ,则 v y ? 2v0

EA ?

1 2 2 m(v0 ? vy ) 2

2 2 E A v0 ? v y 5 1 2 对 B1 射入粒子做匀速圆周运动, EB ? mv0 ,故 ? ? 2 2 EB v0 1


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