四川省成都市石室中学学年高二下学期期中考试物理试题 Word版含答案.docx
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四川省成都市石室中学学年高二下学期期中考试物理试题Word版含答案
2017-2018学年
一、单选题(本大题共6小题,每小题3分,共18分.每小题给出的四个选项中只有一个最符合题意.)
1.下列各组物理量中,由电场自身性质决定的是
A.电场力、电场强度B.电场强度、电势差C.电场力做的功、电势能D.电势差、电势能
2.如图所示,ab=3bc,在c点固定一负电荷,将一负电荷从a点移到b点,负电荷在a、b两点的电势能分别为Epa、Epb,所受的电场力分别为Fa、Fb,则
A.EpaEpbD.9Fa=Fb
3.在点电荷Q形成的电场中,一带正电的粒子通过时的轨迹如图中实线所示,a、b为两个等势面,则下列判断中正确的是
A.Q为负电荷
B.运动中带正电的粒子总是克服电场力做功
C.带正电的粒子经过两等势面的电势能Epa>Epb
D.带正电的粒子经过两等势面的动能Eka>Ekb
4.如图所示a、b间接入正弦交流电,理想变压器右侧部分为一火灾报警系统原理图,R2为热敏电阻,随着温度升高其电阻变小,所有电表均为理想电表,电流表A2为值班室的显示器,显示通过R1的电流,电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出),R3为一定值电阻。
当R2所在处出现火情时,以下说法中正确的是
A.V1的示数减小,A2的示数增大B.V2的示数减小,A1的示数增大
C.V1的示数不变,A1的示数减小D.V2的示数不变,A2的示数减小
5.位于某电场中的x轴上的电势φ随位置x变化的图像如图所示,x=x1和x=−x1处,图像切线的斜率绝对值相等且最大,则在x轴上
A.x=x1和x=−x1两处,电场强度相同B.x=x1和x=−x1两处,电场强度最小
C.x=0处电场强度大小为零D.正电荷从x=x1运动到x=+∞过程中,电势能逐渐减小
6.如图所示,平行板电容器与一直流电源相连,两极板水平放置,电容为C,开始开关闭合,电容器极板间电压为U,两极板间距为d.一电荷量大小为q的带电油滴以初动能Ek从一平行板电容器的两个极板中央水平射入(极板足够长),带电油滴恰能沿图中所示水平虚线匀速通过电容器,则
A.断开开关,将上极板上移
,带电油滴将撞击下极板,撞击下极板时的动能为Ek+
B.断开开关,将上极板上移
,带电油滴将撞击上极板,撞击下极板时的动能为Ek+
C.闭合开关,将上极板下移
,带电油滴将撞击下极板,撞击下极板时的动能为Ek+
D.闭合开关,将上极板下移
,带电油滴将撞击上极板,撞击上极板时的动能为Ek+
二.不定项选择题(本大题共5小题,每小题4分,共20分.在每小题给出的四个选项中有一个或一个以上的选项正确,全对得4分,选对但不全得2分,有错或不选0分.)
7.如图所示,以O点为圆心,以R=0.20m为半径的圆与坐标轴交点分别为a、b、c、d,该圆所在平面内有一匀强电场,场强方向与x轴正方向成θ=60°角,已知a、b、c三点的电势分别为4
V、4V、−4
V,则下列说法正确的是
A.该匀强电场的场强E=40
V/mB.该匀强电场的场强E=80V/m
C.d点的电势为−4VD.d点的电势为−2
V
8.如图,某带电粒子由静止开始经电压为U的电场加速后,射入水平放置、电势差为U′的两导体板间的匀强电场中,带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入,穿过两板后又垂直于磁感线方向射入边界线竖直的匀强磁场中,则粒子进入磁场和射出磁场的M,N两点间的距离d随着U和U′的变化情况为(不计重力,不考虑边缘效应)
A.d随U变化,d随U′变化B.d随U变化,d与U′无关
C.d与U无关,d与U′无关D.d与U无关,d随U′变化
9.如图所示,一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电场中,以初速度v0沿ON在竖直面内做匀变速直线运动。
ON与水平面的夹角为30°,重力加速度为g,且mg=qE,则
A.电场方向竖直向上B.小球运动的加速度大小为g
C.小球上升的最大高度为
D.若小球在初始位置的电势能为零,则小球电势能的最大值为
10.如图所示,C为电容器,D为理想二极管(具有单向导电作用),电流表、电压表均为理想表.闭合开关S至电路稳定后,调节滑动变阻器滑片P向左移动一小段距离,结果发现电压表V1的示数改变量大小为△U1,电压表V2的示数改变量大小为△U2,电流表A的示数改变量大小为△I,则下列判断正确的有
A.
的值变大
B.
的值变大
C.
的值不变,且始终等于电源内阻r
D.滑片向左移动的过程中,电容器所带的电荷量要不断减少
11.如下左图所示,正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动,磁场方向与线框平面垂直,磁感应强度B随时间t的变化关系如下右图所示。
t=0时刻,磁感应强度B的方向垂直纸面向里,设产生的感应电流顺时针方向为正、竖直边cd所受安培力的方向水平向左为正。
则下面关于感应电流i和cd所受安培力F随时间t变化的图象正确的是
三、实验题(本题共2小题,每空2分,共计14分)
12.采用伏安法测量电源电动势E和内阻r时,由于电表因素带来了实验的系统误差.某研究性学习小组对此实验进行改进,设计出如图所示的测量电源电动势E和内电阻r的电路,E′是辅助电源,A、B两点间有一灵敏电流计G.
(1)请你补充实验步骤:
①闭合开关S1、S2,调节R和R′使得灵敏电流计G的示数为零,这时,A、B两点的电势φA、φB的关系是φA______φB(选填“大于”、“小于”或“等于”),读出电流表和电压表的示数I1和U1,其中I1______(选填“大于”、“小于”或“等于”)通过电源E的电流.
②改变滑动变阻器R、R′的阻值,重新使得,读出.
(2)由上述步骤中测出的物理量,可以得出电动势E表达式为______、内电阻r的表达式为___________.
(3)该实验中E测______E真(选填“大于”、“小于”或“等于)
四、计算题(本题共3个小题,共34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,有数值运算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(7分)如图所示,在匀强磁场中倾斜放置的两根平行光滑的金属导轨,它们所构成的导轨平面与水平面成θ=30︒角,平行导轨间距L=1.0m。
匀强磁场方向垂直于导轨平面向下,磁感应强度B=0.20T。
两根金属杆ab和cd可以在导轨上无摩擦地滑动。
两金属杆的质量均为m=0.20kg,电阻均为R=0.20Ω。
若用与导轨平行的拉力作用在金属杆ab上,使ab杆沿导轨匀速上滑并使cd杆在导轨上保持静止,整个过程中两金属杆均与导轨垂直且接触良好。
金属导轨的电阻可忽略不计,取重力加速度g=10m/s2。
求:
(1)cd杆受安培力F安的大小;
(2)通过金属杆的感应电流I;(3)作用在金属杆ab
14.(13分)如图(a),O、N、P为直角三角形的三个顶点,∠NOP=37°,OP中点处固定
一电量为q1=2.0×10-8C的正点电荷,M点固定一轻质弹簧。
MN是一光滑绝缘杆,其中ON长为a=1m,杆上穿有一带正电的小球(可视为点电荷),将弹簧压缩到O点由静止释放,小球离开弹簧后到达N点的速度为零。
沿ON方向建立坐标轴(取O点处x=0),图(b)中Ⅰ和Ⅱ图线分别为小球的重力势能和电势能随位置坐标x变化的图像,其中E0=1.24×10-3J,E1=1.92×10-3J,E2=6.2×10-4J。
(静电力恒量k=9.0×109N·m2/C2,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2)
(1)求电势能为E1时小球的位置坐标x1和小球的质量m;
(2)已知在x1处时小球与杆间的弹力恰好为零,求小球的电量q2;
(3)求小球释放瞬间弹簧的弹性势能E
15.(14分)水平放置的平行正对的金属板M、N之间存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面的交变磁场(如图a所示,垂直纸面向里为正),磁感应强度B0=50T,已知两板间距离d=0.3m,电场强度E=50V/m,M板正中央有一小孔P,在P正上方h=5cm处的O点,一带电液滴自由下落,穿过小孔后进入两板间,若油滴在t=0时刻进入两板间,最后恰好从N板边缘水平飞出(液滴以水平速度从M、N板位置经过时,认为夜滴恰好没有打在板上),已知油滴的质量m=10-4kg,带电量q=+2×10-5C。
(不计空气阻力,油滴可视为质点,重力加速度g=10m/s2)求:
(1)油滴在P点的速度;
(2)N板的长度L和交变磁场的变化周期
五、选修3-4部分(本题共3个小题,共14分)(16、17题将正确答案标号填在答题卷上.选对一个得2分,选对2个得3分,选对3个得4分.每选错一个扣3分,最低得分为0分)
16.下列说法中,正确的是______.
A.台湾高雄2月6日凌晨发生6.7级地震,地震波是机械波,既有横波又有纵波
B.横波在传播过程中,波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期
C.变化的电场一定产生变化的磁场;变化的磁场一定产生变化的电场
D.电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的,且与波的传播方向垂直
E.可见光只是电磁波中的一小部分,可见光的频率低于x射线的频率
F.两束频率不同的激光能产生干涉现象
17.图(a)为一列简谐横波在t=0.025s时刻的波形图,P是平衡位置在x=1.0m处的质点,Q是平衡
位置在x=4.0m处的质点;图(b)为质点P的振动图象。
下列说法正确的是________.
A.在t=0.10s时,质点P向y轴负方向运动
B.在t=0.25s时,质点Q的加速度方向与y轴负方向相同
C.从t=0.10s到t=0.25s,该波沿x轴负方向传播了6m
D.从t=0.10s到t=0.25s,质点P通过的路程为30cm
E.质点Q简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt(国际单位制)
18.(6分)如图所示,横截面为直角三角形的玻璃砖ABC,AC边长为L,∠B=30°,光线P、Q同时由AC中点射入玻璃砖,其中光线P方向垂直AC边,光线Q方向与AC边夹角为45°,发现光线Q第一次到达BC边后垂直BC边射出,真空中的光束为c,求:
①玻璃砖的折射率;
②光线P从进入玻璃砖到第一次由BC边出射经历的时间。
石室中学高2017届2015—2016学年度下期半期考试物理答案
选择题
12
(1)等于;等于
(2)灵敏电流计G的示数为零;电流表和电压表的示数I2和U2(3)
;
(4)等于
13.解:
(1)金属杆cd静止在金属导轨上,所受安培力方向与导轨平面平行向上。
则F安=mgsin30°
解得:
F安=1.0N
(2)F安=BIL解得:
I=5.0A
(3)金属杆ab所受安培力方向与导轨平面平行向下,金属杆ab在拉力F、安培力F安和重
力mg作用下匀速上滑,则F=BIL+mgsin30°
根据电磁感应定律,金属棒ab上产生的感应电动势为E感=BLv
根据闭合电路欧姆定律,通过金属杆ab的电流
根据功率公式:
P=Fv
解得:
P=20W
14.解:
(1)势能为E1时,距M点的距离为:
x1=acos37°•
•cos37°=0.32a=0.32m
x1处重力势能为:
E1=mgx1sin37°
(2)在x1处,根据受力分析可知
,
其中:
r=x1tan37°=0.24a
带入数据得:
(3)根据能量守恒有:
mga sin37°+E2-E0=E
带入数据得:
E=5.38×10-3J
15.解:
(1)带电油滴从O点到P点的过程中,机械能守恒,由机械能守恒定律得:
mgh=
mv2…①
代入数据得:
v=1m/s…②
(2)进入场区时,因为:
mg=10-3N,qE=10-3N,方向向上.
所以,重力与电场力平衡,粒子做匀速圆周运动.
所以有:
…③
代入数据得:
R=0.1m…④
油滴要想从N板右端水平飞出,粒子在场内做三次1/4圆弧运动.
所以,N板的长度:
L=6R…⑤
解得:
L=0.6m…⑥
(3)油滴在磁场中运动的周期:
(或
)…⑦
所以,交变磁场的周期:
T=
T0…⑧
联立解得:
T=0.31s
16.ADE
17.ACD
18.解:
①、作出光路图如图.则光线Q在AC边的入射角i=45°.由几何关系可知在AC边的折射角r=30°
由折射定律得
②、光线P在玻璃砖中传播时
P在玻璃砖内传播的速度
则所要求的时间为
由以上各式可得