黄冈市2016年秋季高二物理试题及答案.doc
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黄冈市2016年秋季高二年级期末考试
物理试题
黄冈市教育科学研究院命制2017年1月15日上午10:
30～12:
00
考生注意：
1．本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷，第I卷为选择题，第II卷为非选择题.
2．本试卷满分100分，考试时间90分钟.
3．请将各题答案填到答题卷相应位置，考试结束，考生只交答题卷.
第Ⅰ卷（选择题共40分）
一、本题共10小题，每小题4分.在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~10题有多项符合题目要求.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不选的得0分.
1.关于电场强度、磁感应强度，下列说法中正确的是
A．电场强度的方向就是置于该处的检验电荷所受电场力的方向
B．磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受磁场力的方向
C．由E=可知，若检验电荷在某处不受电场力，说明此处一定无电场
D．由B=可知，若一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场
2.如图所示,电源的电动势为E，内电阻为r，直流电动机M电阻为R，当电动机正常工作时，理想电压表的读数为U，则通过电动机的电流是
A．B．
C．D．
3.如图,xoy坐标系第一象限内充满方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，比荷相等的甲、乙两种粒子都从a点垂直y轴分别以大小为v1、v2的初速度进入磁场，甲粒子经时间t1从O点射出磁场，乙粒子经时间t2从x轴上的b点沿与x轴正向成60°角的方向射出磁场，不计粒子重力和粒子间的相互作用力，则下列说法中正确的是
A．v1：
v2＝1∶4
B．v1：
v2＝：
4
C．t1：
t2＝6∶1
D．t1：
t2＝2：
1
4.如图所示，A、B是真空中两个等量异种点电荷周围的电场分布情况（电场线方向未标出）.图中O点为两点电荷连线的中点，P、Q为两点电荷连线延长线上的两点，M、N为两点电荷连线的中垂线上的两点，AQ＝BP，OM＝ON.下列说法中正确的的是
A．P、Q两点的电场强度一定相等
B．P、Q两点的电势一定相等
C．M点的电场强度大于O点的电场强度
D．将同一点电荷从M移至P与从N移至Q电场力做的功相等
5.如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场的区域宽度为a，t=0时,一直角边长为a的等腰直角三角形导线框ABC从图示位置开始以水平向左的速度v匀速穿过磁场，如果规定逆时针方向为电流的正方向，下列描述导线框中感应电流i与时间t的关系图象正确的是
6.如图所示，电阻为R的金属棒ab置于水平放置的金属导轨cdef上，棒ab与导轨垂直且接触良好，两导轨间距为L，电阻不计.de间接有电源，电源电动势为E，内电阻为r.第一次在图中施加方向斜向左上与导轨平面成θ角的匀强磁场，如图甲所示；第二次在图中施加方向斜向右上与导轨平面成θ角的匀强磁场，如图乙所示，两次匀强磁场的磁感应强度大小均为B，两次棒ab均保持静止.下列说法中正确的是
A．两图中棒ab所受安培力大小均为cosθ
B．两图中棒ab所受安培力方向相同
C．两图中棒ab所受的摩擦力大小均为sinθ
D．甲图中棒ab所受导轨的支持力可能为零
7.如图所示，匀强电场E方向竖直向下，水平匀强磁场B垂直纸面向里，a、b为两个带电油滴．已知a处于静止，b在纸面内做匀速圆周运动，b的轨迹如图中虚线所示，忽略油滴间的静电作用力，下列说法中正确的是
A．a、b带有同种电荷
B．a、b质量一定相等
C．a、b的比荷一定相同
D．b沿逆时针方向运动
8.如图所示，回旋加速器由两个铜质半圆D形金属盒D1、D2构成，其间留有缝隙，缝隙处接交流电源．D形盒处于匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，盒的圆心附近置有粒子源，若粒子源射出的粒子带电荷量为q，质量为m，粒子最大回旋半径为R，下列说法正确的是
A．粒子从磁场中获得能量
B．粒子从电场中获得能量
C．交流电的周期T=
D．粒子飞出加速器的动能为Ek=
9.在如图所示的电路中，E为电源，其内电阻为r，V为理想电压表，L为电阻恒为2r的小灯泡，定值电阻R1阻值也为r，A、B两端并接一电容器,电容器两极板处于水平，闭合开关S，一带电油滴P在电容器中心处于静止状态．现滑动变阻器的触头向上滑动，则下列说法正确的是
A.电压表的示数变大
B.小灯泡消耗的功率变小
C.油滴P要向下极板运动
D.AB间电路的功率逐渐变大
10.如图所示,光滑绝缘水平面abcd上放有三个可看成点电荷的带电小球A、B、C，它们间的连线构成一个顶角为θ的等腰三角形，已知AB、AC边长为a,静电力常量为k，小球A带电量为q.现在水平面上加垂直于BC指向A的匀强电场,三球均处于静止状态.下列说法正确的是
A.A球可能带正电，也可能带负电
B.三球的质量都可以不同
C.θ可取0~90°之间任意值
D.E=cos
第Ⅱ卷（非选择题共60分）
二．本题包括2小题，共15分．解答时只需把答案填在答题卷中的相应位置或按题目要求作图，不必写出演算步骤．
11.（6分）某实验小组对一只二极管正向伏安特性曲线进行测绘探究．
（1）该二极管外壳的标识模糊了，同学们首先将多用电表的选择开关旋转到欧姆表“×10”档，将红黑表笔短接，即欧姆调零后，用红表笔接触二极管的左端、黑表笔接触二极管的右端时，欧姆表示数如图甲所示，发现指针的偏角比较小，当交换表笔再次测量时，欧姆表示数如图乙所示，由此可判断（填“左”或“右”）端为二极管的正极．
（2）四位同学设计的电路如图丙所示，其中电压表内阻很大，毫安表mA内阻约20Ω，则正确的实验电路是
（3）选择了正确的电路后，实验中测得的二极管正向伏安特性曲线如图丁所示，则二极管所加正向电压越大，其电阻值（填“越大”或“越小”）
12.（9分）在“测定电池的电动势和内阻”的实验中,某同学设计了如图甲所示的电路，实验中供选择的器材如下：
A．待测干电池（电动势为E,内阻为r）
B．电流表（0～0.6A、内阻约0.1Ω）
C．灵敏电流计G（满偏电流Ig＝200μA、内阻rg＝1000Ω）
D．滑动变阻器Rx1（0～20Ω、2.0A）
E．滑动变阻器Rx2（0～1000Ω、12.0A）
F．定值电阻R1（9000Ω）
G．定值电阻R2（90Ω）
H．开关S一只、导线若干
（1）甲图中的滑动变阻器Rx应选（选填“Rx1”或“Rx2”），定值电阻R应选（选填“R1”或“R2”）;
（2）实验中在闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片移动至（填“a端”、“中央”或“b端”）;
（3）若灵敏电流计G的示数用I1表示，电流表A的示数用I2表示，如图乙所示为该实验绘出的I1－I2图线，由图线可求得被测干电池的电动势E＝V（保留3位有效数字）,内电阻r＝Ω（保留2位有效数字）.
三．本题包括4小题，共45分．解答时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．
13.（10分）如图所示，竖直平面内有一匀强电场，电场方向与水平直线AB成θ角，一质量为m、电荷量为q的带正电小球从电场中的A点由静止出发，恰好能运动到B点，已知小球运动的时间为t，AB的距离为d，重力加速度为g.试求:
（1）θ角的正切值;
（2）电场强度E的大小.
14.（11分）如图，足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行固定在水平面上，导轨间距L＝1.0m，两导轨左端M、P接有一电阻R（阻值未知）和一理想电压表.一电阻r=2Ω的金属棒ab垂直导轨放置并沿导轨以v0大小的速度水平向右运动;现于两导轨间加上磁感应强度B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场，同时对棒施加一垂直于棒的水平恒力F，此后电压表的示数恒为4V，4s内R上产生的热量为4J.不计其他电阻．求：
（1）金属棒ab运动的速度v0；
（2）恒力F的大小.
15.（12分）如图，竖直平面内绝缘轨道的水平部分和倾斜部分在N点平滑连接，PN与水平面的夹角为θ.以过N点的竖直虚线为界，左侧有方向水平向右的匀强电场，右侧有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q的小物体从M点由静止出发，沿着轨道刚能到达轨道的最高点P，随后沿原路返回，到达斜面中点位置时，小物体恰好离开斜面．已知M、N间的距离为L,不计一切摩擦，重力加速度为g，求：
（1）小物体的电性和匀强磁场的方向；
（2）电场强度E的大小.
16.（12分）如图所示，在xOy坐标系，以坐标原点O为圆心，半径为L的圆形区域内存在方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场.一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子（不计重力）以大小为的速度从原点O沿y轴正向进入磁场，一段时间后，粒子从圆形磁场边界上的P点离开磁场.
（1）求P点的坐标；
（2）求粒子在磁场中运动的时间;
（3）若在磁场之外的区域加一平行于纸面的匀强电场，使上述粒子从P点一出磁场就受到垂直于速度方向的电场力，要使粒子不能通过x轴，则电场强度的方向和大小至少为多少？
黄冈市2016年秋季高二年级期末考试
物理试题参考答案及评分建议
一、选择题（每小题4分，选对但不全的得2分，错选得0分，共40分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
D
A
A
A
C
AC
BD
ACD
BD
二、实验题（共15分）
11．（6分）
（1）左（2分）
（2）C（2分）（3）越小（2分）
12.（9分）
（1）Rx1，R1（每空各2分）
（2）a端（1分）
（3）1.46～1.49V均可 0.75～0.95Ω均可（每空各2分）
三、计算题（共45分）
13.（10分）
解：
（1）设小球的加速度为a，
小球做匀加速直线运动 ①（2分）
小球受力图如图，则
②（2分）
解①②得 （2分）
（2）设匀强电场的电场强度大小为E
③（2分）
解①③得 （2分）
14.（11分）
解：
（1）因电压表的示数恒定，故感应电动势大小恒定，则金属棒ab做切割磁感线的匀速运动，ab产生的感应电动势的大小为E，匀强磁场的磁感应强度为B，电压表的示数为U，4s内R上产生的焦耳热为Q
①（2分）
②（2分）
E＝BLv0 ③（1分）
解①②③得v0=9m/s （1分）
（2）对金属棒由平衡条件有：
④（2分）
由闭合电路欧姆定律 ⑤（1分）
解③④⑤得F=0.125N （2分）
15.（12分）
解：
（1）由小物体自距离N点L处受电场力静止出发知小球带正电 （2分）
从P点返回到达斜面中点的速度及受力如图所示，恰好离开时压力为零，由左手定则可判断磁感应强度的方向垂直于纸面向外 （2分）
（2）设小物体N点的速度为vN，对小物体由MN过程，根据动能定理有
qEL＝mv ①（2分）
设小物体从P点返回到达斜面中点的速度为v，
则 ②（2分）
设PN高度为h，因洛伦兹力不做功
由机械能守恒定律有:
mgh＝mv ③（1分）
mgh＝mv ④（1分）
联立①②③④可得：
（2分）
16.（12分）
（1）设磁场区域半径为R，R=
设粒子在磁场区域做匀速圆周运动的半径为r，速率为，由牛顿第二定律有
①（1分）
解①得：
②（1分）
如图，设粒子在磁场区域做匀速圆周运动的圆心为，在等腰中，设，则
， ③（1分）
P点的x坐标,
P点的y坐标,
P点的y坐标（,） （1分）
（2）设粒子在磁场区域做匀速圆周运动的周期为T，粒子在磁场区域做匀速圆周运动的时间为1
④（1分）
⑤（1分）
（1分）
（3））解法一：
若要粒子射出磁场区域后不能通过x轴，则所加匀强电场的电场强度的方向应斜向上与+x方向成600角 （1分）
粒子运动至x轴时轨迹至少应与x轴相切，设电场中粒子轨迹与x轴相切于M，过M作O1P的垂线得垂足为N，设粒子在电场中运动时间为，有：
⑥（1分）
⑦（1分）
由几何关系：
⑧（1分）
解①⑥⑦⑧⑨得：
代入v0,r得：
（1分）
解法二：
（3）粒子离开磁场后，
y轴方向初速度方向沿y轴负方向，大小⑥（1分）
y轴方向加速度方向沿y轴正方向，大小⑦（1分）
即粒子在y轴负方向做匀减速运动。
要使粒子不能通过x轴，则有⑧（1分）
可得E的最小值（1分）
电场方向与x轴正方向成60°.（1分）
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