广西陆川县中学2016-2017学年高二下学期期末考试物理试卷

广西陆川县中学2017年春季期高二期末考试卷

物理试题

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。 满分100分。

第I部分 选择题(共56分)

一、选择题（每小题4分，共56分。1-9题只有一个选项正确，10-14有二个或二个以上选项正确。）

1、两个相同的金属小球（均可看做点电荷），原来所带的电荷量分别为+5q和-q，相互间的库仑力大小为F．现将它们相接触，再分别放回原处，则两金属小球间的库仑力大小变为（　　）

1. B．FC．D．

2、关于电场强度的定义式E=，下列说法正确的是（　　）

A．q表示产生电场的电荷量

B．q表示检测用试探电荷的电荷量

C．q越大则E越小

D．E的方向与负的试探电荷的受力方向相同

3.如图所示的两条图线分别表示同一电源的内阻发热功率_Pr以及电源的总功率P随干路电流I的变化图线，其中抛物线OBC为电源的内阻发热功率_Pr随干路电流I的变化图线，直线OAC为电源的总功率P随干路电流I的变化图线．若线段AB对应的横坐标为2 A，那么图象中线段AB所表示的功率差以及电流I＝2 A时所对应的外电阻分别为(　　)

A． 6 W　0.5 Ω

B． 2 W　0.5 Ω

C． 2 W　0.1 Ω

D． 4 W　0.3 Ω

4.如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、c，闭合开关S后，三只小磁针N极的偏转方向是(　　)

A． 全向 B． 全向外

C．a向里，b、c向外

D．a、c向外，b向里

5.如图所示，a和b带电荷量相同，以相同动能从A点射入磁场，在匀强磁场中做圆周运动的半径_ra＝2_rb，则可知(重力不计)(　　)

A． 两粒子都带正电，质量比＝4

B． 两粒子都带负电，质量比＝4

C． 两粒子都带正电，质量比＝

D． 两粒子都带负电，质量比＝

6.如图所示，a是带正电的小物块，b是一不带电的绝缘物块，A，B叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F拉b物块，使A，B一起无相对滑动地向左加速运动，在加速运动阶段(　　)

A．A，B一起运动的加速度不变

B．A，B一起运动的加速度增大

C．A，B物块间的摩擦力减小

D．A，B物块间的摩擦力增大

7.如图所示，在第Ⅰ象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正，负电子分别以相同速率沿与x轴成30°角的方向从原点射入磁场，则正，负电子在磁场中运动的时间之比为(　　)

A． 1∶2 B． 2∶1

C． 1∶ D． 1∶1

8.如图所示，带电粒子以初速度v₀从a点进入匀强磁场，运动过程中经过b点，Oa＝Ob.若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度v₀从a点进入电场，仍能通过b点，则电场强度E和磁感应强度B的比值为(　　)

A．v₀B． C． 2v₀D．

9.如图所示，有一磁感应强度为B，方向竖直向上的匀强磁场，一束电子流以初速度v从水平方向射入，为了使电子流经过磁场时不偏转(不计重力)，则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，这个电场的场强大小和方向是(　　)

A．，竖直向上

B．，水平向左

C．Bv，垂直于纸面向里

D．Bv，垂直于纸面向外$

10（多选）.质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为μ.有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图所示．图中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是(　　)

A．　　B．C．　　　　D．

11.（多选）如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一带电微粒从a点进入场区并刚好能沿ab直线向上运动，下列说法中正确的是(　　)

A． 微粒一定带负电

B． 微粒的动能一定减小

C． 微粒的电势能一定增加

D． 微粒的机械能一定增加

12.（多选）如图所示，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场的方向垂直纸面向里，三个油滴A，B，c带有等量同种电荷，其中a静止，b向右做匀速运动，c向左做匀速运动，比较它们的重力_Ga、_Gb、_Gc间的关系，正确的是(　　)

A．G_a最大 B．G_b最大 C．G_c最大 D．G_b最小

13（多选）一个带电粒子以初速度v₀垂直于电场方向向右射入匀强电场区域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域．设电场和磁场区域有明确的分界线，且分界线与电场强度方向平行，如图中的虚线所示．在下图所示的几种情况中，可能出现的是(　　)

14．如图所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ，则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)是 (　 　)

A．穿过线圈向下的磁通量增大

B．穿过线圈向上的磁通量增大

C．有逆时针方向的感应电流

D．有顺时针方向的感应电流

第II部分 非选择题(共44分)

三、实验题（本题共2小题，共12分）

15．

①用天平测出两球质量分别m₁、m₂；

②用刻度尺测出两管口离地面的高度均为h；

③解除弹簧锁定弹出两球，记录两球在水平地面上的落点P、Q。

回答下列问题：

（1）要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，还需测量的物理量有______。（已知重力加速度g）

A．弹簧的压缩量△x；

B．两球落点P、Q到对应管口M、N的水平距离x₁、x₂；

C．小球直径；

D．两球从管口弹出到落地的时间t₁、t₂。

（2）根据测量结果，可得弹性势能的表达式为E_P＝____________。

16．为了测量待测电阻R_X的阻值(约为200Ω)，备有以下器材：

A.电源E：电动势约为1.5V，内阻可忽略不计；

B.电流表A₁：量程为0～10mA，内电阻r₁=20Ω；

C.电流表A₂：量程为0～30mA，内电阻r₂≈6Ω；

D.定值电阻R₀：阻值R₀=80Ω；

E.滑动变阻器R₁：最大阻值为20Ω；

F.滑动变阻器R₂：最大阻值为2000Ω；

G.单刀单掷开关S，导线若干；

（1）滑动变阻器应选择____________。

（2）为了尽量准确地测量电阻R_X，在图甲、乙两图中，应选择图______（填图号）。

（3）合理选择电路后，某次测量中电流表A₁的示数为I₁，电流表A₂的示数为I₂.则R_X的表达式为：R_X=______________。

（4）某次测量时，其中一个电流表指针位置如图丙所示，其读数为=________mA。

四、计算题(本大题共3小题，共32分．解答时要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位，只有结果而没有过程的不能得分）

17.（11分）如右图所示，电源电动势E=10 V，内阻r=0.5Ω，标有“8 V,16 W”的灯泡恰好能正常发光，电动机M绕组的电阻R₀=1Ω，求：

(1)路端电压；

(2)电源的总功率；

(3)电动机的输出功率。

18.（9分）如图所示，质量为60g的铜棒长为a=20cm，棒的两端与长为L=30cm的细软铜线相连，吊在磁感应强度B=0.5T、方向竖直向上的匀强磁场中.当棒中通过恒定电流I后，铜棒向上摆动，最大偏角θ=60°，g取10m／s2，求:

(1)铜棒中电流I的大小.

(2)铜棒在摆动过程中的最大速率(结果保留一位有效数字).

19（12）如图所示的直角坐标系xOy中，x<0，y>0的区域内有沿x轴正方向的匀强电场，x≥0的区域内有垂直于xOy坐标平面向外的匀强磁场，x轴上P点坐标为(－L,0)，y轴上M点的坐标为(0，L)．有一个带正电的粒子从P点以初速度v沿y轴正方向射入匀强电场区域，经过M点进入匀强磁场区域，然后经x轴上的C点(图中未画出)运动到坐标原点O.不计重力．求：

(1)粒子在M点的速度v′；

(2)C点与O点的距离x；

(3)匀强电场的电场强度E与匀强磁场的磁感应强度B的比值．

物理答案

1.C2.B 3.【答案】B

【解析】两图线相交于C点，表示I＝3 A时，有P＝_Pr，即EI＝I²r＝9 W，解得E＝3 V，r＝1 Ω.当I＝2 A时，由I＝得R＝0.5 Ω；此时P＝EI＝3×2 W＝6 W，_Pr＝I²r＝4 W，所以图象中线段AB所表示的功率差_PAB＝P－_Pr＝2 W．选项B正确．$

4.【答案】D

【解析】闭合开关S后，环形导线中通有顺时针方向的电流，根据安培定则判断环形导线内部磁场向里，外部磁场向外，则小磁针b的N极向里偏转，a、c两个小磁针的N极向外偏转．

故选D.

5.【答案】B

【解析】由于_qa＝_qb，E_ka＝E_kb，动能E_k＝mv²和粒子偏转半径r＝，可得m＝，可见m与半径r的平方成正比，故_ma∶_mb＝4∶1，再根据左手定则判知两粒子都带负电，故选B.

6.【答案】C

【解析】以整体为研究对象有：F－F_f＝(_ma＋_mb)a　F_f＝(_mag＋_mbg＋qvB)μ

由于整体加速运动，因此速度逐渐增大，洛伦兹力增大，则地面给b的滑动摩擦力增大，因此整体加速度逐渐减小．隔离a，a受到水平向左的静摩擦力作用，根据牛顿第二定律有：F_f＝_maa，由于加速度逐渐减小，因此A，B物块间的摩擦力减小．

7.【答案】B

【解析】正，负电子在磁场中运动轨迹如图所示，正电子做匀速圆周运动在磁场中的部分对应圆心角为120°，负电子做匀速圆周运动在磁场中的部分对应圆心角为60°，故时间之比为2∶1.

8.【答案】C

【解析】设Oa＝Ob＝d，因带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，所以圆周运动的半径正好等于d即d＝，得B＝.如果换成匀强电场，带电粒子做类平抛运动，那么有d＝()²，得E＝，所以＝2v₀.选项C正确．

9.【答案】C

【解析】要使电子流经过磁场时不偏转，在垂直运动方向合力必须为零，又因电子所受洛伦兹力方向垂直纸面向里，故所受电场力方向必须垂直纸面向外，且与洛伦兹力等大，即Eq＝qvB，E＝vB；电子带负电，所以电场方向垂直于纸面向里．

10.【答案】AB

【解析】选项A中，通电细杆可能受重力、安培力、导轨的弹力作用处于静止状态，如图甲所示，所以杆与导轨间的摩擦力可能为零．选项B中，通电细杆可能受重力、安培力作用处于静止状态，如图乙所示，所以杆与导轨间的摩擦力可能为零．

选项C和D中，通电细杆受重力、安培力、导轨弹力作用具有下滑趋势，故一定受到沿导轨向上的静摩擦力，如图丙、丁所示，所以细杆与导轨间的摩擦力一定不为零．

11.【答案】AD

【解析】微粒进入场区后沿直线ab运动，则微粒受到的合力或者为零，或者合力方向在ab直线上(垂直于运动方向的合力仍为零)．若微粒所受合力不为零，则必然做变速运动，由于速度的变化会导致洛伦兹力变化，则微粒在垂直于运动方向上的合力不再为零，微粒就不能沿直线运动，因此微粒所受合力只能为零而做匀速直线运动；若微粒带正电，则受力分析如下图甲所示，合力不可能为零，故微粒一定带负电，受力分析如图乙所示，故A正确，B错；静电力做正功，微粒电势能减小，机械能增大，故C错，D 正确．

12.【答案】CD

【解析】由于a静止，G_a＝qE，电场力方向向上，带负电荷；由左手定则，b受洛伦兹力竖直向下，G_b＋qv_bB＝qE；由左手定则，c受洛伦兹力竖直向上，G_c＝qE＋qv_cB.由此可知：G_b＜G_a＜G_c，故C、D正确．

13.【答案】AD

【解析】选AD.A、C选项中粒子在电场中向下偏转，所以粒子带正电，再进入磁场后，A图中粒子应逆时针转，正确；C图中粒子应顺时针转，错误．同理可以判断B错、D对．

14. BD

15．（1）B（2）

16． ① E(或R₁) ②乙 ③ ④ 20.0

17. (1)路端电压等于电灯L的电压，即为8 V.

(2)由E＝U＋Ir得

I＝＝ A＝4 A

电源总功率P_总＝EI＝40 W.

(3)电动机的电流I_M＝I－I_L＝2 A

电动机消耗的总功率

P_入＝U_MI_M＝8×2 W＝16 W

电动机内阻消耗的功率

P_内＝IR₀＝2²×1 W＝4 W

所以输出功率为

P_出＝P_入－P_内＝16 W－4 W＝12 W.

18.（1）铜棒上摆的过程，根据动能定理得：
   F_BLsin60°-mgL（1-cos60°）=0，
又安培力F_B=BId
代入解得，I=2√3A
根据左手定则可知，与安培力方向，可得，电流方向从M到N．
（2）由题意，铜棒向上摆动的最大偏角θ=60°，根据对称性可知，偏角是30°时是其平衡位置，铜棒受力如图所示，则有
G=F_Bcot30°=√3F_B ，
当铜棒偏角是30°时，速度最大，动能最大，
由动能定理可得：

1/2mv²=F_BLsin30°-mgL（1-cos30°） 
代入解得，最大速度v_m=0.96m/s．

请在各题规定的黑色矩形区域内答题，超出该区域的答案无效！

19. 18【答案】(1)2v　(2)L　(3)

【解析】(1)设粒子在由P到M的过程中运动时间为t，在M点时速度为v′，沿x轴正方向的速度大小为_vx，带电粒子在第二象限做匀变速曲线运动，则：

＝vt＝L　①

＝_vxt＝L②

v′²＝v²＋v③

联解①②③得：v′＝2v④

(2)设粒子在M点的速度v′与y轴正方向的夹角为θ，如图所示，

则：tanθ＝⑤

粒子在x≥0的区域内受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示．⑥

设轨迹半径为R，由几何关系有：

＝2Rsinθ＝L⑦

x＝2Rcosθ⑧

联解⑤⑥⑦⑧得：x＝L⑨

(3)设粒子质量为m，带电荷量为q，则：

qE·＝mv′²－mv²⑩

qv′B＝m⑪

联解⑧⑨⑩⑪得：＝