辽宁省抚顺市六校联合体2017-2018学年高二上学期期末考试物理试题

抚顺市六校联合体2017－2018上学期高二期末考试物理试卷清原高中，抚顺市10中、新宾高中、抚顺市12中、抚顺县高中、四方高中本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分，考试时间为90分钟，满分100分。

第I卷（48分）一、选择题：1—9题为单选，10—12题为多选，每题4分，共48分（少选2分，多选错选均不得分。

）。

1．如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线。

一带电粒子只在电场力作用下经A点飞向B点，轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是 ( )A．粒子带正电B．粒子在B点加速度大C．粒子在B点动能大D．粒子在B点的电势能较小2．下列图中表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，导体ab上的感应电流方向为a→b的是（）A． B．C． D．3．如图所示，条形磁铁放置在水平地面上，在其右端上方固定一根水平长直导线，导线与磁体垂直，当导线中通以垂直纸面向内的电流时，则（）A．磁铁对地的压力减小，磁铁受到向左的摩擦力B．磁铁对地的压力减小，磁铁受到向右的摩擦力C．磁铁对地的压力增大，磁铁受到向左的摩擦力D．磁铁对地的压力增大，磁铁受到向右的摩擦力4．在如图所示的电路中，R1、R2、R3均为可变电阻．当开关S闭合后，两平行金属板M、N中有一带电油滴正好处于静止状态．为使带电油滴向上加速运动，可采取的措施是 ( )A．增大R1的阻值B．增大R2的阻值C．增大R3的阻值D．增大M、N间距5．如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像，直线C为电阻R两端的电压与电流的关系图像．电源a、b的电动势分别为E a、 E b，内阻分别为r a 、r b，将电阻R分别接到a、b两电源上，则（）A ．R 接到a 电源上，电源的输出功率较小B ．R 接到b 电源上，电源的效率较低C ．E a > E b ，r a < r bD ．ba b a r r E E 6．如图1所示，矩形线圈abcd 位于匀强磁场中，磁场方向垂直线圈所在平面，磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图2所示．以图1中箭头所示方向为线圈中感应电流i 的正方向，以垂直于线圈所在平面向里为磁感应强度B 的正方向，则选项图中能正确表示线圈中感应电流i 随时间t 变化规律的是（ ）A ．B ．C ．D ．7．如图甲所示，n ＝15匝的圆形线圈M ，其电阻为1Ω，它的两端点a 、b 与阻值为2Ω的定值电阻R 相连，穿过线圈的磁通量的变化规律如图乙所示．则（ ）A ．线圈中感应电流是顺时针方向B ．线圈中感应电动势力大小1.5VC ．电路中电流是1.0 AD ．电阻R 的热功率是3.0W8．如图所示，某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做“旋转的液体的实验”，若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场，磁感应强度为B=0.1T ，玻璃皿的横截面的半径为a=0.05m ，电源的电动势为E=3V ，内阻r=0.1Ω，限流电阻R 0=4.9Ω，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R=0.9Ω，闭合开关后当液体旋转时电压表的示数为1.5V ，则 （ ）A ． 由上往下看，液体做顺时针旋转B ． 液体所受的安培力大小为 1.5NC ． 闭合开关后，液体热功率为0.81WD ． 闭合开关10s ，液体具有的动能是3.69J9．如图所示，均匀金属圆环的总电阻为4R ，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过圆环．金属杆OM 的长为l ，阻值为R ，M 端与环接触良好，绕过圆心O 的转轴以恒定的角速度ω顺时针转动．阻值为R 的电阻一端用导线和环上的A 点连接，另一端和金属杆的转轴O 处的端点相连接。

下列判断正确的是 （ ）A. OM 两点间电势差绝对值的最大值为42ωBl B. 金属杆OM 旋转产生的感应电动势恒为22ωBl C. 通过电阻R 的电流的最小值为R Bl 82ω，方向从Q 到P D. 通过电阻R 的电流的最大值为RBl 42ω，且P 、Q 两点电势满足Q P φφ> 10、（多选)光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S 与内阻不计、电动势为E 的电源相连，右端与半径为L ＝0.20 m 的两段光滑圆弧导轨相接，一根质量m ＝60 g 、电阻R ＝1 Ω、长为L 的导体棒ab ，用长也为L 的绝缘细线悬挂，如图所示，系统空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B ＝0．5 T ，当闭合开关S 后，导体棒沿圆弧摆动，摆到最大高度时，细线与竖直方向成θ＝53°角，摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态，导轨电阻不计（sin 53°＝0．8，g ＝10 m/s 2），则 ( )A ．磁场方向一定竖直向下B ．电源电动势E ＝3.0 VC ．导体棒在摆动过程中所受安培力F ＝3 ND ．导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J11、（多选)用绝缘细线悬挂一个质量为m ，带电荷量为+q 的小球，让它处于如图所示的磁感应强度为B 的匀强磁场中．由于磁场的运动，小球静止在如图位置，这时悬线与竖直方向夹角为α，悬线处于伸直状态，则磁场的运动速度和方向可能是（ ）A ．Bq mg v =，水平向左B ．Bq mg v αtan =，水平向下 C ．Bq mg v αtan =，竖直向上D ．Bq mg v =，水平向右12、（多选) 如图所示，带电小球在匀强磁场中沿光滑绝缘的圆弧形竖直轨道的内侧来回往复运动，它向左或向右运动通过最低点时（ ）A ．加速度大小相等B ．速度大小相等C ．所受洛仑兹力大小相等D ．轨道对它的弹力大小相等第Ⅱ卷（非选择题，共52分）二、实验题：（本题共2小题，共18分）13．(8分)用电流表和电压表测电池的电动势和内阻，提供的器材如图甲所示．(1)把图甲中的实物连接成测量电路．(2)图乙中的6 个点表示实验测得的6 组电流I、电压U的值，按照这些实验值作出U－I图线，由此图线可得电源的总电动势E＝___________V，电源的总内阻r＝________Ω．(保留三位有效数字) 14．（10分）在“测定金属丝的电阻率”的实验中，待测金属丝阻值约为 4 Ω．(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径d．其中一次测量结果如图所示，图中读数为d＝___________mm．(2)为了测量金属丝的电阻R，除了导线和开关外，还有以下器材可供选择：电压表V (量程为3 V，内阻约为3 kΩ)；电流表A1 (量程为0.6 A，内阻约为0.2 Ω)；电流表A2 (量程为100 μA，内阻约为2000 Ω)；滑动变阻器R1 (0～1750Ω，额定电流为0.3 A)；滑动变阻器R2 (0～50Ω，额定电流为1 A)；电源E1 (电动势为15 V，内阻约为0.5Ω)；电源E2 (电动势为3 V，内阻约为1.2Ω)．为了调节方便，测量准确，实验中电流表应选用__________________ ，滑动变阻器应选用_______________，电源应选用________________．(均填器材的符号)(3)用测量量表示计算材料电阻率的公式：ρ＝________________(已用刻度尺测量出接入电路中的金属丝的有效长度为L，电压表、电流表示数分别用U、I表示)．三、计算题：本题共3小题，共34分。

解答时请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。

15、（10分）有一金属细棒ab，质量m=0.05kg，电阻不计，可在两条轨道上滑动，如图所示，轨道间距为L=0.5m，其平面与水平面的夹角为θ=37°，置于垂直于轨道平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=1.0T，金属棒与轨道的动摩擦因数μ=0.5，（设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等）回路中电源电动势为E=3V ，内阻r=0.5Ω．（g=10m/s 2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：①为保证金属细棒不会沿斜面向上滑动，流过金属细棒ab 的电流的最大值为多少？②滑动变阻器R 的阻值应调节在什么范围内，金属棒能静止在轨道上？16、（12分）如图所示，两根半径为r 的41圆弧轨道间距为L ，其顶端a 、b 与圆心处等高，轨道光滑且电阻不计，在其上端连有一阻值为R 的电阻，整个装置处于辐向磁场中，圆弧轨道所在处的磁感应强度大小均为B ．将一根长度稍大于L 、质量为m 、电阻为R 0的金属棒从轨道顶端ab 处由静止释放．已知当金属棒到达如图所示的cd 位置（金属棒与轨道圆心连线和水平面夹角为θ）时，金属棒的速度达到最大；当金属棒到达轨道底端ef 时，对轨道的压力为1.5mg ．求：（1）当金属棒的速度最大时，流经电阻R 的电流大小和方向(填a →R →b 或b →R →a)；（2）金属棒滑到轨道底端的整个过程中流经电阻R 的电量；（3）金属棒滑到轨道底端的整个过程中电阻R 上产生的热量．17、（12分）如图所示，相距为d 的平行金属板M 、N 间存在匀强电场和垂直纸面向里、磁感应强度为0B 的匀强磁场；在xOy 直角坐标平面内，第一象限有沿y 轴负方向场强为E 的匀强电场，第四象限有垂直坐标平面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场。

一个质量为m 、电荷量为q 的正离子(不计重力)以初速度0v 沿平行于金属板方向射入两板间并做匀速直线运动，从P 点垂直y 轴进入第一象限，经过x 轴上的A 点射出电场进入磁场。

已知离子过A 点时的速度方向与x 轴成45°角。

求：(1)金属板M 、N 间的电压U ；(2)离子第一次离开第四象限磁场区域的位置C (图中未画出)与坐标原点的距离OC 和从P 到C 的时间PAC t ；2017—2018上学期高二期末考试参考答案一、选择题：(1～9单选,10～12多选,每题4分，共48分)1、B2、A3、D4、C5、D6、D7、C8、D9、B 10、AB 11、AC 12、ABC二、实验题（共18分）13、(8分) (1)实物连接图如图甲所示(1)见图甲（3分） (2)U-I 图线见图乙（2分）2.94 V ～3.00 V （1分）0.724 Ω ～ 0.769 Ω（2分）14、(10分) (1)d=0.680或0.679mm （3分）(2) A 1（1分）,R 2（1分）,E 2（14分）三、计算题（共34分）15、（10分）解：当金属棒正要向上滑动时，摩擦力沿斜面向下并达最大，此时通过金属棒的电流达到最大I 1，由平衡条件得：1cos sin BLI mg mg =+θμθ， （2分）代入数据解得：A I 11=，由r R EI +=11，代入数据解得：R 1=2.5Ω （3分）当金属棒正要向下滑动时，摩擦力沿斜面向上并达最大，此时通过金属棒的电流最小为I 2，由平衡条件得：2cos sin BLI mg mg +=θμθ， （2分）由闭合电路欧姆定律得：r R E I +=22，解得：R 2=14.5Ω， （3分） 因此：滑动变阻器的阻值范围是：2.5Ω≤R ≤14.5Ω；16、（12分）解：（1）金属棒速度最大时，在轨道切线方向所受合力为0，则有：BIL mg =θcos ， 解得：BLmg I θcos ＝ （3分） 流经R 的电流方向为a→R→b ． （1分）（2）金属棒滑到轨道底端的整个过程中，穿过回路的磁通量变化量为：242r BL L r B S B ⋅=⋅⋅⋅∆ππφ＝＝ 平均电动势为：t E ∆∆=φ，平均电流为：0R R E I +=， （2分） 则流经电阻R 的电量：)(200R R r BL R R t I q +⋅=+∆=⋅=πφ （2分） （3）在轨道最低点时，由牛顿第二定律得：rmv mg N 2=- 依题有：N ＝1.5mg 得：2gr v = （2分） 由能量转化和守恒得：mgr mv mgr Q 43212=-＝ （1分） 电阻R 上发热量为：)(430R R r mgR Q r R R Q R +⋅=+＝ （1分） 17、（12分）（1）设平行金属板M 、N 间匀强电场的场强为0E ，则有：d E U 0= ， 因离子所受重力不计，离子直线运动，则由平衡条件得：000B qv qE = 解得：金属板M 、N 间的电压：d v B U 00= （3分）（2）在第一象限的电场中离子做类平抛运动，则由运动的合成与分解得：v v 0045cos = 故离子运动到A 点时的速度：02v v=根据牛顿第二定律： ma qE =， 设离子电场中运动时间t ，出电场时在y 方向上的速度为y v ，由 at v y =且0045tan v v y=联立以上各式解得，离子在电场E 中运动到A 点所需时间：qE m v t 0= （3分）在磁场中离子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则由牛顿第二定律有：rv m qBv 2= 解得：qB mv qB mv r 02== （1分） 由几何知识可得：qB mv r r AC 002245cos 2=== （1分）在电场中，x 方向上离子做匀速直线运动，则qE mv t v OA 200=＝ （1分）因此离子第一次离开第四象限磁场区域的位置C 与坐标原点的距离为：qB mv qE mv AC OA OC 0202+=+= （1分）总时间：qB m qE mv T t t PAC 2410⋅+=+=π （2分）。