湖北黄冈中学高二上学期期末考试物理试题 word版含解析

湖北省黄冈中学2015-2016学年高二上学期期末考试物理试题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．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，有选错的得0分．1．关于安培分子电流假说下列分析正确的是（）A．安培分子电流假说的实验基础是奥斯特发现了通电导线周围存在磁场B．铁棒受到外界磁场作用时，各分子电流的取向变得大致相同，铁棒各处显示出同样强弱的磁场C．磁体受到高温或猛烈撞击时会失去磁性，是因为激烈的热运动或震动使分子电流的取向变得杂乱无章D．安培分子电流假说揭示了电流产生磁场的原因2．赤道附近一根直立旗杆因上空带正电云层靠近，遭受雷击，则当雷电通过旗杆时地球磁场对旗杆的安培力方向为（）A．向东B．向南C．向西D．向北3．如图所示，M、N是一对平行金属板，分别接到直流电源两极上，右边有一挡板，正中间开有一小孔O＇，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，在M、N两板间还存在着匀强电场E．从两板左侧中点O处射人一束带电粒子（不计重力），这些带电粒子都沿直线运动到右侧，从O＇孔射出后分成两束a、b．则下列判断正确的是（）A．这两束带电粒子的速度一定不相同B．这两束带电粒子的电性一定相同C．这两束带电粒子的比荷一定不相同D．M、N两板问的匀强电场方向一定由N指向M4．如图所示，直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场，磁感应强度为B，已知AB边长为L，∠C=30°，比荷均为的带正电粒子（不计重力）以不同的速率从A点沿AB方向射入磁场，则（）A．粒子速度越大，在磁场中运动的时间越短B．粒子在磁场中运动的最长时间为C．粒子速度越大，在磁场中运动的路程越短D．粒子在磁场中运动的最长路程为5．某同学准备用一种热敏电阻制作一只电阻温度计．他先通过实验描绘出一段该热敏电阻的I一U曲线，如图甲所示．再将该热敏电阻Rt与某一定值电阻R串联接在电路中，用理想电压表与定值电阻并联，并在电压表的表盘上标注温度值，制成电阻温度计，如图乙所示．下列说法中正确的是（）A．从图甲可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高而增大B．图乙中电压表的指针偏转角越大，温度值越大C．温度越高，整个电路消耗的功率越小D．若热敏电阻的阻值随温度线性变化，则表盘上标注温度刻度也一定是均匀的6．如图所示，在xoy平面内第一象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，第二、四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B．电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动（O轴位于坐标原点）．从线圈此时所处位置开始计时，电流取逆时针方向为正方向，则线框转动一个周期内线圈中产生的感应电流随时间变化的图像可能是（）7．某同学设计了一个多量程多用电表，其内部结构原理图如图所示．测电流和测电压时各有两个量程，还有两个档位用来测电阻．则下列说法正确的是（）A．当功能选择开关S与1、2触点相接时，测的是电流B．当功能选择开关S与3、4触点相接时，测的是电压C．A表笔为红表笔，B表笔为黑表笔D．当功能选择开关S旋到触点5时的量程比旋到6时的量程大8．如图所示，线圈L的自感系数很大，其直流电阻可以忽略，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，随着开关S的闭合和断开的过程中，L1、L2的亮度变化情况是（）A．当开关S闭合时，L1立刻变亮，L2逐渐变亮，最后两灯一样亮B．当开关S闭合时，L1、L2两灯同时亮，以后L1灯更亮，L2灯熄灭C．当开关S断开时，L1、L2立即同时熄灭D．当开关S断开时，L2立即熄灭，L1亮一会儿才熄灭9．如图所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈先后两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生正弦交流电的图象如图中曲线a、b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是（）A．在图中t=0时刻线圈均与中性面垂直B．线圈先后两次转速之比为2∶1C．交流电a的瞬时值为u=311sin（10πt）VD．交流电b的有效值为10．如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图甲所示．左线圈连着正方形线框abcd，线框所在区域存在变化的磁场，取垂直纸面向里为正，磁感应强度随时间变化如图乙所示，不计线框以外的感生电场．右侧线圈连接一定值电阻R，下列说法中正确的是（）A．t1时刻ab边中电流方向由a→b，e点势高于f点B．设t1、t3时刻ab边中电流大小分别为i1、i2，则有i1i3，e点与f点电势相等C．t2～t4时间内通过ab边电量为0，定值电阻R中无电流D．t5时刻ab边中电流方向由a→b，e点电势高于f点第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上相应位置，不必写出演算步骤．11．（6分）某同学从家里带来一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度．螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示．（1）由上图读得圆柱体的直径为_________mm，长度为__________mm．（2）该同学用多用电表粗测该合金的电阻Rx：选择“×1”倍率欧姆挡，并按正确步骤操作后，指针的位置如图丙所示，则Rx=_________Ω．12．（9分）某同学用如图所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内阻．蓄电池的内阻非常小，为防止滑动变阻器电阻过小时由于电流过大而损坏器材，电路中用了一个保护电阻R0．除蓄电池、滑动变阻器、开关、导线外，可供使用的实验器材还有：A．电流表（量程Ⅰ：0.6A，量程Ⅱ：3A）；B．电压表（量程Ⅰ：3V，量程Ⅱ：15V）；C．定值电阻（阻值1Ω、额定功率5W）；D．定值电阻（阻值10Ω、额定功率10W）；（1）实验中电流表应选用量程__________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”），电压表应选用量程_________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”），保护电阻R．应选用_________（填“C”或“D”）．（2）该同学选择合适器材进行实验，并根据实验数据在坐标纸上描点如图所示，则该蓄电池的电动势E=________V，内阻r=_________Ω．（结果取三位有效数字）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，在倾角θ=37°的斜面上，固定着间距L=0.5m的平行金属导轨，导轨上端接人电动势E=l0V、内阻r=1.0Ω的电源．一根质量m=1.0kg的金属棒ab垂直导轨放置，整个装置放在磁感应强度B=2.0T、垂直于斜面向上的匀强磁场中，其他电阻不计．当闭合开关后金属棒恰好静止于导轨上，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．（1）求闭合开关后金属棒受到的摩擦力；（2）若将电源正负极对调，其他条件不变，求电路接通后金属棒刚开始运动的加速度大小．14．（10分）图甲为远距离输电示意图，升压变压器原副线圈匝数比为n1∶n2=1∶l00，降压变压器原副线圈匝数比为n3∶n4=10∶1，远距离输电线的总电阻r＝100Ω．若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为P1=750kW．求：（1）输电线路损耗功率△P；（2）用户端电压U4．15．（12分）如图所示，足够长的平行金属导轨水平放置，其间距为L，电阻不计．垂直放在导轨上的导体棒MN、PK质量均为m、电阻均为R，整个空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B．已知PK与导轨间动摩擦因数为μ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导体棒MN光滑．现垂直于．MN施加大小为F的水平恒力，当MN从静止开始运动位移为x时，PK开始运动，重力加速为g．求：（1）PK开始运动时MN速度的大小ν；（2）从MN开始运动到PK开始运动的过程中，导体棒PK中产生的热量Q．16．（13分）如图所示，两同心圆圆心为O，半径分别为r和2r，在它们围成的环形区域内存在着磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场．大量质量为m、电量为＋q的带电粒子以不同的速率从P点沿各个方向射入磁场区域，不计粒子重力及其相互作用．（1）若某带电粒子从P点沿PO方向射入磁场，恰好未能进入内部圆形区域，求该粒子在磁场中运动的时间；（2）若有些带电粒子第一次穿过磁场后恰能经过O点，求这些粒子中最小的入射速率．答案与解析1．C安培的分子电流假说的实验基础是磁化现象，故A错．铁棒被磁化以后，各处磁场强弱不相同，故B错．D选项中安培分子电流假说揭示了磁体本身具有磁性的原因．故选C．2．A电流方向竖直向下，赤道附近地磁场方向由南向北，根据左手定则可以判断安培力的方向向东．3．C由速度选择器原理，可以确定两束粒子的速度相同．再根据其在磁场之中的偏转方向可以确定a带正电，b带负电．由其半径大小不相同可以确定其比荷不相同．再根据速度选择器中受力方向可以确定其中的电场方向是由M指向N，故选C．4．B粒子可能由BC边射出，也可能由AC边射出，以从AC边射出的粒子为例，可以判断其运动时间都相同，且，且这些粒子中速度越大的，半径也越大，路程越长．最长的路程是与BC边相切的粒子，其路程为．5．B由I－U曲线，该电阻的阻值随温度升高而减小，所以电压表示数越大，温度越高，且电路中电流也越大，消耗功率越大．由闭合电路欧姆定律可以求出电压表的示数．可见，温度刻度并非均匀．6．C注意切割磁感线的导线是两条半径，匀速转动时产生的感应电动势是一个定值．7．AC由多用电表的内部原理知，1、2是电流档，3、4是欧姆档，5、6为电压档，且6的量程比5要大．8．BD当S闭合时，产生通电自感，此时L中没有电流通过，电路相当于L1和L2串联．随后，L会将L1逐渐短路，同时L2中电流会逐渐增大，故B对．当S断开时，产生断电自感，L相当于电源且只对L1放电，故D对．9．BC图中t=0时，u=0为中性面，又因为Ta=0.2s，Tb=0.4s．所以转速之比为2∶1，且角速度，故C对．由交流电的最大值，Em=NBSω可得b的最大值和有效值均为a的一半，故b的有效值为110V.10．BD0—t2时间内，线框abcd之中磁通量在均匀增加，所以由，知0－t2内电动势为恒定值且由楞次定律可以求得感应电流方向为逆时针，此时副线圈之中没有电流．同理t2－t4内副线圈之中也没有电流．t4－t6时间内，线框中磁场在减弱，由楞次定律可以确定其电流方向也为逆时针，且由于并非均匀减小（而是减小得越来越快），所以原线圈之中的电流在增大．此时副线圈电路出现顺时针方向的电流，且e点电势高于f，故选BD．11、（1）1.600；42.40（2）12.0（每空2分）12、（1）Ⅱ；Ⅰ；C（每空1分）（2）2.03（2.00～2.05）；0.430（0.410～0.440）（每空3分）13、（10分）解：（1）闭合开关后金属棒恰好静止于导轨上，即金属棒受力平衡且摩擦力为最大静摩擦力，如图所示，则有：由受力平衡得：F安=mgsin37°+fm①（2分）其中：F安=BIL②（1分）由闭合电路欧姆定律得：③（1分）由①～③得：fm=4.0N，方向沿导轨平面向下（2分）（2）电源正负极对调后，金属棒中电流反向，金属棒刚开始运动时受力如图所示，安培力反向后摩擦力也反向，则有：由牛顿第二定律得：F安+mgsin37°－fm=ma④（2分）由①～④得：a=12m/s2（2分）14、（10分）解：（1）由图乙得U1=250V,①（1分）又因为P1=U1I1②（1分）对升压变压器有：③（1分）由焦耳定律得：ΔP=I22r④（1分）由①～④得：ΔP=90KW（1分）（2）对升压变压器有：⑤（1分）又因为：ΔU=I2r⑥（1分）故：U3=U2－ΔU⑦（1分）对降压变压器有：⑧（1分）由⑤～⑧得：U4=220V（1分）15、（12分）解：（1）当PK刚开始运动时F安=fm①