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河南省许昌市三校( 许昌高中、长葛一高、襄城高中)2016-2017学年高二下学期第一次联考物理试题.doc

许昌市三校联考高二下期第一次考试

物理试卷
考试时间:90 分钟 分值:100 分 一、选择题(每小题 4 分,共计 48 分,1-7 题为单选题,8-12 题为多选题) 1. 如图所示,在水平向右、大小为 E 的匀强电场中,在 O 点固定一电荷量为 Q 的正电荷,

A、B、C、D 为以 O 为圆心、半径为 r 的同一圆周上的四点,B、D 连线与电场线平行, A、C 连线与电场线垂直.则( ) Q2 E2+k2 4 r Q B.B 点的场强大小为 E-k 2 r
A.A 点的场强大小为 C.D 点的场强大小不可能为 0 D.A、C 两点的场强相同 2. 如图所示,竖直向上的匀强电场中,绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面 上,上面放一质量为 m 的带正电小球,小球与弹簧不连接,施加外力 F 将小球向下压至某位置静止. 现撤去 F, 小球从静止开始运动到离开弹 簧的过程中,重力、电场力对小球所做的功分别为 W1 和 W2,小球离开 弹簧时速度为 v,不计空气阻力,则对于上述过程中分析正确的是( A.小球与弹簧组成的系统机械能守恒 1 C.小球的机械能增加 W1+ mv2 2 )

B.小球的重力势能增加 W1 D.小球的电势能减少 W2

3. 小灯泡通电后其电流 I 随所加电压 U 变化的图线如图所示,P 为图线上一点,PN 为图 线在 P 点的切线,PQ 为 U 轴的垂线,PM 为 I 轴的垂线,则下列说法中不正确的是( A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大 )

U1 B.对应 P 点,小灯泡的电阻为 R= I2 U1 C.对应 P 点,小灯泡的电阻为 R= I2-I1
D.对应 P 点,小灯泡的功率为图中矩形 PQOM 所围面积大小 4. 在如图所示的电路中,两个灯泡均发光,当滑动变阻器的滑 动触头向下滑动时,则( A.A 灯变暗,B 灯变亮 )

B.A 灯和 B 灯都变亮 C.电源的输出功率如何变化不能确定 D.电源的工作效率降低 5. 如图所示,带负电的金属环绕轴 OO′以角速度ω匀速旋转,在 环左侧轴线上的小磁针最后平衡时的位置是( A.N 极竖直向上 C.N 极沿轴线向左 )

B.N 极竖直向下 D.N 极沿轴线向右

6. 如图,粗糙水平桌面上有一质量为 m 的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线 圈中线 AB 正上方水平快速经过时,若线圈始终不动,则关于线 圈受到的支持力 FN 及在水平方向运动趋势的正确判断是( A.FN 先小于 mg 后大于 mg,运动趋势向左 B.FN 先大于 mg 后小于 mg,运动趋势向左 C.FN 先小于 mg 后大于 mg,运动趋势向右 D.FN 先大于 mg 后小于 mg,运动趋势向右 7. 如图所示,圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子 )

a、b、c,以不同的速率对准圆心 O 沿着 AO 方向射入磁场,其运动轨迹如图.若带电
粒子只受磁场力的作用,则下列说法正确的是( A.a 粒子速率最大,在磁场中运动时间最长 B.c 粒子速率最大,在磁场中运动时间最短 C.a 粒子速率最小,在磁场中运动时间最短 D.c 粒子速率最小,在磁场中运动时间最短 8. 如图所示,实线是一质子仅在电场力作用下由 a 点运动到 b 点的运动轨迹,虚线可能 是电场线,也可能是等差等势线,则下列说法中正确的是( A.若虚线是电场线,则质子在 a 点的电势能大,动能小 B.若虚线是等差等势线,则质子在 a 点的电势能大,动能小 C.质子在 a 点的加速度一定大于在 b 点的加速度 D.a 点的电势一定高于 b 点的电势 9. 如图所示,A、B 分别为电源 E 和电阻 R 的 U-I 图线,虚线 C 是过图线 A、 ) )

B 交点的曲
线 B 的切线.现将电源 E 与电阻 R 及开关、导线组成闭合电路,

由图象可知(

)

A.电源的电动势为 3 V,此时消耗的总功率为 6 W B.R 的阻值随电压升高而增大,此时的阻值为 1 Ω C.此时电源消耗的热功率为 4 W,效率约为 66.7% D.若再串联一定值电阻,电源的输出功率可能不变 10.如图所示为一个质量为 m、带电荷量为+q 的圆环,可在水平放 置的粗糙细杆上自由滑动,细杆处于磁感应强度为 B 的匀强磁场 中,圆环以初速度 v0 向右运动直至处于平衡状态,则圆环克服摩 擦力做的功可能为( 1 2 B. mv0 2 )

A.0

m3g2 C. 2 2 2q B

m2g2 2 1 v0- 2 2 qB D. m 2

11.两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为 L,顶端接阻值为 R 的电 阻.质量为 m、电阻为 r 的金属棒在距磁场上边界某处由静止释放, 金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为 B 的匀强磁 场垂直,如图所示,不计导轨的电阻,重力加速度为 g,则 ( A.金属棒在磁场中运动时,流过电阻 R 的电流方向为 a→b B.金属棒的速度为 v 时,金属棒所受的安培力大小为 C.金属棒的最大速度为 )

B2L2v R+ r

mg(R+r) BL

mg 2 D.金属棒以稳定的速度下滑时,电阻 R 的热功率为 BL R
12.如图所示,CAD 是固定在水平面上的用一硬导线折成的 V 形框架, ∠A=θ.在该空间存在磁感应强度为 B、方向竖直向下的匀强磁场. 框架上的 EF 是用同样的硬导线制成的导体棒,它在水平外力作用下 从 A 点开始沿垂直 EF 方向以速度 v 匀速水平向右平移.已知导体棒 和框架始终接触良好且构成等腰三角形回路,导线单位长度的电阻均为 R,框架和导 体棒均足够长.则下列描述回路中的电流 I 和消耗的电功率 P 随时间 t 变化的图象中 正确的是( )

二、实验题(每空 2 分,共计 12 分) 13.为了探究某电阻 Rt 在不同温度下的阻值,某同学设计了如图甲所示的电路,其中 A 为 内阻不计、量程为 3 mA 的电流表,E1 为电动势为 1.5 V、内阻约为 1 Ω的电源,R1 为滑动变阻器,R2 为电阻箱,S 为单刀双掷开关. (1)实验室中提供的滑动变阻器有两个:RA(0~150 Ω),

RB(0~500 Ω),本实验中滑动变阻器 R1 应选用________(选填
“RA”或“RB”). (2)完成下面实验步骤: ①调节温度,使 Rt 的温度达到 t1; ②将 S 拨向接点 1,调节________,使电流表的指针偏转到适当位置,记下此时电流 表的读数 I; ③将 S 拨向接点 2,调节________,使电流表的读数仍为 I,记下此时电阻箱的读数

R0,则当温度为 t1 时,电阻 Rt=________;
④改变 Rt 的温度,重复步骤②③,即可测得电阻 Rt 的阻值随温度变化的规律. (3)现测得电阻 Rt 随温度 t 变化的图象如图乙所示.把该电阻与电动势为 3.0 V、内 阻不计的电源 E2,量程为 3.0 V 的理想电压表 V(图中未画出)和电阻箱 R2 连成如图丙所 示的电路,用该电阻做测温探头,将电压表的电压刻度改为相应的温度刻度,就得到了 一个简单的“电阻温度计” .若要求电压表的读数必须随温度的升高而增大,则应在原理 图丙中________(选填“a、b”或“b、c”)两点接入电压表.如果电阻箱阻值 R2=75 Ω, 则电压表刻度盘 2.0 V 处对应的温度数值为________℃.

三、计算题(14 题、15 题每小题 12 分,16 题 16 分,共计 40 分) 14、如图所示,一条长为 L 的细线上端固定,下端拴一个质量为 m,电荷量为 q 的小球, 将它置于方向水平向右的匀强电场中,使细线竖直拉直时将小球从 A 点静止释放,当 细线离开竖直位置偏角α=60° 时,小球速度为 0.

(1)求小球带电性质和电场强度 E. (2)若小球恰好完成竖直圆周运动,求小球在 A 点应有的初速度 vA 的大小(可含根式).

15、如图所示,两条足够长的平行金属导轨相距 L,与水平面的夹角为θ,整个空间存在 垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小均为 B,虚线上方轨道光滑且磁场方向 向上,虚线下方轨道粗糙且磁场方向向下.在导体棒 EF 以初速度 v0 沿导轨上滑至最 大高度的过程中,导体棒 MN 一直静止在导轨上.若两导体棒质量均为 m、电阻均为 R, 导轨电阻不计,重力加速度为 g,在此过程中导体棒 EF 上产生的焦耳热为 Q,求: (1)导体棒 MN 受到的最大摩擦力; (2)导体棒 EF 上升的最大高度.

16、如图所示,M、N 为平行板电容器的两极板,M 板的上表面涂有一种特殊材料,确保 粒子和 M 板相撞后以原速率反弹且电荷量不变,其上方有一腰长为 2a,θ=45°的等 腰直角三角形区域,区域内有垂直纸面向外的匀强磁场.N 板上的 O 为粒子发射源, 现有一质量为 m,电荷量为 q 的带负电粒子从粒子发射源 O 发射(发射速度忽略不计) 后经电场加速,从 M 板上距离 B 点为 2a 的小孔 P 垂直于 BC 进

入磁场,若粒子从 P 点进入磁场后经时间 t 第一次与 M 板相撞, 且撞击点为 B 点,不计粒子重力与空气阻力的影响. (1)求 M、N 之间的电势差 UMN; (2)若粒子从 AB 边射出磁场区域且不和 M 板相撞,磁感应强度满足什么 条件? (3)若仅将磁场反向, 粒子至少和 M 板相撞一次后射出磁场, 磁感应强度满足什么条件?

许昌市三校联考高二下期第一次考试 物理答案
一、选择题 题号 答案 题号 答案 1 A 7 B 2 D 8 BC 3 C 9 AD 4 C 10 ABD 5 C 11 BD 6 D 12 AD

二、实验题 13 题(1))RB(2)R1 R2 R0 (3)b、c 50 三、计算题 14 题:解析:(1)根据电场方向和小球受力分析可知小球带正电. 小球由 A 点释放到速度等于零,由动能定理有 0=EqLsin α-mgL(1-cos α) 2分 解得 E= 3mg . 3q 1分

2 3 (2)如图所示, 将小球的重力和电场力的合力作为小球的等效重力 G′, 则 G′= mg, 3 方向与竖直方向成 30°角偏向右下. 2分 若小球恰能做完整的圆周运动,在等效最高点

v2 2 3 m = mg 2分 L 3 小球从 A 点以初速度 vA 运动,由动能定理知 1 2 1 2 2 3 mv - mvA=- mgL(1+cos 30°) 3 分 2 2 3
联立解得 vA= 2gL( 3+1). 2分

15 题 解析:(1)EF 获得向上的初速度 v0 时,感应电动势 E=BLv0 2分 电路中电流为 I,由闭合电路欧姆定律得 E I= 2分 2R 此时对导体棒 MN 进行受力分析,由平衡条件得 FA+mgsinθ=Ff 2分 FA=BIL 2分 2 2 B L v0 解得 Ff= +mgsin θ. 1分 2R (2)导体棒 EF 上升过程中 MN 一直静止,对系统,由能的转化和守恒定律,有

1 2 mv0=mgh+2Q, 2 mv2 0-4Q 解得 h= . 2mg

2分 1分

16 题 解析:(1)如图甲所示,由几何关系可知,粒子在磁场中运动的半径为 2πa ③ 2t mv2 粒子在平行板电容器中加速,根据动能定理 qU= ④ 2

R1=

2a ① 2

πR t= 1② v

v=

由①②③④联立解得 mπ2a2 U= ⑤ 4qt2 粒子带负电在平行板电容器中加速,所以 M 板的电势高于 N 点电势 mπ2a2 UMN= .⑥ 6分 4qt2 (2)粒子恰从 B 射出时,粒子半径最小, 磁感应强度 B1 最大 2πm T= ⑦ T=2t⑧ qB1 πm 联立①②③⑦⑧得 B1= ⑨ 3分 qt 粒子的轨迹与 AC 边相切时,半径最大(如图乙所示),磁感应强度 B2 最小,由几何关系知 v2 R2= 2a⑩ qvB2=m ? R2 πm 得 B2= ? 2qt 磁感应强度应满足的关系为 πm πm ≤B2≤ .? 2qt qt 4分

(3)磁场反向后粒子向右偏转,轨道与 AC 边相切时,磁感应强度 最小(如图丙所示),由几何关系得

v2 qvB3=m ? R3 2 (1+ 2) πm 联立各式解得 B3= ? 2qt 磁感应强度应满足的关系 2 (1+ 2) πm B3≥ . 3分 2qt R3=(3 2-4)a?




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