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黄冈市2017年元月高二期末物理试题
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=$\frac{F}{L}$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=$\frac{F}{IL}$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.$\frac{E}{R+r}$
B.$\frac{U}{R}$
C.$\frac{E(R+r)}{Rr}$
D.$\frac{E-U}{r}$
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=$\sqrt{3}$: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$\sqrt{2}$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$\frac{BEL}{R+r}$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$\frac{BEL}{R+r}$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=$\frac{πm}{qB}$
D.粒子飞出加速器的动能为Ek=$\frac{q^2B^2R^2}{2m}$
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=$\frac{kq}{a^2}$cos$\frac{θ}{2}$
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(0~0.6 A、内阻约0.1 Ω)
C.灵敏电流计G(满偏电流Ig=200μA、内阻rg=1000Ω)
D.滑动变阻器Rx1 (0~20 Ω、2.0 A)
E.滑动变阻器Rx2 (0~1000 Ω、12.0 A)
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,4 s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$\frac{\sqrt{3}}{2}$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$\frac{qBL}{2m}$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?
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