湖北省荆门市2017-2018学年高二上学期期末考试物理试题(解析版)

荆门市2017—2018学年上学期期末质量检测高二物理一、选择题(本题有10小题，共40分。1-7题只有一个选项吻合题意，每题4分；8-10题最少有一个选项吻合题意，每题4分，全部选对得4分，选对但不全得3分，有错选或不选得0分)1.物理学中平时运用大量的科学方法建立看法，如“理想模型”、“等效取代法”、“控制变量法”等等，以下选项中均用到“等效取代”方法的是合力与分力、质点、电场强度磁通量、平均速度、点电荷合力与分力、交流电有效值、总电阻点电荷、总电阻、电场强度【答案】C【解析】A、“合力与分力”采用等效取代的方法，“质点”采用理想化模型的方法，“电场强度”采用比值定义法．故A错误；B、“点电荷”采用理想化模型的方法，“平均速度”采用比值定义法，“磁通量”采用定义法，故B错误；C、“合力与分力”、“交流电有效值”、“总电阻”采用等效取代的方法，故C正确；D、“点电荷”采用理想化模型的方法，“总电阻”采用等效取代的方法，“电场强度”采用比值定义法．故错误；应选C。【点睛】对于物理学上常用的科学研究方法：等效取代法、理想化模型法、比值定义法等等要理解并掌握，并进行归纳总结，对学习物理量的意义有很大的帮助。2.竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场，其极板带电量为Q，在两极板之间，用轻质绝缘丝线悬挂质量为m，电量为q的带电小球(可看作点电荷)，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，此时小球离右板距离为b，离左板的距离为2b，以下列图，则1小球带正电，极板之间的电场强度大小为小球碰到电场力为若将小球移到悬点下方竖直地址，小球的电势能减小D.若将细绳剪断，小球经时间到达负极【答案】D【解析】由题意可知，小球带正电，匀强电场方向向右，小球受竖直向下的重力mg、水平向右的电场力qE、沿细线斜向上的拉力F作用，处于平衡状态.受力以下列图.由平衡条件可得，，可得，故A错误；B、小球碰到电场力为，故B错误；C、将小球移到悬点下方竖直地址，电场力水平向右，运动方向向左，电场力做负功，小球的电势能增大，故C错误；D、剪断细线后，小球将沿电场力qE和重力mg的合力方向做初速度为零的匀加速直线运动.此运动可看作是水平方向的初速度为零、加速度的匀加速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动，设小球碰到金属板所需要的时间为t,由,得，故D正确；应选D。【点睛】剪断细线后，电荷在复合场中运动，采用运动的分解与合成的方法研究，是常用的方法。以下列图是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的感觉电动势的图象，依照图象可知2A.此感觉电动势的瞬时表达式为e=200sin(0.02t)VB.此感觉电动势的解时表达式为e=200sin(5Oπt)VC.t=0.01s时，穿过线圈的磁通量为零D.t=0.02s时，穿过线圈的磁通量的变化率为零【答案】D【解析】AB、由图象知周期T=0.02s，所以频率f=50Hz，由图象知电动势最大值为200V，角速度为，所以感觉电动势的瞬时表达式为e=200sin100πt，故AB错误；C、t=0.01s时，感觉电动势为零，则穿过线圈的磁通量最大，故C错误；D、t=0.02s时，感觉电动为零，则穿过线圈的磁通量的变化率也为零，故D正确；应选D。【点睛】从图象得出电动势最大值、周期，进而算出频率、角速度，进而得出感觉电动势的瞬时表达式；当磁通量最大时电动势为零，磁通量为零时电动势最大。理想变压器上接有三个完好相同的灯泡，其中一个与该变压器的原线圈串通后接入交流电源，别的两个并联后接在副线圈两端。已知三个灯泡均正常发光。该变压器原、副线圈的匝数之比为A.1：2B.2：1C.2：3D.3：2【答案】B【解析】试题解析：设每只灯的额定电流为I，额定电压为U，因并联在副线圈两端的两只小灯泡正常发光，所以副线圈中的总电流为2I，原副线圈电流之比为1：2，所以原、副线圈的匝数之比为2：1．应选B。考点：变压器的构造和原理；串通电路和并联电路【名师点睛】设每只灯的额定电流为I，因并联在副线圈两端的三只小灯泡正常发光，所以副线圈中的总电流为2I，由电流关系求出匝数比；由匝数比求电压关系。视频5.以下列图，真空中有一正方形ABCD，M、N分别是AB和CD的中点，现在A、B两点分别固定电荷量3为+Q、-Q的等量异种点电荷，以下说法中正确的选项是A.将试试电荷-q从C点移到D点，电场力做负功，试试电荷-q的电势能减少B.将试试电荷+q从M点移到N点，电场力做负功，试试电荷+q的电势能增加C.N点的电场强度方向跟CD垂直且由M指向ND.C、D两点的电场强度不相同【答案】D【解析】A、依照等量异种电荷在空间的电场线分布特点，沿电场线方向电势降低，C点的电势低于D点的电势，将试试电荷-q从C点移到D点，试试电荷-q的电势能减少，电场力做正功，故A错误；B、MN是AB的中垂线，等量异种电荷在此处的电势为零，所以将试试电荷+q从M点移到N点，电场力做不做功，试试电荷+q的电势能不变，故B错误；C、依照电场叠加原理知道N点的电场强度方向平行AB且由D指向C，故C错误；D、依照等量异种电荷在空间的电场线分布特点和电场叠加原理知道C、D两点的电场强度大小相等，方向不相同，故D正确；应选D。【点睛】依照等量异种电荷在空间的电场线分布特点知道C、D两点的电场强度大小相等，方向不相同，MN是AB的中垂线，等量异种电荷在此处的电势为零。6.以下列图，两平行圆滑金属导轨CD、EF间距为L，与电动势为的电源相连，质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成θ角，电源内阻及回路其余电阻不计。为使ab棒静止，需在空间施加的匀强磁场磁感强度的最小值及其方向分别为，水平向右4B.，垂直于回路平面向上C.垂直于回路平面向下D.垂直于回路平面向下【答案】D【解析】对导体棒受力解析，受重力、支持力和安培力，以下列图：从图象可以看出，当安培力沿斜面向上时，安培力最小；故安培力的最小值为：FA=mgsinθ，故磁感觉强度的最小值为：；依照欧姆定律，有：E=IR，故有：，依照左手定则，磁场方向垂直平面向下；故D正确、ABC错误．应选D．点睛：本题是三力平衡中动向解析问题，即其中第一个力大小和方向都不变，第二个力方向不变，大小可变，则当地三个力与第二个力垂直时，第三个力取最小值；同时要结合欧姆定律、安培力公式列式求解．7.如图甲所示电路，定值电阻与滑动变阻器串通在电源两端，电源内阻忽略不计，全部电表均为理想电表，改变滑动变阻器滑片P的地址，读取电压表V1、V2以及电流表A的多组数据，作出如图乙所示U-I图像，其中图线①表示滑动变阻器两端电压随干路电流的变化关系；图线②表示定值电阻两端电压随干路电流的变化关系。依照图上的已知信息，以下说法中正确的选项是定值电阻图像中=2A当=时，定值电阻上耗资的电功率最大在电流表示数减小的过程中，电源的输出功率变大5【答案】B【解析】AB、此电路为R0和Rp的串通，电压表V1测R0，则有，电压表V2测RP，则有，由图可知电源电动势为6V，联立解得，图中，故A错误，B正确；C、定值电阻上耗资的电功率，当时，定值电阻上耗资的电功率最大，故C错误；D、由于电源内阻忽略不计，所以电源输出功率为，在电流表示数减小的过程中，电源的输出功率变小，故D错误；应选B。【点睛】依照图象与函数表达式求出电源电动势和定值电阻，当时，定值电阻上耗资的电功率最大。某飞机正在地球北半球翱翔，机翼保持水平，翱翔高度不变，已知北半球地磁场的竖直重量向下，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。设翱翔员左方机翼尾端处的电势为，右方机翼尾端处的电势为，以下判断正确的选项是A.若飞机从西往东飞，则比高B.若飞机从东往西飞，则比高C.若飞机从南往北飞，则比高D.若飞机从北往南飞，则比高【答案】AD学#科#网...学#科#网...学#科#网...学#科#网...学#科#网...学#科#网...应选AD。【点睛】由于地磁场的存在，当飞机在北半球水平翱翔时，两机翼的两端点之间会有必然的电势差，相当于金属棒在切割磁感线相同．由右手定则可判断电势的高低。9.以下列图，线圈内有条形磁铁，将磁铁从线圈中拔出来时，设a点电势，b点电势，则6><电阻中电流方向由a到b电阻中电流方向由b到a【答案】BD【解析】穿过线圈的磁场向右，当把磁铁从线圈中拔出时，穿过线圈的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流磁场向右，由安培定则可知，感觉电流从b流向a，b点电势比a点电势高，故AC错误，BD正确；应选BD。【点睛】解析原磁场方向及磁通量的变化情况，依照楞次定律判断感觉电流方向。10.劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理表示图以下列图。置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略。磁感觉强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U，若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为+q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影啊。则以下说法正确的选项是A.质子被加速后的最大速度不可以能高出2xRfB.质子走开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比C.质子第3次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为：1D.不改变磁感觉强度B和交流电频率f该回旋加速器的最大动能不变【答案】AD【解析】A、质子出回旋加速器的速度最大，此时的半径为R，则，所以最大速度不高出2πfR．故正确；B、依照，知，则最大动能，与加速的电压没关，故B错误；C、粒子在加速电场中做匀加速运动，在磁场中做匀速圆周运动，依照知，质子第3次和第1次经过D形盒狭缝的速度比为，依照，则半径比为，故C错误；7D、依照，知，则最大动能，不改变磁感觉强度B和交流电频率f该回旋加速器的最大动能不变，故D正确；应选AD。【点睛】回旋加速器运用电场加速磁场偏转来加速粒子，依照洛伦兹力供应向心力可以求出粒子的最大速度，进而求出最大动能，在加速粒子的过程中，电场的变化周期与粒子在磁场中运动的周期相等。二、实验题(6分+9分，共15分)11.某同学用多用电表直接粗测灯泡“36V24W”)的电阻，应采用多用表欧姆挡的“x10挡”进行测量。但采用该挡测量时，发现指针偏转的角度过大，换挡正确操作后，若多用表的示数以下列图，则灯泡的电阻为_______Ω.该阻值远小于依照灯泡铭牌上的数据计算出的阻值，原因是____________________。【答案】(1).8.0(2).多用电表直接测量时，灯丝的温度较低，电阻值远小于正常发光时灯丝的电阻【解析】采用“x10挡”测量时，发现指针偏转的角度过大，说明电阻很小，换“x1”挡进行测量，所以灯泡的电阻为；该阻值远小于依照灯泡铭牌上的数据计算出的阻值，原因是多用电表直接测量时，灯丝的温度较低，电阻值远小于正常发光时灯丝的电阻。现有一电池，电动势大体为20V，内阻约为5Ω，无法从标签上看清其电动势等数据。现要正确测量其电动势和内阻，实验室备有以下器材：A.电流表(量程0～0.6A，内阻为1Ω)；B.电压表(量程0～15V，内阻为15kΩ)；C.滑动变阻器（阻值范围0～20Ω)；D.定值电阻=15kΩ；E定值电阻=1Ω；F.开关及导线若干。由于实验室中电表量程不合适，需要先将电表改装，该实验中电压表应_______联定值电阻______(选填或)，电流表应_______联定值电阻_______((选填或)。在虚线框中画出实验电路原理图____。8(3)若采用了正确的实验电路，经过改变滑动变阻器的阻值，获取了多组电压表示数U和电流表示数I，作出了U-I图像，若图像在纵轴的截距为a，图像的斜率绝对值为b，则电源电动势为_____，上内阻为______。【答案】(1).串(2).(3).并(4).(5).(6).(7).【解析】(1)由于电动势大体为20V，电压表(量程0～15V，内阻为15kΩ)，需要先将电表改装，该实验中电压表应串通一个定值大电阻，故定值电阻选R1，电流表应并联一个定值小电阻，故定值电阻选R2；要正确测量其电动势和内阻，由于电动势内阻约为5Ω，所以电流表采用外接法，得了多组数据，滑动变阻器阻值大于电动势内阻，所以滑动变阻器采用分压式，故电路图为，(3)由闭合电路欧姆定律有，化为，纵轴的截距为a，则有，电源电动势为2a，图像的斜率绝对值为b，则有，电源的内阻为b。三、计算题(12分+12分+12分+19分共55分)13.以下列图，连接在电路中的电阻大小分别为==4Ω，==2Ω，电容器的电容为20μF，电流表的内阻不计。若电路中接入电动势E=3V、内阻r=1Ω的直流电源，则闭合开关S，待电路牢固后，试求：9电路牢固后电流表的示数；电路牢固后电容器两端的电压。【答案】A（）V21.2(1)0.6【解析】【解析】由于闭合开关S，待电路牢固后被短路，电容器支路断路，故由闭合电路欧姆定律得电流表的示数，闭合开关S，待电路牢固后中均无电流经过，电容器两端的电压等于两端电压。解：(1)由于闭合开关S，待电路牢固后被短路，电容器支路断路，故由闭合电路欧姆定律得：(2)由于闭合开关S，待电路牢固后中均无电流经过，即两端的电压都为零，即：故电容器两端的电压14.以下列图，绝缘圆滑水平轨道AB的B端与处于整直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC圆滑连接，圆弧的半径R=0.20m。在轨道所在空司存在水平向右的匀强电场，电场强度E=2.0×104N/C.现有一质量m=0.20kg的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离s=0.5m的地址，由于碰到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到园弧形轨道的C端时，速度恰好为零。已知带电体所带电荷量q=8.0×10-5C，取g=10m/s2，求：（1)带电体到达B端的速度大小；（2)带电体沿圆弧形轨道从B端运动到C端的过程中，摩擦力做的功。【答案】(1)m/s(2)–0.72J10【解析】【解析】带电体在水平轨道上运动，依照牛顿第二定律和运动学公式求出带电体到达B端的速度大小；依照动能定理求出从B端运动到C端的过程中摩擦力做的功。解：(1)设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为a依照牛顿第二定律解得：=8m/s2设带电体运动到B端的速度大小为，则解得vBm/s设带电体沿圆弧形轨道运动过程中摩擦力所做的功为依照动能定理因电场力做功与路径没关，所以带电体沿圆弧形轨道运动过程中电场力所做的功联立解得15.某同学设计一个发电测速装置，工作原理以下列图。一个半径为R=0.2m的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为R的金属棒OA，A端与导轨接触优异，0端固定在圆心处的转轴上.转轴的左端有一个半径为r=的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转动。圆盘上绕有不可以伸长的细线，下端挂着-一个质量为m=0.5kg的铝块。在金属导轨地域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感觉强度B=0.5T.a点与导轨相连，b点经过电刷与0端相连.测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度。铝块由静止释放，下落h时，测得U=0.6V(细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度g取10m/s2)。求：(1)测U时，与a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”?此时铝块的