云南省宣威市第四中学2017-2018学年高二下学期期中考试物理试题

云南省宣威市第四中学学年度下学期期中考试高二物理本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间120分钟。学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________分卷I一、单选题(共12小题,每小题3.0分,共36分)1.如图，a、b是真空中两个带等量正电的点电荷，A、B两点在两电荷连线上且关于两电荷连线的中垂线对称，O为中点．现将一负点电荷q由A点沿ab连线移到B点，下列说法中正确的是()A．A点电势高于O点电势B．A点电势高于B点电势C．电荷q移动过程中，电势能一直减少D．电荷q移动过程中，电场力先做正功后做负功2.如图所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n1∶n2和电源电压U1分别为()A．1∶22UB．1∶24UC．2∶14UD．2∶12U3.图中a、b是两个点电荷，它们的电荷量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂线，P是中垂线上的一点．下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的右侧()A．Q1、Q2都是正电荷，且Q1＜Q2B．Q1是正电荷，Q2是负电荷，且Q1＞|Q2|C．Q1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|＜Q2D．Q1、Q2都是负电荷，且|Q1|＞|Q2|4.如图所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面．若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为()A．πBR2B．πBr2C．nπBR2D．nπBr25.如图甲所示，一面积为S的矩形导线框abcd，在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面成45°角，O、O′分别是ab和cd边的中点．现将线框右半边ObcO′绕OO′逆时针转过90°到图乙所示位置，下列判断正确的是()A．在图甲位置时线圈中的磁通量是BSB．在图乙位置时线圈中的磁通量是BSC．由图甲位置到图乙位置线圈中的磁通量变化了BSD．由图甲位置到图乙位置线圈中的磁通量变化了BS6.如图，金属壳放在光滑的绝缘水平垫上，不能起到屏蔽外电场或内电场作用的是()A．B．C．D．7.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，从中性面开始转动180°过程中，平均感应电动势和最大感应电动势之比为()A．B．C．2πD．π8.如图所示，在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置了矩形线圈abcd.线圈cd边沿竖直方向且与磁场的右边界重合．线圈平面与磁场方向垂直．从t＝0时刻起，线圈以恒定角速度ω＝绕cd边沿图所示方向转动，规定线圈中电流沿abcda方向为正方向，则从t＝0到t＝T时间内，线圈中的电流I随时间t变化关系图象为图中的()A．B．C．D．9.在相同的时间内，某正弦交变电流通过一阻值为100Ω的电阻产生的热量，与一电流3A的直流电通过同一阻值的电阻产生的热量相等，则()A．此交变电流的有效值为3A，最大值为3AB．此交变电流的有效值为3A，最大值为6AC．电阻两端的交流电压的有效值为300V，最大值不确定D．电阻两端的交流电压的有效值为300V，最大值为600V10.如图所示，A，B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d，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A，B两板间还存在着匀强电场E.从两板左侧中点c处射入一束正离子(不计重力)，这些正离子都沿直线运动到右侧，从d孔射出后分成3束．则下列判断正确的是()A．这三束正离子的速度一定不相同B．这三束正离子的质量一定不相同C．这三束正离子的电荷量一定不相同D．这三束正离子的比荷一定不相同11.如下图所示，用铝板制成U形框，将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框的上方，使整体在匀强磁场中沿垂直于磁场方向向左以速度v匀速运动，悬线拉力为FT，则()A．悬线竖直FT＝mgB．悬线竖直FT＞mgC．悬线竖直FT＜mgD．无法确定FT的大小和方向12.三根导线如图放置，其中L1可绕O1点转动，L3可绕O2点转动，L2固定，当通以如图所示方向电流时将会有（）A．L1逆时针，L3顺时针转动B．L1顺时针，L3逆时针转动C．L1、L3均顺时针转动D．L1、L3均逆时针转动二、多选题(共4小题,每小题4.0分,共16分)13.(多选)如图所示，电阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，线圈的直流电阻不计．电源电动势E＝5V，内阻r＝1Ω，开始时开关S闭合．则()A．断开S前，电容器带电荷量为零B．断开S前，电容器电压为VC．断开S的瞬间，电容器a板上带正电D．断开S的瞬间，电容器b板上带正电14.(多选)静电喷漆技术具有效率高，浪费少，质量好，有利于工人健康等优点，其装置可简化为如图．A、B为两块平行金属板，两板间有方向由B指向A的匀强电场．在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出速率相同的负电油漆微粒，油漆微粒最后都落在金属板B上．微粒的重力和所受空气阻力以及带电微粒之间的相互作用力均可忽略．则所有油漆微粒()A．落在板B上最终形成正方形B．到达板B时动能相同C．运动到达板B所需时间相同D．运动到板B过程电势能减少量相同15.(多选)如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则在导体框从两个方向移出磁场的过程中()A．导体框中产生的感应电流方向相同B．导体框中产生的焦耳热相同C．导体框ad边两端电势差相同D．通过导体框横截面的电荷量相同16.(多选)边长为l的正方形闭合线框abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中，以角速度ω绕cd从图示位置开始匀速转动，转动轴与磁场垂直，线框总电阻为R，一理想电压表接在线框的c、d两点之间，下列说法中正确的是()A．线框转一周外力所做的功为B．线框转过90°的过程中感应电动势的最大值为Bl2ωC．线框转过90°的过程中通过线框导线横截面的电荷量为D．电压表的示数为分卷II三、实验题(共2小题,每小题10.0分,共20分)17.用如图所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：(a)电流表(量程0.6A、3A)；(b)电压表(量程3V、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)；(e)滑动变阻器(阻值范围0～10Ω、额定电流2A)；(f)滑动变阻器(阻值范围0～100Ω、额定电流1A)．那么：(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择________V，电流表的量程应选择________A；R0应选择________Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是________Ω的滑动变阻器．(2)引起该实验系统误差的主要原因是________．18.在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为________mm.四、计算题(共4小题,每小题18.0分,共72分)19.如图甲所示，横截面积为0.2m2的100匝圆形线圈A处在变化的磁场中．磁场方向垂直纸面，其磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，设向外为B的正方向．R1＝4Ω，R2＝6Ω，C＝30μF，线圈的内阻不计，求电容器上极板所带电荷量并说明正负．20.如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场．已知线圈的匝数n＝100匝、电阻r＝1.0Ω、所围成矩形的面积S＝0.040m2，小灯泡的电阻R＝9.0Ω，磁场的磁感应强度按图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝nBmScos(t)，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期．不计灯丝电阻随温度的变化，求：(1)线圈中产生的感应电动势的最大值；(2)小灯泡消耗的电功率；(3)在磁感应强度变化的0～的时间内，通过小灯泡的电荷量．21.在如图所示的示波器的电容器中，电子以初速度v0沿着垂直场强的方向从O点进入电场，以O点为坐标原点，沿x轴取OA＝AB＝BC，再过点A、B、C作y轴的平行线与电子径迹分别交于M、N、P点，求AM∶BN∶CP和电子途经M、N、P三点时沿x轴的分速度之比．22.如图所示，倾角为α的光滑导轨上端接入一定值电阻，Ⅰ和Ⅱ是边长都为L的两正方形磁场区域，其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向上，区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B1，恒定不变，区域Ⅱ中磁场随时间按B2＝kt变化，一质量为m、电阻为r的金属杆穿过区域Ⅰ垂直地跨放在两导轨上，并恰能保持静止．试求：(1)通过金属杆的电流大小；(2)定值电阻的阻值为多大？答案解析1.【答案】A【解析】等量同种电荷的等势面如图：沿电场线的方向电势降低，故越靠近正电荷的地方电势越高，由图可以看出A点电势高于O点电势，A点电势等于B点电势，故A正确，B错误；负电荷由A到O过程，电势降低，则电势能增加，由O到B过程电势升高则电势能减小，即电荷q移动过程中，电势能先增加后减小，C错误；电势能先增加后减小，则电场力先做负功后做正功，D错误．2.【答案】C【解析】设灯泡正常发光时的电流为I，则I1＝I，I2＝2I.由＝得＝.由＝得U1′＝U2＝2U，故U1＝U1′＋2U＝4U，C正确．3.【答案】B【解析】Q1、Q2都是正电荷，对放在P点的正试探电荷都是排斥力，故合力在两个排斥力之间的某个方向，由于Q1＜Q2，故Q2的排斥力较大，故合力偏向左侧，故电场强度偏向左侧，不可能指向MN的右侧．故A错误；Q1是正电荷，Q2是负电荷，且Q1＞|Q2|，故Q1对放在P点的正试探电荷的排斥力大于Q2对其的吸引力，故合力偏向右，故电场强度偏向MN右侧，故B正确；Q1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|＜Q2，故Q1对放在P点的正试探电荷的吸引力小于Q2对其的排斥力，故合力偏向左，故电场强度偏向MN左侧，故C错误；Q1、Q2都是负电荷，且|Q1|＞|Q2|，对放在P点的正试探电荷都是吸引力，故合力在两个吸引力之间的某个方向，由于|Q1|＞|Q2|，故Q1的吸引力较大，故合力偏向MN左侧，故电场强度偏向左侧，故D错误．4.【答案】B【解析】由于线圈平面与磁场方向垂直，故穿过该面的磁通量为：Φ＝BS，半径为r的虚线范围内有匀强磁场，所以磁场的区域面积为：S＝πr2所以Φ＝πBr2.故选项B正确．5.【答案】C【解析】因为Φ1＝BSsin45°＝BS，乙图中的总磁通为两部分构成，一部分是乙图背面穿过的磁通量，另外一部分是乙图正面穿过的磁通量，它们大小相等，但是一正一负，总磁通量Φ2＝0.所以ΔΦ＝BS，故选C.6.【答案】C【解析】当正电荷放在金属壳外时，使金属壳左端带负电荷，右端带正电荷，两端出现电压，导致感应电场与外电场相叠加，所以内部电场强度为零．起到屏蔽的作用，故A正确；当正电荷放在金属壳外时，使金属壳左端带负电荷，由于右端接地，则不带电，两端仍出现电压，导致感应电场与外电场相叠加，所以内部电场强度为零．起到屏蔽的作用，故B正确；当正电荷放在金属壳内时，使金属内壳带负电荷，外壳带正电荷，出现电场，导致出现感应电场，没起到屏蔽的作用，故C错误；当正电荷放在金属壳内时，由于接地，则使金属壳外不带电，外部没有电场，从而起到屏蔽的作用，故D正确．7.【答案】B【解析】线圈产生的感应电动势的最大值为Em＝NBSω，线圈从中性面开始转动180°的过程中，磁通量的变化量ΔΦ＝2BS，所用时间为Δt＝＝，根据法拉第电磁感应定律E＝N，则平均电动势为＝NBSω，因此平均感应电动势和最大感应电动势之比为2∶π.8.【答案】B【解析】在0～内，线圈在匀强磁场中匀速转动，故产生正弦交流电，由楞次定律知，电流方向为负值；在～T，线圈中无感应电流；在T时，ab边垂直切割磁感线，感应电流最大，且电流方向为正值．故B项正确．9.【答案】A【解析】根据交变电流有效值的定义知，交变电流的有效值即为直流电的电流值，为3A．根据正弦交变电流有效值与最大值的关系，可知交变电流的最大值为3A，A正确；B错误；根据欧姆定律U＝IR，则有U有效＝I有效R，Um＝ImR，故电阻两端的交流电压的有效值为300V，最大值为300V，C、D错误．10.【答案】D【解析】本题考查带电粒子在电场、磁场中的运动，速度选择器的知识．带电粒子在金属板中做直线运动，qvB＝Eq，v＝，表明带电粒子的速度一定相等，而电荷的带电量、电性、质量、比荷的关系均无法确定；在磁场中R＝，带电粒子运动半径不同，所以比荷一定不同，D项正确．11.【答案】A【解析】设两板间的距离为L，由于向左运动过程中竖直板切割磁感线，产生电动势，用右手定则判断下板电势高于上板电势，电动势大小E＝BLv，即带电小球处于电势差为BLv的电场中．所受电场力F电＝q＝q＝qvB.若设小球带正电，则电场力方向向上．同时小球所受洛伦兹力F洛＝qvB，方向由左手定则判断竖直向下，即F电＝F洛；反之小球带负电同样可得出F电′＝F洛′，且方向相反．故无论小球带什么电，怎样运动，都有FT＝mg，故选项A正确．12.【答案】C【解析】由右手螺旋定则可知，I2产生的磁场在左侧向外，右侧向里；则由左手定则可知I1受力方向向下，由于O1右侧部分受力大于左侧部分受力，故导线顺时针转动；同理可知，I2也应当顺时针转动；13.【答案】AC【解析】流过电感线圈的电流不变时，电容器相当于短路．S断开的瞬间，电感线圈又相当于电源向外供电．断开S前，L相当于无电阻的导线，则Uab＝0，从而电容器的电荷量为零，A项正确；断开S瞬间，由于L的自感作用，L中仍然存在向左的电流，L与C构成了回路，则L中的电流要向C充电，使a极板带正电，b极板带负电，故C项正确．14.【答案】BD【解析】微粒进入电场后受电场力做匀变速曲线运动，因垂直电场线进入的微粒做类平抛运动，在水平方向上运动的距离相等，故所有微粒在B板上的图形为圆形；故A错误；因微粒在电场中初始位置相同且最后都落在金属板B上，故电场力对微粒做功相同，故到达板B时动能相同，故B正确；因微粒的速度沿各个方向，故当微粒沿电场线方向进入时用时最短，而垂直电场进入的微粒用时最长，故C错误；因电场力做功相等，故运动到板B的过程中电势能减少量相同；故D正确．15.【答案】AD【解析】由右手定则判定出两种拉动方式中感应电流的方向都是a→d→c→b→a，电流的方向相同．当导体框以速度v拉出磁场时，产生的热量Q＝I2Rt＝()2Rt＝，可见，两种方式产生的热量不同．以v、3v速度匀速拉出磁场时，导体框ad边两端电势差分别是Blv、Blv.通过导体框横截面的电荷量q＝IΔt＝Δt＝相同．综上，A、D选项正确．16.【答案】ABC【解析】线框在转动过程中，产生的感应电动势的有效值为E＝，电流的有效值为I＝，周期T＝，则线框转动一周产生的热量Q＝I2RT＝()2R·＝，外力做的功W＝Q，选项A正确；感应电动势的最大值Em＝Bl2ω，选项B正确；线框转过90°的过程中，流过导体某一横截面的电荷量q＝＝，选项C正确；电压表的示数等于cd两端电压的有效值U＝I·＝·＝，选项D错误．17.【答案】(1)30.610～10(2)电压表的分流【解析】(1)一节干电池的电动势为1.5V，所以电压表量程选择3V即可，一节干电池的允许电流在0.6A以下，因此电流表量程选择0.6A即可．R0起保护作用使电路中的电流在0.6A以下，若选用定值电阻10Ω，估算最大电流为Imax＝<＝A＝0.3A则电流表指针指在半刻度以下，测量误差太大，因此定值电阻应选用1Ω.若选用滑动变阻器0～100Ω