2017-2018学年湖北省荆州市高二下学期期末考试物理试题

注意事项：1．本试卷共6页，总分10分，考试时间90分钟。2．答卷前，考生务必将自己学校、班级、姓名、学号填在试卷答题卡上。3．选择题部分答案选出后，用2B铅笔把答题卡上对应答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。非选择题部分用0.5毫米签字笔直接填写到答题卡上对应空白处。答在试卷上的无效。第I卷（选择题共48分）一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第16小题只有一个选项正确，第710小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。1．下列关于物理学史、物理概念及方法的说法中，正确的是（）A．库仑在利用扭秤装置研究得到库仑定律的实验探究中，既用到了放大的思想也用到了控制变量祛B．法拉第首先提出场的概念，安培利用电场线、磁感线形象的描绘了电场和磁场C．电动势表征了电源其他形式的能转化为电能的本领，在大小上等于非静电力把的正电荷在电源内从正极搬运到负极所做的功D．在研究电场磁场时，我们常引人“试探电荷”、“试探电流元”，目的是不影响原电场的强弱及分布情况，这里应用了假设法2．如图所示，虚线表示某电场中的四个等势面，其对应的电势，相邻等势面间的电势差相等．一不计重力的带电的粒子从右侧垂直等势面向左进人电场，运动轨迹与等势面分别交于、、三点，则可以判断（）A．该带电粒子带负电B．该区域可能是点电荷和无限大金属平板形成的电场C．等势面上各点场强处处相等D．粒子的运动轨迹和等势面也可能垂直3．法国科学家阿尔贝·费尔由于发现了巨磁电阻（）效应，荣获了诺贝尔物理学奖，如图电路中，巨磁电阻周围的磁场增强时，其阻值减小；为电容器，当有磁铁靠近时，下列说法正确的是（）A．电流表的示数减小B．电容器的电荷量增大．电压表的示数变小D．电源内部消耗的功率变大4．如图所示，一均匀带电的球体半径为，在球内有一点，与球心距离为，球外有一点，与球心距离为，已知球体外场强与电荷全部集中在球心处的点电荷激发的场强相同，均匀球壳内部场强处处为零，则、两点的场强比值为（）A． B． C． D．5．如图所示，、是两个完全相同的灯泡，是理想二极管，是带铁芯的线圈，其电阻忽略不计。下列说法正确的是（）A．闭合瞬间，先亮B．闭合瞬间，、同时亮C．断开瞬间，逐渐熄灭D．断开瞬间，闪亮一下，然后逐渐熄灭6．如图所示，矩形线圈与理想变压器原线圈组成闭合电路，线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的边匀速转动，磁场只分布在边的左侧，磁感应强度大小为，线圈面积为，转动角速度为，匝数为，线圈电阻不计，下列说法正确的是（）A．将原线圈抽头向下滑动时，灯泡变暗B．线圈转动过程中，线圈最大磁道量为C．图示位置时，矩形线圈中磁通量的变化率最大D．若线圈转动的角速度变为，则变压器原线圈电压的有效值为7．回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示。和是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为、周期为的交流电源上。位于圆心处的粒子源能不断产生粒子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速。当粒子被加速到最大动能后，再将它们引出。忽略粒子在电场中的运动时间，则下列说法正确的是()A．粒子第次被加速前、后的轨道半径比为B．若只增大交变电压，则粒子在回旋加速器中运行的时间会变短C．若不改变交流电压的周期，仍可用此装置加速氘核D．若是增大交变电压，则粒子的最大动能会变大8．一个闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中，设磁场方向向里为磁感应强度的正方向，线圈中的箭头所指方向为电流的正方向，线圈及线圈中感应电流随时间变化的图线如图所示，则磁感应强度随时间变化的图线可能是图中的（）A． B． C． D．9．如图所示，在一个边长为的正六边形区域内存在磁感应强度为，方向垂直于纸面向里的匀强磁场。三个相同的带电粒子，比荷大小均为，先后从点沿方向以大小不等的速度射人匀强磁场区域，粒子在运动过程中只受磁场力作用。已知编号为的粒子恰好从点飞出磁场区域，编号为的粒子恰好从点飞出磁场区城，编号为的粒子从边上的某点垂直边界飞出磁场区城。则（）A．三个带电粒子均带正电B．编号为的粒子进人磁场区城的初速度大小为C．编号为的粒子在磁场区城内运动的时间为D．编号为的粒子在边上飞出的位置与点的距离为10．如图所示，粗糙绝緣的水平面附近存在一个平行于水平面的电场，其中某区域的电场线与轴平行，在轴上的电势与坐标的关系用图中曲线表示，图中斜线为该曲线过点的切线。现有一质量为，电荷量为的滑块（可视作质点），从处由静止释放，其与水平面的动摩擦因数为。取重力加速度。则下列说法正确的是（）A．滑块运动的加速度先逐渐成小后逐渐增大B．处滑块运动的动能最大约为C．滑块运动过程中电势能先减小后增大D．滑块整个运动过程中克服摩擦力做功二、实验题（本题共2小题，共15分）11．为了测一圆柱体电阻的电阻率，小光同学分别用游标卡尺和螺旋测微器测量其长度和直径，由图知，长度为，直径为。12．实验小组对一未知电源的电动势和内阻进行测量，实验器材如下：待测电源：电动势小于，内阻小于；灵敏电流计：满偏电流，内阻；直流电压传感器（视为理想电压表）；定值电阻；定值电阻；定值电阻；滑动变阻器，（）；滑动变阻器（）；开关导线若干。（1）实验电路设计如图所示，实验小组将灵敏电流计与所给器材中的两个定值电阻组装，改装成一量程为的电流表，并将灵敏电流计的表盘刻度进行了合理的标注。请将该电流表的内部电路图补充在虚线框中，并将所用到的定值电阻的符号标注在图中。（2）闭合开关，调节滑动变阻器，得到一系列电流表与电压传感器的数据（见下表），则实验中，滑动变阻器应该选用（填滑动变阻器的符号），该电源的电动势，电源内阻。（保留两位小数）（3）调节滑动变阻器阻值，当滑动变阻器在该电路中功率最大时，电压传感器的示数为（保留两位小数）三、计算题（本题共3小题，共35分）13．如图所示，在以坐标原点为圆心、半径为的圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为，磁场方向垂直平面向里。一带电的粒子（不计重力）从点沿轴正方向以初速度射人，带电粒子恰好做匀速直线运动，最后从点射出。（1）求电场强度的大小和方向。（2）若仅撤去电场，带电粒子仍从点以相同的初速度射人，恰从圆形区域的边界点射出。已知与轴正向的夹角为，求粒子比荷。（3）若仅撤去磁场，带电粒子仍从点沿铀正向射人，要使粒子从圆形区域的边界点（点与点关于轴对称）射出，求粒子运动初速度的大小变为多大?14．如图所示，空间存在着方向竖直向上的匀强电场和方向垂直于纸面向内，磁感应强度大小为的匀强磁场，带电量为、质量为的小球静置在光滑绝缘的水平高台边缘，另一质量为不带电的绝缘小球以水平初速度向运动，，已知小球、正碰过程中没有机械能损失且电荷量不发生转移，已知匀强电场的电场强度，水平台面距离地面高度，重力加速度为，不计空气阻力。（1）求、两球首次发生弹性碰撞后，小球的速度大小。（2）、两球首次发生弹性碰撞后，经多少时间小球落地，落地点与平台边缘的水平距离多大?15．如图所示，在匝数、截面积的多匝线圈中存在方向竖直向下的匀强磁场，均匀变化。两相互平行、间距的金属导轨固定在倾角为的斜面上，线圈通过开关与导轨相连。一质量阻值的光滑金属杆锁定在靠近导轨上端的位置。、等高。一阻值的定值电阻连接在导轨底端。导轨所在区域存在垂直于斜面向上的磁感应强度的匀强磁场。金属导轨光滑且足够长，线圈与导轨的电阻忽略不计。重力加速度取，电子电量。（1）闭合开关时，金属杆受到沿斜面向下的安培力为，请判断磁感应强度的变化趋势是增大还是减小，并求出磁感应强度的变化率；（2）断开开关，解除对金属杆的锁定，从处由静止释放，经过，金属杆下滑，求该过程中金属杆上产生的焦耳热；（3）经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子和金属离子（即金属原子失去电子后的部分）的碰撞，请建立合适的自由电子运动模型，求出第（2）问情境中，当金属杆最终匀速下滑时，金属杆中金属离子对一个自由电子沿杆方向的平均阻力的大小。四、选做题：请考生从16、17题中选一题作答，如果多做，则按第16题计分。16．（1）（多选）下列说法正确的是A．坚直璃管里的水银面不是平面，而是“上凸”的，这是表面张力所致B．相对混度是该温度下空气里水蒸气的压强的大小C．物理性质表现为各向同的固体一定是非晶体D．气缸里一定质量的理想气体发生等压膨胀时，单位时间碰撞单位器壁的气体分子数一定减少（2）在“用油膜法估测分子大小”实验中，首先配好油酸酒精溶液，其中油酸依度为．并且利用量简得知滴油酸酒精溶液体积为，将一滴油酸酒精溶液滴入事先撒有痱子粉的水槽中，待油膜充分散开后，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，测量并计算出油膜面积为，则油酸分子的直径为（3）如图所示为一竖直放置、上粗下细且上端开口的薄壁玻璃管，上部和下部的横截面积之比为，上管足够长，下管长度．在管内用长度的水银柱封闭一定质量的气体，气柱长度．大气压强，气体初始温度．①若缓慢升高气体温度，使水银上表面到达粗管和细管交界处，求此时的温度；②继续缓慢升高温度至水银恰好全部进人粗管，求此时的温度。17．（1）（多选）下列说法正确的是A．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关B．机械波传播方向上各质点的振动周期与波源的振动周期相同C．能产生明显行射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或比波长大D．黑洞之所以不能被看到任何光射出，是因为黑洞巨大的引力使环绕其运动的物体速度超过了光速（2）一列简谐横波在时的波形图如图甲所示，为处的质点，为处的质点，图乙所示为质点的振动图象，则到内的路程为。（3）如图所示，平静湖面岸边的垂钓者，眼睛恰好位于岸边点正上方的高度处，浮标离点远，鱼饵灯在浮标正前方处的水下，垂钓者发现鱼饵灯刚好被浮标挡住，已知水的折射率求：①鱼饵灯离水面的深度；②鱼饵灯缓慢竖直上浮，当它离水面多深时，鱼饵灯发出的光恰好无法从水面间射出。

高二物理参考答案12345678910ABCCDDABCCDABDAB11.（2分） （3分）12.（1）（2分）（2） （每空2分）（3）（2分）13.解析：（1）由左手定则可知，粒子进入圆形区域时所受洛伦兹力的方向为竖直向上，根据物体的运动可知。电场力方向应竖直向下（1分）且：得（2分）（2）若撤去电场,带电粒子在磁场中做匀速圆周运动。由几何关系可知带电粒子在磁场中运动的轨道半径满足：（1分）再由可得旦：（2分）（3）仅有电场时，带电粒子做类平抛运动，由平抛运动的规律可知，再由几何关系可得：,求得14.（1）小球首次发生弹性碰撞时：（1分）联立解得：,（2分）（2）对于小球，由于，故球做匀速圆周远动，洛伦兹力提供向心力，1分）经小球再次发生弹性碰撞，由（1）可知碰后：，小球离开平台后做平抛运动，平抛的时间为，（1分）所以，与首次发生碰撞后到落地，经过的时间（1分）落地点与平台边缘的水平距离（1分）15.（1）闭合开关时，金属杆受到沿斜面向下的安培力，可知金属杆中的电流由流向，根据楞次定律可知磁感应强度的变化趋势是增大线圈中的感应电动势（1分）导线中的电流（1分）金属杆受到的安培力（1分）得到（1分）（2）根据动量定理得（1分）平均电流平均感应电动势可得速度（1分）由能量守恒可得（1分）可得（1分）可得（1分）可得（1分）（3）匀速时（1分）金属杆中的一个电子定向匀速运动，内电压对其做的正功等于克服阻力做的功（1分）（1分）（1分）得到（1分）16.（1）（5分）（2）（5分）（3）从初态到水银上表面到达粗管和细管交