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黑龙江省哈尔滨市第六中学2015-2016学年高二物理上学期期末考试试题


黑龙江省哈尔滨市第六中学 2015-2016 学年高二物理上学期期末考试试题
(时间∶90 分钟 满分∶110 分) 一、选择题:本题共 15 小题,每小题 4 分。在每小题给出的四个选项中,第 1~9 题只有一项符合题目要 求,第 10~15 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,有选错的得 0 分。 1.如图所示,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的 N 极朝下。 当磁铁向下运动 S 时(但未插入线圈内部) ( ) N A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互吸引 B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互排斥 C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互吸引 D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互排斥 2.如图,在第一象限空间中有匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于 xOy 平面向里,大小为 B。现有一质量 为 m、电荷量为 q 的带电粒子,由 x 轴上到原点的距离为 x0 的 P 点,以平行于 y 轴的初速度射入此磁场,在 磁场作用下沿垂直于 y 轴的方向射出此磁场。不计重力的影响。由这些条件( ) y A.不能确定粒子速度的大小 B B.不能确定粒子通过 y 轴时的位置 C.不能确定粒子在磁场中运动所经历的时间 O x P D.以上三个判断都不对 3.如图所示为“探究影响通电导线受力的因素”装置图。实验时, 先保持导线通 4 3 2 电部分的长度不变,改变电流的大小;然后保持电流不变,改变 导线通电部分 1 S S S 的长度。对于该实验,下列说法正确的是( ) A.当导线中的电流反向时,导线受到的安培力方向不变 N N N B.保持电流不变,接通 1、4 时导线受到的安培力是接通 2、3 时的 3 倍 C.保持电流不变,接通 1、4 时导线受到的安培力是接通 2、3 时的 2 倍 D.接通 1、4,当电流增加为原来的 2 倍时,通电导线受到的安培力减半 4.如图所示,在竖直向上的匀强电场中,从倾角为 θ 的斜面上的 M 点水平抛出一个带负电小球,小球的 初速度 为 v0,最后小球落在斜面上的 N 点。在已知 θ 、v0 和小球所受电场力大小 F 及重力加速度 g 的条件 E 下,不计空气阻力,则下列判断正确的是( ) v0 M A.小球所受的重力大小一定大于电场力 N B.可 求出小球落到 N 点时重力的功率 θ C.可求出小球落到 N 点时速度的大小和方向 D.可求出小球从 M 点到 N 点的过程中电势能的变化量 5.如图所示,电源的电动势为 E、内阻为 r,平行板电容器 C 的两金属板水平放置,R1 和 R2 为定值电阻,P 为滑动变阻器 R 的滑片,G 为灵敏电流表,A1、A2 为理想电流表。开关 S 闭合后,两金属板间一质量为 m、 电荷量为 q 的油滴恰处于静止状态。在 P 向下移动的过程 中,下列说法中 R1 不正确的是( ) b R2 S G A.电流表 A1 的示数变大 R a E P B.电流表 A2 的示数变小 C A2 r A1 C.油滴向上加速运动 D.G 中有由 a 到 b 的电流 6.如图甲所示,两平行导轨与水平面成 θ 角倾斜放置,电源、电阻、金属细杆及导轨组成闭合回路。细 杆与导轨垂直放置且摩擦不计,整个装置分别处在图乙所示的匀强磁场中,其中金属杆可能处于静止状态 的是( )
B θ I B θ I θ I B B θ θ I θ

1

(A) (B ) (C) (D) (乙) (甲) 7.如图所示,一水平放置的矩形线圈 abcd,在条形磁铁的 N 极附近竖直下落,保持 bc 边在纸外,ad 边在 纸内, 由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ, 这三个位置相距较近。 在这个过程中线圈中感应电流 ( ) a d A.沿 abcd 流动 Ⅰ b B.沿 dcba 流动 c Ⅱ N C.由Ⅰ到Ⅱ沿 abcd 流动,由Ⅱ到Ⅲ沿 dcba 流动 Ⅲ D.由Ⅰ到Ⅱ沿 dcba 流动,由Ⅱ到Ⅲ沿 abcd 流动 8.如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷,距离为 d,电荷量分别为+Q 和-Q。在它们的竖直中垂 线上固定一根长为 l、内壁光滑的绝缘细管,有一电荷量为+ q 的小球以初速度 v0 从管口射入,则小球 ( ) A.速度先增大后减小 +q v0 B.受到的库仑力先做负功后做正功 C.受到的库仑力最大值为 8kqQ 2
d

+Q
4kqQ d2

-Q

D.管壁对小球的弹力最大值为

9.如图所示,在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,ab 是圆的一条直径。一带电粒子从 a 点射入磁 场,速度大小为 2v,方向与 ab 成 30°时恰好从 b 点飞出磁场,粒子 在磁场中运动的 时间为 t; 若仅将速度大小改为 v, 则粒子在磁场中运动的时间为 (不 计带电粒子所受 2v 30° 重力) ( ) a b O A.2t B.3t C. 1 t
2

D. 3 t
2

10.在物理学的发展过程中,许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。下列叙述符合物理学史实 的是( ) A.法拉第通过实验发现了电磁感应现象 B.伽利略通过理想斜面实验提出力并不是维持物体运动的原因 C.安培首先发现了通电导线周围存在磁场 D.库仑总结了在磁场中运动的电荷所受磁场力的规律 + 11.如图所示,两平行金属板中间有相互正交的匀强电场和匀强磁场, 电场强度为 E, 磁 v0 感应强度为 B。一带正电粒子沿极板方向以速度 v0 从左端射入,并恰好 从两板间沿直线 穿过。不计带电粒子的重力,下列说法中正确的是( ) - A.若粒子以小于 v0 的速度沿极板方向从左端射入,它将向上偏转 B.若增大两极板间的电压,粒子将向下偏转 C.若增大磁感应强度 B,粒子将向上偏转 D.若减小带电粒子的电荷量,粒子将向上偏转 12.回旋加速器是加速带电粒子的装置,其主体部分是两个 D 形金属盒,两金属盒处于垂直于盒底的匀强 磁场中,并分别与高频交流电源两极相连接,从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时加速,如图所示。现要 增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能,下列方法可行的是( ) B A.增大狭缝间的距离 B.增大 D 形金属盒的半径 C.增大高频交流电压 D.增大磁场的磁感应强度 13.如图所示,金属板放在垂直于它的匀强磁场中,当金属板中有电流通过时,在金属板的上表面 A 和下 表面 A′之间会出现电势差,这种现象称为霍尔效应。若匀强磁场的磁 感应强度为 B,金属板宽度为 h,厚 度为 d,通有电流 I,稳定状态时,上、下表面之间的电势差大 d A 小为 U。已知电流
h A′ B

2
I

I 与导体单位体积内的自由电子数 n、电子电荷量 e、导体横截面积 S 和电子定向移动速度 v 之间的关系为 I=neSv。则下列说法中正确的是( )
A.在上、下表面形成电势差的过程中,电子受到的洛伦兹力方向向上 B.达到稳定状态时,金属板上表面 A 的电势高于下表面 A′的电势 C.只将金属板的厚度 d 减小为原来的一半,则上、下表面之间的电势差大小变为 U/2 D.只将电流 I 减小为原来的一半,则上、下表面之间的电势差大小变为 U/2 14.如图所示,1、2 两个闭合圆形线圈用同样的导线制成 ,匝数 n1=2n2,半径 R1=2R2,图示区域内有均匀 磁场,其磁感应强度随时间均匀减小。则下列判断正确的 是( ) 1 A.1、2 线圈中产生的感应电动势之比 E1∶E2=4∶1 2 B.1、2 线圈中产生的感应电动势之比 E1∶E2=8∶1 C.1、2 线圈中感应电流之比 I1∶I2=4∶1 D.1、2 线圈中感应电流之比 I1∶I2=2∶1 15.如图所示,质量为 m、电量为 q 的带正电物体,在磁感 应强度为 B、方 向垂直纸面向里的匀强磁场中,沿动摩擦因数为 μ 的水平面以初速度 v 向左运动,那么( ) A.物体的速度由 v 减小到零所用的时间等于 B.物体的速度由 v 减小到零所用的时间小于 C.若另加一个电场强度为 D.若另加一个电场强度为
? ?mg ? qvB ?
q mg ? qvB q

? ?mg ? qvB ? ? ?mg ? qvB ?
mv

mv

v

B

、方向水平向左的匀强电场,物体做匀速运动

、方向竖直向上的匀强电场,物体做匀速运动

二、实验题(13 分) 16. (5 分)在“测定金属电阻率”的实验过程中: (1)正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示,则它们的读数依次是 ______mm、 ______A、______V。 25 20 (2)实验中所用的滑动变阻器阻值范围为 0~10 Ω ,电流表内阻约为几欧,电压表内阻约为 20 kΩ ,电 源为干电池,其电动势 E=4.5 V,内阻较小。则电路图______(选填字母代号)为实验选择电路,该电路 测量的金属丝电阻比真实值偏______(选填“大”或“小” ) 。
V A R r E S (甲) (乙) Rx R r E S A V Rx

17. (8 分)在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中备有如下器材: A.干电池 1 节 B.滑动变阻器(0~20 Ω ) C.滑动变阻器(0~1 kΩ ) V A D.电压表(0~3 V,内阻约为 20 kΩ )
图(甲)

3

E.电流表(0~0.6 A,内阻 RA=0.2 Ω ) F.电流表(0~3 A ,内阻约为 0.01 Ω ) G.开关、导线若干 (1)为减小实验误差和方便操作,选择图甲所示电路 中滑动变阻器应选_____,电流表应选_____。 (填写器 (2) 某同学根据实验测得的电压表示数 U 和电流表示 - I 图象如图乙所示,由图象可得电池的电动势为 电阻为______Ω 。 (保留到小数点后 1 位)

U/V 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 0.9 0 0.2 图(乙) 0.4 0.6 I/A

进行实 验, 其 材前的序号) 数 I,画出 U ______V , 内

二、计算题(共 37 分,要求写出必要的文字说明、方程式或重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分。 有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。 ) 18. (12 分) 如图所示,固定于水平桌面上的金属框架 cdef,处于竖直向下的匀强磁场中,金属棒 ab 搁在框架上, 可无摩擦滑动。此时 adeb 构成一个边长为 l 的正方形。棒的电阻为 r,其余部分电阻不计。开始时磁感应 强度为 B0。 (1)若从 t=0 时刻起,磁感应强度均匀增加,每秒增量为 k,同时保持棒静止。求棒中的感应电流大小及 方向; (2)在上述(1)情况中,始终保持棒静止,当 t=t1 s 末时需施加的垂直于棒的水平拉力为多大; (3)若从 t=0 时刻起,磁感应强度逐渐减小,当棒以恒定速度 v 向右做匀速运动时,可使棒中不产生感 a c 应电流,则磁感应强度应怎样随时间变化(写出 B 与 t 的关系式) 。d
B0

e

b

f

19. (12 分) 如图所示,在水平桌面上有两个静止的物块 A 和 B(均可视为质点) ,质量均为 m=0.2 kg,桌子处于 方向斜向右上方 与水平方向成 45°、电场强度 E=10 2 N/C 的匀强电场中。物块 A 带正电,电荷量 q=0.1 C,A 与桌面的动摩擦因数 μ =0.2,物块 B 是绝缘体,不带电,桌面离地面的高度 h=5 m。开始时,A、B 相距 l=2 m,B 在桌面的边缘,在电场力作用下,A 开始向右运动,A 、B 碰撞后交换速度,A、B 间无电荷 2 转移,不计空气阻力,g 取 10 m/s ,求: E l A B (1)A 经过多长时间与 B 相碰; (2)A、B 落地点之间的水平距离。
h

20. (13 分) 如图所示,在 xOy 平面 y>0 的区域内有沿 y 轴负方向的匀强电场,在 y<0 的区域内有垂直于 xOy 平 面向里的匀强磁场。一质量为 m、电荷量为+q 的带电粒子从坐标为(2l,l)的 P 点以初速度 v0 沿 x 轴负 方向开始运动,恰能从坐标原点 O 进入磁场,不计带电粒子的重力。 y (1)求匀强电场场强 E 的大小; (2)若带电粒子此后每隔相同的时间以相同的速度通过 O 点, 求磁感应强 v0 度 B 的大小。 P
O

x

4

1. B

2.D

3.B

4.C

5.C

6.B 14.BD

7.A 15.CD

8.C

9.A

10.AB 11.BC 12.BD 13.AD

16. (5 分) (1)0.730、0.42、2.24(各 1 分) (2)甲,小(各 1 分) 17. (8 分) (1)B,E(各 2 分) (2)1.5,0.8(各 2 分)

18. (12 分) (1) E ? ?B ? l 2 ? kl 2 (2 分)
?t I? E r

解得 I ?

kl 2 r

(1 分) b→a(1 分)

(2) F ? BIl ? ?B0 ? kt1 ? kl

2

r

?l

(3 分)
B0 l l ? vt

(3) B0l 2 ? Bl ?l ? vt ? (3 分) 解得 B ?

(2 分)

19. (12 分) (1) qEcos 45? ? ??mg ? qEsin 45?? ? ma (2 分) (2) v ? at (1 分)
l? 1 2 at (2 2

分)

解得 t=1 s(2 分)

B: x2 ? v

2h g

(1 分)
x1 ? h (1

A: qEcos 45? ? mg ? qEsin 45? (2 分)
20. (13 分) (1) 2l ? v0t (1 分 ) (2) v y
? qE t (1 m
l? 1 qE 2 ? t (2 2 m

分)

得△x=1 m(1 分)

分) 解得 E ?

2 mv 0 2ql

(2 分)

分) v ?

2 v0 (1

分)与 x 轴负向夹角为 45°(1 分) (1 分) 解得 B ?
mv 0 2ql

2 r ? 4l

(2 分)

qvB ? m

v2 r

(2 分)

5


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