2010~2011学年度上学期高二年级期末考试

2010~2011学年度上学期高二年级期末考试 理科物理试卷 第Ⅰ卷 客观（共40分） 1、 选择题：本大题共10小题，每题4分，共40分。每小题有一个或多个选项是正确的，选对得4分，漏选得2分，多选或错选不得分。 1、 如图1所示，a、b分别示由相同材料制成的两条长度相等、粗细均匀电阻丝的伏安特征曲线，下列判断正确的是 A、 a代表的电阻丝较细 B、 b代表的电阻丝较细 C、 a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值 D、 图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比 【】A 【解析】本题考查伏安特征曲线和电阻定律。由图线可知：a的电阻大于b的电阻。由电阻定律： 得a的横截面积较小，电阻丝较细。电阻是比值定义法，由导体本身性质决定，与外加电压无关。 2、 关于传感器，下列说法正确的是 A、 所有传感器都是由半导体材料制成的 B、 金属材料也可以制成传感器 C、 干簧管是一种能感知电场的传感器 D、 传感器一定是通过感知电压的变化来传递信号的 【答案】B 【解析】本题考查传感器基础知识。传感器大多由半导体材料制成，金属材料也可做传导器材料，因此A错B对。干簧管是一种感知磁场的传感器，C错。传感器感知其他物理量变化转变为电信号输出，D错。 3、关于远距离输电，下列表述正确的是 A、 增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失 B、 高压输电是通过减小输电电流来减少发热损耗的 C、 在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中电能损失越小 D、 高压输电要考虑综合因素，不一定电压越大越好 E、 【答案】ABD 【解析】本题考查远距离输电基本知识。由 可知减少电能损耗的方法有：①减小电流；②减小输电线电阻。此外还需考虑综合因素，如价格，能源等问题。 4、如图2所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l。t＝0时刻，bc边与磁场区域边界重合。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿a→b→c→d→a的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是 【答案】B 【解析】本题考查楞次定律。由图可知，线框刚进入磁场时，bc边向右运动，根据右手定则判定电流方向为逆时针，并且等效长度越来越大，电流变大；当ab边到达磁场左边界，继续向右运动时，同理，感应电流方向为顺时针，且变大。 5、磁强计是测量磁感应强度的仪器，磁强计中有一块导体，如图3所示。导体中通有沿x轴正方向的电流I，且单位体积内的自由电子数位n，电子的电荷量为e，被测匀强磁场沿z轴正方向，稳定时，测得PQ两面电势差为U，则 A、 导体侧面Q的电势高于导体侧面P的电势 B、 导体侧面P的电势高于导体侧面Q的电势 C、 磁感应强度 D、 磁感应强度 【答案】AD 【解析】本题考查磁场应用。导体内电子自由移动，根据左手定则判定电子到达P极板，正电荷到达Q极板，因此Q面电势高于P面。再由 可得 。 6、 如图4所示，电子束沿垂直于荧光屏的方向做直线运动，为使电子打在荧光屏上方的位置P，则能使电子发生上述偏转的场有 A、 匀强电场 B、 负点电荷的电场 C、 垂直纸面向里的匀强磁场 D、 垂直纸面向外的匀强磁场 E、 【答案】ABD 【解析】本题考查电场和磁场对运动电荷的作用力。易知向下的匀强电场可以使电子达到P点，根据左手定则判定受力方向向上时，磁场方向垂直纸面向外。此外，需注意由于点电荷位置未知，因此负点电荷形成的电场也可以达到目的。 7、 如图5所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，R1=20Ω，R2=30Ω，C为电容器。已知通过R1的正弦交流电如图6所示，则 A、 通过R1的电流方向1s内改变50次 B、 原线圈输入电压的峰值为 C、 通过R2的电功率约为6.67瓦 D、 电容器上下极板左右错开一定距离后，单位时间内通过R3的电荷量减小 E、 【答案】CD 【解析】本题考查交变电流。由图6可知交变电流的频率为50Hz，1s内电流方向变化100次，A错。交变电流峰值为1A，副线圈电压峰值为20A，原线圈电压峰值为200A，B错。副线圈电压有效值为 ，R2的功率为 ，C对。电容器上下极板错开后，正对面积减小，电容减小，容抗增大，通过R3的电流减小，因此单位时间内通过R3的电荷量减小，D对。 8、如图7所示的电路中，电源的电动势为E,内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值.在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后,在t=t1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图象中，正确的是 【答案】B 【解析】本题考查闭合电路欧姆定律和自感现象。电路闭合瞬间，由于电感线圈L产生自感电动势，相当于该支路的电阻增大，路端电压增大，当电流趋于稳定时，路端电压逐渐减小，排除AC；电路断开时，L产生自感电动势，根据增反减同，通过D的电流方向与原方向相反，B对，D错。 9、如图8所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面。现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点，使其向上 运动。若b始终保持静止，则它所受摩擦力可能w A．变为0 B . 先减小后不变 C . 等于F D．先减小再增大 【答案】AB 【解析】本题考查电磁感应和受力。对导体a分析： ，对导体b分析： 。当 时，b受到的摩擦力变为0，A对；由于 先变大后不变（a做加速度减小的加速运动，最后匀速），所以 先减小后不变，B对。 10、 真空中存在竖直向上的匀强电场和水平方向的匀强磁场，一质量为m，带电量为q的物体以速度v在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，假设t=0的时刻物体在轨迹最低点且重力势能为零，电势能也为零，则下列说法正确的是 A、 物体带正电且做顺时针转动 B、 物体运动的过程中，机械能与电势能之和保持不变且大小为 C、 物体运动的过程中，重力势能随时间的变化关系是 D、 物体运动的过程中，电势能随时间的变化关系是 【答案】BCD 【解析】本题考查带电物体在复合场中的运动。由于物体做匀速圆周运动，因此重力和电场力平衡，物体带正电，但是由于磁场方向未知，物体转动方向不确定，A错。物体运动过程中，洛伦兹力不做功，电场力和重力做功，机械能包括重力势能和动能，由于 ，重力做功与电场力做功代数和为零，因此机械能和电势能之和即为物体动能 ，B对。根据重力势能表达式 ，C对，根据B项，D对。 第Ⅱ卷 主观题（共60分） 2、 填空、实验探究题：本大题共5小题，共30分。请将答案填写在答题纸上。 11、（6分）在如图9所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合电键S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，电容器C所带的电荷量将____________（填“变大”、“变小”、“不变”，下同），电源的输出功率将_____________，电源的效率将_____________。 【答案】变大、变小、变大 【解析】滑片P向右滑动后，电阻增大，电流减小，灯泡L两端电压减小。由于 ，路端电压增大，因此滑动变阻器两端电压增大，由 ，电容器C所带电荷量增大；由于灯泡电阻大于电源内阻，且当外电路电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，因此当总电阻增大时，电源输出功率减小；电源效率 ，当R增大时，电源效率变大。 12、 （4分）如图10所示，电动机D提着质量为m的物体P，以速度v匀速上升。已知电动机D的线圈电阻为R,电源电动势为E，通过电源的电流为I，重力加速度为g，忽略一切阻力及导线电阻。则电源的内阻大小是_____________；如果电动机的转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将____________（填“变大”、“变小”、“不变”） 【答案】 、变大 【解析】电动机工作时， ，解得 ；当电动机被卡住时，电源总功率均转化为热功率，机械功率为零，因此电源内消耗的功率变大。 13、（4分）如图11所示，长25cm，宽20cm的矩形线框上，绕有100匝的线圈，线圈总电阻为1Ω.接在线圈两端的电阻R＝9Ω.线圈放在磁感强度为0.4T的匀强磁场中，当它绕着垂直于磁场的轴以50rad/s的角速度匀速转动时，不计摩擦.则理想电压表的读数为 V；每分钟在外电阻R上消耗的电能为____________J. 【答案】 【解析】 ，电压表示数为有效值，因此 ；每分钟电阻R消耗的功率 。 14、（4分）用游标卡尺测得该金属丝的长度如图12所示，其示数L= cm；用螺旋测微器测得该金属丝的外径，其示数D= mm 【答案】10.05、1.725 15、（12分）利用如图13所示的电路测定电源的电动势和内电阻，提供的器材为 （A）干电池两节，每节电池的电动势约为1.5V，内阻未知 （B）直流电压表V1、V2，内阻很大 （C）直流电流表A，内阻可忽略不计 （D）定值电阻R0，阻值未知，但不小于5Ω （E）滑动变阻器 （F）导线和开关 （1）甲同学利用该电路完成实验时，由于某根导线发生断路故障，因此只记录了一个电压表和电流表的示数，如下表所示： U/V 2.62 2.48 2.34 2.20 2.06 1.92 I/A 0.08 0.12 0.19 0.20 0.24 0.28 试利用表格中的数据作出U-I图，由图像可知，该同学测得两节干电池总的电动势值为__________V，总内阻为__________Ω。由计算得到的数据可以判断能够正确示数的电压表应为表__________（选填“V1”或“V2”） （2）乙同学在找出断路的导线并调换好的导线后，连接该电路继续实验时，由于电流表发生短路故障，因此只能记下两个电压表的示数，该同学利用表中的数据，以表V1的示数U1为横坐标、表V2的示数U2为纵坐标作图像，也得到一条不过原点的直线，已知直线的斜率为k，截距为b，则两节干电池总的电动势大小为__________，两节干电池的总内阻为__________（选填“可以”或“不可以”）求出。如果该同学希望通过利用图像的截距直接得到电源的电动势，保持为纵坐标不变，应该选用__________作为横坐标作图。 【答案】（1）如下图（1分）， 2.90 （2分）， 3.50 （2分），V1 （1分）；（2） （2分），不可以（2分），U1－U2。（2分） 三、计算题：本大题共3小题，共30分。解答时写出必要的文字说明和演算步骤，请将答案写在答题纸上。 16、（8分）如图14所示，电源电动势 内阻 ，电阻 。间距 的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度 的匀强磁场。闭合开关 ，板间电场视为匀强电场，将一带正电的小球以初速度 沿两板间中线水平射入板间。设滑动变阻器接入电路的阻值为，忽略空气对小球的作用，取 。若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为 ，则RX是多少？ 16、 【答案】 【解析】 设小球质量为m，电荷量为q，小球做匀速圆周运动时，有： （1分） （1分） 设小球做圆周运动的半径为r，有： （2分） 由几何关系有： （1分） 联立上式，代人数据，解得： （3分） 17、（10分）如图15所示，质量 ，电阻 ，长度 的导体棒 横放在U型金属框架上。框架质量 ，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数 ，相距0.4m的 、 相互平行，电阻不计且足够长。电阻 的 垂直于 。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度 。垂直于 施加 的水平恒力， 从静止开始无摩擦地运动，始终与 、 保持良好接触。当 运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。 （1）求框架开始运动时 速度v的大小； （2）从 开始运动到框架开始运动的过程中， 上产生的热量 ，求该过程 位移x的大小。 【答案】（1）v=6m/s；（2）x=1.1m 【解析】（1）ab对框架的压力 框架受水平面的支持力 依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力 （2分） ab中的感应电动势 MN中电流 MN受到的安培力 框架开始运动时 （2分） 由上述各式代入数据解得v=6m/s （1分） （2） 闭合回路中产生的热量 （2分） 根据能量守恒定律得： （2分） 代入数据解得x=1.1m （1分） 18、 （12分）如图16所示，平面直角坐标系xOy中，在y>0的区域存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E，在－h