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【配套K12】山西省阳高县2016-2017学年高二物理下学期期中试题

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山西省阳高县 2016-2017 学年高二物理下学期期中试题
考生注意:1、本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,14 小题,共 100 分。 考试时间为 90 分钟。
2、答题前,考生务必将密封线内的项目填写清楚。 3、请将试卷答案答在答题纸上,不答在答题纸上的答案无效。

第Ⅰ卷 选择题部分共 10 小题,在每个小题的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有 多个选项正确;全部选对的得 4 分,选不全的得 2 分,有选错或不答的得 0 分。 1、(多选)一带电粒子射入一固定的带正电的点电荷 Q 的电场中,沿图中实线轨迹从 a 运动到 b,a、b 两点到点电荷 Q 的距离分别为 ra、rb(ra>rb),不计粒子的重力,则可知 A、运动粒子带负电 B、b 点的场强大于 a 点的场强 C、a 到 b 的过程中,电场力对粒子不做功 D、a 到 b 的过程中,粒子动能和电势能之和保持不变

b rb 。Q

a

ra

2、如图所示,有一个位于光滑水平面的有界磁场,磁场宽度大于线圈边长。磁场的两侧边界

MM’与 NN’平行。一正方形线圈 abcd 进入磁场前的速度



v1,当其完全进入磁场内时速度为 v2,设线圈完全离开磁
d
后的速度为 v3(运动过程中线圈 ab 边始终与磁场的两侧

M? ? ? N



a

???



界平行),则有

c

b? ? ?

M’

N’

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A、v3=v1-v2 B、v3=2 v2-v1 C、v3=(v1-v2)/2 D、缺乏必要条件,无法确定 3、(多选)如图,滑块 a、b 的质量均为 m,a 套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距 h,b 放 在地面上,a、b 通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动,不计摩擦,a、b 可视为质点, 重力加速度大小为 g.则( )

A.a 落地前,轻杆对 b 一直做正功 B.a 落地时速度大小为 2gh C.a 下落过程中,其加速度大小始终不大于 g D.a 落地前,当 a 的机械能最小时,b 对地面的压力大小为 mg

4、右图是多用电表欧姆档的原理图,其中电流表的满偏电流为 500 A,内阻 Rg=50

调零电阻 R 的最大阻值为 30 k

R0=50

池电

动势 =1.5 V,用它测量电阻 Rx,能较准确测量的阻值范

Rg ? R R0 G

围是

A、(1-4)k C、(10-40

B、(100-400 D、(10-40)

5、(多选)两根电阻可忽略不计的光滑金属导轨,平行放置在倾角为 的斜面上,导轨的底

端接有一电阻 R,斜面处在一匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上,质量为 m、电阻不计的

金属棒 ab,在沿着斜面与棒垂直的恒力 F 作用下沿导轨匀速上滑,
B

上升高度为 h,如图所示,在这个过程中

a

F

A、作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于 0

bh

B、作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于 mgh 与电阻 R

?

R 上发出的焦耳热

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C、恒力 F 与安培力的合力所做的功等于 0 D、恒力 F 与重力的合力所做的功等于电阻 R 上发出的焦耳热

6、(多选)A、B 两导体板平行放置,在 t=0 时将电子 (忽略重力) 从 A 板附近由静止释放.则 在 A、B 板间加上下列哪个图所示的电压时,可能使电子运动到 B 板

UAB o
A

UAB

tO

Tt

T/2 B

UAB
o T/2 T 2T t C

UAB o T/2 T
D

2T t

7、如图所示,在通电密绕长螺线管靠近左端处,用绝缘细线吊一金属环 a 处于静止状态,在

其内部也用绝缘细线吊一金属环 b 处于静止状态,两环环面均与螺线管的轴线垂直且环中心

恰在螺线管中轴上,当滑动变阻器 R 的滑片 P 向左端移动时,a、 b 两环的运动情况将是 A、a 右摆,b 左摆, B、a 左摆,b 右摆,

a b
RP

C、a 右摆,b 不动,

D、a 左摆,b 不动

8.英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发感生电场.如图所示,一个半径为 r 的绝缘细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场 B,环上套一带电荷量为+q 的小球.已 知磁感 应强度 B 随时间均匀增加,其变化率为 k,若小球在环上运动一周,则感生电场对小 教育配套资料 K12

教育配套资料 K12 球的作用力所做功的大小是( )

A.0

B.12r2qk

C.2π r2qk D.π r2qk

9.(多选)如图,一理想变压器原、副线圈的匝数分别为 n1、n2.原线圈通过一理想电流表 接

正弦交流电源,一个二极管和阻值为 R 的负载电阻串联后接到副线圈的两端.假设该二极管

的正向电阻为零,反向电阻为无穷大.用交流电压表测得 a、b 端和 c、d 端的电压分别为 Uab

和 Ucd,则( )

A.Uab∶Ucd=n1∶n2 B.增大负载电阻的阻值 R,电流表的读数变小 C.负载电阻的阻值越小,cd 间的电压 Ucd 越大 D. 10.如图,半径为 R 的均匀带正电薄球壳,其上有一小孔 A.已知壳内的场强处处为零;壳外 空间的电场,与将球壳上的全部电荷集中于球心 O 时在壳外产生的电场一样.一带正电的试探 电荷(不计重力)从球心以初动能 Ek0 沿 OA 方向射出.下列关于试探电荷的动能 Ek 与离开球心 的距离 r 的关系图线,可能正确的是( )

第Ⅱ卷
非选择题部分共 6 小题,共 60 分。按题目要求作答,解答题应写出必要的文字说明、方程式 教育配套资料 K12

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和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数 值和单位。 11、(14 分)如图,质量为 M 的小车静止在光滑水平面上,小车 AB 段是半径为 R 的四分之一 圆弧光滑轨道,BC 段是长为 L 的水平粗糙轨道,两段轨道相切于 B 点.一质量为 m 的滑块在小 车上从 A 点由静止开始沿轨道滑下,重力加速度为 g.

(1)若固定小车,求滑块运动过程中对小车的最大压力; (2)若不固定小车,滑块仍从 A 点由静止下滑,然后滑入 BC 轨道,最后从 C 点滑出小车.已 知滑块质量 m=M2,在任一时刻滑块相对地面速度的水平分 量是小车速度大小的 2 倍,滑块 与轨道 BC 间的动摩擦因数为 μ ,求: ①滑块运动过程中,小车的最大速度大小 vm; ②滑块从 B 到 C 运动过程中,小车的位移大小 s.

14、(14 分)如图所示,空间有一水平向右的匀强电场,电场强度为 E,现在一带正电的质量

为 m 的小球,其荷质比恰为 g/E,它系于一长为 L 的绝缘细丝线的一端,细丝线的另一端悬

挂于 O 点,若将丝线拉直,使小球处于悬点左侧与 O 点等高处 A 点,由静止开始



放,求:

(1)小球运动到悬点右侧与悬点等高处 B 点时速度大小和此时细线中的张力大小。

(2)试计算分析小球能否绕 O 点在竖直面上做完整的圆周运动?

mL O

A?

-B

E

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15、(20 分)如图所示,在同一水平面上放置平行长直导轨,导轨 I 部分相距 L=0.4 m,导 轨 II 部分相距 L/2,其上平行静止地分别放置可在导轨上无摩擦滑动的金属棒 ab 和 cd,两 棒质量均为 m=0.1 kg,电阻均为 R=1 场方向竖直向下,大小为 B=1 T 的匀强磁场中,现使金属棒 ab 以 v0=10 m / s 的初速向右 开始运动,问: (1)cd 棒的最大加速度多大? (2)若 ab 棒在导轨 I 部分时,cd 棒已趋于稳定速度,求此时 cd 棒的稳定速度多大? (3)在 cd 棒趋于稳定速度后,ab 棒进入导轨 II 部分运动,则 ab 棒在滑行过程中还能产生 的热量是多少? (4)在 cd 棒趋于稳定速度后,ab 棒恰进入导轨 II 部分时,令 cd 棒突然停止运动,ab 棒继 续运动直至停止的过程中,通过其横截面的电量为 1 c,那么,ab 棒在导轨上滑行的最大距 离是多少?(假设两棒一直没有相碰)

B a L

b

I

c L/2
d II

16.如图所示,直径分别为 D 和 2D 的同心圆处于同一竖直面内,O 为圆心,GH 为大圆的水平直 径.两圆之间的环形区域(Ⅰ区)和小圆内部(Ⅱ区)均存在垂直圆面向里的匀强磁场.间距为 d 的两平行金属极板间有一匀强电场,上极板开有一小孔.一质量为 m、电量 为+q 的粒子 由小孔下方d2处静止释放,加速后粒子以竖直向上的速度 v 射出 电场,由 H 点紧靠大圆内侧
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教育配套资料 K12 射入磁场.不计粒子的重力.

(1)求极板间电场强度的大小; (2)若粒子运动轨迹与小圆相切,求Ⅰ区磁感应强度的大小; (3)若Ⅰ区、Ⅱ区磁感应强度的大小分别为2qmDv、4qmDv,粒子运动一段时间后再次经过 H 点,求 这段时间粒子运动的路程. 参考答案: 1、BD2、B3、BD4、A5、AD6、ABC7、D8、D9BD、10、A

11、(14 分)解析 (1)滑块滑到 B 点时对小车压力最大,从 A 到 B 机械能守恒 mgR=12mv2B① 滑块在 B 点处,由牛顿第二定律知 N-mg=mvR2B② 解得 N=3mg③

由牛顿第三定律知

N′=3mg④

(2)①滑块下滑到达 B 点时,小车速度最大.由机械能守恒

mgR=12Mv2m+12m(2vm)2⑤

解得 vm=

gR 3⑥

②设滑块运动到 C 点时,小车速度大小为 vC,由功能关系

mgR-μ mgL=12Mv2C+12m(2vC)2⑦

设滑块从 B 到 C 过程中,小车运动加速度大小为 a,由牛顿第二定律

μ mg=Ma⑧

由运动学规律

v2C-v2m=-2as⑨

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解得 s=13L⑩ 答案 (1)3mg (2)①

gR 3

②13L

12、(14 分)1) 2gL ……(4 分)
3mg …… (3 分)
2)不能,要说明理由 …… (7 分) 13、(20 分)1)4m/s2 ……(4 分)
2)4m/s ……(6 分) 3)0.033J ……(5 分) 4)7.5m ……(5 分) 14、(12 分)解析 (1)设极板间电场强度的大小为 E,对粒子在电场中的加速运动,由动能 定理得 qE·d2=12mv2① 解得 E=mqvd2② (2)设Ⅰ区磁感应强度的大小为 B,粒子做圆周运动的半径为 R,由牛顿第二定律得 mv2 qvB= R ③

甲 如图甲所示,粒子运动轨迹与小圆相切有两种情况.若粒子轨迹与小圆外切,由几何关系得 R=D4④ 联立③④式得 B=4qmDv⑤ 若粒子轨迹与小圆内切,由几何关系得
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教育配套资料 K12 R=34D⑥ 联立③⑥式得 B=34qmDv⑦ (3)设粒子在Ⅰ区和Ⅱ区做圆周运动的半径分别为 R1、R2,由题意可知,Ⅰ区和Ⅱ区磁感应强 度的大小分别为 B1=2qmDv、B2=4qmDv,由牛顿第二定律得 qvB1=mvR21,qvB2=mvR22⑧ 代入数据得 R1=D2,R2=D4⑨ 设粒子在Ⅰ区和Ⅱ区做圆周运动的周期分别为 T1、T2,由运动学公式得 T1=2πv R1,T2=2πv R2⑩
乙 据题意分析,粒子两次与大圆相切的时间间隔内,运动轨迹如图乙所示,根据对称可知,Ⅰ 区两段圆弧所对圆心角相同,设为 θ 1,Ⅱ区内圆弧所对圆心角设为 θ 2,圆弧和大圆的两个 切点与圆心 O 连线间的夹角设为 α ,由几何关 系得 θ 1=120°? θ 2=180°? α =60°?
丙 粒子重复上述交替运动回到 H 点,轨迹如图丙所示,设粒子在Ⅰ区和Ⅱ区做圆周运动的时间 分别为 t1、t2 可得 教育配套资料 K12

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t1=36α0°×θ3610×°2T1, t2=36α0°×36θ0°2 T2? 设粒子运动的路程为 s,由运动学公式得

s=v(t1+t2) ?

联立⑨⑩?????式得

s=5.5π D?

答案

mv2 (1) qd

(2)4qmDv或43mqvD

(3)5.5π D

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