湖北省黄冈中学2012-2013学年高二上学期期末考试物理试题

湖北省黄冈中学2012年秋季高二物理期末考试试题

命题：罗赛    校对：陈绍金    审稿：胡启新

第Ⅰ卷 （选择题 共48分）

一．选择题（本题共12小题，在各小题中有的只有一个正确选项，有的有多个正确选项，选全对得4分，选不全对得2分，选错或不选得0分，共计48分。）

1．磁感应强度，与下列哪个物理量的表达式体现了相同的物理方法（     ）

A．加速度   B．电场强度   C．电容   D．电阻

2．如图所示，虚线框abcd内为一矩形匀强磁场区域，ab=2bc，磁场方向垂直于纸面；实线框a′b′c′d′是一正方形导线框，a′b′边与ab边平行。若将导线框匀速地拉离 磁场区域，以W1表示沿平行于ab的方向拉出过程中外力所做的功，W2表示以同样速率沿平行于bc的方向拉出过程中外力所做的功，则（　 　）

A．W1=W2       B．W2=2W1      C．W1=2W2      D．W2=4W1

3．如图所示,单匝线圈在匀强磁场中匀速转动，周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向,线圈电阻为2 Ω。已知线圈从图示位置转过60°时的感应电流为1A。那么(     )

A．线圈匀速转动过程中消耗的电功率为4 W          

B．线圈中感应电流的有效值为2 A

C．线圈在如图所示的位置磁通量的变化率为4   

D．从图示位置开始计时，在任意时刻穿过线圈的磁通量为

4．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频电源的两极相连接的两个D形金属盒。两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速。如图，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，则下列说法中正确的是（  ）

A．只增大狭缝间的加速电压，可增大带电粒子射出时的动能

B．只增大狭缝间的加速电压，可增大带电粒子在回旋加速器中的运动时间 

C．只增大磁场的磁感应强度，可增大带电粒子射出时的动能 

D．用同一回旋加速器可以同时加速质子（H）和氚核（H）

5．物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图所示，她把一个带铁芯的线圈、开关和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈上，且使铁芯穿过套环。闭合开关的瞬间，套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动。对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是（   ）

A．线圈接在了直流电源上          B．电源电压过高

C．所选线圈的匝数过多            D．所用套环的材料与老师的不同

6．如图所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器，当传感器所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（ 　　）

A．I变大，U变大                  B．I变大，U变小

C．I变小，U变大                  D．I变小，U变小

7．“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器。音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动。右图为音箱的电路图，高低频混合电流由a、b端输入，L1和L2是线圈，C1和C2是电容器，则（   ）

A．甲扬声器是高音扬声器                   B．C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器

C．L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器     D．L2的作用是减弱乙扬声器的低频电流

8．如图，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的电压为u＝20sin 100πtV，氖泡在两端电压达到100 V时开始发光，下列说法中正确的（   ）

A．开关接通后，氖泡的发光频率为100 Hz

B．开关接通后，电压表的示数为100V

C．开关断开后，电压表的示数变大

D．开关断开后，变压器的输出功率不变

9．一匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面，在xOy平面上，磁场分布在以O为圆心的一个圆形区域内。一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，由原点O开始运动，初速度为v，方沿x轴正方向。后来，粒子经过y轴上的P点，如图所示。不计重力的影响。粒子经过P点时的速度方向可能是图中箭头表示的（   ）

A．只有箭头a、b是可能的             B．只有箭头b、c是可能的

C．只有箭头c是可能的                D．箭头a、b、c、d都是可能的

10．如图所示，光滑的“Π”形金属导体框竖直放置，质量为m的金属棒MN与框架接触良好，磁感应强度分别为B1、B2的有界匀强磁场方向相反，但均垂直于框架平面，分别处在abcd和cdef区域．现从图示位置由静止释放金属棒MN，金属棒进入磁场区域abcd后恰好做匀速运动。下列说法正确的有（  ）

A．若B2＝B1，则金属棒进入cdef区域后将加速下滑

B．若B2＝B1，则金属棒进入cdef区域后仍将保持匀速下滑

C．若B2＜B1，则金属棒进入cdef区域后可能先加速后匀速下滑

D．若B2＞B1，则金属棒进入cdef区域后可能先减速后匀速下滑

11．如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，正、负电子从O点以相同的速度射入磁场中，射入方向均与边界成角。若不计重力，则正、负电子在磁场中的运动，下列说法中正确的是(   )

A．运动的轨道半径相同                    B．运动时间相同

C．重新回到边界的位置与O点距离不相同

D．重新回到边界的速度大小和方向都相同

12．如图所示，有理想边界的直角三角形区域abc内部存在着两个方向相反的垂直纸面的匀强磁场，e 是斜边ac上的中点，be是两个匀强磁场的理想分界线.现以b点为原点O，沿直角边bc作x轴，让在纸面内与abc形状完全相同的金属线框ABC的BC边处在x轴上，t=0时导线框C点恰好位于原点O的位置，让ABC沿x轴正方向以恒定的速度v穿过磁场，现规定逆时针方向为导线框中感应电流的正方向,在下列四个i-x图像中，能正确表示感应电流随线框位移变化关系的是(   )  

第II卷 （非选择题 共62分）

二．实验题（共16分，其中第13题6分，14题10分，把正确答案填在答题卡上。）

13．有一圆柱体合金，形状规则，质地均匀，为了测定其电阻率，某同学做了如下操作：

（1）用螺旋测微器测其直径d，如图所示，读数是              mm；

（2）再用游标卡尺测其长度L ，如图所示，读数是              cm；

（3）若已知直径d、长度L、电阻Rx，请写出电阻率ρ的表达式        （用字母表示）。

14．（1）某同学为研究某电学元件（最大电压不超过2.5V，最大电流不超过0.55A）的伏安特性曲线，在实验室找到了下列实验器材：

A．电压表（量程是3V，内阻是6kΩ的伏特表）

B．电流表（量程是0.6A，内阻是0.5Ω的安培表）

C．滑动变阻器（阻值范围0—5Ω，额定电流为0.6A）

D．直流电源（电动势E＝3V，内阻不计）            

E．开关、导线若干。

该同学设计电路并进行实验，通过实验得到如下数据（I和U分别表示电学测量仪器上的电流和电压）。

①请在上面的方框中画出实验电路图，电学元件用Rx表示；

②在右图中描出该电学元件的伏安特性曲线；

(2)某同学用电压表和电阻箱测电池的电动势，利用右图电路进行实验， R0为已知定值电阻。则用该电路测电动势与内阻，测量值和真实值的关系：E真_______ E测，r真________ r测   (填“＞”、“＜”或“＝”)

三．计算题（计算题4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算题，答案中必须明确写出数值和单位。）

15．（10分）一足够长的矩形区域abcd内，有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于纸面向内，矩形区域的左边界ad宽为L。现从ad中点O垂直于磁场射入一带电粒子，速度大小为v0，方向与ad边夹角为30°。已知粒子的电荷量为q，质量为m，重力不计。

（1）若粒子带负电，且恰能从d点射出磁场，求v0的大小；

（2）若粒子带正电，使粒子能从ab边射出磁场，求

v0的取值范围。

16．（12分）已知河水流量为4 m3/s，水流下落的高度为5 m，水能发电机的效率为50%。

(1) 求发电机的输出功率(ρ=1×103 kg/m3，g=9.8 m/s2)；

(2)发电机的输出电压为350 V，输电线的总电阻为4Ω，线路损耗功率为输出功率的5%，若保证用户电压为220 V，所用升压变压器和降压变压器的匝数之比分别是多少？

17．（12分）如图所示，质量为M的导体棒ab，垂直放在相距为L的平行光滑金属轨道上。导轨平面与水平面的夹角为θ，并处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，左侧是水平放置、间距为d的平行金属板，R和Rx分别为定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻。

（1）调节Rx=R，由静止开始释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流I及棒的速率v。

（2）改变Rx，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m、带电量为+q的微粒水平射入金属板间，若它恰好能匀速通过极板，求此时的Rx的阻值。

18．（12分）如图a所示，水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场，现将一重力不计、比荷=10C/kg的正电荷置于电场中的O点由静止释放，经过×10s后，电荷以v=1.5×l0m/s的速度通过MN进入其上方的匀强磁场，磁场与纸面垂直，磁感应强度B按图b所示规律周期性变化（图b中磁场以垂直纸面向外为正，以电荷第一次通过MN时为t=0时刻）。求：

（1）匀强电场的电场强度E的大小；

（2）图b中t=×10s时刻电荷与O点的水平距离；

（3）如果在O点右方d=68cm处有一垂直于MN的足够大的挡板，求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间。（sin37。=0.60，cos37。=0.80）

湖北省黄冈中学2012年秋季高二物理期末考试答题卡