安徽省合肥市第一六八中学2015-2016学年高二上学期期末考试物理试卷含答案

合肥一六八2015-2016学年第一学期高二期末考试

物理试题

(考试时间:90分钟  满分:100分）

一、选择题（每空4分，共48分）

1、物理学中有多种研究问题的方法，下列有关研究方法的叙述中错误的是（　　）

A．将实际的物体抽象为质点采用的是建立理想模型法

B．探究加速度a与力F、质量m之间的关系时，采用了控制变量法

C．定义电场强度的概念，采用的是比值定义法

D．伽利略比萨斜塔上的落体实验，采用的是理想实验法

2、如图所示，实线是电场线，一带电粒子只在电场力的作用下沿虚线由A运动到B的过程中，其速度—时间图象是选项中的(　　)．

3、一质量为m的带电小球，在竖直方向的匀强电场中以初速度v0水平抛出，小球的加速度大小为g，则小球在下落h高度过程中（　　）

A．动能减少了mgh   B．电势能增加了mgh

C．重力势能减少了mgh   D．机械能减少了mgh

4、两根材料相同的均匀导线x和y，x长为L，y为2L，串联在电路中，沿长度方向电势变化如图所示，则x，y导线的横截面积之比为（    ）

A．2：3       B．1：3        C．1：2         D．3：1

5、如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1和R3均为定值电阻，RT为热敏电阻（温度越高，电阻越低）. 当环境温度较低时合上电键S，当环境的温度逐渐升高时，若三个电表A1、A2和V的示数分别用I1、I2和U表示.　则各个电表示数的变化情况是

A.I1增大，I2不变，U增大   B.I1减小，I2增大，U减小

C.I1增大，I2减小，U增大   D.I1减小，I2不变，U减小

6、两只灯泡A和B额定电压都是110V，A的额定功率为60W，B的额定功率为100W，为了把它们接在220V电路上都能正常发光，并要电路中消耗的电功率最小，应采用下面的哪种接法？

7、如图所示，A为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如右图．当圆盘高速绕中心轴OO′转动时，通电直导线所受磁场力的方向是（  ）

A．竖直向上　　　　                            B．竖直向下

C．水平向外                                         D．水平向里

8、一个带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场中，由于使沿途空气电离而使粒子的动能逐渐减小，轨迹如图所示。假设粒子的动量不变，下列有关粒子的运动方向和所带电性的判断正确的是(    )

A．粒子由a向b运动，带正电

B．粒子由a向b运动，带负电

C．粒子由b向a 运动，带正电

D．粒子由b向a运动，带负电

9、回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，在两盒间的窄缝中形成交变电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出，如果用同一回旋加速器分别加速氚核（H）和α粒子（He），比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，可知 （     ）    

A．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大

B．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大

C．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小

D．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小

10、如图所示，水平放置的平行金属板充电后板间形成匀强电场，板间距离为d，一个带负电的液滴带电量大小为q，质量为m，从下板边缘射入电场，沿直线从上板边缘射出，则

A. 液滴做的是类平抛运动           B.液滴做的是匀速直线运动

C. 液滴的电势能增加了mgd         D.上下两板的电势差为mgd/q

11、如图为一个质量为m、电荷量为+q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能是图中的（     ）  

A．       B．  C． D．

                                                                                                12、某同学家中电视机画面的幅度偏小，维修的技术人员检查后认为是显像管出了故障，显像管如图(甲)所示，L为偏转线圈，从右向左看截面图如图(乙)所示。引起故障的原因可能是(　　)

A. 电子枪发射能力减弱，电子数减少

B. 加速电场的电压过大，电子速率偏大

C. 偏转线圈的电流过大，偏转磁场增强

D. 偏转线圈匝间短路，线圈匝数减少 

二、实验,探究题(18分)

13、3月，全球首批量产石墨烯手机在重庆首发，石墨烯是目前最薄、最坚硬、导热导电性最好的纳米材料，实验室极限充电时间最短为5秒，我国在这方面领先欧美．某实验小组抢鲜利用电压表和电流表，探究石墨烯手机电池，已知电动势约4V，内阻r很小．器材包括：螺旋测微器；定值电阻（R0=3.5Ω）；滑动变阻器R；开关及导线．

①使用螺旋测微器测量电池厚度如图1，读数为     mm．

②在实物图（图3）中，正确连接了部分电路，根据原理图（图2）完成电路连接．

③闭合开关前，将变阻器的滑片滑至最     端（“左”或“右”）

④测出数据，并作出U﹣I图线（图4），根据图线可得：电动势ε=   V，电池内阻r=  Ω

14、发光二极管在生产和生活中得到了广泛应用．图甲是一种发光二极管的实物图，正常使用时，带“+”号的一端接高电势，带“﹣”号的一端接低电势．某同学想描绘它的伏安特性曲线，实验测得它两端电压U和通过它电流I的数据如表所示：

（1）实验室提供的器材如下：

A．电压表（量程0﹣3V，内阻约10kΩ）

B．电压表（量程0﹣15V，内阻约25kΩ）

C．电流表（量程0﹣50mA，内阻约50Ω）

D．电流表（量程0﹣0.6A，内阻约1Ω）

E．滑动变阻器（阻值范围0﹣10Ω，允许最大电流3A）

F．电源（电动势6V，内阻不计）

G．开关，导线

该同学做实验时，电压表选用的是      ，电流表选用的是    （填选项字母）．

（2）请在图乙中以笔划线代替导线，按实验要求将实物图中的连线补充完整．

（3）根据表中数据，在图丙所示的坐标纸中画出该发光二极管的I﹣U图线．

（4）若此发光二极管的最佳工作电流为10mA，现将此发光二极管与电动势为3V、内阻不计的电池组相连，还需串联一个阻值R=    的电阻，才能使它工作在最佳状态（结果保留三位有效数字）．

三、计算题（34分）

15、长为L的绝缘细线下系一带正电的小球，其带电荷量为Q，悬于O点，如图所示．当在O点另外固定一个正电荷时，如果球静止在A处，则细线拉力是重力mg的3倍．现将球拉至图中B处（θ=60°），放开球让它摆动，问：

（1）固定在O处的正电荷的带电荷量为多少？

（2）球摆回到A处时悬线拉力为多少？

16、如图所示，BC是半径为R的1/4圆弧形的光滑且绝缘的轨道，位于竖直平面内，其下端与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E.今有一质量为m、带正电q的小滑块（体积很小可视为质点），从C点由静止释放，滑到水平轨道上的A点时速度减为零。若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ，求：

(1)滑块通过B点时的速度大小；

(2)水平轨道上A,B两点之间的距离。

17、如图为质谱仪的原理示意图，电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后进入粒子速度选择器，选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的场强为E、方向水平向右．已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G点垂直MN进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场．带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的H点．可测量出G、H间的距离为l．带电粒子的重力可忽略不计．求

（1）粒子从加速电场射出时速度ν的大小．

（2）粒子速度选择器中匀强磁场的磁感强度B1的大小和方向．

（3）偏转磁场的磁感强度B2的大小．

参考答案

1、D 2、B 3、B 4、B 5、B

温度升高时，热敏电阻的电阻减小，整个电路的电阻减小，干路电流增大，内电压增大，所以伏特表的读数（外电压）减小，根据部分电路的欧姆定律，R1两端的电压增大，则R3两端的电压减小，则I1减小，I2增大，选项B正确

6、C 7、D 8、D 9、D 10、BD 11、ABD 12、BD

二、实验,探究题

13、解答：  解：①螺旋测微器固定部分读数为：2.5mm，转动部分读数为11.5×0.01=0.115mm；

故读数为：2.5+0.115=2.615mm；

②根据原理图连接实物图如图所示；

③为了实验安全，开始时滑动变阻器接入电阻应为最大值，故滑片应滑到最左侧；

④图象与纵坐标的交点为电源的电动势，故E=3.8V；

斜率表示内阻，故r==0.4Ω；

故答案为：2.615

②如左图所示；

③左

④3.8；0.4

15、解答：  解：（1）根据实验测得它两端电压U和通过它电流I的数据的范围可知：电压变化的最大值为2.8V，所以电压表选A；电流表变化的最大值为30mA，所以电流表选C；

（2）电压电流要从0测起，所以滑动变阻器应该用分压式；二极管的电阻更接近电流表的内阻，电流表应该用外接法．实物图的连接如图．

（3）根据表中数据，在图上描出各点，用光滑的曲线连接起来．如图．

（4）根据U﹣I图线，当二极管的工作电压为1.9V时，工作电流约为10mA，串联电阻上分到电压应为1.1V，

故应串联的电阻为：R===110Ω；

故答案为：（1）A，C；（2）如图所示；（3）如图所示；（4）110．

点评：  解决本题关键：1、知道多用电表电流的流向及二极管的特性．

2、如何选取电流表的内外接和滑动变阻器的分压限流接法．

3、用数学描点法描绘图象，体现了学科间的整合．

四、计算题

17、解：（1）球静止在A处经受力分析知受三个力作用：重力mg、静电力F和细线拉力F拉，由受力平衡和库仑定律列式：

F拉=F+mg，

F=，

F拉=2mg

三式联立解得：

q=．

（2）摆回的过程只有重力做功，所以机械能守恒，规定最低点重力势能等于零，列如下方程：

mgL（1﹣cos60°）=mv2

F拉′﹣mg﹣F=m

由（1）知静电力F=mg

解上述三个方程得：F拉′=3mg．

16、解：（1）小滑块从C到B的过程中，只有重力和电场力对它做功，
  设滑块通过B点时的速度为vB，根据动能定理有：
   mgR-qER=                    解得：vB=               
  （2）小滑块在AB轨道上运动时，所受摩擦力为f=μmg         
   小滑块从C经B到A的整个过程中，重力做正功，电场力和摩擦力做负功．设小滑块在水平轨道上运动的距离（即A、B两点间的距离）为L，则根椐动能定理有：
    mgR-qE（R+L）-μmgL=0
解得L=

18、解：（1）粒子在电场中运动只有电场力做功，

根据动能定理可得，

qU= mv2

可以求得粒子从加速电场射出时速度v的大小v为，

v=；

（2）粒子在速度选择器中受力平衡，

所以qE=qvB1，

所以磁感应强度B1的大小为

B1==E，

根据左手定则可知，磁感强度B1的方向垂直纸面向外；

（3）粒子垂直进入磁场，做圆周运动，半径的大小为 L，

所以qvB2=m

即L=，

所以B2=．