第二学期期中考试

高二物理试题

2018.4

一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中,第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12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,有错选的得0分。

1. 如图为玻尔的氢原子能级示意图，一群氢原子处于n＝4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，以下说法符合玻尔理论的有

A．电子轨道半径减小，动能减小

B．氢原子跃迁时，可发出连续不断的光谱线

C．由n＝4跃迁到n＝1时发出光子的频率最小

D．金属钾的逸出功为2.21 eV，能使金属钾发生光电效应的光谱线有4条

2. 如图所示，电源的内阻不计，电动势为12 V，R1＝8 Ω，R2＝4 Ω，电容C＝40 μF，则下列说法正确的是

A．开关断开时，电容器不带电

B．将开关闭合，电容器充电

C．将开关闭合后，稳定时电容器的电荷量为4.8×10－4 C

D．若开关处于闭合状态,将开关S断开,到再次稳定后,通过R1的总电荷量为3.2×10－4 C

3. 磁流体发电是一项新兴技术。如图表示了它的原理：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子，而从整体来说呈电中性)喷射入磁场，在场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压。如果射入的等离子体速度均为v，板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间，其电阻率为ρ，当发电机稳定发电时，A、B就是一个直流电源的两个电极。下列说法正确的是

A．图中A板是电源的正极

B．A、B间的电压即为该发电机的电动势

C．正对面积S越大，该发电机电动势越大

D．电阻R越大，该发电机输出效率越高

4.如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源。在t=0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S。规定电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正方向，分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流，则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是

5. 如图所示，水平放置的粗糙U形框架上接一个阻值为R0的电阻，放在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一个半径为L、质量为m的半圆形硬导体AC在水平向右的恒定拉力F作用下，由静止开始运动距离d后速度达到v，半圆形硬导体AC的电阻为r，其余电阻不计。下列说法正确的是A．A点的电势低于C点的电势

B．此时AC两端电压为U AC＝2BLv

C ．此过程中电路产生的电热为Q ＝Fd －12mv 2

D ．此过程中通过电阻R 0的电荷量为q ＝2BLd R 0＋r

6. 如图所示，xOy 坐标平面在竖直面内，y 轴正方向竖直向上，空间有垂直于xOy 平面的匀强磁场 (图中未画出)。一带电小球从O 点由静止释放，运动轨迹如图中曲线所示。下列说法中正确的是

A ．轨迹OA

B 可能为圆弧

B ．小球在整个运动过程中机械能增加

C ．小球在最低点A 点时受到的洛伦兹力与重力大小相等

D ．小球运动至最低点A 时速度最大，且沿水平方向

7. 如图所示，平行板a 、b 组成的电容器与电池E 连接，平行板电容器中P 点处固定放置一带负电的点电荷，平行板b 接地。现将电容器的b 板向下稍微移动，则

A.点电荷所受电场力增大

B.点电荷在P 处的电势能减少

C.P 点电势减小

D.电容器的带电荷量增加

8. 如图所示，质子由静止开始经一加速电场加速后，垂直于电场与磁场复合区域的界面进入并沿直线穿过场区，质子(不计重力)穿过复合场区所用时间为t ，从复合场区穿出时的动能为E k ，则

A ．若撤去磁场

B ，质子穿过场区时间大于t

B ．若撤去电场E ，质子穿过场区时间小于t

C ．若撤去磁场B ，质子穿出场区时动能大于E k

D ．若撤去电场

E ，质子穿出场区时动能大于E k

9. 关于下列四幅图说法正确的是

A ．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的

B ．光电效应实验说明了光具有粒子性

C ．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性

D ．发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围

10. 如图是自耦变压器的示意图，负载变化时输入电压

不会有大的波动，输电线的电阻用R 0表示。如果变压

器上的能量损失可以忽略，以下说法正确的是

A ．开关S 1接a ，闭合开关S 后，电压表V 示数减小，电流表A 示数增大

B ．开关S 1接a ，闭合开关S 后，原线圈输入功率减小

C ．断开开关S ，开关S 1接a 时电流表的示数为I 1，开关S 1接b 时电流表的示数为I 2，则I 1>I 2

D ．断开开关S ，开关S 1接a 时原线圈输入功率为P 1，开关S 1接b 时原线圈输入功率为P 2，则P 1

11. 如图所示的火警报警装置，R 1为热敏电阻，若温度升高，则R 1的阻值会急剧减小，从而引起电铃电压的增加，当电铃电压达到一定值时，电铃会响。下列说法正确的是

A ．要使报警的临界温度升高，可以适当增大电源的电动势

B ．要使报警的临界温度降低，可以适当增大电源的电动势

C ．要使报警的临界温度升高，可以把R 2的滑片P 适当向下移

D ．要使报警的临界温度降低，可以把R 2的滑片P 适当向下移

12. 如图所示，两根等高光滑的四分之一圆弧轨道，半径为r 、间距为L ，轨道电阻不计。在轨道顶端连有一阻值为R 的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B 。现有一根长度稍大

于L 、电阻不计的金属棒从轨道最低位置cd 开始，在拉力作用下以速度v 0向右沿轨道做匀速圆周运动至ab 处，则该过程中

A ．通过R 的电流方向为由内向外

B ．通过R 的电流方向为由外向内

C ．R 上产生的热量为220

4rB L v R

π

D ．通过R 的电荷量为2BLr R 写解答过程

13.（6分）某实验小组进行“探究热敏电阻的温度特性”实验，实验室提供如下器材：

热敏电阻R t （常温下约8kΩ） 温度计

电流表mA （量程1mA ，内阻约200Ω） 电压表V （量程3V ，内阻约10kΩ）

电池组E （4.5V ，内阻约1Ω） 滑动变阻器R （最大阻值为20Ω）

开关S 、导线若干、烧杯和水

（1）实验开始前滑动变阻器的滑动触头P 应置于______端（选填a 或b ）

（2）根据电路图连接好实验装置，测量出不同温度下的电阻值，画出该热敏电阻R t -t 图象如上图中的实测曲线，与图中理论曲线相比二者有一定的差异。除了偶然误差外，下列关于产生系统误差的原因或减小系统误差的方法叙述正确的是______。

A ．电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值大

B ．电压表的分流造成电阻的测量值总比真实值小

C ．温度升高到一定值后，电流表应改为外接法

（3）将本实验所用的热敏电阻接到一个电流较大的恒流电源中使用，当电流通过电阻产生的热量与电

阻向周围环境散热达到平衡时，满足关系式I 2R=k （t-t 0）（其中k 是散热系数，t 是电阻的温度，t 0是

周围环境温度，I 为电流强度），电阻的温度稳定在某一值。若通过它的电流恒为 50mA ，t 0=20℃．，k=0.25W/℃，由实测曲线可知该电阻的温度稳定在__________。

14. （8分）小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示。已知普朗

克常量346.6310J s h -=醋

。 （1）图甲中电极A 为光电管的______（填“阴极”或“阳极”）；

（2）实验中测得铷的遏止电压c U 与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率c ν=______Hz ，逸出功0W =______J ；

（3）如果实验中入射光的频率14

=7.0010Hz n ′，则产生的光电子的最大初动能k E =______J 。 热敏

电阻

温

度

计

三、计算题：本题共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

15. （6分）某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V，输出的电功率为50 kW，用总电阻r＝3 Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失的功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220 V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)，如图所示。求：升压变压器和降压变压器原副线圈的匝数比各是多少？

16. （10分）如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为θ，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层。匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端．导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R，

其他部分的电阻均不计，重力加速度为g。求：

（1）导体棒与涂层间的动摩擦因数μ；

（2）导体棒匀速运动的速度大小v；

（3）整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q。

17. （12分）如图所示，两根平行的光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上，左端向上弯曲，导轨间距为L，电阻不计，水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。导体棒a与b 的质量均为m，电阻值分别为R a＝R， R b＝2R。b棒放置在水平导轨上足够远处，a棒在弧形导轨上距水平面h高度处由静止释放。运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，重力加速度为g。求：（1）a棒刚进入磁场时受到的安培力的大小和方向；

（2）最终稳定时两棒的速度大小；

（3）从a棒开始下落到最终稳定的过程中，

b棒上产生的焦耳热是多少？

18. （10分）如图，带电粒子垂直电场线方向进入有界匀强电场，从Q 点飞出时又进入有界的匀强磁场，并从D 点离开磁场且落在了荧光屏的ON 区域。

已知：电场方向沿纸面竖直向上、宽度为d ，P 、Q 两点在竖直方向上的距离为d ；QD 为磁场的水平分界线，上方磁场垂直纸面向外、下方磁场垂直纸向里、磁感应强度大小相同，磁场宽度为d ；粒子质量为m 、带电量为q ，不计重力，进入电场的速度为v 0。

（1）求电场强度E 的大小；

（2）大致画出粒子以最大半径穿过磁场的运动轨迹

（3）求磁感应强度的最小值B 。

试题答案

一、（共48分）

1.D

2.D

3.D

4.C

5.D

6.D

7.B

8.C

9.BCD 10.AD 11.BD 12.BC

二、（共14分）（每空2分）

13.（6分） （1）a （2）AC （3）50℃

14.（8分）（1）阳

（2）（5.12-5.18）×1014 ， （3.39-3.43）×10-19

（3）（1.21-1.25）×10-19

三、（共38分）

15.（6分）

解：由P 损=P×0.6%=I 22r 得I 2=10A （1分）

由P=U 1I 1 得I 1=100A （1分）

所以n 1：n 2=1:10 （1分）

U 2=n 2U 1/n 1=5000V （1分）

U 3=U 2-I 2r=4970V （1分）

所以n 3：n 4=U 3：U 4=497:22 （1分）

16. （10分）

解：(1)在绝缘涂层上导体棒受力平衡有：mg sin θ＝μmg cos θ （2分）

解得 μ＝tan θ （1分）

(2)导体棒在光滑导轨上运动时

感应电流

I ＝BLv R （1分） 受力平衡

BIL ＝mg sin θ （1分） 解得

v ＝mgRsin θB 2L 2 （1分） (3)摩擦生热 Q 摩＝μmg cos θ·d

（1分） 由能量守恒定律得3mgd sin θ＝Q ＋Q 摩＋12mv 2 （2分）

解得Q ＝2mgd sin θ－m 3g 2R 2sin 2θ2B 4L 4

（1分） 17.（12分） v 0

解： (1)设a 棒刚进入磁场时的速度为v ，从开始下落到进入磁场

根据机械能守恒定律有： mgh ＝12mv 2 （1分） a 棒刚进入磁场时切割磁感线产生感应电流为：I ＝

2BLv R R + （1分） a 棒受到的安培力：F ＝BIL

（1分） 联立以上各式解得F ＝B 2L 22gh 3R

， （1分） 方向水平向左。 （1分） (2)设两棒最后稳定时的速度为v′，从a 棒刚进入磁场到两棒速度达到稳定

根据动量守恒定律有：mv ＝2mv ′ （2分）

解得 v ′＝12

2gh （1分） (3)设a 棒产生的焦耳热为Q a ，b 棒产生的焦耳热为Q b

根据能量守恒定律得： 12mv 2＝12

×2mv ′2＋Q a ＋Q b （2分） 两棒串联焦耳热与电阻成正比：Q b ＝2Q a

（1分） 解得： Q b ＝13

mgh （1分） 解：（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，设电场强度为E ，运动时间为t ，运动的加速度为a ，则有： d=v 0t （1分）

212d at = （1分）

粒子在电场中，根据牛顿第二定律得：

Eq=ma （1分）

解得：202mv E=dq （1分）

（2）粒子以最大半径穿过磁场的运动轨迹如图所示：（2分）

（3）粒子以最大半径穿过磁场时，对应的磁感应强度最小，设其值为B ，如图，设在Q 点时的速度为v ，沿电场方向的分速度为v y ，进入磁场后粒子做圆周运动的轨道半径为r ，

粒子在磁场中，根据牛顿第二定律得：

2

mv Bqv=r （1分）

由几何关系得：△Qvv y ∽△QAC 则 y d v 4=v r

（1分） 又粒子在电场中： v y =at

（1分） 解得：08mv B=

qd （1分）