2017-2018学年吉林省吉林地区普通高中友好学校联合体高二上学期期末考试物理试题 解析版 13页

吉林省吉林地区普通高中友好学校联合体2017-2018学年高二上学期期末考试物理试题 一、选择题 ‎1. 首先发现电流磁效应的科学家是 (　　)‎ A. 安培 B. 奥斯特 C. 库仑 D. 牛顿 ‎【答案】B ‎【解析】奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电流磁效应的科学家。故B正确；‎ 综上所述本题答案是：B ‎2. 关于电场强度的概念，下列说法正确的是(　　)‎ A. 由可知，某电场的场强E与q成反比，与F成正比 B. 电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零 C. 正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入试探电荷的正负有关 D. 电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负无关 ‎【答案】D ‎【解析】A、是电场强度的定义式不是决定式，所以不能说电场的场强E与q成反比，与F成正比，故A错；‎ B、某点的场强大小与场源电荷有关，与检验电荷无关，所以B错；‎ C、某点的场强大小和方向都由场源电荷决定，正电荷的电场由正电荷指向无群远处或者负电荷，而负电荷的电场由无群远处或者正电荷指向负电荷，与检验电荷无关，故C错；D对；‎ 点睛：做此题要了解场强的大小、方向和那些量有关，要知道正电荷的电场由正电荷指向无群远处或者负电荷，而负电荷的电场由无群远处或者正电荷指向负电荷，与检验电荷无关。‎ ‎3. 如图中，电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间关系正确的是（　　）‎ A、 ‎ B、 ‎ C、 ‎ D、 ‎ ‎【答案】A ‎【解析】判断电荷的受到的洛伦兹力得方向要利用左手定则：四直指向正电荷的运动方向（负电荷运动的反方向），磁场垂直手心，拇指所指的方向即为电荷受力的方向，分析可得 B正确；‎ 综上所述本题答案是：A 点睛：本题考查了对左手定则的理解及运用情况。‎ ‎4. 如图所示的实验装置中，极板A接地，平行板电容器的极板B与一个灵敏的静电计相接．将A极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电量Q、电容C、两极间的电压U，电容器两极板间的场强E的变化情况是（　　）‎ A. Q变小，C不变，U不变，E变小 B. Q变小，C变小，U不变，E不变 C. Q不变，C变小，U变大，E变小 D. Q不变，C变小，U变大，E不变 ‎【答案】D ‎【解析】由于没有电源对装置充放电，所以装置中的电荷量总量保持不变，当A极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，由知C减小，由 知U增大，‎ 板间场强为 ，即场强和板间距离无关，所以E不变，故D正确；‎ 综上所述本题答案是：D ‎5. 如图电路中，当滑动变阻器R2的滑片P向上端a滑动时，电流表A及电压表V的示数的变化情况是（　　）‎ A. 电流表A示数减小，电压表V示数增大 B. 电流表A示数增大，电压表V示数减小 C. 电流表A示数增大，电压表V示数增大 D. 电流表A示数减小，电压表V示数减小 ‎【答案】A ‎【解析】当滑动变阻器R2的滑片P向上端a滑动时，电阻R2的阻值变大，回路中电阻增大，则电流变小，A的示数也就变小，由 可知电阻R2上的电压增大，即电压表示数增大，故A正确；‎ 综上所述本题答案是：A 点睛：学会电路的动态分析，结合闭合电路相应知识点求电表的变化情况。‎ ‎6. 如图所示，有一根直导线上通以恒定电流I，方向垂直指向纸内，且和匀强磁场B垂直，则在图中圆周上，磁感应强度数值最小的点是（ ）‎ A. a点 B. b点 C. c点 D. d点 ‎【答案】C 由磁场叠加可知d点电磁场最大，c点磁场最小，故C正确，‎ 综上所述本题答案是C ‎7. 粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行．现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框一边a、b两点间的电势差绝对值最大的是(　　)　‎ A、 ‎ B、 ‎ C、 ‎ D、‎ ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：四种情况都是一条边切割磁感线，故产生的感应电动势都相等，线圈的电阻还都相同，故线圈中的电流都相等，a、b 两点间电势差的绝对值最大的应该是路端电压最大时，故ACD中的电势差都相等，B中的电势差最大，故选项B正确。‎ 考点：电磁感应，欧姆定律。‎ ‎8. 如图所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿②轨迹落到B板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为（　　）‎ A. U1：U2=1：4‎ B. U1：U2=1：8‎ C. U1：U2=1：2‎ D. U1：U2=1：1‎ ‎【答案】B ‎【解析】带电粒子在平行板中做类平抛运动，‎ 水平方向 ‎ 结合运动图知两者水平位移之比为 ，所以运动时间也是 ‎ 竖直方向上： ‎ 结合运动 ；‎ 得：U1：U2=1：8，故B正确 综上所述本题答案是：B 点睛：带电粒子在平行板中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速运动，列正确的公式求解即可 ‎9. 两个相同的金属小球，带电量之比为1：7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则他们间的库仑力可能为原来的（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】CD ‎【解析】试题分析：由库仑定律可得：得，当两相同金属小球带同种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量变为4：4，所以库仑力是原来的16：7．当两相同金属小球带异种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量是先中和后平分，电量变为3：3，所以库仑力是原来的9：7．故CD正确，AB错误．故选CD．‎ 考点：库仑定律 ‎【名师点睛】解决本题的关键掌握库仑定律的公式，注意两个金属小球可能带同种电荷，可能带异种电荷．‎ ‎10. 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e－t图象如图所示，则(　　)‎ A. t1、t3时刻线圈通过中性面 B. t1、t3时刻线圈中磁通量变化率最大 C. t2、t4时刻线圈平面与中性面垂直 D. t2、t4时刻线圈中磁通量最大 ‎【答案】AC ‎【解析】AC、当磁场方向与线圈平面垂直时此位置为中性面，此时磁通量最大，但电动势最小，所以t1、t3时刻线圈通过中性面，故A正确； ‎ B、电动势的大小计算公式：，t1、t3时刻电动势为零，所以线圈中磁通量变化率最小,故B错误；‎ CD、当磁通量最大时产生的电动势最小，当磁通量最小时产生的电动势最大，所以t2、t4时刻线圈中磁通量最小，与中性面垂直，故C正确，D错误；‎ 综上所述本题答案是：AC ‎11. 如图为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图像，下列判断正确的是 （ ） ‎ A. 电动势E1=E2，内阻r1＜r2‎ B. 电动势E1＝E2，发生短路时的电流I1＞ I2‎ C. 电动势E1＞E2，内阻 r1＜ r2‎ D. 当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化大 ‎【答案】ABD ‎【解析】AC、在U-I图像中与纵坐标的交点表示电动势的大小，图像斜率的大小表示了电源内阻的大小，结合图像知电动势E1=E2，内阻r1＜r2，故A正确；C错误 B、图像与横坐标的交点表示电压为零时的电流值，此值表示了短路电流的大小，结合图像知：I1＞ I2，故B正确；‎ D、由 知 ，由于r1＜r2，当当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化大，故D正确；‎ 综上所述本题答案是：ABD 点睛：在U-I图像中要理解图像与纵坐标、横坐标相交点所代表的物理含义，会结合图像比较电动势和电源内阻的大小。‎ ‎12. 如图为远距离输电的示意图，若电厂输出电压u1＝220 sin100πt(V)，则下列表述正确的是(　　)‎ A. U1U4‎ B. V C. 若U2提高为原来的10倍，输电线上损失的功率为原来的 D. 用户得到的交变电流频率为25 Hz ‎【答案】AC ‎【解析】试题分析：电厂发出的电，经过升压变压器进行升压，后经过降压变压器降压后输送给用户，根据P=UI，得出输电电流与输送功率的关系，再根据得出损失的功率，输电过程中功率不变．‎ 电厂发出的电，经过升压变压器进行升压，后经过降压变压器降压后输送给用用户，所以，A正确；根据有效值与最大值的关系可知，B错误；若提高为原来的10倍，则电流为原来的，根据可知，输电线上损失的功率为原来的，C正确；输电过程中功率不变，所以用户得到的交流电的频率仍为50Hz，故D错误．‎ 二、实验题 ‎13. （1）“研究感应电流产生的条件”的实验电路如图甲所示．实验表明：当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就会有电流产生．在闭合电键S前，滑动变阻器滑动片P应置于_______端（选填“a”或“b”）．电键S闭合后还有多种方法能使线圈C中产生感应电流，试写出其中的一种方法___________ ·‎ ‎【答案】 (1). a (2). 移动滑动变阻器的滑片（线圈A在线圈C中拔出或插入、断开电键等）‎ ‎............‎ ‎14. 实验室中为了测量一均匀金属圆柱体的电阻率，完成下列部分步骤：‎ ‎（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度，如图甲所示，由图可知其长度为__________mm。‎ ‎（2）用螺旋测微器测量其直径，如图乙所示，可知其直径为_______mm；‎ ‎（3）用多用电表的电阻档“×10”档按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值约为_______Ω ‎（4）某同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下： ‎ 待测圆柱体电阻R；‎ 电流表 （量程0~4mA，内阻约50Ω）；‎ 电流表 （量程0~10mA，内阻约30Ω）；‎ 电压表 （量程0~3V，内阻约为10 kΩ）；‎ 电压表 （量程0~15V，内阻约为25kΩ）；‎ 直流电源E（电动势4V，内阻不计）；‎ 滑动变阻器 （阻值范围0~15Ω，允许通过的最大电流2.0A）；‎ 滑动变阻器 （阻值范围0~2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）；‎ 开关S，导线若干 为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在虚线框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号 。‎ ‎【答案】 (1). (1)50 ；(2)15mm； (2). 4.699mm (3). （3）220; （4） ‎ ‎【解析】(1)游标卡尺的主尺读数为50mm，游标读数为0.05×3=0.15mm，所以最终读数为50.15mm.‎ ‎(2)螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm，可动刻度读数为0.01×20.0mm=0.200mm，所以最终读数为4.700mm.‎ ‎(3)欧姆表测电阻的读数为指针示数乘以倍率，即R=22Ω×10=220Ω；‎ ‎(4)根据欧姆定律，最大电流：I=4/220≈18.2mA，故电流表选择A2；电源电动势4V，故电压表选择V1；‎ 要求测得多组数据进行分析，滑动变阻器采用分压式接法，用小电阻控制大电阻，故滑动变阻器选择R1。‎ 因待测电阻值远小于电压表内阻，电流表应选外接法；‎ 电路图如图所示：‎ 三、计算题 ‎15. 如图电源电动势E=6V，内阻不计，定值电阻R=4Ω，电动机M 内阻r=1Ω，电压表和电流表均是理想表，闭合开关，电压表示数U=4V，求：‎ ‎（1）电源消耗的电功率 ‎（2）电动机的电功率和输出功率．‎ ‎【答案】（1）P=3W；（2） ; ‎ ‎【解析】试题分析：电动机正常工作时的电路是非纯电阻电路，欧姆定律U＞IR．对于R和r是纯电阻，可以用欧姆定律求电流．根据功率关系求出电动机输出的功率．‎ ‎(1)：设定值电阻所分电压为U1，则 E=U+U1①‎ 对定值电阻R有：I=②‎ 由电源总功率P=E.I ③‎ 解①②③得电源消耗功率P="3W" ‎ ‎(2)：设电动机消耗的电功率P电，热功率为P热，机械功率为P机，则有：‎ P电=P热+P机④‎ ‎⑤‎ ‎⑥‎ 解④⑤⑥得P机="1.75W"‎ 考点：闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．‎ 点评：对于电动机电路区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路，可从从能量转化的角度理解：电能全部转化内能时，是纯电阻电路．电能转化为内能和其他能时，是非纯电阻电路．‎ ‎16. 矩形线圈abcd，长ab=20cm，宽bc=10cm，匝数n=200，每匝线圈电阻R=0.25Ω，整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过，磁感应强度B随时间的变化规律如图所示，求 ‎（1）线圈回路的感应电动势 ‎（2）在t=0.3s时线圈ab边所受的安培力的大小．‎ ‎【答案】（1）E=2V ;（2）F=0.32N ‎【解析】（1）从图象可知：穿过线圈平面的磁通量随时间均匀增大，线圈回路中产生的感应电动势是不变的．根据法拉第电磁感应定律得感应电动势为：‎ ‎ ‎ ‎（2） ‎ 当t=0.3s时，B=20×10﹣2 T ‎ ‎ ‎ 综上所述本题答案是：（1）E=2V ;（2）F=0.32N 点睛：对于此类题要知道法拉第电磁感应定律，并结合回路结构解电路中的电流，知道安培力的计算公式F=BIL。‎ ‎17. 如下图所示，在平面直角坐标系xOy内，第Ⅰ象限存在沿y负方向的匀强电场，第Ⅳ象限以ON为直径的半圆形区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从y轴正半轴上y＝h处的M点，以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上x＝2h处的P点进入磁场，最后以垂直于y轴的方向射出磁场．不计粒子重力．求：‎ ‎(1)电场强度的大小E；‎ ‎(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r；‎ ‎(3)粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间t.‎ ‎【答案】（1） ；（2） ；（3） ‎ ‎【解析】【试题分析】粒子垂直进入电场做类平抛运动，结合水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住等时性，结合牛顿第二定律和运动学公式求出电场强度的大小．根据动能定理求出粒子进入磁场时的速度，根据洛伦兹力提供向心力求出粒子在磁场中运动的轨道半径．由题意作出粒子的运动轨迹如图所示。‎ ‎(1)设粒子在电场中运动的时间为t1，由运动学规律有：‎ x方向：‎ y方向： ① ‎ ‎ ② ‎ 联解①②得： ‎ ‎(2)设粒子进入磁场的速度为v，与x轴的夹角为θ，有：‎ ‎ ③ ‎ ‎ ④ ‎ 联解④⑤得：‎ ‎(3)设粒子进入磁场时与x轴的夹角为θ，在磁场中运动的时间为t2，则：‎ ‎ ‎ ‎ ⑤‎ ‎ ⑥ ‎ ‎ ⑦ ‎ 联解⑥⑦⑧⑨得： ‎ ‎【点睛】粒子在电场中运动偏转时，常用能量的观点来解决问题，有时也要运用运动的合成与分解．粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心、半径及运动时间的确定也是本题的一个考查重点，要正确画出粒子运动的轨迹图，能熟练的运用几何知识解决物理问题．‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎