2018-2019学年山西省吕梁市柳林县高二上学期期末考试物理试题 解析版 14页

山西省吕梁市柳林县2018-2019学年高二（上）期末考试 物理试卷 一、选择题（共10小题，每小题5分，满分50分）‎ ‎1.关于静电场，下列结论普遍成立的是（　　）‎ A. 电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关 B. 电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低 C. 将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零 D. 沿电场线方向电势总是降低的 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】电场中任意两点之间的电势差与这两点的场强以及这两点沿电场线方向的距离都有关，选项A错误；电场强度大的地方电势不一定高，电场强度小的地方电势不一定低，例如距离负点电荷近的地方场强大，但是电势低，选项B错误；将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功不一定为零，例如将正电荷从等量同种电荷的连线的中点沿中垂线移到无穷远电场力做正功不为零，选项C错误；沿电场线方向电势总是降低的，选项D正确；故选D.‎ ‎2.某电场的电场线分布如图所示（实线），以下说法正确的是（　　）‎ A. c点场强大于b点场强 B. b和c处在同一等势面上 C. 若将一试探电荷+q由a点移动到d点，电荷的电势能将不变 D. 若某一点电荷只在电场力的作用下沿虚线由a点运动到d点，可判断该电荷一定带负电 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 解这类题是思路：电场线的疏密表示场强的强弱，沿电场线方向电势逐渐降低，根据带电粒子运动轨迹判定电场力方向，然后根据电性判断电场线方向，根据电场力做功判断电势能的变化．‎ ‎【详解】电场线的疏密表示场强的强弱，由图知c点场强大于b点场强，故A正确；沿电场线方向电势逐渐降低，故b的电势大于c的电势，b和c不在同一等势面上，故B错误；若将一试探电荷+q由a点移动到d点，电场力做正功，电荷的电势能将减小，故C错误；由粒子的运动轨迹弯曲方向可知，带电粒子受电场力大致斜向左上方，与电场强度方向相同，故粒子带正电，故D错误；故选A。‎ ‎【点睛】解决这类带电粒子在电场中运动问题的关键是根据轨迹判断出电场力方向，利用电场中有关规律求解．比较电势能的大小有两种方法：一可以从电场力做功角度比较，二从电势能公式角度判断，先比较电势，再比较电势能．‎ ‎3.下列公式中定义的物理量不是采用比值定义法得出的是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 所谓比值定义法就是用两个物理量的比值来定义一个新的物理量的方法，定义出的新的物理量反映物质的属性.‎ ‎【详解】电场强度与放入电场中的电荷无关，所以属于比值定义法。故A错误。电阻，是属于决定式，不属于比值定义法。故B正确。磁感应强度与放入磁场中的电流元无关。所以B=属于比值定义法。故C错误。电容C由本身的性质决定，与所带的电荷量及两端间的电势差无关。所以C=Q/U属于比值定义法。故D错误。故选B。‎ ‎【点睛】比值定义法，就是在定义一个物理量的时候采取比值的形式定义．用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，解决本题的关键理解比值定义法的特点：被定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，它不随定义所用的物理量的大小取舍而改变.‎ ‎4.铅蓄电池的电动势为2V，这表示（　　）‎ A. 电路中每通过1C电荷量，电源把2J的化学能转化为电能 B. 蓄电池两极间的电压为2V C. 蓄电池在1s内将2J的化学能转变成电能 D. 蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）的小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电动势是一个表征电源特征的物理量．定义电源的电动势是电源将其它形式的能转化为电能的本领，在数值上，等于非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功．它是能够克服导体电阻对电流的阻力，使电荷在闭合的导体回路中流动的一种作用．常用符号E（有时也可用ε）表示，单位是伏（V）．‎ ‎【详解】铅蓄电池的电动势为2V，表示电路中每通过1C电荷量，电源把2J的化学能转化为电能，选项A正确；蓄电池两极间没有接入外电路时，即电源断路时，电源两极间的电压等于2V；故B错误；电动势是2V，意义是移动1C的正电荷在电源内从负极移到正极，非静电力做功2J，即有2J的化学能转变成电能，不是1s内将2J的化学能转变成电能。故C错误。电源的电动势是表示电源将其它形式的能转化为电能的本领，铅蓄电池的电动势比一节干电池的电动势大，故D错误；故选A。‎ ‎【点睛】解决本题的关键理解电动势的大小反映将其它形式的能转变为电能本领的大小以及电动势是电源非静电力特性决定，与电源的体积无关，与外电路无关．‎ ‎5.如图所示，直线A为电源的U﹣I图线，直线B为电阻R的U﹣I图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是（　　）‎ A. 4W 8W B. 2W 4W C. 4W 6W D. 2W 3W ‎【答案】C ‎【解析】‎ 解：由图可知，E=3V，U=2V，I=2A，则 电源输出功率为：P=UI=4W，‎ 电源总功率是：P=EI=6W．‎ 故选C.‎ ‎6.如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，L1和L2‎ 为相同的灯泡，每个灯泡的电阻和定值电阻的阻值均为R，电压表和电流表均为理想电表，K为单刀双掷开关，当开关由1位置扳到2位置时（　　）‎ A. 电压表读数将变大 B. 电源内阻的发热功率将变小 C. 电流表的读数将变大 D. L2亮度将变暗 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 当开关由1位置打到2位置时，分析外电阻的变化，根据欧姆定律分析总电流和路端电压的变化，确定电压表示数的变化．根据两灯电压的变化，判断亮度的变化．根据总电流的变化，分析电源发热功率的变化．‎ ‎【详解】当开关打在1位置时，外电路的总电阻为R1=R+R=1.5R，当开关打在2位置时，外电路的总电阻为R2=＝R≈0.67R．所以外电路总电阻变小，根据全电路欧姆定律得，总电流I增大，路端电压变小，则电压表读数将变小。电源的发热功率P=I2r，I增大，P增大。故AB错误，C正确。当开关打在1位置时，两灯的电压均为U1=E=0.2E，当开关打在2位置时，灯L1的电压U1′==0.2E，灯L2的电压，可见，L1的电压不变，L2的电压变大，则L1亮度不变，L2将变亮。故D错误。故选C。‎ ‎7.关于电场和磁场，以下说法正确的是（　　）‎ A. 电场中某点的电场强度的方向与放在该点的正试探电荷所受电场力方向相同 B. 电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感应强度一定为零 C. 磁场中某点的磁感应强度的方向与放在该点通电导线受力方向相同 D. 试探电荷在电场中某点不受电场力的作用，则该点的电场强度不一定为零 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 试题分析：正电荷受到的电场力方向和电场强度方向相同，A正确，若电流方向和磁场方向平行，则电流不受安培力作用，所以若电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感应强度不一定为零，B错误，根据左手定则可得磁场中某点的磁感应强度的方向与放在该点通电导线受力方向垂直，C错误，电场的基本性质就是对放入电场中的电荷具有力的作用，若电荷不受电场力作用，则该点电场强度一定为零，D正确，‎ 考点：考查了对电场和磁场的基本规律的认识 点评：电荷放入电场中一定受到电场力作用，电荷放入磁场中不一定有力的作用，‎ ‎8.下列各图中，已标出电流I、磁感应强度B的方向，其中符合安培定则的是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：安培定则，也叫右手螺旋定则，是表示电流和电流激的磁场的磁感线方向间关系的定则，根据安培定则的应用即可正确解答．‎ 解：AB、通电直导线中的安培定则（安培定则一）：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向，由此可知A不符合，B符合；‎ CD、通电螺线管中的安培定则（安培定则二）：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极，据此可知C符合，D不符合．‎ 本题选择不符合的，故选：AD．‎ ‎【点评】加强练习熟练掌握安培定则的内容，注意磁场方向的表示方法，及右手螺旋定则与右手定则的区别．‎ ‎9.在地球赤道上空，沿东西方向水平放置一根通以由西向东的直线电流，则此导线受到的安培力方向（　　）‎ A. 竖直向上 B. 竖直向下 C. 由南向北 D. 由西向东 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：地球是一个大磁体，地球表面附近赤道上空地磁场呈水平方向，由南向北，其他地方的磁场方向均不言水平方向，水平分量南北半球均由南向北，竖直分量，北半球竖直向下，南半球竖直向上。安培力的方向由左手定则判断。‎ 地球表面附近赤道上空地磁场呈水平方向，由南向北，电流方向由西向东，由左手定则可判断导线受到的安培力方向竖直向上所以，A选项正确，BCD选项错误 故选A 考点：地磁场的特点和左手定则 点评：中等难度，地磁场的南极、北极分别是地理的北极、南极，赤道上空地磁场呈水平方向，北半球竖有直向下分量，南半球竖有直向上分量，所以涉及地磁场问题一定首先搞清楚问题发生的地理位置。熟练应用左手定则。‎ ‎10.目前世界上正在研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，如图所示表示它的发电原理：将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体上来说呈电中性）喷入磁场，由于等离子体在磁场力的作用下运动方向发生偏转，磁场中的两块金属板A和B上就会聚集电荷，从而在两板间产生电压．在图示磁极配置的情况下，下列表述正确的是（　　）‎ A. 金属板A的电势较高 B. 通过电阻R的电流方向是b→R→a C. 等离子体在A、B间运动时，磁场力对等离子体做功 D. 等离子体在A、B间运动时，磁场力对等离子体不做功 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 试题分析：大量带正电和带负电的微粒射入磁场时，由左手定则可以判断正电荷受到的洛伦兹力向上，所以正电荷会聚集的A板上，负电荷受到的洛伦兹力向下，负电荷聚集到B板上，故B板相当于电源的负极，A板相当于电源的正极，所以通过电阻R的电流由a→R→b，金属板A的电势UA高于金属板B的电势UB，所以A正确B错误；等离子体在A、B间运动时，磁场力总是与离子体的运动方向垂直，所以磁场力不做功，故C错误D正确．故选AD。‎ 考点：霍尔效应 ‎【名师点睛】根据左手定则判断洛伦兹力的方向，即可判断电荷的偏转方向，考查对磁流体发电机的理解能力．此题还可以等效成流体切割磁感线，由E=Bvd求得发电机的电动势。‎ 二、解答题（共5小题，满分50分）‎ ‎11.（1）用螺旋测微器（千分尺）测金属导线的直径，其示数如甲图所示，该金属导线的直径为_____mm．用游标卡尺（卡尺的游标有20等分）测量一支铅笔的长度，测量结果如图乙所示，由此可知铅笔的长度是_____mm．‎ ‎（2）用多用电表的欧姆挡测电阻．机械调零、欧姆调零后，用“×100”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，正确的判断和做法是_____．‎ A．被测电阻值很大 B．被测电阻值很小 C．为了把电阻值测得更准一些，应换用“×1k”挡，重新欧姆调零后再测量 D．为了把电阻值测得更准一些，应换用“×10”挡，重新欧姆调零后再测量．‎ ‎【答案】（1）8.473（2分）、100.60（2分） （2）AC（2分）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）金属导线的直径为8+47.3×0.01=8.473mm；铅笔的长度为100+12×0.05=100.60mm ‎(2)由于欧姆表的左侧示数大，因此偏转角度小，说明电阻值很大，因此应选高倍档重新欧姆调零后再测量，因此选AC 考点：练习使用多用电表 ‎12.用电压表、电流表、滑动变阻器可测量一节蓄电池（电动势约为2.0V）的电动势和内阻，实验所用器材如图所示．‎ ‎（1）请将左侧的实物图连接成所需的实验电路；‎ ‎（2）某同学在做该实验时，调整滑动变阻器共测得了5组电流、电压的数据，如表所示．请在右侧的坐标纸中作出该电池的U﹣I图象，并根据图象得出：‎ 电池的电动势E＝_____V，内阻 r＝_____Ω．‎ 电流表读数I/A ‎1.72‎ ‎1.35‎ ‎0.98‎ ‎0.63‎ ‎0.34‎ 电压表读数U/V ‎1.88‎ ‎1.92‎ ‎1.94‎ ‎1.98‎ ‎1.99‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎；2.02；0.08‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）已知电路的原理图，由原理图可知电路的连接方法，则在电路中先将串联部分连接，再并联电压表即可；‎ ‎（2）由表中数据作出各点的坐标，采用描点法可画出U-I图象；由公式及图象可知，图象与纵坐标的交点为电源的电动势；图象的斜率表示内电阻；由坐标中找出两合适的值求出斜率即可．‎ ‎【详解】（1）将电流表、定值电阻及滑动变阻器串联，电压表并联在定值电阻及滑动变阻器两端，注意导线不能交叉；答案如图所示；‎ ‎ （2）由表中数据描点，用直线将各点相连，注意各点均匀分布在直线两侧，如图所示；由U=E-Ir可知，图象与纵坐标的交点表示电源的电动势，故电动势为2.02V；图象的斜率表示内电阻，故r=Ω=0.08Ω；‎ ‎【点睛】在闭合电路欧姆定律实验中，要注意实验中的数据分析方法；根据闭合电路欧姆定律及图象可以得出电动势和内电阻，这是本实验中考查的热点．‎ ‎13.有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路，当电机不转时，测得流过电动机的电流是0.4A；若把电动机接入2.0V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0A．问：‎ ‎（1）电动机正常工作时的输出功率多大？‎ ‎（2）如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？‎ ‎【答案】输出功率 ; 发热功率 ‎【解析】‎ 试题分析：电动机不转时是纯电阻电路，由欧姆定律可以求出电动机线圈的电阻；电动机正常工作时是非纯电阻电路，根据P=UI求出总功率，根据P=I2R求出热功率，总功率与热功率之差是电动机的输出功率；电动机的转子突然被卡住时为纯电阻用电器，根据求出电动机的发热功率。‎ ‎（1）电动机不转时是纯电阻电路，根据：‎ 带入数据可得电动机线圈的电阻：‎ 电动机正常工作时是非纯电阻电路，‎ 消耗的总功率：P总=UI=2V×1A=2W 线圈电阻热功率为：P热=I2R=12×0.5Ω=0.5W 电动机正常工作时的输出功率为：P出=P总-P热=2W-0.5W=1.5W ‎（2）电动机的转子突然被卡住时，此时相当于纯电阻，发热功率为：.‎ 点睛：本题主要考查了电动机问题，电动机属于非纯阻电路，要注意电功率的计算，欧姆定律的应用时与纯阻的区别。‎ ‎14.如图电路，变阻器R1最大值为4Ω，此时它的有效阻值为2Ω，定值电阻R2= 6Ω，电源内阻r= 1Ω，当开关S闭合时，电源的总功率为16W，输出功率为12W，这时灯正常发光，求：‎ ‎（1）电灯的电阻。‎ ‎（2）当开关S断开时，要使电灯仍正常发光，R1的滑片应移到什么位置？并求此时电源的输出功率及电源的效率。‎ ‎【答案】（1）1A（2）7W 87.5%‎ ‎【解析】‎ ‎(1)电源内部的热功率P内＝P总－P出＝I2r，‎ 则干路中的电流 I＝＝A＝2 A，‎ 又P总＝EI，E＝＝V＝8 V 路端电压U＝E－Ir＝(8－2×1) V＝6 V，通过R2的电流I2＝＝1 A 则通过灯的电流I1＝I－I2＝1 A，‎ 由I1＝得 RL＝－R1＝Ω－2 Ω＝4 Ω.‎ ‎(2)S断开时，使灯正常发光则：‎ ‎，‎ R1′＝－RL－r＝Ω－4 Ω－1 Ω＝3 Ω P出′＝(RL＋R1′)＝12×(4＋3)W＝7 W P总′＝I1E＝1×8 W＝8 W 电源效率η＝×100%＝×100%＝87.5%.‎ 思路分析：（1）电源的总功率为16W，电源的输出功率为12W，得到内电路的功率，求出电流I．由电源的总功率P=EI求出电动势E，再求出路端电压U．根据欧姆定律求解流过灯的电流和电压，最后求解电灯的电阻和灯的额定功率；（2）当电键S断开时，为使灯泡正常发光，灯泡的电流为额定电流．根据欧姆定律求出灯灯泡的电压，再求解变阻器的电阻．‎ 试题点评：本题是直流的计算问题，在搞清电路结构的基础上，分析电流和电压的分配关系．求电阻基本的原理是伏安法，即通过求出电路两端的电压和流过的电流，求解电阻．‎ ‎15.在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限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轴正半轴上的M点以一定的初速度垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ＝60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，已知ON＝d，如图所示．不计粒子重力，求：‎ ‎（1）粒子在磁场中运动的轨道半径R；‎ ‎（2）粒子在M点的初速度v0的大小；‎ ‎（3）粒子从M点运动到P点的总时间t．‎ ‎【答案】（1）粒子在磁场中运动的轨道半径R为d；‎ ‎（2）粒子在M点的初速度v0的大小为；‎ ‎（3）粒子从M点运动到P点的总时间t为．‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）做出带电粒子的运动轨迹如图 由三角形相关知识得…（2分）‎ ‎…………（1分）‎ ‎（2）由qvB=mv2/R……（2分） 得v……（1分）‎ 在N点速度v与x轴正方向成θ＝60°角射出电场，将速度分解如图 cosθ= v0/v……（1分） 得射出速度v=2v0， v0=…（1分）‎ ‎（3）粒子在电场中运动的时间t1，有d＝v0t1…（1分）‎ 所以t1＝ 　　……（1分）‎ 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T　，故 T……（2分）‎ 设粒子在磁场中运动的时间t2，有t2……（1分） 所以　t2‎ t＝t1＋t2，所以　t……（1分）‎ 考点：该题考查了电场和磁场边界问题，‎ 点评：不同场的分界面上，既是一种运动的结束，又是另一种运动的开始，寻找相关物理量尤其重要．‎ 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．‎ 点粒子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 圆心的确定：因洛伦兹力提供向心力，洛伦兹力总垂直于速度，画出带电粒子运动轨迹中任意两点（一般是射入磁场和射出磁场的两点）洛伦兹力的方向，其延长的交点即为圆心．或射入磁场和射出磁场的两点间弦的垂直平分线与一半径的交点即为圆心．‎ 半径的确定：半径一般都在确定圆心的基础上用平面几何知识求解，常常是解直角三角形．运动时间的确定：利用圆心与弦切角的关系计算出粒子所转过的圆心角θ的大小，再者就是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．‎ ‎ ‎ ‎ ‎