2018-2019学年内蒙古呼和浩特市回民中学高二上学期期末考试物理试题 解析版 14页

‎2018-2019学年第一学期高二年级 一、选择题（本题共12小题，每小题4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，漏选得2分，多选得零分。）‎ ‎1.在电场中的某点放入电荷量为的试探电荷时，测得该点的电场强度为E；若在该点放入电荷量为的试探电荷，此时测得该点的电场强度为（ ）‎ A. 大小为E，方向和E相同 B. 大小为2E，方向和E相同 C. 大小为E，方向和E相反 D. 大小为2E，方向和E相反 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电场强度是由电场本身决定，与试探电荷无关，故放入电荷量为+2q的试探电荷时的电场强度与放入电荷量为-q的试探电荷时的电场强度相同．‎ ‎【详解】电场强度是描述电场强弱和方向的物理量，是试探电荷所受的电场力F与试探电荷所带的电荷量q的比值，由电场本身决定，故与试探电荷的有无、电性、电量的大小无关。故在该点放入电荷量为-q的试探电荷时电场强度为E，改放电荷量为+2q的试探电荷时电场强度大小仍为E，方向和E相同。故A正确。故选A。‎ ‎【点睛】解决本题的关键是理解电场强度的物理意义：电场强度是由电场本身决定，与试探电荷无关．‎ ‎2.关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是：（ ）‎ A. 磁感线从磁体的N极出发，终止于S极 B. 磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向 C. 沿磁感线方向，磁场逐渐减弱 D. 在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 磁感线从磁体的N极出发，进入S极,形成闭合曲线。电流所受磁场力方向垂直于磁场和电流所确定的平面。磁感线的疏密能表示磁场强弱，沿着磁感线磁场不一定减弱。安培力的大小除了和磁场强弱电流大小有关以外，还与磁场与电流的方向夹角有关，所以在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小。答案选D。‎ ‎3.如图所示，三根长直导线垂直于纸面放置通以大小相同，方向如图的电流，ac⊥bd，且ab=ad=ac，则a点处磁感应强度B 的方向为（ ）‎ A. 垂直于纸面向外 B. 垂直于纸面向里 C. 沿纸面由a 向d D. 沿纸面由a向c ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析:直导线b在a点产生磁场与直导线d在a点产生磁场方向相反，大小相等．则合磁场为零；而直导线c在a点产生磁场，方向从b指向d，即为沿纸面由a指向d，故选C．‎ 考点：磁感应强度 ‎4. 如图所示，在两个水平放置的平行金属板之间，电场和磁场的方向相互垂直．一束带电粒子(不计重力)沿着直线穿过两板间的空间而不发生偏转．则这些粒子一定具有相同的 ( )．‎ A. 质量m B. 电荷量q C. 运动速度v D. 比荷 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 解：一束带电粒子（不计重力）沿着直线穿过两板间的空间而不发生偏转，知粒子受电场力和洛伦兹力平衡，有：qvB=qE，因为B与E是确定的，所以v=，知粒子的速度相同．故C正确，A、B、D错误．‎ 故选C．‎ ‎【点评】解决本题的关键知道速度选择器选择粒子，通过平衡知，选择的粒子与粒子的电量、电性无关．‎ ‎5.如图所示，直线MN上方有垂直纸面向里的匀强磁场，电子1从磁场边界上的a点垂直MN和磁场方向射入磁场，经t1时间从b点离开磁场。之后电子2也由a点沿图示方向以相同速率垂直磁场方向射入磁场，经t2时间从a、b连线的中点c离开磁场，则为 A. B. ‎2 C. D. 3‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 粒子在磁场中都做匀速圆周运动，根据题意画出粒子的运动轨迹，如图所示：‎ ‎ 电子1垂直射进磁场，从b点离开，则运动了半个圆周，ab即为直径，c点为圆心，电子2以相同速率垂直磁场方向射入磁场，经t2时间从a、b连线的中点c离开磁场，根据半径可知，粒子1和2的半径相等，根据几何关系可知，△aOc为等边三角形，则粒子2转过的圆心角为60°，所以粒子1运动的时间，粒子2运动的时间， 所以，故选D.‎ 点睛：本题的关键要知道电子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，电子在磁场中做圆周运动的周期和半径都相同，根据几何关系求解时间比．‎ ‎6.‎ 质谱仪是测带电粒子的质量和分析同位素的一种仪器，它的工作原理是带电粒子（不计重力）经同一电场加速后；垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，然后利用相关规律计算出带电粒子质量，其工作原理如图所示，虚线为离子运动轨迹，由图可知 A. 此粒子带负电 B. 下极板S2比上极扳S1电势髙 C. 若只增大加速电压U的值，则半径r变大 D. 若只增大入射粒子的质量，则半径r变小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据粒子的运动轨迹判断电性，根据电性判断两极板的电势高低，根据动能定理求出粒子进入磁场的速度，根据牛顿第二定律求出轨道半径，从而得知半径与什么因素有关．‎ ‎【详解】根据动能定理得，qU=mv2，由qvB=m得，r=。‎ A、由图结合左手定则可知，该电荷带正电，故A错误；‎ B、正电粒子经过电场要加速，所以下极板S2比上极板S1电势低，故B错误；‎ C、若只增大加速电压U，由上式可知，则半径r变大，故C正确；‎ D、若只增大入射粒子的质量，q不变，由上式可知，则半径也变大．故D错误．‎ 故选：C．‎ ‎7. 下列几种说法正确的是：（ ）‎ A. 线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 B. 线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 C. 线圈放在磁场越强的位置，产生的感应电动势一定越大 D. 线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势越大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 由公式 可知电动势与磁通量的变化率成正比,与磁通量大小、磁通量的变化量无关，D对；‎ ‎8.水平放置的金属框架cdef处于如图所示的匀强磁场中，金属棒ab处于粗糙的框架上且与框架接触良好，从某时刻开始，磁感应强度均匀增大，金属棒ab始终保持静止，则（ ）‎ A. ab中电流增大，ab棒所受摩擦力也增大 B. ab中电流不变，ab棒所受摩擦力也不变 C. ab中电流不变，ab棒所受摩擦力增大 D. ab中电流增大，ab棒所受摩擦力不变 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：因磁感应强度是均匀增大的，所以根据可得产生的感应电动势恒定不变，又因为ab静止不动，所以线框abed的电阻不变，故电流恒定，AD错误；ab受到的安培力，B在均匀增大，所以安培力在均匀增大，而ab受到安培力和摩擦力相互平衡，所以摩擦力在增大，故选C 考点：考查了法拉第电磁感应定律，共点力平衡条件 点评：需要注意磁感应强度均匀变化时，产生的感应电动势是恒定的 ‎9. 在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是 A. 奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应解释了电和磁之间存在联系 B. 安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说 C. 法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流 D. 楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ 奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,该效应揭示了电和磁之间存在联系，选项A正确； 安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说，选项B正确； ‎ 法拉第在实验中观察到,在通有变化电流的静止导线附近的固定导线圈中会出现感应电流，选项C错误； 楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，选项D正确；故选ABD.‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ ‎10.如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随时间变化，下列说法正确的是(　　)‎ A. 当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小 B. 当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大 C. 当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大 D. 当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 试题分析：根据法拉第电磁感应定律，线圈中感应电动势，感应电流，即感应电流，即感应电流大小与磁感应强度变化的快慢有关，与增加减小无关，因此答案BC错AD对。‎ 考点：电磁感应 ‎11.质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的平行导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的摩擦因数为μ。有电流时ab恰好在导轨上静止，如图所示。下面是沿b向a方向观察时的四个平面图，标出了四种不同的匀强磁场方向，其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是 （　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ A. 杆受到向下的重力，水平向右的安培力，和垂直于斜面的支持力的作用，在这三个力的作用下，可以处于平衡状态，摩擦力可以为零，所以A正确；‎ B. 杆受到的重力竖直向下，安培力水平向左，杆要静止的话，必定要受到沿斜面向上的摩擦力的作用，摩擦力不可能为零，所以B错误； ‎ C. 杆受到的重力竖直向下，安培力也是竖直向下的，支持力垂直于斜面向上，杆要静止的话，必定要受到沿斜面向上的摩擦力的作用，摩擦力不可能为零，所以C错误； ‎ D. 杆受到的重力竖直向下，安培力竖直向上，当这两个力等大反向的时候，杆就处于平衡状态，此时的摩擦力就是零，所以D正确。‎ 故选：AD.‎ ‎12.如图所示，一个带少量正电的小球沿着光滑、水平、绝缘的桌面向右运动，其速度方向垂直于一个水平方向的匀强磁场，小球飞离桌面边缘后最后落到水平地板上。设其在空中飞行时间为t1，水平射程为s1，着地时速率为v1；撤去磁场，其余条件不变。小球飞行时间为t2，水平射程为s2着地时速率为v2，若不计空气阻力，则以下答案中正确的是（ ）‎ A. s1> s2 B. t1> t2‎ C. v1> v2 D. v1= v2‎ ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 球在有磁场时做一般曲线运动，无磁场时做平抛运动，运用分解的思想，两种情况下，把小球的运动速度和受力向水平方向与竖直方向分解，然后利用牛顿第二定律和运动学公式来分析判断运动时间和水平射程；最后利用洛伦兹力不做功判断落地的速率．‎ ‎【详解】有磁场时，小球下落过程中要受重力和洛仑兹力共同作用，重力方向竖直向下，大小方向都不变；洛仑兹力的大小和方向都随速度的变化而变化，但在能落到地面的前提下洛仑兹力的方向跟速度方向垂直，总是指向右上方某个方向，其水平分力fx水平向右，竖直分力fy竖直向上。 如图所示，竖直方向的加速度仍向下，但小于重力加速度g，从而使运动时间比撤去磁场后要长，即t1＞t2，所以B选项正确。小球水平方向也将加速运动，从而使水平距离比撤去磁场后要大，即s1＞s2，所以A正确。在有磁场，重力和洛仑兹力共同作用时，其洛仑兹力的方向每时每刻都跟速度方向垂直，不对粒子做功，不改变粒子的动能，有磁场和无磁场都只有重力作功，动能的增加是相同的。有磁场和无磁场，小球落地时速度方向并不相同，但速度的大小是相等的，故C错误，D正确。故选ABD。‎ ‎【点睛】本题关键运用分解的思想，把小球的运动和受力分别向水平和竖直分解，然后根据选项分别选择规律分析讨论．‎ 二、实验题探究题(1题10分，2题8分，共18分)‎ ‎13. 在测量金属丝电阻率的试验中，可供选用的器材如下：‎ 待测金属丝：（阻值约，额定电流约）；‎ 电压表：（量程，内阻约）；‎ 电流表：（量程，内阻约）；‎ ‎（量程，内阻约）；‎ 电源：（电动势3V，内阻不计）‎ ‎（电动势12V，内阻不计）‎ 滑动变阻器：（最大阻值约）‎ 螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线。‎ ‎①用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为 mm。‎ ‎②若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选 、电源应选 ‎ （均填器材代号），在虚线框中（间答题卡）完成电路原理图。‎ ‎【答案】①1．773(1．771～1．775均正确) ②A1；E1；电路图如右 ‎【解析】‎ 试题分析：（1）由图示螺旋测微器可知，其示数为：1．‎5mm+27．5×0．‎01mm=1．‎775mm；‎ ‎（2）电阻丝的额定电流约为0．‎5A，电流表应选A1；电阻丝的额定电压约为U=IR=0．5×5=2．5V，电源应选E1；‎ ‎（3）待测金属丝电阻约为5Ω，电压表内阻约为3kΩ，电流表内阻约为0．2Ω，相对来说电压表内阻远大于待测金属丝的电阻，电流表应采用外接法，由题意可知，滑动变阻器采用限流接法，实验电路图如图所示：‎ 考点：测量金属丝电阻率 ‎【名师点睛】本题考查了螺旋测微器读数、实验器材的选择、设计实验电路图，螺旋测微器固定刻度示数与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；确定电流表的接法是正确设计实验电路的关键，当电压表内阻远大于待测电阻阻值时，电流表应采用外接法。‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ ‎14.若多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×1、×10、×100.用×10挡测量某电阻Rx 时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度过小，为了较准确地进行测量，则应：‎ ‎①将选择开关置于________；‎ ‎②将红、黑表笔短接进行_________________；‎ ‎③将待测电阻Rx接在___________________进行测量．‎ 若按照以上①②③步骤正确操作后，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值是________ Ω.‎ ‎【答案】 (1). ×100 (2). 欧姆调零 (3). 红黑表笔之间 (4). 2200‎ ‎【解析】‎ 选用挡测量时若偏角过小，说明测量电阻比较大，所以应该换大挡，即 挡，换挡必调零，所以要把红黑表笔短接然后进行欧姆凋零，调零过后，将待测电阻接在红黑表笔之间进行测量，从图中读出电阻的值 ‎ 三计算题（共34分）‎ ‎15.如图所示，在倾角为θ=30°的斜面上，固定一宽L=‎0.25 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R．电源电动势E=12 V，内阻r=1 Ω，一质量m=‎20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度B=0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中，金属棒的电阻R1=1 Ω（导轨电阻不计）．金属导轨是光滑的，要保持金属棒在导轨上静止，取g=‎10 m/s2，求：‎ ‎（1）金属棒所受到的安培力的大小；‎ ‎（2）通过金属棒的电流的大小；‎ ‎（3）滑动变阻器R接入电路中的阻值．‎ ‎【答案】（1）0.1N（2）‎0.5A（3）23Ω ‎【解析】‎ 试题分析：（1）因为处于静止状态，所以有得：N ‎（2）根据公式可得得：A ‎（3）根据闭合回路欧姆定律可得得：‎ 考点：考查了安培力，闭合回路欧姆定律，‎ ‎【名师点睛】本题考查应用平衡条件解决磁场中导体的平衡问题，关键在于安培力的分析和计算，比较容易．在匀强磁场中，当通电导体与磁场垂直时，安培力大小，方向由左手定则判断 ‎16.如图所示，水平放置的平行金属导轨，相距L=‎0.50 m，左端接一电阻R=0.20 Ω，方向垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度B=0.40 T，导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当ab以v=‎4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求： ‎ ‎（1）ab棒中感应电动势的大小，并指出a、b哪端电势高；‎ ‎（2）回路中感应电流的大小；‎ ‎（3）维持ab棒做匀速运动的水平外力的功率。‎ ‎【答案】（1）0.8V a端电势高 （2）‎4A （3）3.2W ‎ ‎【解析】‎ 试题分析：导体垂直切割磁感线，根据公式E=BLv求出感应电动势；ab相当于电源，根据闭合电路欧姆定律求解感应电流大小；ab棒做匀速运动，水平外力F与安培力平衡，根据安培力公式F=BIL求解，根据P=Fv求出水平外力的功率。‎ ‎（1）根据法拉第电磁感应定律，ab棒中的感应电动势为：E=BLv=0.04×0.50×4.0=0.80 V，根据右手定则可知，a端电势高。‎ ‎（2）感应电流大小为：.‎ ‎（3）由于ab棒受安培力：FA=IBL=4.0×0.5×0.4N=0.8N， 导体棒匀速运动则外力为：F= FA=0.8N。‎ 外力的功率为：‎ 点睛：本题主要考查了电磁感应、电路和磁场知识的综合，考查分析和解决综合题的能力。‎ ‎17.长为L的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，板间距离也为L，极板不带电。现有质量为m，电荷量为q的带正电粒子(重力不计)，从左边极板间中点处垂直磁场以速度v水平射入，如图所示。欲使粒子不打在极板上，求粒子的速度应满足的条件 ‎【答案】v＜或v＞。‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 欲使离子不打在极板上，抓住两个临界情况，一个是刚好从左侧射出，一个是刚好从右侧射出，根据几何关系求出两临界情况的半径，再根据半径公式得出两个临界速度，从而知道速度的范围．‎ ‎【详解】离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m，‎ 解得：。‎ ‎ 若粒子刚好从左侧射出，如图所示，则：r1=L，则：v1=。 若粒子刚好从右侧射出，如图，有：r22=L2+（r2-L）2， ‎ 解得：r2=L，则：v2=。 欲使离子不打在极板上，则v＜或v＞。‎ ‎ ‎