【物理】江苏省盐城市伍佑中学2019-2020学年高二上学期期中考试试题（选修）（解析版） 14页

盐城市伍佑中学2019-2020学年秋学期高二期中考试 物 理 试 题（选 修）‎ 考试时间：90分钟 总分：100分 一．单项选择题:本题共10小题，每小题3分，共计30分，每小题只有一个选项符合题意。‎ ‎1.电子以初速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则 A. 电子的速度始终不变 B. 电子在磁场中做匀变速曲线运动 C. 磁场对电子的洛伦兹力大小、方向不变 D. 电子的动能不变 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．电子以初速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，电子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，速度的方向是时刻发生变化，所以磁场对电子的作用力方向是变化的。选项AC错误。‎ B．洛伦兹力的方向始终与速度的方向垂直，所以洛伦兹力只是改变了电子的运动方向，粒子的加速度方向不断变化，则粒子做非匀变速直线运动，选项B错误。‎ D．电子在磁场中做匀速圆周运动，速度的大小不变，所以电子的动能就没有变化，选项D正确。‎ ‎2.关于磁感应强度，下列说法中正确的是（ ）‎ A 由B=可知，B与F成正比，与IL成反比 B. 地球表面的磁感应强度B的方向与地面相平行，由地理北方指向地理南方 C. 通电直导线周围存在磁场，与直导线距离相等的两点的磁感应强度B一定相同 D. 磁感应强度的方向就是放在该处的小磁针N极的受力方向 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．磁场中某点磁感应强度，只与磁场本身决定，与通电导线所受的安培力F以及IL的乘积无关，选项A错误； ‎ B．地球表面任意位置的地磁场方向沿磁感线的切线方向，故各点的磁场方向并不是都与地面平行，地磁的南极在地理的北极附近，地磁的北极在地理的南极附近，两者并不完全重合，故B错误；‎ C．通电直导线周围存在磁场，与直导线距离相等的两点的磁感应强度B 大小相同，但是方向相反，选项C错误；‎ D．磁感应强度的方向就是放在该处的小磁针N极的受力方向，选项D正确。‎ ‎3.在赤道上空从西向东水平发射的一束电子流，受地磁场作用，电子流的偏转方向是 A. 北方 B. 南方 C. 垂直地面向上 D. 垂直地面向下 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】赤道处的磁场方向从南向北，电子的方向自西向东，则电流的方向为由东向西，根据左手定则，洛伦兹力的方向向下。‎ A．北方，与结论不相符，选项A错误；‎ B．南方，与结论不相符，选项B错误；‎ C．垂直地面向上，与结论不相符，选项C错误；‎ D．垂直地面向下，与结论相符，选项D正确；‎ ‎4. 关于电阻率，下列说法中不正确的是（ ）。‎ A. 电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好 B. 各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度升高而增大 C. 所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零 D. 某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常都用它们制作标准电阻 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ 电阻率是表征材料导电性的物理量，电阻率越大，则电阻越大，导电性能越差；故A错误．各种材料的电阻率都与温度有关，金属导体的电阻率随温度升高而增大．故B正确．超导体是指当温度降低到接近绝对零度的某一临界温度时，它的电阻突然变为零．故C正确．有些合金的电阻率几乎不受温度的影响，通常用它们制成标准的电阻．故D正确．故选BCD．‎ ‎5.两根相互靠近长直导线1、2中通有相同的电流，相互作用力为F．若在两根导线所在空间内加一匀强磁场后，导线2所受安培力的合力恰好为零．则所加磁场的方向是（ ）‎ A. 垂直纸面向里 B. 垂直纸面向外 C. 垂直导线向右 D. 垂直导线向左 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】当两根导线中通有相同的电流时，1、2两导线间是引力，即导线2起始时受到向左的安培力；要使导线2所受安培力的合力为0，所加磁场使导线2受到的安培力向右，根据左手定则知所加磁场的方向为垂直纸面向外。故B项正确，ACD三项错误。‎ ‎6. 如图所示，水平桌面上放有一个闭合铝环，在铝环轴线上方有一个条形磁铁．当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，下列判断正确的是( )‎ A. 铝环有收缩趋势，对桌面压力减小 B. 铝环有收缩趋势，对桌面压力增大 C. 铝环有扩张趋势，对桌面压力减小 D. 铝环有扩张趋势，对桌面压力增大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 考点：法拉第电磁感应定律；楞次定律．‎ 分析：解本题时应该掌握：楞次定律的理解、应用．在楞次定律中线圈所做出的所有反应都是阻碍其磁通量的变化．如：感应电流磁场的磁通量、面积、速度、受力等．‎ 解答：解：根据楞次定律可知：当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，闭合导体环内的磁通量增大，因此线圈做出的反应是面积有收缩的趋势，同时将远离磁铁，故增大了和桌面的挤压程度，从而使导体环对桌面压力增大，选项B正确，ACD错误，‎ 故选B 点评：本题从力、运动的角度考察楞次定律，思维含量高，考察角度新颖．‎ ‎7.如图所示，无限长直导线中通以电流I ‎，矩形线圈与电流共面，下列情况在线圈中没有感应电流的是 A. 电流I增大 B. 线圈向下平动 C. 线圈向右平动 D. 电流I减小 ‎【答案】B ‎【解析】线圈不动，导线中电流增大时，线框中的磁感应强度变大，磁通量变大，故会产生感应电流，不符合题意，故A错误；当线圈向下移动，穿过线圈的磁通量不变，则不可以产生感应电流，符合题意，故B正确；当线圈向右移动时，穿过线圈的磁通量发生变化，则线圈中产生感应电流。不符合题意，故A错误；线圈不动，导线中电流减小时，线框中的磁感应强度变小，磁通量变小，故会产生感应电流，不符合题意，故D错误。故选B。‎ 点睛：判断电路中能否产生感应电流，应把握两点：一是要有闭合回路；二是回路中的磁通量要发生变化．‎ ‎8.如图所示，在通电螺线管的周围和内部a、b、c、d四个位置分别放置了小磁针，小磁针涂黑的一端是N极．图中正确表示小磁针静止时的位置是（   ）‎ A. a B. b C. c D. d ‎【答案】A ‎【解析】‎ 根据电源的正负极得出通电螺线管的电流方向从左边流入、从右边流出；根据电流方向，利用安培定则判断螺线管的左端为S极、右端为N极；在磁体内磁场的方向从S极指向N极，而小磁针的N极的指向表示磁场的方向，所以b、c、d三个位置的磁场的指向都错误。在磁体外磁场的方向从N极指向S极，所以a处的磁场从右向左，小磁针的指向正确。故选A。‎ ‎【点睛】安培定则（右手螺旋定则）为考试中的重点及难点，应能做到熟练应用右手螺旋定则判断电流及磁极的关系．‎ ‎9.如图所示，x 轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场，有两个质量相同，电荷量也相同的带正、负电的电荷（不计重力），以相同速度从O点射入磁场中，最终均从x轴离开磁场，关于正、负电荷在磁场中运动，下列说法正确的是（ ）‎ A. 两电荷所受的洛伦兹力相同 B. 在磁场中正电荷的运动时间等于负电荷的运动时间 C. 两电荷重新回到x轴时距O点的距离相同 D. 两电荷重新回到x轴时速度大小相等，方向不同 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．两电荷电性相反，则由左手定则可知，所受的洛伦兹力大小相同，方向相反，选项A错误；‎ B．因两个电荷质量相同，电荷量也相等（电量绝对值），它们垂直进入同一匀强磁场中做匀速圆周运动的半径必相等、周期（指完成一个圆周）必相等。当θ不等于90度时，两电荷在磁场中的轨迹一个是小半圆弧，另一个是大半圆弧，所以在磁场中的运动时间就不相等。故B选项错误。‎ C．由运动轨迹可知，由于两个电荷的轨迹若合拢，肯定能组合为一个完整的圆周，则两电荷重新回到x轴时距O点的距离相同，选项C正确；‎ D．因离子进入磁场时射入方向与x轴夹角为θ，那么射出磁场时速度方向必与x轴夹角为θ，选项D错误。‎ ‎10.如图所示，已知电源的内阻为r，外电路的固定电阻R0＝r，可变电阻Rx的总阻值为2r.闭合开关S，当Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中(　　)‎ A. 电源的总功率保持不变 B. Rx消耗的功率减小 C. 电源内消耗的功率减小 D. R0消耗的功率减小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．当变阻器的滑动片自A端向B端滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，根据P=EI可知，电源总功率变大；故A错误；‎ B．将R0等效为内阻，所以电源内阻为2r，而滑动变阻器接入电阻最大为2r，此时滑动变阻器上消耗的功率最大，则当变阻器的滑动片自A端向B端滑动时，Rx消耗的功率减小，故B正确；‎ C．当变阻器的滑动片自A端向B端滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，根据P=I2r可知，电源内消耗的功率增大，故C错误；‎ D．R0为定值电阻，其功率随电流的变化而变化，而在滑片移动过程中，滑动变阻器接入电阻变小，则电流变大，故功率越来越大，故D错误；‎ 二．多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分。每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答得得0分。‎ ‎11.如图所示四个图中，分别标明了通电导线在磁场中的电流方向、磁场方向以及通电导线所受磁场力的方向，其中正确的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据左手定则，A图导线受磁场力向下，A错误；B不受磁场力；C正确；D图所受磁场力方向应垂直于导线方向，D错误。‎ ‎12.关于电磁感应，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 B. 穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零 C. 穿过线圈的磁通量的变化越大，感应电动势越大 D. 通过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.穿过线圈的磁通量越大，而磁通量变化率不一定越大，则感应电动势也无法确定，故A项与题意不相符；‎ B．穿过线圈的磁通量为零，可能磁通量变化率最大，则感应电动势也会最大，故B项与题意不相符；‎ C.穿过线圈的磁通量的变化越大，而磁通量变化率不一定越大，则感应电动势也无法确定。故C项与题意不相符；‎ D.通过线圈的磁通量变化越快，感应电动势也越大，故D项与题意相符。‎ ‎13.闭合回路的磁通量随时间t变化图象分别如图所示，关于回路中产生的感应电动势的下列论述，其中正确的是 （ ）‎ A. 图甲回路中没有感应电流 B. 图乙回路中感应电动势恒定不变 C. 图丙回路中0～t0时间内感应电动势小于t0～2t0时间内感应电动势 D. 图丁回路中感应电动势先变大后变小 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A．图中磁通量Φ不变，没有感应电动势产生，故A正确。‎ B．图中磁通量Φ随时间t均匀增大，图象的斜率k 不变，即磁通量的变化率不变，根据法拉第电磁感应定律得知，回路中产生的感应电动势恒定不变，故B正确。‎ C．图中回路在0～t1时间内，图象的斜率大于在t1～t2时间的斜率，说明前一段时间内磁通量的变化率大于后一时间内磁通量的变化率，所以根据法拉第电磁感应定律知，在0～t1时间内产生的感应电动势大于在t1～t2时间内产生的感应电动势，故C错误。‎ D．图中磁通量Φ随时间t变化的图象的斜率先变小后变大，磁通量的变化率先变小后变大，所以感应电动势先变小后变大，故D错误。‎ ‎14.长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁感强度为B，板间距离也为L，板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是（　　）‎ A. 使粒子的速度 B. 使粒子的速度 C. 使粒子的速度 D. 使粒子速度 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 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：，解得：，粒子运动轨迹如图所示：‎ 若粒子刚好从左侧射出时半径为：，解得：，若粒子刚好从右侧射出半径为：，解得半径为：，速度为：‎ ‎，欲使离子不打在极板上有：或，故AB正确，CD错误。‎ 三．实验题，共计18分 ‎15.某物理实验兴趣小组探究测定某品牌矿泉水的电阻率，用一两端开口的的玻璃管通过密封塞封住一定量的矿泉水（水占满被密封部分的全部空间）．‎ ‎（1）该同学用多用电表的电阻档测量玻璃管中矿泉水的电阻，选择开关置于“×100”档，发现指针如图甲所示，则该同学接着需要做的实验步骤是：‎ ‎①换选________(填“×10”或“×1k”)档； ②______________________．‎ ‎（2）该组同学按图乙连好电路后，调节滑动变阻器的滑片，从最右端向左端移动的整个过程中，发现电压表有示数但几乎不变，可能的原因是________．‎ A. 滑动变阻器阻值太小　　B. 电路中5、6之间断路　　C. 电路中7、8之间断路 ‎（3）该组同学在改进实验后，测出玻璃管中有水部分的长度为L，电压表示数为U，电流表示数为I，改变玻璃管中的水量，测出多组数据，并描绘出相应的图像如图丙所示，若图线的斜率为k，玻璃管的内径d，则矿泉水的电阻率ρ＝________(用题中字母表示)．‎ ‎【答案】 (1). 换×1k倍率； (2). 换挡要进行欧姆调零． (3). AC (4). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）①[1][2]．由图可知欧姆表示数太大，故应选择更大倍率测量，即换×1k倍率；②换挡要进行欧姆调零．‎ ‎（2）[3]．A、滑动变阻器阻值太小，通过调节它电路的电流改变比较小，故A可能；‎ B. 电路中5、6之间断路，则电压表示数为零，故B不可能；‎ C、电路中7、8之间断路后电压表被串联到电路中，会导致其电压接近电源电动势，故C是可能的；‎ ‎（3）[4]．由电阻定律可得：‎ 又 由图象可知：‎ 解得：‎ ‎．‎ ‎16.有一个额定电压为,额定功率约为1W的小灯泡,现要用伏安法描绘这个灯泡的I一U图线,有下列器材可供选用：‎ A.电压表,内阻约为 B.电压表,内阻约为 C.电流表,内阻约为 D.电流表,内阻约为 E.滑动变阻器 F.滑动变阻器 G.蓄电池电动势6V,内阻不计 H.开关、导线 ‎（1）请在对应方框内画出该实验的原理电路图；‎ ‎（2）实验中,电压表选______,电流表选______,滑动变阻器选______用序号字母表示；‎ ‎（3）测得该灯泡的伏安特性曲线如图所示,由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为______,若将此灯泡与电动势12V、内阻为的电源相连,要使灯泡正常发光,需串联一个阻值为______的电阻结果保留两位有效数字 ‎【答案】 (1). (2). D E (3). 33‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]描绘灯泡伏安特性曲线电压与电流应从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法,灯泡正常发光时的电阻 电压表内阻为,电流表内阻为,电压表内阻远大于灯泡电阻,电流表应采用外接法,电路图如图所示．‎ ‎[2][3][4]灯泡额定电压是,则电压表应选A；灯泡正常发光时的电流 电流表应选D；为方便实验操作滑动变阻器应选小电阻E．‎ ‎[5][6]由图可知,当电压达到时,电流大小为；则灯泡的电阻 灯泡正常发光时 串联电阻阻值 四．计算题：共36分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题， 答案中必须明确写出数值和单位。‎ ‎17.如图所示，已知电源电动势E＝20V，内阻r＝1Ω，当接入固定电阻R＝4Ω时，电路中标有“3V,6W”的灯泡L和内阻RD＝0.5Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作．试求：‎ ‎ ‎ ‎(1)电路中的电流大小；‎ ‎(2)电动机的额定电压；‎ ‎(3)电动机的输出功率．‎ ‎【答案】(1)2A (2)7V (3)12W ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)灯泡L正常发光，电路中的电流为：‎ ‎(2)由闭合电路欧姆定律可求得，电动机的额定电压为：‎ UD=E-I(r+R)-UL=20-2×(1+4)-3=7V ‎(3)电动机的总功率为 P总=IUD=2×7=14W 电动机的热功率为 P热=I2RD=22×0.5=2W 所以电动机的输出功率为 P出=P总-P热=14-2=12W ‎18.如图所示，、为两条平行放置的金属导轨，左端接有定值电阻，金属棒斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，磁感应强度为的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨接触点之间的距离为，金属棒与导轨间夹角为60°，以速度水平向右匀速运动，金属棒的电阻为r，不计导轨的电阻，求：‎ ‎（1）流过金属棒中的电流是多少？‎ ‎（2）导体棒ab两端的电压是多少？‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）当金属棒以速度v 水平向右匀速运动，金属棒切割磁感线，产生感应电动势和感应电流，金属棒有效的切割长度为;‎ ab中产生的感应电动势为 通过金属棒的电流为 ‎。‎ ‎（2）导体棒ab两端的电压是 ‎19.在近代物理实验中，常用回旋加速器加速得到高速粒子流．回旋加速器的结构如图所示，D1、D2是相距很近的两个处于匀强磁场中的半圆形金属盒，D形盒的缝隙处接交流电源，A处的粒子源产生的带电粒子在两盒之间被电场加速．设带电粒子质量为m，电量为q，匀强磁场磁感应强度为B，D形盒的最大半径为R，两个D形盒之间的距离为d，d远小于R，D形盒之间所加交变电压大小为U．不计粒子的初速度及运动过程中质量的变化，求：‎ ‎（1）所加交变电压的周期T；‎ ‎（2）带电粒子离开D形盒时的动能Ekm； ‎ ‎（3）带电粒子在回旋加速器磁场中运动的时间t1及在两D形盒间电场中运动的时间t2，并证明粒子在电场中运动的时间可以忽略不计．‎ ‎【答案】（1） （2） （3）见解析 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）带电粒子在磁场中运动半周的时间与交变电压的半个周期相等， 得 ‎ ‎（2）带电粒子离开D形盒时的轨迹半径为R，由圆周运动的规律得 ‎ ‎ 解得： ‎ 带电粒子离开D形盒时的动能 ‎ ‎（3）设带电粒子在电场中加速的次数为n，有 ‎ 解得： ‎ 又因为带电粒子在磁场中运动的周期 ‎ 所以带电粒子在磁场中运动的时间 ‎ 解得： ‎ 带电粒子在电场中运动可看成匀加速直线运动，得v=at ‎ 其中 所以带电粒子在电场中运动的时间 ‎ 有 ‎ 因为d远小于R，有t2远小于t1，所以带电粒子在电场中运动的时间可以忽略．‎ ‎【点睛】此题关键是知道回旋加速器的工作原理，知道电场的周期等于粒子在磁场中的周期，当粒子的半径等于D型盒的半径时，粒子的速度最大，能量最大.‎