2018-2019学年湖南省衡阳县高二上学期期末考试物理试题 解析版 14页

湖南省衡阳县2018-2019年上学期高二期末考试物理试题 一、选择题 ‎1.关于库仑定律，下列说法正确的是（　　）‎ A. 库仑定律的适用范围是真空中两个点电荷间的相互作用 B. 根据公式，当两个点电荷距离趋于0时，电场力将趋于无穷大 C. 若点电荷Q1的电荷量大于Q2的电荷量，则Q1对Q2电场力大于Q2对Q1电场力 D. 库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A、库仑定律的适用范围是真空中两个点电荷间的相互作用，故A正确。‎ B、根据公式可知，当两个点电荷距离趋于无穷大时，电场力将趋于0；而当两个电荷的距离趋近于零时，不再满足点电荷的条件，故不能从数学公式推出电场力为无穷大；故B错误。‎ C、两点电荷之间的作用力是相互的，根据牛顿第三定律，无论点电荷Q1的电荷量与Q2的电荷量大小如何，Q1对 Q2的电场力大小上总等于Q2对 Q1电场力；故C错误。‎ D、库仑定律适用于点电荷，点电荷并不是体积很小的球体，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握库仑定律的适用范围，以及能看成点电荷的条件，当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时，可以看成点电荷．‎ ‎2.关于电场强度, 下列说法正确的是( )‎ A. 电场强度的方向总是跟电场力的方向一致 B. 电荷在某点受到的电场力越大, 该点的电场强度越大 C. 在电场中某点放入检验电荷q，该点的场强为E=F/q，取走q后，该点场强不变 D. 在真空中E=，式中Q是试探电荷的电荷量 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】电场强度的方向总是跟正电荷所受电场力的方向一致，跟负电荷所受电场力的方向相反，故A错误；电场强度由电场本身性质决定，电荷在电场中某点的电场力大，可能是电荷量较大，电场强度不一定大，故B错误；在电场中某点放入检验电荷q，该点的场强为，电场强度由电场本身性质决定，所以取走q后，该点场强不变，故C正确；在真空中E=，式中Q是场源电荷的电荷量，故D错误。所以C正确，ABD错误。‎ ‎3.如图示，两个固定的等量异种电荷，在它们连线的垂直平分线上有a、b、c三点，则　　‎ A. a点场强一定比b点大 B. a、b两点场强方向不相同 C. a、b、c三点电势不相等 D. 带电粒子在a、c连线上运动，电场力不做功 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB、根据电场线疏密程度可知a点场强小于b点场强；a、b两点的场强方向相同，均垂直于中垂线向右，故AB错误；‎ CD、等量异种电荷连线中垂线为等势线，故a、b、c三点电势相同，电荷放置三处的电势能一样，带电粒子在a、c连线上运动，电场力不做功。故C错误，D正确 故选：D。‎ ‎【点睛】两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线；电场强度方向与等势面方向垂直，而且指向电势低的方向。根据电子的受力情况，分析电子的运动情况 ‎4.如图所示，在原来不带电的金属细杆ab附近的P点处，放置一个正点电荷，达到静电平衡后，说法中不正确的是（ ）‎ A. a端的电势和b端的相等 B. b端的电势比d点的高 C. 金属细杆内c处场强为零 D. 金属细杆内c处感应电荷场强的方向由a指向b ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、B、C、达到静电平衡后，杆处于静电平衡状态，整个导体是一个等势体，导体上的电势处处相等，所以可以得到φa=φb，所以内部的场强处处为零，c处的电场强度为0，故A，C正确，B不正确；‎ D、由于静电感应，达到静电平衡后，导体上感应出来的正电荷在a端，负电荷在b端，因C处的电场强度为零，那么细杆内c处感应电荷场强的方向由a指向b，故D正确；‎ 本题选择不正确的故选B.‎ ‎【点睛】达到静电平衡后，导体为等势体，导体上的电势处处相等，这是解决本题的关键的地方，对于静电场的特点一定要熟悉．‎ ‎5.高中物理教材指出，v-t图像下面的面积等于物体的位移，关于图像中的面积与物理量的对应关系不正确的是 A. F-x图线（力随礼的方向向上位移变化）下面的面积等于力做的功 B. a-t图像（加速度随时间变化）下面的面积等于速度的变化量 C. 图线（磁通量随时间变化）下面的面积等于感应电动势的大小 D. I-t图线（电流随时间变化）下面的面积等于通过的电量 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A．根据W=Fx，力与力方向上的位移的乘积等于力做的功，所以F-x图线下面的面积等于力做的功，故A正确；‎ B．根据v=at，加速度与运动时间的乘积等于速度的变化量，所以a-t图像下面的面积等于速度的变化量，故B正确；‎ C．根据法拉第电磁感应定律，感应电动势等于磁通量的变化率，所以图线的斜率等于感应电动势的大小，故C错误；‎ D．根据q=It，电流与时间的乘积等于通过导体横截面积的电量，所以I-t图线下面的面积等于通过的电量，故D正确。‎ 本题选择错误答案，故选：C ‎6. 小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线．则下列说法中正确的是（ ）‎ A. 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻不变 B. 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小 C. 对应P点，小灯泡的电阻为 D. 对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1／I2‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：I-U图象的斜率倒数的物理意义表示电阻值,因此随U增大,小灯泡的电阻增大,AB错;对于可变电阻而言,R=U/I,所以P点对应电阻R=U1/I2,不能用R=ΔU/ΔI来计算,D对､C错;‎ 考点：考查伏安特性曲线 点评：明确伏安特性曲线中某一点的切线的物理意义是求解本题的关键 ‎7.如图所示，平行板电容器与电动势为 E′的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地，静电计所带电荷量 很少，可被忽略．一带负电油滴被固定于电容器中的 P 点．现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小 段距离，则说正确的是( ) ‎ A. 平行板电容器的电容将变小 B. 静电计指针张角变小 C. 平行板电容器的电量不变 D. 若先将上极板与电源正极的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力变小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】根据知，d增大，则电容减小。故A正确。静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变。故B错误。电势差U不变，电容C减小，根据Q=CU可知平行板电容器的电量减小，选项C错误；电容器与电源断开，则电荷量Q不变，d改变，根据，知电场强度不变，则油滴所受电场力不变。故D错误。故选A。‎ ‎【点睛】本题是电容器的动态分析问题，关键抓住不变量，当电容器与电源始终相连，则电势差不变，当电容器与电源断开，则电荷量不变，只改变两板间距离时，板间电场强度不变．‎ ‎8.如图所示，在光滑的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个半径为a，质量为m，电阻为R的金属圆环垂直磁场方向，从圆环与边界线PQ相切时开始，在外力作用下以速度v向右匀速运动，到圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时，下列说法正确的是（ ）‎ A. 此时圆环中的电动势大小为2Bav B. 此时圆环中的电流方向为逆时针方向 C. 此过程中圆环中的电动势均匀增大·‎ D. 此过程中通过环截面的电量为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：当圆环直径与边界PQ重合时，圆环中电动势的大小为E＝4BaV，故A错；根据楞次定律可以判断圆环中电流方向为顺时针，故B错；此过程中圆环的电动势增大，但增大得越来越慢，选项C错误；由电荷量知，△Φ＝BS＝Bπa2，可得故选D。‎ 考点：法拉第电磁感应定律；楞次定律；电量 ‎【名师点睛】本题考查电磁感应规律、楞次定律、闭合电路运算、感应电动势平均值应用等．关键为：搞清楚磁通量的变化、平动切割的有效长度、平均值，注意求解电量时必须用电流的平均值，不是瞬时值。‎ ‎9.在一次研究性学习的实验探究中，某组同学分別测绘出一个电源的路端电压随电流变化的关系图线，还测絵出了一个电阻两端的电压随电流变化的关系图线，如图中AC和OB所示。若把该电阻R接在该电源上构成闭合电路（R为唯一用电器）由图可知（ ）‎ A. 电源的内电阻是1.2Ω B. 外电阻的电阻值是1.2Ω C. 电源的效率是80％‎ D. 电源的输出功率是1.5W ‎【答案】BC ‎【解析】‎ A、AC斜率的绝对值表示电源的内阻：，故A错误；‎ B、由图象可知，OB的斜率表示外电阻：，故B正确； C、电源的输出功率，U为外电阻两端电压，电路中的总电流即为流过外电阻的电流，所以，则电源的效率：，C正确，D错误。‎ 点睛：本题考查了学生对电学图象的认识，要理解U-I图象中点和斜率的意义并能结合公式求解。‎ ‎10.如图所示，半径为R的圆形区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。某质量为m，带电量为q的带电粒子沿圆形区域的半径方向以一定速度射入磁场，射出磁场时偏离原方向 。不计粒子重力，则（ ）‎ A. 该粒子带负电 B. 粒子在磁场中圆周运动的半径为R C. 粒子射入磁场的速度大小为 D. 粒子在磁场中运动的时间为 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】由左手定则可知，粒子带负电，选项A正确；由几何关系可知，粒子在磁场中圆周运动的半径为，选项B错误；根据可知粒子射入磁场的速度大小为，选项C正确；粒子在磁场中做圆周运动的圆心角为600，则运动的时间为 ，选项D错误；故选AC.‎ ‎11.根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的炮弹发射装置—电磁炮，它的基本原理如图所示，下列结论中正确的是 A. 要使炮弹沿导轨向右发射，必须通以自N向M的电流 B. 要想提高炮弹的发射速度，可适当增大电流 C. 要想提高炮弹的发射速度，可适当增大磁感应强度 D. 使电流和磁感应强度的方向同时反向，炮弹的发射方向亦将随之反向 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 电磁炮是靠安培力加速，要使炮弹沿导轨向右发射，则安培力向右，由左手定则可判断MN 中的电流方向为MN；要想提高炮弹的发射速度，应增大安培力，由可得B、C选项正确；使电流和磁感应强度方向同时反向，安培力方向不变，D错误。‎ ‎12.在电场强度大小为E的匀强电场中，将一个质量为m、电荷量为＋q的带电小球由静止开始释放，带电小球沿与竖直方向成θ角的方向做直线运动。关于带电小球的电势能ε和机械能W的判断，正确的是 (　 　 )‎ A. 若sinθ<，则ε一定减少，W一定增加 B. 若sinθ＝，则ε、W一定不变 C. 若sinθ＝，则ε一定增加，W一定减小 D. 若tanθ＝，则ε可能增加、也可能减少，但ε与W的总和一定保持不变 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】若，电场力可能做正功，也可能做负功，所以可能减小也可能增大、W可能增大也可能减小，A错误；若，则电场力与速度方向垂直，电场力不做功，、W一定守恒，B正确C错误；若，则电场力沿水平方向，可能水平向左，可能水平向右，则电场力和重力的合力与速度方向可能同向，也可能成一定的角度，则电场力可能做正功，可能做负功，可能增加，可能减小，根据能量守恒知，电势能和机械能之和保持不变，D正确．‎ 二、填空题 ‎13.如图所示的电表均使用较小量程时，图中表针示数分别是____A，_____V.‎ ‎【答案】 (1). 0.44 (2). 1.70‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据电表量程确定其分度值，然后根据指针位置读出其示数．‎ ‎【详解】电流表使用0.6A量程时，其分度值为0.02A，示数是0.44A．电压表使用3V量程时，其分度值为0.1V，示数为1.70V．‎ ‎14.如图所示，电路由电流计与四个电阻连接而成电流计内阻Rg＝80Ω，满偏电流Ig＝1mA，R1=10Ω，R2=10Ω，R3=194Ω，R4=790Ω. ‎ ‎①若使用12接线桂电路可做_______表。‎ ‎②若使用15电路可做_____表，量程为____‎ ‎【答案】 (1). 电流表 (2). 电压表 (3). 5V ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 确定两种接法的电路结构，根据欧姆定律即可求出两表的量程．‎ ‎【详解】①使用12接线柱，R1作为分流电阻，则可做电流表；‎ ‎②使用15电路可做电压表，根据并联电路，电流与电阻成反比，有： ‎ 解得： ‎ 电压表的量程 ‎ 代入数据：U=1×10-3×80+(1+4)×10-3×(194+790) 解得：U=5V ‎15.如图a所示，是用伏安法测电源电动势和内阻的实验电路图，为防止短路，接入一保护电阻R0，其阻值为2Ω．通过改变滑动变阻器，得到几组电表的实验数据，并作出如图b所示的U-I图像： ‎ ‎ ‎ ‎①根据U-I图像，可知电源电动势E=_________V，内阻r =_______ Ω．‎ ‎②本实验测出的电源的电动势与真实值相比是_________．（填“偏大”、“偏小”或“不变”）‎ ‎【答案】 (1). 1.5V (2). 1.0Ω (3). 偏小 ‎【解析】‎ ‎①由图b所示图象可知，图象与纵轴交点坐标值是，电源电动势； 电源内阻； ②由于电压表分流，使所测电源电动势小于真实值。‎ 点睛：本题关键是知道电源的U-I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻。‎ 三、计算题 ‎16.如图所示，用细线将质量为m=4×10-3kg的带电小球P悬挂在O点正下方．当空中有方向为水平向右，大小为E＝2×104V/m的匀强电场，系统静止时，细线与竖直方向夹角37°。g取10m／s2‎ ‎（1）分析小球的带何种电荷 ‎（2）求小球带电量q ‎（3）求剪断细线后带电小球的加速度a ‎【答案】（1）小球带正电  （2）1.5×10﹣6C   （3）12.5m/s2‎ ‎【解析】‎ 试题分析：对小球受力分析，根据带电小球处于静止状态，确定电场力的方向，即可判断小球的电性；根据平衡条件，将小球的重力进行分析，列式求解即可；剪断细线后带电小球只重力和电场力，这两个力都是恒力，而且不变，根据牛顿第二定律求解加速度。‎ ‎（1）小球受到重力mg、电场力qE和细线的拉力，如图，‎ 电场力方向与电场同向，故小球带正电。‎ ‎（2）小球受力平衡，将重力分解如图，在水平方向有：‎ qE=mgtan37°‎ 带入数据解得：q =1.5×10﹣6C。‎ ‎（3）由受力图可知细线的拉力为：‎ 如果剪断细绳小球所受的合力与F大小相等，方向相反 根据牛顿第二定律求得加速度为：‎ 点睛：本题主要考查了力的平衡问题，正确受力分析在结合力的合成或分解找出力与力之间的关系即可。‎ ‎17.如图所示，在平行金属带电极板MN电场中将电荷量为-4×10-6C的点电荷从A点移到M板，电场力做负功8×10-4J，把该点电荷从A点移到N板，电场力做正功为4×10-4J，N板接地，设地面为零势面，则 ‎ ‎ ‎（1）A点的电势φA是多少？‎ ‎（2）UMN等于多少伏？‎ ‎（3）M板的电势是多少？‎ ‎【答案】（1）-100V（2）-300V（3）-300V ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据WAN=qUAN可求出点AN的电势差，N板接地电势为零，即可求出A点的电势；根据WAM=qUAM可求出点AM的电势差，即可求出UMN和M板的电势。‎ ‎【详解】（1）A、N间的电势差：‎ 又UAN=φA-φN，φN=0， 则A点的电势为：φA=-100V。 （2）根据带电粒子做功规律可知：WMA=-WAM=8×10-4 J 所以M、N板间的电势差为：。 （3）由UMN=φM-φN，φN=0，得M板的电势为：φM=UMN=-300V ‎【点睛】此题考查匀强电场中电势差电场强度的关系，运用电势差公式U=W/q 时，要注意电荷移动的方向，要注意理解W=Uq公式中三个量都要代入正负号一起计算。‎ ‎18.如图所示，电源电动势E=10 V，内阻r=0.5 Ω，标有“8 V，16 W”的灯泡恰好能正常发光，电动机M绕组的电阻R0=1 Ω，求：‎ ‎（1）路端电压；‎ ‎（2）电源的总功率；‎ ‎（3）电动机的输出功率。‎ ‎【答案】8V； 40W； 12W ‎【解析】‎ ‎（1）路端电压等于电灯的电压，即为．‎ ‎（2）由得，‎ ‎，‎ 电源总功率．‎ ‎（3）电动机的电流，‎ 电动机消耗的总功率，，‎ 电动机内阻消耗的功率，‎ 所以输出功率为．‎ 点睛：对于电动机电路，要正确区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路：当电动机正常工作时，是非纯电阻电路；当电动机被卡住不转时，是纯电阻电路．‎ ‎19.在图所示的平行板器件中，电场强度和磁感应强度相互垂直。具有某一水平速度的带电粒子，将沿着图中所示的虚线穿过两板间的空间而不发生偏转，具有其他速度的带电粒子将发生偏转。这种器件能把具有某一特定速度的带电粒子选择出来，叫作速度选择器。已知粒子A（重力不计）的质量为m,带电量为+q；两极板间距为d；电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。求：‎ ‎(1)带电粒子A从图中左端应以多大速度才能沿着图示虚线通过速度选择器？‎ ‎(2)若带电粒子A的反粒子(-q, m)从图中左端以速度E/B水平入射，还能沿直线从右端穿出吗？为什么？‎ ‎(3)若带电粒子A从图中右端两极板中央以速度E/B水平入射，判断粒子A是否能沿虚线从左端穿出，并说明理由。若不能穿出而打在极板上．请求出粒子A到达极板时的动能？‎ ‎【答案】(1) E/B (2) 仍能直线从右端穿出，由(1)可知，选择器(B, E)给定时，与粒子的电性、电量无关．只与速度有关 (3) 不可能, ‎ ‎【解析】‎ 试题分析：，电场的方向与B的方向垂直，带电粒子进入复合场，受电场力和安培力，且二力是平衡力，即Eq=qvB，即可解得速度。仍能直线从右端穿出，由(1)可知，选择器(B, E)给定时，与粒子的电性、电量无关．只与速度有关。‎ ‎ (1) 带电粒子在电磁场中受到电场力和洛伦兹力（不计重力），当沿虚线作匀速直线运动时，两个力平衡，即Eq=Bqv ‎ 解得：‎ ‎（2）仍能直线从右端穿出，由(1)可知，选择器(B, E)给定时，与粒子的电性、电量无关．只与速度有关。‎ ‎(3)设粒子A在选择器的右端入射是速度大小为v，电场力与洛伦兹力同方向，因此不可能直线从左端穿出，一定偏向极板。设粒子打在极板上是的速度大小为v′。‎ 由动能定理得：‎ 因为 E=Bv ‎ 联立可得粒子A到达极板时的动能为：‎ 点睛：本题主要考查了从速度选择器出来的粒子电场力和洛伦兹力相等，粒子的速度相同，速度选择器只选择速度，不选择电量与电性，同时要结合功能关系分析。‎ ‎ ‎