陕西省黄陵中学高新部2019-2020学年高二上学期期末考试物理试题 17页

黄陵中学高新部 2019-2020 学年度第一学期高二物理期末考 试题 一、单项选择题 1.奥斯特实验说明了( ) A. 磁场的存在 B. 磁场的方向性 C. 电流可以产生磁场 D. 磁场间有相互作用 【答案】C 【解析】 【详解】奥斯特将通电导线放于小磁针上方时发现小磁针发生了偏转，说明了通电导线周围 存在着磁场，即电流可以产生磁场。 A. 磁场的存在与分析不符，故 A 错误。 B. 磁场的方向性与分析不符，故 B 错误。 C. 电流可以产生磁场与分析相符，故 C 正确。 D. 磁场间有相互作用与分析不符，故 D 错误。 2.关于磁感应强度的方向，下列方法不正确的是 (　　) A. 小磁针静止时 S 极所指的方向 B. 小磁针静止时 N 极所指的方向 C. 小磁针 N 极的受力方向 D. 同磁场方向一致 【答案】A 【解析】 【分析】 磁感应强度的方向就是磁场的方向，是小磁针静止的时候 N 极所指的方向，也是小磁针的 N 极所受力的方向，磁感应强度的方向沿磁感线的切线方向，与通电导线所受安培力的方向垂 直； 【详解】磁感应强度的方向即为：小磁针静止时 N 极的受力方向即小磁针 N 的指向就是该 点的磁感应强度 B 的方向，通磁场的方向一致，故选项 A 错误，选项 BCD 正确． 【点睛】本题关键要掌握磁感应强度的物理意义，知道磁场的方向就是磁场方向，与通电导 线所受安培力的方向垂直． 3. 两个小灯泡，分别标有“1 A 4 W”和“2 A 1 W”的字样，则它们均正常发光时的电阻阻值 之比为( ) A. 2∶1 B. 16∶1 C. 4∶1 D. 1∶16 【答案】B 【解析】 由 P=I2R 得：两灯泡的电阻分别为： ， ；所以 电阻之比为： ，所以 ACD 错误，B 正确，故选 B． 4.在电场中，A、B 两点的电势差 ，那么将一负电荷从 A 移到 B 的过程中（ ） A. 电场力做正功，电势能增加 B. 电场力做负功，电势能增加 C. 电场力做正功，电势能减小 D. 电场力做负功，电势能减少 【答案】B 【解析】 试题分析：根据电场力做功公式 ， ， ，则知 ，即电场力 做负功，电势能增加．选项 B 正确，ACD 错误． 考点：电势能 【名师点睛】本题关键要根据电场力做功公式 ，判断电场力做功的正负，运用 此公式时各量均要代入符号． 5.如图所示 A、B 两点分别固定带有等量同种电荷的点电荷，M、N 为 AB 连线上的两点， 且 AM=BN，则（ ） A. M、N 两点的电势和场强都相等 B. M、N 两点的电势和场强都不相等 C. M、N 两点的电势不同，场强相等 D. M、N 两点的电势相同，场强不相等 【答案】D 【解析】 1 1 2 2 1 4 41 PR I Ω Ω＝ ＝ ＝ 2 2 2 2 2 1 1 2 4 PR I Ω Ω＝ ＝ ＝ 1 2 16 1 R R ＝ 0ABU > AB ABW qU= 0ABU ＞ 0q＜ 0ABW ＜ AB ABW qU= 【详解】M、N 两点电荷相同，根据电场分布的对称性知，电场强度大小相同，方向相反， 场强不同，而电势相同，故 ABC 错误，D 正确． 故选 D． 6. 在如图所示的闭合电路中，当滑片 P 向左移动时，则（ ） A. 电流表示数变大，电压表示数变大 B. 电流表示数变小，电压表示数变大 C. 电流表示数变大，电压表示数变小 D. 电流表示数变小，电压表示数变小 【答案】C 【解析】 试题分析：当滑片 P 向左滑动时，变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，则 电路的总电流变大，即电流表的示数变大；总电流变大，则电源内阻和 所占电压变大， 由闭合电路欧姆定律知，滑动变阻器 R 两端的电压变小，即电压表的示数变小，故 C 正确， ABD 错误． 考点：闭合电路的欧姆定律 【名师点睛】本题是电路的动态变化分析问题．要注意因滑动变阻器电阻和电流同时发生了 变化，无法直接由欧姆定律求得两端的电压，故先求得与之串联定值电阻两端的电压，再根 据总电压不变，得出滑动变阻器两端的电压． 7.如图所示，电源电动势 E＝10 V，内阻 r＝0.2 Ω，标有“8 V,16 W”的灯泡 L 恰好正常发光， 电动机线圈电阻 R0＝0.15 Ω，则电源的输出功率为(　　) 0R A. 16 W B. 440 W C. 80 W D. 400 W 【答案】C 【解析】 【详解】路端电压等于电灯 L 的电压，即 U=8V，所以根据公式 ，解得电路中的 总电流为 I=10A，故通过电动机的电流为 ,电动机两端电压为 8V，所以电 动机的电功率为 ,故电源的输出功率为 8.在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线，如图所示，四根导线中电流 I4＝ I3>I2>I1，要使 O 点磁场增强，则应切断哪一根导线中的电流(　　) A. I1 B. I2 C. I3 D. I4 【答案】D 【解析】 【详解】从图中可得 在 O 点产生的磁感应强度的方向都为垂直纸面向里，而 在 O 点产生的磁感应强度方向为垂直纸面向外，故要使 O 点磁场增强，则应该切断 ，D 正确 【点睛】本题利用安培定则判断磁场方向比较简单，但磁场的叠加，较为复杂，采用作图法 可防止思路出现混乱 rE U I= + I 8M LI I A= − = 64M LP UI W= = 80E M LP P P W= + = 1 3 2I I I、 、 4I 4I 9.如图所示是三根平行直导线的截面图，若它们的电流强度大小都相同，且 ab＝ac＝ad，则 a 点的磁感应强度的方向是 (　　) A. 垂直纸面指向纸里 B. 垂直纸面指向纸外 C. 沿纸面由 a 指向 b D. 沿纸面由 a 指向 d 【答案】D 【解析】 解: 用右手螺旋定则判断通电直导线在 a 点上所产生的磁场方向,如图所示: 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 D. 点睛:磁感应强度既有大小,又有方向,是矢量.它的合成遵循矢量合成的平行四边形法则. 10.下面 四个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是( ) A. B. C 的 D. 【答案】C 【解析】 【分析】 考查了左手定则的应用．根据左手定则的内容，直接判断即可，比较简单． 【详解】A．磁场向上，电流向里，根据左手定则可得，安培力的方向水平向右，所以 A 错 误； B．磁场向左，电流向外，根据左手定则可得，安培力的方向向下，所以 B 错误； C．磁场向里，电流向左，根据左手定则可得，安培力的方向向下，所以 C 正确； D．磁场向外，电流向外，它们的方向相同，不受安培力的作用，所以 D 错误． 【点睛】要注意与右手定则的区别，注意磁场方向、电流方向以及安培力的方向之间的关 系． 11. 下列说法中正确的是(　　) A. 运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力作用 B. 运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零 C. 洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度 D. 洛伦兹力对带电粒子不做功 【答案】D 【解析】 【分析】 本题考查洛伦兹力，难度较小，处理好洛仑兹力与磁感应强度的关系是本题的难点，洛仑兹 力始终与速度方向垂直，永远不做功． 【详解】A．当运动电荷的速度方向与场强方向平行时，电荷所受洛仑兹力为零，A 错误； B．磁感强度是磁场本身的性质，与运动电荷无关，B 错； CD．洛仑兹力始终与速度方向垂直，永远不做功，但可以改变速度的方向，C 错； D 对； 12.在以下几幅图中，洛伦兹力的方向判断不正确的是( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A. 根据左手定则，垂直纸面向里的磁感线穿过手心，四指指向正电荷的运动方向 向右，大拇指指向洛伦兹力的方向，判断出来洛伦兹力向上。故 A 正确不符合题意。 B. 根据左手定则，垂直纸面向外的磁感线穿过手心，四指指向正电荷运动的方向向右，大 拇指指向洛伦兹力的方向，判断出来洛伦兹力向下。故 B 正确不符合题意。 C. 当速度与磁感线平行时，电荷不受洛伦兹力。故 C 错误符合题意。 D. 根据左手定则，水平向左的磁感线穿过手心，四指指向负电荷运动的反方向向上，拇指 指向洛伦兹力的方向，判断出来洛伦兹力方向垂直纸面向外。故 D 正确不符合题意。 13.质子(p)和 α 粒子以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径分别为 Rp 和 Rα，周期分别为 Tp 和 Tα，则下列选项正确的是( ) A. Rp∶Rα＝1∶2 Tp∶Tα＝1∶2 B. Rp∶Rα＝1∶1 Tp∶Tα＝1∶1 C. Rp∶Rα＝1∶1 Tp∶Tα＝1∶2 D. Rp∶Rα＝1∶2 Tp∶Tα＝1∶1 【答案】A 【解析】 【详解】质子(p)和 α 粒子以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，半径为： 半径与这两粒子的质量与电量的比值成正比。即 Rp∶Rα＝1∶2 而周期公式： mvR Bq = 周期与这两粒子的质量与电量的比值成正比。即 Tp∶Tα＝1∶2 A. Rp∶Rα＝1∶2 Tp∶Tα＝1∶2 与分析相符，故 A 正确。 B. Rp∶Rα＝1∶1 Tp∶Tα＝1∶1 与分析不符，故 B 错误。 C. Rp∶Rα＝1∶1 Tp∶Tα＝1∶2 与分析不符，故 C 错误。 D. Rp∶Rα＝1∶2 Tp∶Tα＝1∶1 与分析不符，故 D 错误。 14.如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速度 沿与 x 轴成 60°角从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为( ) A. 1∶2 B. 2∶1 C. 1∶ D. 1∶1 【答案】A 【解析】 【详解】正电子进入磁场后，在洛伦兹力作用下向上偏转，而负电子在洛伦兹力作用下向下 偏转。而 ，知两个电子的周期相等。正电子与 y 轴正方向以 30°入射，从 y 轴离 开磁场时，速度方向与 y 轴的夹角为 30°，则轨迹对应的圆心角为 60°，正电子在磁场中运 动时间为 同理，负电子电子从 x 轴上射出磁场时，根据几何知识得知，速度与 x 轴的夹角为 60°，则 负电子速度的偏向角为 θ2=120°，其轨迹对应的圆心角也为 120°，则负电子在磁场中运动时 间为 所以正电子与负电子在磁场中运动时间之比为 2 mT Bq π= 3 2 mT qB π= 1 1 60 1 2 360 6t T T T θ π ° °= = = 2 2 120 1 2 360 3t T T T θ π ° °= = = t1：t2=1：2 A. 1∶2 与分析相符，故 A 正确。 B. 2∶1 与分析不符，故 B 错误。 C. 1∶ 与分析不符，故 C 错误。 D. 1∶1 与分析不符，故 D 错误。 二、多项选择题 15.两块平行金属板间的电压是 U，板间是一个匀强电场，场强是 E，板间距离为 d。一个带 正电 q 的粒子质量为 m，粒子从正极板处由静止开始向负极板运动，到达负极板时的动能是 A. qU B. C. qEd D. 【答案】AC 【解析】 【详解】粒子从正极板处由静止开始向负极板运动，电场力作正功，转化为粒子的动能，电 场力所做的功为 到达负极板时的动能是 qU 或 qEd A. qU 与分析相符，故 A 正确。 B. 与分析不符，故 B 错误。 C. qEd 与分析相符，故 C 正确。 D. 与分析不符，故 D 错误。 16.带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力 作用．下列表述正确的是( ) A. 洛伦兹力对带电粒子做功 B. 洛伦兹力不改变带电粒子的动能 C. 洛伦兹力的大小与速度有关 D. 洛伦兹力不改变带电粒子 速度方向 【答案】BC 【解析】 【详解】ABD. 洛伦兹力的方向与速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功，不改变速度的大小， 只改变速度的方向，所以不改变粒子的动能，故 AD 错误 B 正确。 的 的 3 qU d qE d W qU Eqd= = qU d qE d C. 洛伦兹力的大小 ，与速度有关，故 C 正确。 17.一根长为 0.2 m、电流为 2 A 的通电导线，放在磁感应强度为 0.5 T 的匀强磁场中，受到 磁场力的大小可能是( ) A. 0.4 N B. 0.2 N C. 0.1 N D. 0 N 【答案】BCD 【解析】 【详解】当通电导线与磁场垂直时，导线所受的磁场力最大，为 Fmax=BIL=0.5×2×0.2N=0.2N 当导线与磁场平行时，导线所受磁场力最小为零。则导线所受磁场力的范围为 0-0.2N． A. 0.4 N 与分析不符，故 A 错误。 B. 0.2 N 与分析相符，故 B 正确。 C. 0.1 N 与分析相符，故 C 正确。 D. 0 N 与分析相符，故 D 正确。 18.关于四个公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝ ；④P＝ ，下列叙述正确的是(　　) A. 公式①④适用于任何电路的电功率的计算 B. 公式②适用于任何电路的电热功率的计算 C. 公式①②③适用于任何电路电功率的计算 D. 以上均不正确 【答案】AB 【解析】 P=UI、P= 适用于任何电路的电功率的计算，而 P=I2R、P= 只适用于纯电阻电路的电功 率的计算，故 A 正确，C 错误；P=I2R 适用于任何电路的热功率的计算，P=UI、P= 只适 用于纯电阻电路的热功率的计算，故 B 正确． 19. 某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是 f qvB= 2U R W t W t 2U R 2U R A. 点场强大于 点场强 B. 点电势高于 点电势 C. 若将一试电荷 由 点释放，它将沿电场线运动到 点 D. 若在 点再固定一点电荷 ，将一试探电荷 由 移至 的过程中，电势能减小 【答案】BD 【解析】 试题分析：电场线的密的地方场强大，b 点电场线密，所以 b 点场强大，故 A 错误．沿着电 场线方向电势降低，a 点电势高于 b 点电势，故 B 正确．若将一试探电荷+q 由 a 点静止释放， 将沿着在 a 点的场强方向运动，运动轨迹不是电场线，故 C 错误．若在 d 点再固定一点电荷 －Q，将一试探电荷＋q 由 a 移至 b 的过程中，原来的电场力和点电荷－Q 对试探电荷＋q 做功均为正，故电势能减小，选项 D 正确；故选 BD． 考点：电场线；电场力的功和电势能 【此处有视频，请去附件查看】 三、实验题 20.图为一正在测量中的多用电表盘．使用时红表笔插入多用表的正(＋)插孔，则： （1）测电压时，电流从________表笔流入多用电表；测电阻时，电流从________表笔流出 多用电表；测电流时，电流从________表笔流入多用电表． c b a b q+ a b d Q− q+ a b （2）如果是用直流 10 V 挡测量电压，则读数为________ V. （3）如果是用“×1”挡测量电阻，则读数为________ Ω. （4）如果是用直流 5 mA 挡测量电流，则读数为________ mA. 【答案】 (1). 红 (2). 黑 (3). 红 (4). 6.6 (5). 8 (6). 3.3 【解析】 【详解】(1)[1][2][3]根据多用表电流“红进黑出”可知，测电压时，电流从红表笔流入多用电 表；测电阻时，欧姆表内部存在电源，所以，电流从黑表笔流出多用电表；测电流时，电流 从红表笔流入多用电表； (2)[4] 如果是用直流 10V 挡测量电压，则读数为 6.6V； (3)[5] 如果是用“×1”挡测量电阻，则读数为： 8Ω； (4)[6] 如果 用直流 5mA 挡测量电流，读数为 3.3mA. 21.在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，已连接好部分实验电路． （1）按如图甲所示的实验电路，把图乙中剩余的电路连接起来_______． （2）在图乙的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于______端 （选填“A”或“B”）． （3）图丙是根据实验数据作出的 U-I 图象，由图可知，电源的电动势 E=______V，内阻 r=______Ω 【答案】 (1). (2). B (3). 1.50 (4). 1 【解析】 【详解】(1)电路连接如图． 是 (2)闭合开关前，滑动变阻器接入电路中的阻值应该最大，故滑片应置于 B 端． (3)由图象可知，电源电动势为 1.5 V，内阻 r＝ Ω＝1.0 Ω. 四、计算题 22.在磁场中放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长为 1cm，电流为 0.5A，所受的磁场 力为 5×10﹣4 N．求： （1）该位置的磁感应强度多大？ （2）若将该电流撤去，该位置的磁感应强度又是多大？ （3）若将通电导线跟磁场平行放置，该导体所受到的磁场力多大？ 【答案】（1）0.1T （2）0.1T （3）0 【解析】 (1)根据公式 得： (2)撤去电流元，该处的磁感应强度不变，B=0.1 T (3)由 【点睛】对于感应强度的定义式 以及安培力公式F=BIL 要明确其适用条件以及公式 中各个物理量的含义． 23.如图所示，在与水平方向夹角为 60°的光滑金属导轨间有一电源，在相距 1 m 的平行导 轨上放一质量为 m＝0.3 kg 的金属棒 ab，通以从 b→a，I＝3 A 的电流，磁场方向竖直向上， 这时金属棒恰好静止．求： （1）匀强磁场磁感应强度的大小； （2）ab 棒对导轨压力的大小．(g＝10 m/s2) FB IL = 45 10 T 0.1T0.01 0.5 FB IL −×= = =× 30.1 1.2 0.01N 1.2 10 NF BIL −= = × × = × FB IL = 【答案】（1） T（2）6N 【解析】 【详解】(1)如图所示受力分析 BIL=mgtanθ 解得： 代入数据得 (2)由平衡可得 代入数据得： FN=6N 24..如图所示，一束电子的电荷量为 ，以速度 垂直射入磁感应强度为 、宽度为 的有 界匀强磁场中，穿过磁场时的速度方向与原来电子的入射方向的夹角 是 30°，则电子的 质量是多少？电子穿过磁场的时间又是多少？ 3 tanmgB IL θ= 3B T= cosN mgF θ= e v B d θ 【答案】（1） （2） 【解析】 【分析】 （1）电子垂直射入匀强磁场中，只受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，画出轨迹，由几何知 识求出轨迹的半径，由牛顿第二定律求出质量． （2）由几何知识求出轨迹所对的圆心角 α，由 t=s/t 求出时间，s 是弧长． 【详解】（1）电子垂直射入匀强磁场中，只受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，画出轨迹，由 几何知识得到，轨迹的半径为 r= =2d 由牛顿第二定律得：evB=m 得： （2）由几何知识得到，轨迹的圆心角为 α= 2deB v 3 d v π 30 d sin ° 2v r 2edBm v = 6 π 6 3 r dt v v π π⋅ = = 【点睛】本题是带电粒子在匀强磁场中圆周运动问题，关键要画出轨迹，根据圆心角求时间， 由几何知识求半径是常用方法． 25.一个质量 m＝0.1 g 的小滑块，带有 q＝5×10－4C 的电荷量，放置在倾角 α＝30°的光滑斜 面上(绝缘)，斜面固定且置于 B＝0.5 T 的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示， 小滑块由静止开始沿斜面滑下，斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面(g 取 10 m/s2)．求： （1）小滑块带何种电荷？ （2）小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？ 【答案】（1）负电荷．（2）3.5 m/s 【解析】 【详解】(1) 小滑块滑至某一位置时，要离开斜面，故洛仑兹力垂直斜面向上，根据左手定 则可以判断，小滑块带负电。 (2) 小滑块沿斜面下滑时，垂直斜面方向的加速度为零，有 Bqv+FN-mgcosα=0 当 FN=0 时，小滑块开始脱离斜面，此时有： qvB=mgcosα 得： 3 4 30.1 10 10cos 2 m / s 2 3m / s 3.5m / s5 10 0.5 mgv qB α − − × × × = = = ≈× ×