【物理】宁夏吴忠青铜峡市高级中学2019-2020学年高二上学期期末考试试题（解析版）

【物理】宁夏吴忠青铜峡市高级中学2019-2020学年高二上学期期末考试试题（解析版）

青铜峡市高级中学吴忠中学青铜峡分校 ‎2019—2020学年（一）高二物理期末测试卷 一、选择题（本小题共12小题，每题4分，共计48分；其中1—9题只有一个选项正确，10—12题至少有一个选项正确。）‎ ‎1. 了解物理规律的发展过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要．则以下符合事实的是 A. 丹麦物理学家奥斯特梦圆电生磁，终于发现了电磁感应现象 B. 楞次总结出了感应电流方向所应满足的规律 C. 法拉第发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕 D. 安培定则是用来判断通电导线在磁场中所受安培力方向的 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：奥斯特发现了电流的磁效应，而法拉第发现了电磁感应现象，AC错误；楞次总结出了楞次定律，即感应电流方向所应满足的规律，B错误；安培定则是根据电流方向判断磁场方向的定则，D错误；‎ 考点：考查了物理学史 ‎【名师点睛】平时学习应该注意积累对物理学史的了解，知道前辈科学家们为探索物理规律而付出的艰辛努力，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一 ‎2.如图所示，匀强磁场中有一个闭合的弹簧线圈，线圈的平面垂直于磁感线，下列哪种过程中线圈会产生感应电流（ ）‎ A. 线圈扩张 B. 线圈自下向上运动 C. 线圈自上向下运动 D. 线圈自左向右运动 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A：线圈扩张，线圈中磁通量变大，线圈中会产生感应电流．故A项正确．‎ B：线圈自下向上运动，线圈中磁通量不变，线圈中不会产生感应电流．故B项错误．‎ C：线圈自上向下运动，线圈中磁通量不变，线圈中不会产生感应电流．故C项错误．‎ D：线圈自左向右运动，线圈中磁通量不变，线圈中不会产生感应电流．故D项错误．‎ ‎3. 如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线．在电场力作用下，一带电粒子(不计重力)经A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，下列说法正确的是( )‎ A. 粒子带正电 B. 粒子在A点加速度大 C. 粒子在B点动能大 D. A、B两点相比，粒子在B点电势能较高 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电场线的疏密表示电场强度的强弱，电场线某点的切线方向表示电场强度的方向．不计重力的粒子在电场力作用下从A到B，运动与力关系可知，电场力方向与速度方向分居在运动轨迹两边，且电场力偏向轨迹的内侧．‎ ‎【详解】根据曲线运动条件可得粒子所受合力应该指向曲线内侧，所以电场力逆着电场线方向，即粒子受力方向与电场方向相反，所以粒子带负电．故A错误；由于B点的电场线密，所以B点的电场力大，则A点的加速度较小．故B错误；粒子从A到B，电场力对粒子运动做负功，电势能增加，导致动能减少，即粒子在A点动能大，B点的电势能大，故C错误D正确 ‎【点睛】电场线虽然不存在，但可形象来描述电场的分布．对于本题关键是根据运动轨迹来判定电场力方向，由曲线运动条件可知合力偏向曲线内侧．‎ ‎4.如图所示，在M、N处各有一条垂直纸面的长直导线，导线中通有大小相等方向相反的恒定电流， O点是MN连线的中点．其中N处电流在O点产生的磁感应强度大小为B1.则O点的磁感应强度大小为 A. 2B1 B. C. B1 D. 0‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】根据安培定则判断得知，两根通电导线产生的磁场方向相同，由于O点是MN连线的中点，则两根通电导线在MN两点产生的磁感应强度大小相等，N处电流在O点产生的磁感应强度大小为B1，根据平行四边形进行合成得到，M点和N点在O点的磁感应强度大小为2B1，故选A．‎ ‎5.在如图所示电路中，当滑动变阻器滑片P向上移动时，则（　　）‎ A. A灯变暗、B灯变亮、C灯变暗 B. A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮 C. A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗 D. A灯变暗、B灯变暗、C灯变亮 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】当变阻器的滑动触头P向上移动时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，总电流I减小，A灯变暗。A灯和电源的内电压都减小，由闭合电路欧姆定律得知并联部分电压增大，B灯变亮。由总电流减小，而通过B灯的电流增大，可知通过C灯的电流减小，则C灯变暗。 A．A灯变暗、B灯变亮、C灯变暗，与结论相符，选项A正确；‎ B．A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮，与结论不相符，选项B错误；‎ C．A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗，与结论不相符，选项C错误；‎ D．A灯变暗、B灯变暗、C灯变亮，与结论不相符，选项D错误；‎ 故选A。‎ ‎6.下列各图中，已标出电流及电流所产生磁场的磁感应强度的方向，其中正确的是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 由右手螺旋定则可知，电流向外的直导线周围的磁场分布为逆时针的同心圆；故A错误；‎ B. 由右手螺旋定则可知，向上的电流左侧磁场应向外，右侧向里；故B错误；‎ C. 由右手螺旋定则可知，电流由右方流入，内部磁感线应向右；故C错误；‎ D. 由右手螺旋定则可知，环形电流的中心处磁场向上；故D正确；‎ ‎7. 匀强磁场中一个运动的带电粒子，运动速度v方向如图所示，下列说法正确的是( )‎ A. 若粒子带负电，所受洛伦兹力的方向向下 B. 若粒子带正电，所受洛伦兹力的方向向下 C. 若粒子带负电，运动速率v一定减小 D. 若粒子带正电，运动速率v一定增大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：由左手定则可知，若粒子带负电，所受洛伦兹力的方向向上；若粒子带正电，所受洛伦兹力的方向向下，选项B正确，A错误；因洛伦兹力不做功，故无论是正电还是负电，粒子的速率都是不变的，故选项CD错误；故选B.‎ 考点：左手定则 ‎【名师点睛】此题是对左手定则的考查；要知道判断带电粒子在磁场中的受力方向用左手定则，注意四指指正电荷的运动方向或者负电荷运动方向的反方向，这是易错点；洛伦兹力对带电粒子是不做功的.‎ ‎8.如图甲所示，10匝铜导线制成线圈两端M、N与一电压表相连，线圈内磁场方向垂直纸面向里，线圈中磁通量的变化规律如图乙所示．下列说法中正确的是 A. 电压表的正接线柱接线圈的N端 B. 线圈中磁通量的变化量为1.5Wb C. 线圈中磁通量变化率为1.5Wb/s D. 电压表的读数为5V ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 线圈平面垂直处于匀强磁场中，当磁感应强度随着时间均匀变化时，线圈中的磁通量发生变化，从而导致出现感应电动势，产生感应电流，由法拉第电磁感应定律可求出感应电动势大小，从而得出电压表读数，再由楞次定律判定感应电流方向．‎ ‎【详解】A、由楞次定律可得：感应电流的方向为逆时针，则M端比N端的电势高，所以电压表“+”接线柱接M端，故A错误；‎ B、磁通量的变化需要时间，由于未说明变化时间，故B错误；‎ C、磁通量的变化率为：，C错误；‎ D、根据法拉第电磁感应定律：，所以电压表读数为5V，D正确．‎ 故选D．‎ ‎【点睛】由法拉第电磁感应定律求出感应电动势的大小，而感应电流的方向则由楞次定律判定．同时穿过磁通量发生变化的线圈相当于电源，所以电源内部（线圈）电流方向是负极到正极．‎ ‎9.如图所示，一个由导体做成矩形线圈，以恒定速率v运动，从无场区进入匀强磁场区(磁场宽度大于bc间距)，然后出来，若取逆时针方向为感应电流的正方向，那么下图中正确地表示回路中感应电流随时间变化关系的图像是(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 由楞次定律判断可知，线圈进入磁场时，感应电流方向为逆时针方向，为正值；线圈穿出磁场时，感应电流方向为顺时针方向，为负值，电流为：，由于B、L、v、R不变，线圈进入和穿出磁场时，感应电流的大小不变；线圈完全在磁场中运动时，磁通量不变，没有感应电流产生，故C正确，ABD错误．‎ ‎10.如图所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下．当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部），下列判断正确的是（ ）‎ A. 磁铁与线圈相互排斥 B 磁铁与线圈相互吸引 C. 通过R的感应电流方向为从a到b D. 通过R的感应电流方向为从b到a ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 由“来拒去留”可知，磁铁靠近线圈，则磁铁与线圈相互排斥，故A正确，B错误；由题目中图可知，当磁铁竖直向下运动时，穿过线圈的磁场方向向下增大，由楞次定律可知感应电流的磁场应向上，则由右手螺旋定则可知电流方向从a经过R到b．故C正确，D错误、故选AC．‎ 点睛：在判断电磁感应中磁极间的相互作用时可以直接利用楞次定律的第二种表示：“来拒去留”直接判断，不必再由安培定则判断线圈中的磁场，再由磁极间的相互作用判断力的方向．‎ ‎11.在如图所示的U﹣I图象中，直线a为某电源的路端电压U与干路电流I的关系图象，直线b为某电阻R的U﹣I图象．用该电源与电阻R直接连成一闭合电路，由图象可知（　　）‎ A. R的阻值为0.5Ω B. 电源电动势为3V，内电阻为1.5Ω C. 电源的输出功率为3.0W D. 电源的效率为50%‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．图线b的斜率表示电阻，所以电阻为 故A错误；‎ B．根据闭合电路欧姆定律得U=E-Ir，知当I=0时，U=E，由读出电源的电动势E=3V，内阻等于图线的斜率大小，则 故B正确；‎ C．两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时的工作状态，由图读出电压U=1.5V，电流I=‎1.0A，则电源的输出功率为 故C错误；‎ D．电源的效率为 故D正确．‎ ‎12.速度相同的一束带电粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是 A. 速度选择器的P1极板带负电 B. 该束带电粒子带正电 C. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S0，粒子的比荷越大 D. 能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于EB1‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由图可知，带电粒子进入匀强磁场B2时向下偏转，所以粒子所受的洛伦兹力方向向下，根据左手定则判断得知该束粒子带正电。在平行金属板中受到电场力和洛伦兹力两个作用而做匀速直线运动，由左手定则可知，洛伦兹力方向竖直向上，则电场力方向向下，粒子带正电，电场强度方向向下，所以速度选择器的P1极板带正电。故A错误，B正确。‎ C．粒子进入匀强磁场B2中受到洛伦兹力而做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得，解得．‎ 可见，由于v是一定的，B不变，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S0，则半径r越小，则越大。故C正确。‎ D．粒子能通过狭缝，电场力与洛伦兹力平衡，则有：qvB1=qE 解得 故D错误。故选BC。‎ 二、实验题（共2小题，共计17分）‎ ‎13.用如图甲所示的多用电表测量一个阻值约为200Ω的电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量:‎ ‎（1）旋动部件___________(填“S”或“T”)，，使指针对准电流的"0"刻线。‎ ‎（2）将选择开关K旋至“Ω”挡，再将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节________(填“S”或“T”)，使电表指针对准___________（填“电阻”或“电流”）的“‎0”‎刻线。‎ ‎（3）当选择开关K旋至“Ω”挡中的“×‎100”‎挡位时，正确操作后发现指针的偏转角很大，为了测量更准确应该选择的挡位是__________（填“×‎1”‎、“×‎10”‎、“×‎100”‎、“×1k”）‎ ‎（4）当上述操作步骤（3）重新准确选择挡位并调节之后，将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为________Ω。‎ ‎（5）无论用多用电表进行何种（直流）操作测量，电流都应该是从________表笔流出由__________表笔流入多用电表。（填“红”或“黑”）‎ ‎【答案】 (1). S (2). T 电阻 (3). ×10 (4). 190 (5). 黑 红 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]．旋动部件S，使指针对准电流的"0"刻线。‎ ‎（2）[2][3]．将选择开关K旋至“Ω”挡，再将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节调零旋钮T，使电表指针对准电阻的“‎0”‎刻线。‎ ‎（3）[4]．当选择开关K旋至“Ω”挡中的“×‎100”‎挡位时，正确操作后发现指针的偏转角很大，说明倍率档选择过高，为了测量更准确应该选择的挡位是 “×‎10”‎. ‎ ‎（4）[5]．电阻的阻值为19×10Ω=190Ω。‎ ‎（5）[6][7]．无论用多用电表进行何种（直流）操作测量，电流都应该是从黑表笔流出由红表笔流入多用电表。‎ ‎14.小明测定干电池的电动势和内阻，实验室有如下实验器材：‎ 干电池一节(电动势约为1.5V)‎ 量程为3.0V的电压表V1‎ 量程为15V的电压表V2‎ 量程为‎0.6A的电流表A1‎ 量程为‎3.0A的电流表A2‎ 最大阻值为20Ω的滑动变阻器R1‎ 最大阻值为100Ω的滑动变阻器R2‎ 开关一个，导线若干。‎ 根据所学的知识回答下列问题：‎ ‎（1）为了减小实验误差，实验中电压表应选择__________（填“V‎1”‎或“V‎2”‎）；电流表应选择_______（填“A‎1”‎或“A‎2”‎）；滑动变阻器应选择__________（填“R‎1”‎或“R‎2”‎）。‎ ‎（2）考虑到电压表和电流表内阻对电路的影响，本实验系统误差产生的主要原因是___________（填“电流表分压”或“电压表分流”）‎ ‎（3）将如图所示中的器材，在实物图中用笔画线代替导线，将电路连接线补充完整_________。‎ ‎（4）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图所示的U－I图象，则干电池的电动势E=__V，内电阻r=____Ω。（保留两位有效数字）‎ ‎【答案】(1). V1 A1 R1 (2). “电压表分流” ‎ ‎(3). (4). 1.5 (7). 1.0‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1][2][3]．一节干电池的电动势为1.5V，则为了减小实验误差，实验中电压表应选择V1；电路中的电流不超过‎0.6A，则电流表应选择A1；滑动变阻器应选择R1。‎ ‎（2）[4]．考虑到电压表和电流表内阻对电路的影响，本实验系统误差产生的主要原因是电压表分流。‎ ‎（3）[5]．电路连接如图：‎ ‎（4）[6]．由U=E-Ir结合图像可知，干电池的电动势E=1.5V，内电阻 三、计算题（共4小题，合计35分）‎ ‎15. 如图所示，电源电动势E=8V，内阻为r=0．5Ω，“3V，3W”的灯泡L与电动机M串联接在电源上，灯泡刚好正常发光，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻R=1．5Ω．求：‎ ‎（1）通过电动机的电流；‎ ‎（2）电源的输出功率；‎ ‎（3）电动机的输出功率．‎ ‎【答案】（1）‎1A；（2）7．5W；（3）3W ‎【解析】‎ 试题分析：（1）灯泡L正常发光，通过灯泡的电流，‎ 电动机与灯泡串联，通过电动机的电流IM=IL=1（A）；‎ ‎（2）路端电压：U=E-Ir=7．5（V），‎ 电源的输出功率：P=UI=7．5（W）；‎ ‎（3）电动机两端的电压UM=U-UL=4．5（V）；‎ 电动机输出功率P输出=UMIM-IM2R=3W 考点：电功率；闭合电路欧姆定律 ‎【名师点睛】此题考查了电功率及闭合电路欧姆定律的应用；注意电动机是非纯电阻电路，输出功率等于输入功率与热功率之差；要注意功率公式的适用条件．‎ ‎16.如图所示，一电荷量为-q的带电粒子，以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d 的有界匀强磁场中，射出磁场时的速度方向与原来粒子的入射方向的夹角θ=60°，求：‎ ‎（1）带电粒子在磁场中运动的轨道半径r ‎（2）带电粒子穿过磁场的时间t ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【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，如图所示，由几何知识得到，轨迹的半径为：；‎ ‎（2）由几何知识得到，轨迹的圆心角为，故穿越磁场的时间为：；‎ ‎17.如图所示，两根平行光滑金属导轨 MN 和 PQ 放置在水平面内，其间距 L=‎0.4m，磁感应强度 B=0.5T 的匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨之间连接的电阻 R=4.8Ω，在导轨上有一金属棒 ab，其电阻 r=0.2Ω， 金属棒与导轨垂直且接触良好，如图所示，在 ab 棒上施加水平拉力使其以速度 v=‎0.5m/s 向右匀速运动，设金属导轨足够长．求：‎ ‎（1）金属棒 ab 产生的感应电动势；‎ ‎（2）通过电阻 R 的电流大小和方向；‎ ‎（3）水平拉力的大小 F ‎【答案】(1) E=0.1V (2) I=‎0.02A , 从M通过R流向P (3) 0.004N ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设金属棒中感应电动势为E，则：‎ 代入数值得E=0.1V ‎ ‎（2）设过电阻R的电流大小为I ，则：‎ 代入数值得I=‎‎0.02A 由右手定则可得，通过电阻R的电流方向从M通过R流向P ‎ ‎（3）棒受到的安培力为：，ab棒匀速直线运动拉力等于安培力则：F =0.004N ‎18.在如图所示的直角坐标系第一象限与第三象限分布匀强磁场和匀强电场，磁感应强度为B，现在第三象限中从P点以初速度v0沿x轴正方向发射质量为m，带+q的离子，离子经电场后恰从坐标原点O射入磁场，离子重力不计。‎ ‎（1）求电场强度为E的大小 ‎（2）求离子进入磁场的速度 ‎（3）求离子在磁场中运动的时间 ‎【答案】（1）（2）2v0，方向是与x轴正方向成60°斜向上（3）‎ ‎【解析】（1）离子在电场中做类平抛运动，在竖直方向：‎ 水平 L=v0t 得 ‎（2）进入磁场的竖直速度：‎ 得 ‎，θ=600 ‎ 即离子经过O点的速度大小是2v0，方向是与x轴正方向成600斜向上。‎ ‎（3）离子在磁场中运动的时间