2017-2018学年江西省赣州市高二上学期期末考试物理试题 解析版

2017-2018学年江西省赣州市高二上学期期末考试物理试题 解析版

江西省赣州市2017-2018学年高二上学期期末考试物理试题 一、选择题 ‎1. 以下涉及物理学史的四个重大发现符合事实的是（ ）‎ A. 楞次发现了电流热效应的规律 B. 安培总结出了点电荷间相互作用的规律 C. 焦耳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. 库伦通过扭秤实验发现库伦力与两点电荷的距离平方成反比 ‎【答案】D ‎【解析】楞次发现了感应电方向遵守的规律--楞次定律，故A错误．库仑运用扭秤实验总结出了点电荷间相互作用的规律，即库伦力与两点电荷的距离平方成反比，故B错误，D正确．奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕，故C错误．故选D.‎ ‎2. 如图是一个三输入端复合门电路，当C端输入“1”时，A、B端输入为何时输出端Y输出“1”（ ）‎ A. 1 1 B. 0　1 C. 1　0 D. 0　0‎ ‎【答案】A ‎【解析】与门的特点是所有条件都满足事件才能发生，输出端为“1”，则输入端为“1，1”，故A正确，BCD错误．故选A．‎ ‎3. 如图，电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于Q点和P点，已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零，且PR＝2RQ。则（ ） ‎ A. q1＝2q2‎ B. 4q1＝q2‎ C. q1＝－2q2‎ D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零，根据点电荷的电场强度公式得：，PR=2RQ，解得：，故选B．‎ ‎4. 如图所示，两平行直导线cd和ef竖直放置，通以方向相反大小相等的电流，a、b两点位于两导线所在的平面内，则（ ） ‎ A. b点的磁感应强度为零 B. ef导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向里 C. cd导线受到的安培力方向向左 D. 同时改变两导线的电流方向，cd导线受到的安培力方向改变 ‎【答案】C ‎【解析】根据右手定则可知b处的两处分磁场方向均为垂直纸面向外，所以b点的磁场方向向外，不等于0．故A错误；根据安培定则可知，电流ef在a处的磁场垂直纸面向外．故B错误；根据左手定则可判断，方向相反的两个电流的安培力互相排斥，所以cd导线受到的安培力方向向左．故C正确；不管电流方向如何，只要电流方向相反，就互相排斥，故D错误．故选C.‎ ‎5. 如图，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态．现保持左极板不动，将右极板向左缓慢移动．关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T，下列判断正确的是（　　） ‎ A. F逐渐减小，T逐渐减小 B. F逐渐增大，T逐渐减小 C. F逐渐减小，T逐渐增大 D. F逐渐增大，T逐渐增大 ‎【答案】D ‎【解析】电容器与电源相连，所以两端间电势差不变，将右极板向左缓慢移动过程中，两板间距离减小，由U=Ed可知，电场强度E增大；电场力F=Eq增大；小球处于平衡状态，受重力、拉力与电场力的作用，受力如图所示：‎ 根据力的合成法得：，由于重力不变，电场力增大，故拉力增大．故D正确，ABC错误．故选D．‎ ‎【点睛】明确电容器与电源相连，故电容器两端的电势差不变，由U=Ed可分析电场力的变化情况，再根据受力分析明确绳子拉力的变化情况．‎ ‎6. 矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示．若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下列各图中正确的是（ ） ‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：由图可知，0-1s内，线圈中磁通量的变化率相同，故0-1s内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为逆时针，即电流为负方向；同理可知，1-2s内电路中的电流为顺时针，2-3s内，电路中的电流为顺时针，3-4s内，电路中的电流为逆时针，由可知，电路中电流大小恒定不变．‎ 故选D 考点：法拉第电磁感应定律；楞次定律 ‎【名师点睛】本题要求学生能正确理解B-t图的含义，注意图线的斜率等于磁感应强度的变化率，斜率的符号能反映感应电流的方向，知道这些才能准确的利用楞次定律进行判定。‎ 视频 ‎7. 在如图所示的电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，L1和L2是两个完全相同的小灯泡。将开关S闭合，待灯泡亮度稳定后，再将开关S断开，下列说法正确的是（ ） ‎ A. S闭合瞬间，两灯同时亮，以后L1熄灭，L2变亮 B. S闭合瞬间，L1先亮，L2后亮，最后两灯亮度一样 C. S断开时，两灯都亮一下再慢慢熄灭 D. S断开时，两灯同时熄灭 ‎【答案】A ‎【解析】L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，和是两个完全相同的小灯泡，S闭合瞬间，由于线圈的电流增加，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的增加，所以两灯同时亮，当电流稳定时，由于电阻可忽略不计，所以熄灭，变亮．故A正确，B错误；S闭合断开，立即熄灭，由于线圈的电流减小，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的减小，所以亮一下再慢慢熄灭，故CD错误；选A.‎ ‎【点睛】电感总是阻碍电流的变化．线圈中的电流增大时，产生自感电流的方向更原电流的方向相反，抑制增大；线圈中的电流减小时，产生自感电流的方向更原电流的方向相同，抑制减小，并与灯泡构成电路回路．‎ ‎8. 如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，A、、V为理想电流表和电压表。在滑动变阻器滑动触头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 电压表示数减小 B. 电流表示数减小 C. 电容器C所带电荷量减小 D. a点的电势降低 ‎【答案】CD ‎【‎ 点睛】根据总电阻的变化得出总电流的变化，从而得出内电压的变化和外电压的变化，抓住的阻值不变，得出两端的电压变化，从而得出并联部分电压变化，通过串并联电路的特点和欧姆定律分析判断．‎ ‎9. 一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V、17 V、26 V.下列说法正确的是）（ ） ‎ A. 电场强度的大小为2.5 V/cm B. 坐标原点处的电势为1 V C. 电子在a点的电势能比在b点的低7 eV D. 电子从b点运动到c点，电场力做功为9 eV ‎【答案】ABD ‎【解析】试题分析：根据匀强电场的电场强度公式，结合电势差与场强间距，即可求解；依据电势差等于电势之差；根据电场力做功表达式，从而确定电场力做功，同时也能确定电势能的变化情况．‎ 如图所示，在ac连线上，确定一b′点，电势为17V，将bb′连线，即为等势线，那么垂直bb′连线，则为电场线，再依据沿着电场线方向，电势降低，则电场线方向如图，因为匀强电场，则有，依据几何关系，则，因此电场强度大小为，故A正确；根据，因a、b、c三点电势分别为，解得：原点处的电势为，故B正确；因，电子从a点到b点电场力做功为，因电场力做正功，则电势能减小，那么电子在a点的电势能比在b点的高7eV，C错误；，电子从b点运动到c点，电场力做功为，D正确．‎ ‎10. 如图所示，在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，有一水平放置的U形导轨，导轨左端连接一阻值为R的电阻，导轨电阻不计．导轨间距离为L，在导轨上垂直放置一根金属棒MN，与导轨接触良好，电阻为r，用外力拉着金属棒向右以速度v做匀速运动．则金属棒运动过程中（ ） ‎ A. 金属棒中的电流方向为由N到M B. 电阻R两端的电压为BLv C. 金属棒受到的安培力大小为 D. 电阻R产生焦耳热的功率为 ‎【答案】AC ‎【解析】试题分析：由右手定则可知，金属棒中的电流方向为由 N到 M，选项A正确；因为感应电动势E=BLv，则电阻R两端的电压为，选项B错误；金属棒受到的安培力大小为，选项C正确；电阻R产生焦耳热的功率为，选项D 错误。‎ 考点：法拉第电磁感应定律；右手定则；安培力；电功率。‎ 二、实验题 ‎ ‎11. 图甲中游标卡尺的读数是______cm,图乙螺旋测微器的读数是_________mm. ‎ ‎ ‎ ‎【答案】 (1). 2.385 (2). 1.025‎ ‎【解析】游标卡尺的主尺读数为：2.3cm，游标尺上第17个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为，所以最终读数为：．螺旋测微器的固定刻度为1mm，可动刻度为，所以最终读数为．‎ ‎12. 扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌，为了有效隔离外界震动对STM的扰动。如图甲，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小震动，无扰动时，按下列图“乙”或“丙”方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右震动的衰减最有效的方案是__________（选填“乙”或“丙”）,此现象属于__________(选填“电磁阻尼”或“电磁驱动”）。‎ ‎【答案】 (1). 丙 (2). 电磁阻尼 ‎【解析】当加恒定磁场后，当紫铜薄板上下及左右振动时，导致穿过板的磁通量变化，从而产生感应电流，感应磁场进而阻碍板的运动，而图乙只能上下振动时，才有磁通量变化，左右振动没有磁通量变化，因此只有图丙穿过板的磁通量变化，故此现象属于电磁阻尼.‎ ‎13. 图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA挡，欧姆×100 Ω挡。 ‎ ‎（1）图（a）中的A端与_____（填“红”或“黑”）色表笔相连接。 ‎ ‎（2）关于R6的使用，下列说法正确的是_____（填正确答案标号）。 ‎ A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置 ‎ B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置 ‎ C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置 ‎ ‎（3）根据题中所给条件可得R1+R2=________Ω，R4=_______Ω。 ‎ ‎（4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时B端是与“1”连接的，则多用电表读数为________；若此时B端是与“3”连接的，则读数为________；若此时B端是与“5”连接的，则读数为_________。（结果均保留3为有效数字）‎ ‎【答案】 (1). 黑 (2). B (3). 160 (4). (5). 1.47mA (6). (7). 2.95V ‎【解析】试题分析：明确欧姆表原理，知道内部电源的正极接黑表笔，负极接红表笔；明确电路结构，知道欧姆档中所接滑动变阻器只能进行欧姆调零；根据给出的量程和电路进行分析，再结合串并联电路的规律即可求得各电阻的阻值；明确电表的量程，确定最小分度，从而得出最终的读数．‎ ‎（1）根据欧姆表原理可知，内部电源的正极应接黑表笔，这样才能保证在测电阻时电流表中电流“红进黑出”；‎ ‎（2）由电路图可知，R6只在测量电阻时才接入电路，故其作用只能进行欧姆调零，不能进行机械调零，同时在使用电流档时也不需要时行调节，故B正确AC错误；‎ ‎（3）直流电流档分为1mA和2.5mA，由图可知，当接2时应为1mA；根据串并联电路规律可知；‎ 总电阻 接4时，为电压档，因串入的电阻较小，故应为量程1V的电压表；此时电流计与R1、R2并联后再与R4串联，即改装后的1mA电流表与R4串联再改装后电压表；‎ 根据串联电路规律可知；‎ ‎（4）若与1连接，则量程为2.5mA，读数为1.48mA；‎ 若与3连接，则为欧姆档×100Ω挡，读数为11×100=1100Ω=1.10kΩ；‎ 若与5连接，则量程为5V；故读数为2.95V（2.91﹣2.97均可）；‎ ‎14. 某同学利用如图(a)所示电路，测量一个量程为0~3V,内阻约3kΩ的电压表V1的内阻Rx，所用的实验器材有：待测电压表V1；电压表V2（量程0~10 V,内阻约10kΩ）；滑动变阻器R1 (0~500Ω)；定值电阻R=5.0kΩ；电源E（电动势8V，内阻较小）；开关一个、导线若干．‎ 回答下列问题： ‎ ‎(1)根据图(a)所示的电路，在图(b)中用笔画线代替导线将实物图的电路连接完整______；‎ ‎(2)闭合开关S前应先将滑动变阻器的滑片调到最____端（填“左”或“右”），多次调节滑动变阻器，记下电压表V1的示数U1和电压表V2的示数U2； ‎ ‎(3)该同学以U2为纵坐标，U1为横坐标建立坐标系，根据测得数据描点作图如图(c)所示．由电路图可知U2与U1的关系式为U2=______（用题中所给物理量符号表示），结合图线（c）和已知数据可求得待测电压表内阻Rx=______ kΩ；(结果保留2位有效数字）；‎ ‎【答案】 (1). 实物连线图 (2). 左 (3). (4). 3.2‎ ‎【解析】（1）根据电路图连接实物图，如图所示:‎ ‎（2）闭合开关S前应先将滑动变阻器的滑片调到左端，使通过待测电压表和R的电流和两端的电压为零，保护电路.‎ ‎...............‎ 三、计算题 ‎ ‎15. 如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同的方向射入磁场，若粒子射入的速度为 ，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速度为 ，相应的出射点分布在三分之一圆周上，不计重力及带电粒子之间的相互作用，求：速度为v1的粒子与速度为v2的粒子速度之比 . ‎ ‎【答案】 ‎ ‎【解析】试题分析：找到从磁场边界射出的区域是本题的关键，由于从P点射出的粒子做匀速圆周运动的半径相同，但方向不同，所以可以拿一个定圆的圆周上一点绕P点转动，从而能确定在磁场圆相交的区域，从而结合题意就能知道打中的区域．‎ 设圆形区域磁场的半径为r，当速度大小为时，从P点入射的粒子射出磁场时与磁场边界的最远交点为M时，如图所示：‎ 由题意知，由几何关系得轨迹圆半径为，从P点入射的粒子射出磁场时与磁场边界的最远交点为N，如图所示：‎ 由题意知，由几何关系得轨迹圆的半径为 根据洛伦兹力充当向心力可知：‎ 得：‎ 所以 ‎16. 如图所示，边长为L、质量为m、电阻为R粗细均匀的单匝正方形金属框，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘，金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外．磁场随时间变化规律为B＝kt(k>0)，已知细线所能承受的最大拉力为2mg，a、b分别为金属框左右两边的中点．细线未被拉断前，求： ‎ ‎（1）金属框下半部消耗的电功率； ‎ ‎（2）从t＝0开始直到细线被拉断的时间．‎ ‎【答案】（1） (2) ‎ ‎【解析】试题分析：（1）根据法拉第电磁感应定律，通过磁感应强度的变化率求出感应电动势的大小，再求出下半部分的电压，根据求下半部分消耗的电功率；（2）根据平衡条件求出细绳被拉断所需的时间．‎ ‎(1) 由法拉第电磁感应定律 ‎ 则下半部分的电压为 ‎ 下半部消耗的电功率为 ‎(2) 线框受竖直向下的重力和安培力，竖直向上的拉力，拉断瞬间有：‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 解得：‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎