精品解析湖北省武汉第二中学学年高二上学期期末考试物理试题精校Word版.docx

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精品解析湖北省武汉第二中学学年高二上学期期末考试物理试题精校Word版

武汉二中2018-2019学年上学期高二年级期末考试物理试卷

一、选择题：

本题共10小题，每小题5分，共50分。

在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求；第7~10题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1.下列说法中符合物理学史的是（）

A.安培发现了电流的磁效应B.法拉第发现电磁感应现象

C.奥期特提出了分子电流假设D.愣次发明了人类历史上第一台发电机

【答案】B

【解析】

【详解】奥期特发现了电流的磁效应，选项A错误；法拉第发现电磁感应现象，选项B正确；安培提出了分子电流假设，选项C错误；法拉第发明了人类历史上第一台发电机，选项D错误；故选B.

2.通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率

，原线圈两瑞电压U保持不变，输电线的总电阻为R。

当副线圈与原线圈的匝数比为k时，输电线损耗的电功率为

；若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，输电线损耗的电功率为

，则

和

分别为（）

A.

，

B.

，

C.

，

D.

，

【答案】C

【解析】

【分析】

根据理想变压器原副线圈两端的电压与匝数成正比，变压器不改变功率，由P=UI求出输电线中电流，由功率公式求解输电线上损耗的电功率．

【详解】当副线圈与原线圈的匝数比为k时，输电电压为kU，输送功率P=kUI，所以P1＝I2R=

；当副线圈与原线圈的匝数比为nk时，输电电压为nkU，输送功率P=nkUI′，所以P2＝I′2R=

；

，故选C。

3.圆心为O，半径为R的半圆的直径两端。

各固定有一般垂直半圆平面的长直导线a、b，两导线中通有大小分别为

和

且方向向里的电流。

已知长直导线产生磁场的磁感应强度

，其中k为常数、l为导线中电流、r为某点到导线的距离，则下列说法中正确的是（）

A.圆心O点处的磁感应强度的方向由a指向b

B.在直径ab上，磁感应强度为零的点与b点距离为

C.在半圆上一定存在磁感应强度方向沿半圆切线方向的位置

D.在半圆上一定存在磁感应强度方向平行于直径ab的位置

【答案】C

【解析】

【详解】长直导线a、b，两导线中通有大小分别为2I0和I0方向相同的电流，根据右手定则可知，它们在O处的合磁场方向垂直ab向下，故A错误；根据B=kI/r，又电流是2I和I在直径上产生的磁场大小相等，方向相反，磁感应强度B=0的位置一定在Ob之间，设此点到b的距离为x，则有：

，代入解得x=

R，故B错误；a、b与圆周上任何一点c相连，则a在c点产生磁场方向沿cb方向，b在c点产生磁场方向沿ac方向，且这两个方向垂直（圆的直径对应的圆周角为90°），根据几何关系可知这两个矢量合成是不可能与直径平行的，但是一定存在磁感应强度方向沿半圆切线方向的位置，故有C正确；D错误，故选C。

【点睛】考查右手螺旋定则与矢量的合成法则的应用，理解磁感应强度B=kI/r的含义，注意几何关系：

圆的直径对应的圆周角为90°，是解决CD选项的关键．

4.如图所示，单匝直角三角形导线框OMN在匀强磁场中以ON所在的直线为轴匀速转动，角速度为ω，已知OM边长为l，

，匀强磁场垂直于ON向右，磁感应强度大小为B，则下列说法正确的是（）

A.导线框OMN内产生大小恒定的电流

B.截掉导线MN，则电动势最大值变小

C.导线框OMN产生的电流方向为OMNO

D.导线框OMN内产生的电动势最大值为

【答案】D

【解析】

当导线框OMN以ON所在的直线为轴匀速转动时，线圈内产生正弦交变电流，选项A错误；导线MN不切割磁感线，则截掉导线MN，则电动势最大值不变，选项B错误；导线框OMN产生的电流方向不断变化，选项C错误；导线框OMN内产生的电动势最大值为Em=BωS=

，选项D正确；故选D.

点睛：

此问题的实质和产生交流电的矩形线圈相似，产生的是正弦交流电，且最大值都是Em=BωS，比较简单.

5.如图所示，在水平直线的上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，在直线上的P点先后发射出两个完全相同的带正电的粒子（不计重力），射入时速度大小相等但射入方向与直线间夹角分别为

和

。

已知粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T。

要使这两个粒子在磁场中某点相遇，则先后发射两个粒子的时间间隔为（）

A.

B.

C.

D.

【答案】A

【解析】

【分析】

作出两个粒子的运动轨迹，抓住相遇时对应的交点，结合几何关系求出两粒子转动的角度，根据周期公式分析两粒子发射的时间间隔。

【详解】作出两个粒子的运动轨迹，如图所示，

由于速度大小相等，根据

知，半径相等，交点为相遇点，根据几何关系知，射入方向与直线间夹角为30°的粒子偏转角为240°，运动时间

，射入方向与直线间夹角为90°的粒子偏转角为120°，运动时间

，则时间间隔△t＝t1−t2＝

T，故A正确，BCD错误。

故选A。

6.如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨MN，PQ处于竖直向下的足够大的匀强磁场中，导轨间距为L，导轨右端接有阻值为R的电阻。

一根质量为m，电阻为r的金属棒垂直导轨放置。

并与导轨接触良好。

现使金属棒以某初速度

水平向左运动。

它先后经过位置a、b后，到达位置c处刚好静止。

已知磁场的磁感应强度大小为B，金属棒经过a、b处的速度分别为

、

，a、b间距离等于b、c间距离，导轨电阻忽略不计。

下列说法中正确的是（）

A.金属棒运动到a处时的加速度大小为

B.金属棒运动到b处时通过电阻R的电流方向由N指向Q

C.金属棒在a→b过程中通过电阻R的电荷量是b→c的2倍

D.金属棒在a处的速度

是其在b处速度

的2倍

【答案】D

【解析】

【详解】金属棒运动到a处时，有E=BLva，

，安培力：

F=BIL=

，由牛顿第二定律得加速度：

，故A错误。

金属棒运动到b处时，由右手定则判断知，通过电阻的电流方向由Q指向N，故B错误。

金属棒在a→b过程中，通过电阻的电荷量

，同理，在b→c的过程中，通过电阻的电荷量

，由于△Φ1=△Φ2，可得q1=q2．故C错误。

在b→c的过程中，对金属棒运用动量定理得：

-∑

∆t=0-mv2，而∑v△t=lbc，解得：

，同理，在a→c的过程中，对金属棒运用动量定理得：

-∑

∆t′=0-mv1，而∑v△t′=lac，解得：

，因lac=2lbc，因此v1=2v2，故D正确。

故选D。

【点睛】解决本题的关键是推导出安培力表达式

、感应电荷量表达式

。

对于非匀变速运动，研究速度可根据动量定理求解。

7.如图，一导体圆环保持水平，沿一个性质匀称的条形磁铁轴线落下，条形磁铁竖直固定，圆环中心始终位于磁铁轴线上。

已知当圆环落至B、D两位置时，刚好经过磁铁上下端截面，而C位置位于磁铁正中。

不计空气阻力，下列说法正确的有

A.圆环由A落至B的过程中，环中感应电流从上至下看为顺时针

B.圆环由B落至C的过程中，圆环磁通量在减少

C.圆环落至C、D之间时，圆环有收缩趋势

D.圆环由A落至E的过程中，任意时刻加速度都小于重力加速度g

【答案】AC

【解析】

圆环由A落至B的过程中，穿过圆环竖直向上的磁通量增大，根据楞次定律可得环中感应电流从上至下看为顺时针，A正确；当磁铁在BD之间时，穿过圆环的磁场分为两部分，一部分是磁铁外部竖直向下的磁场，一部分是磁铁内部方向竖直向上的磁场（这部分是匀强磁场，恒定不变，即穿过圆环的磁感线条数恒定不变），即

，磁铁外部磁场在C点最弱，磁感线条数最少，故在C点穿过线圈的磁通量最大，磁感线最密集，圆环由B落至C的过程中，磁通量增大，从C到D过程中，穿过线圈的磁通量减小，故圆环有收缩趋势，B错误C正确；在中点C处时磁感线都是竖直方向上的，水平方向上没有分量，不切割，没有感应电流，不受安培力作用，故加速度等于重力加速度，D错误．

8.如图甲所示的电路，电阻

，与

并联的D是理想二极管（正向电阻为零，反向电阻为无穷大在A、B之间加一个如图乙所示的交变电压。

由此可知（）

A.在A、B之间所加的交变电压的周期为2s

B.在A、B之间所加的交变电压的瞬时值表达式为

C.在A、B之间所加的交变电压的最大值为20V

D.

两端电压的有效值为

【答案】BD

【解析】

【分析】

（1）由图象可得交流电的周期，电压最大值，依据u=Umsinωt可得变电压的瞬时值表达式．

（2）根据电流的热效应，注意二极管的单向导电性，使得半个周期内R1被短路，另半个周期内R1与R2串联，从而即可求解．

【详解】由图象可得交流电的周期T=0.02s，故A错误；电压最大值为Um=20

V，交变电压的瞬时值表达式为：

u＝Umsinωt＝20

sin

t=20

sin100πt（V），故B正确；电压最大值为Um=20

V，故C错误；因为是交流电所以应该分两种情况考虑：

1、当电源在正半轴时A点电位高于B点电位二极管导通即R1被短路，R2电压为电源电压

；电源在负半轴时B点电位高于A点电位二极管截止R1，R2串联分压，Q=Q1+Q2，即为：

；解得：

U＝5

V，故D正确。

故选BD。

9.如图所示，在一磁感应强度大小为B0、方向水平向右的匀强磁场中，有一通电直导线abc从中点折成夹角为120°的两段（abc平面位于纸面内），为使两段通电导线ab、bc所受安培力大小相等，在纸面内abc所在区域再加上另一磁感应强度也为B0的匀强磁场，此时，合磁场的磁感应强度大小变为B，则（）

A.

B.

C.

D.

【答案】CD

【解析】

【分析】

依据矢量的合成法则，及几何知识，即可求解；

【详解】若两个磁场的合磁场与

的角平分线平行，根据几何知识可得：

，解得：

；

若两个磁场的合磁场与ac的连线平行，根据几何知识可得：

，故C、D正确，A、B错误；

故选CD。

【点睛】掌握几何关系与三角知识的应用，理解外加磁场方向是解题的关键；

10.如图甲所示，在光滑绝缘水平面内。

两条平行虚线间存在一匀强磁场。

磁感应强度方向与水平面垂直。

边长为l的正方形单匝金属线框abcd位于水平面内，cd边与磁场边界平行。

时刻线框在水平外力F的作用下由静止开始做匀加速直线运动通过该磁场，回路中的感应电流大小与时间的关系如图乙所示，下列说法正确的是（）

A.水平外力为恒力

B.匀强磁场的宽度为

C.从开始运动到ab边刚离开磁场的时间为

D.线框穿出磁场过程中外力F做的功大于线框进入磁场过程中外力F做的功

【答案】BCD

【解析】

【分析】

根据线框感应电流

，结合i-t图象知道，线框做匀加速直线运动，从而再根据图象找到进入和穿出磁场的时刻，由运动学公式就能求出磁场宽度、ab边离开的时间。

根据感应电流的方向，结合楞次定律得出磁场的方向。

根据安培力公式得出导线框所受的安培力。

【详解】线框进入磁场的时候，要受到安培力的作用，电流是变化的，安培力也是变化的，因此外力F必然不是恒力，选项A错误；由图乙可知2t0～4t0时间内线框进入磁场，设线框匀加速直线运动的加速度为a，边框长为：

l=

a（4t0）2−

a（2t0）2=6at02；磁场的宽度为：

d=

a（6t0）2−

a（2t0）2=16at02；故d=

，故选项B正确；设t时刻线框穿出磁场，则有：

6at02=

at2−

a（6t0）2，解得：

t=4

t0，选C正确；线框进入磁场过程的位移与出磁场过程的位移相等，根据

可知，线框出离磁场过程中的水平拉力大于进入磁场过程中的水平拉力，线框穿出磁场过程中外力F做的功做的功大于线框进入磁场过程中水平拉力做