学年广西南宁市宾阳县宾阳中学高二上学期期末考理物理试题答案+解析.docx
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学年广西南宁市宾阳县宾阳中学高二上学期期末考理物理试题答案+解析
宾阳中学高二年级2018年秋学期期末物理科试题
考试时间：
90分钟
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。
第Ⅰ卷
1、选择题：
本题共12小题，每小题4分,共48分。
在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～12题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．一交流电压为u＝100
sin（100πt）V，由此表达式可知（ ）
A．用电压表测该电压其示数为50V
B．该交流电压的周期为0.02s
C．将该电压加在“100V 100W”的灯泡两端，灯泡的实际功率小于100W
D．t＝
s时，该交流电压的瞬时值为50V
2.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，下列说法中正确的是（ ）
A.在中性面时，通过线圈的磁通量最大
B.在中性面时，感应电动势最大
C.穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零
D.穿过线圈的磁通量为零时，磁通量的变化率也为零
3.中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：
“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图,.结合上述材料，下列说法不正确的是（ ）
A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用
4．质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是（ ）
A．M带负电，N带正电B．M的速率小于N的速率
C．洛伦兹力对M、N做正功D．M的运行时间大于N的运行时间
5.如图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压u＝Umsinωt的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为（ ）
A．（
）
B．（
）
C．4（
）2（
）2rD．4（
）2（
）2r
6.如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上．当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是（ ）
A．Ua＞Uc，金属框中无电流B．Ub＞Uc，金属框中电流方向沿abca
C．Ubc＝－
Bl2ω，金属框中无电流D．Ubc＝
Bl2ω，金属框中电流方向沿acba
7.如图所示，一个带绝缘支架的空心金属球半径为r，原来不带电，放在一个电荷量为+Q的点电荷右侧，点电荷到金属球表面的最近距离为2r，达到静电平衡后，下列表述正确的是（ ）
A.整个金属球表面将感应带上同种电荷
B.金属球球心处的电场强度大小为k
C.感应电荷在金属球球心处激发的电场强度大小为k
D.如果用导线将金属球左右两侧相连，金属球左右两侧的电荷会发生中和
8.如图甲，固定在光滑水平面上的正三角形金属线框，匝数n＝20，总电阻R＝2.5Ω，边长L＝0.3m，处在两个半径均为r＝
的圆形匀强磁场区域中．线框顶点与右侧圆心重合，线框底边中点与左侧圆心重合．磁感应强度B1垂直水平面向上，大小不变；B2垂直水平面向下，大小随时间变化．B1、B2的值如图乙所示，则（ ）
A．通过线框的感应电流方向为逆时针方向
B．t＝0时刻穿过线框的磁通量为0.1Wb
C．在0.6s内通过线框中的电荷量约为0.13C
D．经过0.6s线框中产生的热量约为0.07J
9.法拉第圆盘发电机的示意图如图所示．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触．圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中．圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（ ）
A．若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定
B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动
C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化
D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍
10.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，
和
均为理想电表，灯泡电阻RL＝6Ω，AB端电压u1＝12
sin100πt（V）．下列说法正确的是（ ）
A．电流频率为100HzB.
的读数为24V
C.
的读数为1AD．变压器输入功率为6W
11.如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd，用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点左右摆动．金属线框从图示位置的右侧某一位置由静止释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面．则下列说法中正确的是（ ）
A．线框中感应电流的方向先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a
B．线框中感应电流的方向是d→c→b→a→d
C．穿过线框中的磁通量先变大后变小
D．穿过线框中的磁通量先变小后变大
12.在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从A点竖直向上抛出，其运动的轨迹如图所示，小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上，M为轨迹的最高点，小球抛出时的动能为8J，在M点的动能为6J，不计空气的阻力，则下列判断正确的是（ ）
A．小球水平位移x1与x2的比值为1∶3
B．小球水平位移x1与x2的比值为1∶4
C．小球落到B点时的动能为32J
D．小球从A点运动到B点的过程中最小动能为6J
第
卷
二、非选择题：
请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试卷上作答无效!
13.（4分）某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下：
（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲，由图可知其长度为L＝________mm；（2分）
（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙，由图可知其直径D＝________mm；（2分）
14.（6分）小华和小明在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中，将实验数据记录在下表中：
电压U/V
0.00
0.20
0.40
0.70
1.00
1.30
1.70
2.10
2.50
电流I/A
0.00
0.14
0.24
0.26
0.37
0.40
0.43
0.45
0.46
（1）实验室有两种滑动变阻器供选择：
A．滑动变阻器（阻值范围0～10Ω、额定电流3A）
B．滑动变阻器（阻值范围0～2000Ω、额定电流1A）
实验中选择的滑动变阻器是________．（填写字母序号）（2分）
（2）在图甲中用笔画线代替导线，将实验电路连接完整．（3分）
（3）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应滑至________（选填“左”或“右”）端．（1分）
15.（8分）一个匝数为100匝，电阻为0.5Ω的闭合线圈处于某一磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻起穿过线圈的磁通量按图所示规律变化．则线圈中产生交变电流的有效值为多少？
16.（10分）轻质细线吊着一质量为m＝0.42kg、边长为L＝1m、匝数n＝10的正方形线圈，其总电阻为r＝1Ω.在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图甲所示．磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示．（g＝10m/s2）
（1）判断线圈中产生的感应电流的方向是顺时针还是逆时针；
（2）求线圈的电功率；
（3）求在t＝4s时轻质细线的拉力大小．
17.（10分）如图所示，两根相距L＝1m的足够长的光滑金属导轨，一组导轨水平，另一组导轨与水平面成37°角，拐角处连接一阻值R＝1Ω的电阻．质量均为m＝2kg的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，导轨电阻不计，两杆的电阻均为R＝1Ω.整个装置处于磁感应强度大小B＝1T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场中．当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨向右匀速运动时，cd杆静止．g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：
（1）水平拉力的功率；
（2）现让cd杆静止，求撤去拉力后ab杆产生的焦耳热
18.（14分）如图，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，其第一象限存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度的方向水平向右，磁感应强度的方向垂直纸面向里．一带电荷量为＋q、质量为m的微粒从原点出发进入复合场中，初速度方向与x轴正方向的夹角为45°，正好做直线运动，当微粒运动到A（l，l）时，电场方向突然变为竖直向上（不计电场变化的时间），微粒继续运动一段时间后，正好垂直于y轴穿出复合场．不计一切阻力，求：
（1）电场强度E的大小；
（2）磁感应强度B的大小；
（3）微粒在复合场中的运动时间．
【参考答案】
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
B
A
C
A
C
C
B
ACD
AB
CD
BD
AC
1.解析 电压有效值为100V，故用电压表测该电压其示数为100V，A项错误；ω＝100πrad/s，则周期T＝
＝0.02s，B项正确；该电压加在“100V 100W”的灯泡两端，灯泡恰好正常工作，C项错；t＝
s代入瞬时值表达式得电压的瞬时值为100V，D项错．
2.解:
A、在中性面时,线圈与磁场垂直,磁通量最大.所以A选项是正确的.
B、在中性面时,没有边切割磁感线,感应电动势为零.故B错误.
C、穿过线圈的磁通量为零时,线圈与磁场平行,有两边垂直切割磁感线,感应电动势最大.故C错误.
D、穿过线圈的磁通量为零时,则磁通量的变化率最大.故D错误.
所以A选项是正确的
3.答案 C
解析 地球为一巨大的磁体，地磁场的南、北极在地理上的北极和南极附近，两极并不重合；且地球内部也存在磁场，只有赤道上空磁场的方向才与地面平行；射向地球赤道的带电宇宙射线粒子的速度方向与地磁场方向不会平行，一定受到地磁场力的作用，故只有C项说法不正确．
4.答案 A
解析 由左手定则可知，N粒子带正电，M粒子带负电，A正确．又rN可得vNT＝
，又T＝
，所以tM＝tN，D错误.
5.解析 原线圈电压的有效值：
U1＝
，根据
＝
可得U2＝
·
，又因为是理想变压器，所以T的副线圈的输出功率等于原线圈的输入功率P，所以输电线上的电流I＝
，输电线上损失的电功率为P′＝I22r＝4r
2
2，所以C正确，A、B、D错误．
6.解析 金属框abc平面与磁场平行，转动过程中磁通量始终为零，所以无感应电流产生，选项B、D错误．转动过程中bc边和ac边均切割磁感线，产生感应电动势，由右手定则判断UaBl2ω，选项C正确．
7.选项分析：
A项，由于正点电荷的吸引，金属球上的自由电子被吸引到左端，左端带负电，右端带正电，故A项错误。
B项，由于金属球处于静电平衡状态，所以内部的场强处处为0，故B项错误。
C项，根据B项分析可知，球心处的合场强为零，而正点电荷在球心处产生的场强
，方向向右，所以感应电荷在金属球球心处激发的电场强度大小为
，方向向左，故C项正确。
D项，由于金属球处于静电平衡状态，所以金属球是一个等势体，两端没有电势差，所以用导线将金属球左右两侧相连，金属球左右两侧的电荷不会发生中和，故D项错误。
综上所述，本题正确答案为C
8.答案 ACD
解析 磁感应强度B1垂直水平面向上，大小不变，B2垂直水平面向下，大小随时间增大，故线框向上的磁通量减小，由楞次定律可得，线框中感应电流方向为逆时针方向，选项A正确．t＝0时刻穿过线框的磁通量Φ＝B1×
πr2＋B2×
πr2≈－0.0052Wb，选项B错误．在0.6s内通过线框的电荷量q＝n
＝
C≈0.13C，选项C正确．经过0.6s线框中产生的热量Q＝I2RΔt＝
≈0.07J，选项D正确．
9.选项分析：
A项，由法拉第电磁感应定律可得
，角速度恒定，感应电流恒定，故A项正确。
B项，由右手定则判断可知，圆盘顺时针转动时，电流由a流向b，故B项正确。
C项，感应电流方向只与圆盘转动方向有关，与角速度大小无关，故C项错误。
D项，圆盘角速度变为原来的2倍，感应电流变为原来的2倍，由
得，热功率为原来的4倍，故D项错误。
综上所述，本题正确答案为AB。
10.解析 由ω＝100π＝2πf得f＝50Hz，A错；由题知：
Um1＝12
V，则有效值U1＝
＝12V．由
＝
得U2＝6V，I2＝
＝1A，B错C对；由能量守恒得P1＝P2＝U2I2＝6W，D对．
11.答案 BD
解析 线框从图示位置的右侧摆到最低点的过程中，穿过线框的磁通量减小，由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d，从最低点到左侧最高点的过程中，穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d.
12.答案 AC
解析 小球在水平方向做初速度为零的匀加速运动，小球在竖直方向上升和下落的时间相同，由匀变速直线运动位移与时间的关系可知水平位移x1∶x2＝1∶3，选项A正确，选项B错误；设小球在M点时的水平分速度为vx，则小球在B点时的水平分速度为2vx，根据题意有
mv
＝8J，
mv
＝6J，因而在B点时小球的动能为EkB＝
m[
]2＝32J，选项C正确；由题意知，小球受到的合外力为重力与电场力的合力，为恒力，小球在A点时，F合与速度之间的夹角为钝角，小球在M点时，速度与F合之间的夹角为锐角，即F合对小球先做负功再做正功，由动能定理知，小球从A到M过程中，动能先减小后增大，小球从M到B的过程中，合外力一直做正功，动能一直增大，故小球从A运动到B的过程中最小动能一定小于6J，选项D错误．
13.解析
（1）游标卡尺的固定刻度读数为50mm，游标尺上第3个刻度游标读数为0.05×3mm＝0.15mm，所以最终读数为：
50mm＋0.15mm＝50.15mm；
（2）螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm，可动刻度读数为0.01×20.0mm＝0.200mm，所以最终读数为：
4．5mm＋0.200mm＝4.700mm.
14.解析 解析
（1）由于灯泡的电阻大约在几欧左右，为了便于测量，滑动变阻器选择0～10Ω的．
（2）由于灯泡的电压和电流从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法；电流表采用外接法．实物连线图如图所示．
（3）为了保护测量电路，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应滑至最左端．
15.解析 0～1s内线圈中产生的感应电动势E1＝n
＝100×0.01V＝1V,（2分）
1～1.2s内线圈中产生的感应电动势E2＝n
＝100×
V＝5V，（2分）
在一个周期内产生的热量Q＝Q1＋Q2＝
t1＋
t2＝12J，（2分）
根据交变电流有效值的定义Q＝I2Rt＝12J得I＝2
A，（2分）
16.答案
（1）逆时针
（2）0.25W （3）1.2N
解析
（1）由楞次定律知感应电流的方向为逆时针方向．（2分）
（2）由法拉第电磁感应定律得
E＝n
＝n·
L2
＝0.5V（2分）
则P＝
＝0.25W（2分）
（3）I＝
＝0.5A，F安＝nBIL（2分）
F安＋F线＝mg
联立解得F线＝1.2N.（2分）
17.解析
（1）cd杆静止，由平衡条件可得mgsinθ＝BIL，解得I＝12A（2分）
由闭合电路欧姆定律得2I＝
，得v＝36m/s（2分）
水平拉力F＝2BIL＝24N，水平拉力的功率P＝Fv＝864W（2分）
（2）撤去外力后ab杆在安培力作用下做减速运动，安培力做负功，先将棒的动能转化为电能，再通过电流做功将电能转化为整个电路产生的焦耳热，即焦耳热等于杆的动能的减小量，有Q＝ΔEk＝
mv2＝1296J
而Q＝I′2·
R·t，ab杆产生的焦耳热Q′＝I′2·R·t，所以Q′＝
Q＝864J.（4分）
18.解析
（1）微粒到达A（l，l）之前做匀速直线运动，对微粒受力分析如图甲：
由几何关系知Eq＝mg，得：
E＝
（2分）
（2）由平衡条件：
qvB＝
mg（2分）
电场方向变化后，微粒所受重力与电场力平衡，微粒在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，轨迹如图乙
qvB＝m
（2分）
由几何知识可得：
r＝
l（2分）
联立解得：
v＝
，B＝
（2分）
（3）微粒做匀速运动时间：
t1＝
＝
（1分）
做匀速圆周运动时间：
t2＝
＝
（1分）
故微粒在复合场中的运动时间：
t＝t1＋t2＝（
＋1）
.（2分）
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