物理山东省临沂市学年高二上学期期末考试试题解析版.docx

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物理山东省临沂市学年高二上学期期末考试试题解析版

山东省临沂市2017-2018学年高二上学期期末考试

物理试题

一、选择题：

1.两个放在绝缘架上的相同金属球相距r，球的半径比r小得多，带电量大小分别为q和3q，相互斥力大小为3F．现将这两个金属球相接触，然后分开，仍放回原处，则它们之间的相互作用力大小将变为

A.4FB.

C.2FD.1.5F

【答案】A

【解析】试题分析：

两电荷相互斥力大小为3F，说明两电荷为同种电荷，根据库仑定律可知：

；相互接触后，每个电荷各带电量为：

，则相互作用力

；故选A.

2.下列说法中正确的是

A.由B=

可知,B与F成正比与IL成反比.

B.一小段通电导线在某处不受安培力的作用,则该处磁感应强度一定为零

C.磁感应强度的方向与磁场力的方向不相同

D.把一小段通电导线放在磁场中某处,该处就有磁感应强度.把一小段通电导线拿走该处就没有磁感应强度

【答案】C

【解析】试题分析：

磁场中某点的磁感应强度是由磁场本身决定的，与放在磁场中的通电导线受的安培力F以及IL均无关系，故选项A错误；当通电导线在磁场中沿磁场方向放置时，导线不受安培力的作用，但该处的磁感应强度不为零，选项B错误；磁感应强度的方向与磁场力的方向不相同，它们是相互垂直的关系，选项C正确；磁场中某点的磁感应强度是由磁场本身决定的，与放在磁场中的通电导线的存在与否无关，选项D错误；故选C.

3.一平行板电容器两极板间距为d，极板面积为S，电容为C。

对此电容器充电后断开电源，当增加两板间距时，电容器极板间

A.电场强度不变，电势差变大B.电场强度不变，电势差不变

C.电场强度减小，电势差不变D.电场强度减小，电势差减小

【答案】A

【解析】试题分析：

因通电后断开，故两板上的带电量不变；增加d，则C减小，根据Q=CU可知电势差U增大；

由公式

，及

可得电场强度

，故E与d无关，故电场强度不变；

故选A.

4.如图所示，有一矩形闭合导体线圈，在范围足够大的匀强磁场中运动、下列图中能产生感应电流的是

【答案】D

【解析】试题分析：

A图中线圈水平运动，磁通量始终为零不变，故无感应电流产生，选项A错误；B图中线圈水平运动，磁通量不变，故无感应电流产生，选项B错误；C图中线圈绕轴转动，磁通量始终为零不变，故无感应电流产生，选项C错误；D图中线圈绕轴转动，磁通量不断变化，故有感应电流产生，选项D正确；故选D.

5.一个直流电动机，线圈电阻恒定为0.5Ω；若把电动机接2.0V电压能正常工作，此时经过线圈的电流是1.0A，则电动机的输出功率P出是

A.P出=2.5WB.P出=2W

C.P出=1.5WD.P出=1W

【答案】C

【解析】试题分析：

电动机的输出功率

，故选C.

6.如图所示，在方框中有一能产生磁场的装置，现在在方框右边放一通电直导线（电流方向如图箭头方向），发现通电导线受到向右的作用力，则方框中放置的装置可能是下面哪个

【答案】C

【解析】试题分析：

若在方框中放入A，则因为螺线管的右端是N极，则由左手定则可知，直导线受力方向向里，选项A错误；若在方框中放入B，则由左手定则可知，直导线将上端向里转动，下端向外转动，选项B错误；若在方框中放入C，则因为直导线所在位置的磁场向外，则由左手定则可知，直导线受力方向向右，选项C正确；若在方框中放入D，则由于同向电流相互吸引，直导线受力方向向左，选项D错误；故选C.

7.如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一固定电阻R，导轨电阻可忽略不计．MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R.整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）．现对MN施力使它沿导轨方向以速度v做匀速运动．令U表示MN两端电压的大小，则

A.U＝

Blv，流过固定电阻R的感应电流由b到d

B.U＝

Blv，流过固定电阻R的感应电流由d到b

C.U＝Blv，流过固定电阻R的感应电流由b到d

D.U＝Blv，流过固定电阻R的感应电流由d到b

【答案】A

【解析】试题分析：

当MN运动时，切割磁感线产生动生电动势相当于电源．电路中电动势为E=BlV，整个电路是MN棒的电阻R和bd端R电阻组成的串联电路，MN两端的电压是外电路的电压即为bd两端的电压，电路中的电流为

那么

再由右手定则，拇指指向速度方向，手心被磁场穿过，四指指向即为电流方向，产生逆时针方向的电流，即流过电阻的就是由b到d，故A正确．

所以A正确，BCD错误。

8.绕在同一铁芯上的线圈Ⅰ、Ⅱ按如图所示方法连接，G为电流表。

下列说法正确的是

A.开关S闭合瞬间，G中的电流从左向右

B.保持开关S闭合状态，G中的电流从左向右

C.保持开关S闭合，向右移动变阻器R0滑动触头的位置，G中的电流从左向右

D.断开开关S的瞬间，G的示数也为零

【答案】A

【解析】试题分析：

当闭合开关瞬间，Ⅰ线圈中有电流通过，产生磁场，磁场方向从左向右，磁场也穿过Ⅱ线圈，Ⅱ线圈的磁通量从无到有增加，产生感应电流，根据楞次定律可知，，则电流表中有从左向右的电流．故A正确．

闭合开关后保持闭合状态时，Ⅰ中电流不变，穿过Ⅱ线圈中磁通量不变，没有感应电流产生，G的示数为零．故B错误．保持开关S闭合，向右移动变阻器R0滑动触头的位置，Ⅰ线圈中电流减小，产生向右的减弱的磁场，变化磁场也穿过Ⅱ线圈，Ⅱ线圈的磁通量变化，产生感应电流，根据楞次定律可知，电流表中有从右向左的电流．故C错误．断开开关S的瞬间，Ⅰ线圈中电流减小（从有到无），产生磁场也变化，变化磁场也穿过Ⅱ线圈，Ⅱ线圈的磁通量变化，产生感应电流，则电流表中有电流．故D错误．故选A.

9.如图所示的实线为一簇未标明方向的点电荷电场的电场线，虚线是一个不计重力的带负电的粒子从a点运动到b点的运动轨迹，则由图可知

A.场源点电荷带负电

B.带电粒子在a点的加速度较小

C.带电粒子在a点的动能较小

D.b点的电势较a点的电势低

【答案】D

【解析】试题分析：

由图，粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左，由于粒子带负电，受到的电场力的方向与电场线方向相反，所以粒子的电场线的方向向右，场源点电荷带正负电．故A错误．

电场线的疏密表示场强的大小，由图可知粒子在a点处的电场强度大，粒子受到的电场力大，加速度大．故B错误；由轨迹弯曲方向与粒子速度方向的关系分析可知，若粒子从a运动到b，电场力与轨迹之间的夹角是钝角，电场力对粒子做负功，粒子的动能减小，电势能增大，则粒子在a点的速度较大，在b点电势能较大．故C错误．正点电荷产生的电场，方向向右，沿电场线的方向电势降低，所以b点的电势较a点的电势低，故D正确．

10.质谱仪是一种测定带电粒子质量或分析同位素的重要设备，它的构造原理如图示．离子源S产生的各种不同正离子束（速度可视为零），经MN间的加速电压U加速后从小孔S1垂直于磁感线进入匀强磁场，运转半周后到达照相底片上的P点．设P到S1的距离为x，则

A.若离子束是同位素，则x越大对应的离子质量越小

B.若离子束是同位素，则x越大对应的离子质量越大

C.只要x相同，对应的离子质量一定相同

D.只要x相同，对应的离子的电量一定相等

【答案】B

【解析】粒子在加速电场中做加速运动,由动能定理得：

解得：

，

粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：

，

解得：

所以：

x=2r=

；

A.若离子束是同位素，则q相同而m不同，x越大对应的离子质量越大，故A错误，B正确；

C.由x=

可知，只要x相同，对应的离子的比荷一定相等，离子质量和电量不一定相同，故C错误，D错误；

故选：

B.

11.如图所示，图中MN是由负点电荷产生的电场中的一条电场线。

一带正电粒子q飞入电场后，只在电场力作用下沿图中虚线运动，a、b是该曲线上的两点，则下列说法正确是

A.该电场的场源电荷在M端B.a点的电场强度大于b点的电场强度

C.a点的电势低于b点的电势D.粒子在a点的动能小于在b点的动能

【答案】AD

【解析】试题分析：

正粒子受到的电场力向左，故负电荷产生的场强由N指向M，故M端为场源电荷，故A正确；根据负电荷周围电场分布特点可知：

a点的电场强度小于b点的电场强度，a点的电势高于b点的电势，故BC错误；粒子从a运动到b的过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，故D正确．故选AD.

12.在如图所示的电路中，闭合电键后小灯泡正常发光，当滑动变阻器R3的滑动触头P向上滑动时

A.电压表示数变大B.电流表示数变大

C.小灯泡亮度变暗D.电源总功率变大

【答案】BCD

【解析】试题分析：

当滑动变阻器滑片P向上移动，其接入电路的电阻减小，电路总电阻

R总减小，总电流I增大，R1不变，R1电压和内电压均增大，所以并联部分电压减小，通过灯泡的电流减小，则R2电压减小，电压表示数变小，小灯泡亮度变暗．故A错误，C正确．总电流增大，而通过灯泡的电流减小，根据并联电路的规律知电流表示数变大．故B正确．电源的总功率P=EI，I增大，P增大，故D正确．故选BCD.

13.如图所示，MN是匀强磁场中的一块薄金属板，带电粒子（不计重力）在匀强磁场中运动并穿过金属板，曲线表示其运动轨迹，由图知：

A.粒子带负电

B.粒子运动方向是abcde

C.粒子运动方向是edcba

D.粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长

【答案】AC

【解析】ABC、带电粒子穿过金属板后速度减小，由

可知，轨迹半径应减小，故可知粒子运动方向是edcba.粒子所受的洛伦兹力均指向圆心，则粒子应带负电，故A正确，B错误，C正确；

D.由

可知，粒子运动的周期和速度无关，而上下均为半圆，故粒子的运动时间相等，均为T/2，故D错误；

故选：

AC.

14.如图所示，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ad且相互绝缘．当MN中电流突然增大时，下列说法正确的是

A.线圈所受安培力的合力方向向左

B.线圈所受安培力的合力方向向右

C.线圈中感应电流的方向是abcda

D.线圈中感应电流的方向是adcba

【答案】AC

【解析】试题分析：

金属线框abcd放在导线MN上，导线中电流产生磁场，根据安培定则判断可知，线框abcd左右两侧磁场方向相反，线框左侧的磁通量小于线框右侧的磁通量，磁通量存在抵消的情况．若MN中电流突然增大时，穿过线框的磁通量将增大．根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍磁通量的变化，则线框abcd感应电流方向为逆时针，故A正确，B错误；再由左手定则可知，左边受到的安培力水平向左，而右边的安培力方向也水平向左，故安培力的合力向左．故C正确，D错误．故选AC.

15.如图所示，在图中虚线所围区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场。

已知从左方水平射入的电子，穿过这区域时未发生偏转。

电子重力忽略不计，则在这区域中的E和B的方向可能是

A.E竖直向下，B垂直纸面向外

B.E竖直向上，B垂直纸面向里

C.E竖直向上，B垂直纸面向外

D.E、B都沿水平方向，并与电子运行方向相同

【答案】CD

【解析】试题分析：

重力忽略不计的电子，穿过这一区域时未发生偏转；若E竖直向下，B垂直于纸面向外，则有电场力竖直向上，而磁场力由左手定则可得方向竖直向上，两个力方向相同，电子穿过此区域会发生偏转．故A错误；若E竖直向上，B垂直于纸面向里，则有电场力方向竖直向下，而磁场力方向由左手定则可得竖直向下，所以两力不能使电子做直线运动．故B错误；若E竖直向上，B垂直于纸面向外，则有电场力竖直向下，而磁场力由左手定则可得方向竖直向上，所以当两力大小相等时，电子穿过此区域不会发生偏转．故C正确；若E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同，则有电子所受电场力方向与运动方向相反，而由于电子运动方向与B方向相互平行，所以不受磁场力，因此穿过此区域不会发生偏转，故D正确；故选CD。

二、实验题：

16.某同学在测定金属圆柱体电阻率时需要先测量其尺寸，他分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图所示，则：

长度为__________cm，直径为__________mm．

【答案】

（1）.2.06cm；

（2）.4.815mm；

【解析】试题分析：

圆柱体的长度：

2.0cm+0.1mm×6=2.06cm；直径为：

4.5mm+0.01mm×31.5=4.815mm.

17.某同学测定一根金属丝的电阻率。

（1）先用多用电表粗测其电阻。

将选择开关调到欧姆挡“×10”档位并调零，测量时发现指针向右偏转角度太大，这时他应该：

a．将选择开关换成欧姆挡的_______档位（选填“×100”或“×1”）

b．将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使欧姆表指针指在表盘右端零刻度处。

再次测量电阻丝的阻值，其表盘及指针所指位置如图所示，则此段电阻丝的电阻为__________Ω。

（2）现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了以下器材：

4V的直流电源；3V量程的直流电压表；电键；导线等。

还有电流表与滑动变阻器各两个以供选用：

A．电流表A1（量程0.3A，内阻约1Ω）

B．电流表A2（量程0.6A，内阻约0.3Ω）

C．滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω）

D．滑动变阻器R2（最大阻值为50Ω）

为了尽可能提高测量准确度且要求电压调节范围尽量大。

电流表应选_____，滑动变阻器应选__________（填器材前面的选项字母）。

（3）请根据实验原理，试在答题纸的对应方框内画出相应的实验原理图。

【答案】

（1）×1档；12Ω（12.0-12.2）；

（2）A；C；

（3）如图所示：

【解析】试题分析：

（1）a．将选择开关调到欧姆挡“×10”档位并调零，测量时发现指针向右偏转角度太大，说明档位选择过高，因将选择开关换成欧姆挡的“×1”档位；b.电阻丝的电阻为12Ω；

（2）通过电阻的最大电流可能是

，故电流表应选A，要求电压调节范围尽量大，则滑动变阻器用分压电路，应选C；

（3）如图所示；

三、解答题：

18.矩形导线框abcd置于竖直向上的磁感应强度为B=0.6T的匀强磁场中，其中ab、cd边长度相等均为L=0.5m，且ab、cd边质量均忽略不计，bc边长度为d=0.2m，质量为m=0.02kg，线框可绕MN转动，导线框中通以MabcdN方向的恒定电流后，导线框往纸外偏转角θ=370而达到平衡。

（sin370=0.6cos370=0.8，g=10m/s2）求：

（1）导线框达到平衡时，穿过平面abcd的磁通量ϕ为多少？

（2）线框中电流强度I大小

【答案】

（1）3.6×10-2Wb；

（2）1.25A；

【解析】试题分析：

（1）根据磁通量公式，则有：

φ=BSsinθ=BLdsinθ=0.6×0.5×0.2×0.6Wb=3.6×10-2Wb;

（2）对bc边，根据力的平衡条件，则有：

F=mgtanθ．

因F=BId

解得：

19.如图所示，一个100匝的圆形线圈（图中只画了2匝），面积为200cm2，线圈的电阻为1Ω，在线圈外接一个阻值为4Ω的电阻和一个理想电压表。

线圈放入方向垂直线圈平面指向纸内的匀强磁场中，磁感强度随时间变化规律如B－t图所示，求：

（1）t＝3s时电压表的读数。

（2）4～6s内经过电阻R的电量。

【答案】

（1）0.8V；

（2）1.6C；

【解析】试题分析：

（1）t＝3s时线圈中产生的感应电动势：

电压表的读数：

（2）4～6s内产生的感应电动势：

通过电路的电流：

经过电阻R的电量：

q=It=0.8×2C=1.6C

20.如图所示，一带电微粒质量为m、电荷量为q，从静止开始经电压为U1的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，微粒射出电场时的偏转角为θ．已知偏转电场中金属板长L，两板间距d，带电微粒重力忽略不计．求：

（1）带电微粒进入偏转电场时的速率v1；

（2）偏转电场中两金属板间的电压U2．

【答案】

（1）

；

（2）

。

【解析】试题分析：

（1）微粒在加速电场中，电场力做功U1q，引起动能的增加，由动能定理求出速度v1．

（2）微粒进入偏转电场后，做类平抛运动，运用运动的合成与分解，根据牛顿第二定律和运动学公式结合求出电压U2．

解：

（1）带电微粒在加速电场中加速过程，根据动能定理得：

U1q=

解得：

v1=

．

水平方向：

v1=

带电微粒加速度为a，出电场时竖直方向速度为v2

竖直方向：

a=

=

，v2=at=

由几何关系tanθ=

解得：

U2=

．

答：

（1）带电微粒进入偏转电场时的速率v1为

．

（2）偏转电场中两金属板间的电压U2为

21.如图所示，在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝2.0T。

一质量为m＝5.0×10－8kg、电量为q＝1.0×10－6C的带电粒子从P点沿图示方向以v＝20m/s的速度进入磁场，从x轴上的Q点离开磁场（Q点未画出）。

已知OP＝30cm，（粒子重力不计，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8），求：

（1）OQ的距离；

（2）若粒子不能进入x轴上方，求磁感应强度B′满足的条件。

【答案】

（1）0.90m；

（2）B′>

T＝5.33T；

【解析】试题分析：

（1）带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有：

得

代入数据得：

R＝0.50m

而OP/cos53°＝0.50m

故圆心一定在x轴上，轨迹如图甲所示。

由几何关系可知：

OQ＝R＋Rsin53°，故OQ＝0.90m

（2）带电粒子不从x轴射出（如图乙），由几何关系得：

OP>R′＋R′cos53°①

②

由①②并代入数据得：

（取“≥”照样给分）