高二物理上学期期中沈阳市学年高二上学期期末物理物理试题及答案.docx
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高二物理上学期期中沈阳市学年高二上学期期末物理物理试题及答案
2014-2015学年辽宁省沈阳市高二（上）期末物理试卷
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分，1-8题单选，9-12题多选）
1．下面关于物理学家做出的贡献，说法正确的是（ ）
A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系
B．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律
C．洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律
D．法拉第指出闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比
2．如图所示，大小可以忽略不计的带有同种电荷的小球A和B相互排斥，静止时绝缘细线与竖直方向的夹角分别为α和β，且α＜β，两小球在同一水平线上，由此可知（ ）
A．B球受到的库仑力较大，电荷量较大
B．B球的质量较大
C．B球受到的拉力较大
D．两球接触后，再处于静止状态时，悬线的偏角α′、β′仍满足α′＜β′
3．真空中相距为3a的两个点电荷M、N分别固定于x轴上x1=0和x2=3a的两点上，在它们连线上各点场强随x变化关系如图所示，以下判断中正确的是（ ）
A．x=a点的电势高于x=2a点的电势
B．点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为4：
1
C．点电荷M、N一定为异种电荷
D．x=2a处的电势一定为零
4．某空间中存在一个有竖直边界的水平方向匀强磁场区域，现将一个等腰梯形闭合导线圈，从图示位置垂直于磁场方向匀速拉过这个区域，尺寸如图所示，下图中能正确反映该过程线圈中感应电流随时间变化的图象是（ ）
A．
B．
C．
D．
5．如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1＞I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直．磁感应强度可能为零的点是（ ）
A．a点B．b点C．c点D．d点
6．如图所示，一电阻为R的导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场．方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始络与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论中正确的是（ ）
A．圆心到达磁场边界时感应电流方向发生改变
B．CD段直线始终不受安培力作用
C．感应电动势平均值
πBav
D．通过导线横截面的电荷量为
7．如图所示，MN、PQ是间距为L的平行金属导轨，置于磁感应强度为B，方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为R的电阻．一根与导轨接触良好、有效阻值为
的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动，则（不计导轨电阻）（ ）
A．通过电阻R的电流方向为P→R→M
B．ab两点间的电压为BLv
C．a端电势比b端高
D．外力F做的功等于电阻R上发出的焦耳热
8．某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路．检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象．虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡末闪亮的原因是（ ）
A．电源的内阻较大B．小灯泡电阻偏大
C．线圈电阻偏大D．线圈的自感系数较大
9．如图所示是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流．各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
10．磁流体发电机原理如图所示，将一束等离子体（正负电荷组成的离子化气体状物质）喷射入磁场，在电场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．如果射入的等离子体速度为v，板间距离为d，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直与速度方向，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间．当发电机稳定发电时，电流表示数为I．则以下说法正确的有（ ）
A．图中A板为电源的正极
B．有电流从a经用电器流向b
C．这个发电机的电动势为Bdv
D．此发电机的等效内阻是
﹣R
11．汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10A，电动机启动时电流表读数为58A，若电源电动势为12.5V，内阻为0.05Ω，电动机内阻为0.02Ω，电流表内阻不计，则电动机启动时（ ）
A．车灯的电压为9.6VB．通过电动机的电流为48A
C．电动机的电功率为50WD．电动机输出的机械功为430W
12．如图所示，在射线OA以下有垂直纸面向里的匀强磁场，两个质量和电荷量都相同的正电粒子a和b以不同的速率由坐标原点O沿着x轴正方向射入磁场，已知va＞vb，若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是（ ）
A．两粒子的轨道半径之比
=
B．粒子a在磁场中运动时间比b长
C．两粒子在磁场中运动时间相等
D．两粒子离开磁场时速度方向相同
二、实验题（本题共2小题，共18分）
13．在练习使用多用表的实验中某同学连接的电路如图所示
①若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过 的电流；
②若断开电路中的电键，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是 的电阻；
③若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合电键，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是 两端的电压．
14．为测量一个定值电阻的阻值，备用器材如下：
待测电阻Rx
电流表A1（量程100μA，内阻约2kΩ）
电流表A2（量程500μA，内阻约300Ω）
电压表V1（量程15V，内阻约150kΩ）
电压表V2（量程50V，内阻约500kΩ）
电源E（电动势15V）
滑动变阻器R（最大阻值1kΩ）
多用电表，开关S，导线若干
（1）先用多用电表欧姆挡对Rx进行粗测．若选择×100Ω挡用正确的测量方法进行测量，发现指针几乎不偏转，为较准确测量应选用 挡（×10，×1k）．重新选挡测量，刻度盘上的指针位置如图1所示，测量结果是 Ω．
（2）现用伏安法测量Rx阻值．为了尽量减小实验误差，要求测多组数据．
①电流表应选 ，电压表应选 ．
②在图2的方框中画出实验电路图．
③根据实验中测得的多组数据作出的U﹣I图线如图3所示，根据图线求得待测电阻的阻值为 Ω．
三、计算题（本题共3小题，共34分）
15．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，设导体棒Oa可以以点O为中心转动，而另一端a刚好搭在光滑的半圆形金属导轨上，Oa长为L且以角速度ω匀速转动，在Ob间接入一阻值为R的电阻，不计其他电阻，试求：
（1）导体棒Oa两端产生的电势差；
（2）流过电阻R上的电流大小及方向；
（3）所需外力的功率．
16．如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两极板不带电，上极板接地，它的极板长L=0.1m，两板间距离d=0.4cm，有一束相同的带电微粒以相同的初速度先后从两极板中央平行极板射入，由于重力作用微粒能落到下极板上，微粒所带电荷立即转移到下极板且均匀分布在下极板上．设前一微粒落到下极板上时后一微粒才能开始射入两极板间．已知微粒质量为m=2×10﹣6kg、电荷量q=1×10﹣8C，电容器电容为C=1uF，取g=10m/s2．
（1）为使第一个微粒恰能落在下极板的中点到紧靠边缘的B点之内，求微粒入射初速度v0的取值范围；
（2）若带电微粒以第
（1）问中初速度v0最小值入射，则最多能有多少个带电微粒落到下极板上？
17．如图所示，在以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于xOy平面向里．一带正电的粒子（不计重力）从O点沿y轴正方向以某一速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，经t0时间从P点射出
（1）求电场强度的大小和方向．
（2）若仅撤去电场，带电粒子仍从O点射入，但速度为原来的4倍，求粒子在磁场中运动的时间．（粒子的比荷满足
=
）
2014-2015学年辽宁省沈阳市高二（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分，1-8题单选，9-12题多选）
1．下面关于物理学家做出的贡献，说法正确的是（ ）
A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系
B．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律
C．洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律
D．法拉第指出闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比
考点：
物理学史．
分析：
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家奥斯特、洛伦兹、安培和法拉第的物理学成就即可．
解答：
解：
A、奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系，故A正确．
B、洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，故B错误．
C、安培发现了磁场对电流的作用规律，故C错误．
D、法拉第指出闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，故D正确．
故选：
AD．
点评：
对于物理学上重大发现、发明、著名理论等等要加强记忆，这也是考试内容之一．
2．如图所示，大小可以忽略不计的带有同种电荷的小球A和B相互排斥，静止时绝缘细线与竖直方向的夹角分别为α和β，且α＜β，两小球在同一水平线上，由此可知（ ）
A．B球受到的库仑力较大，电荷量较大
B．B球的质量较大
C．B球受到的拉力较大
D．两球接触后，再处于静止状态时，悬线的偏角α′、β′仍满足α′＜β′
考点：
库仑定律；共点力平衡的条件及其应用．
专题：
电场力与电势的性质专题．
分析：
根据根据牛顿第三定律得：
A球对B球的库仑力等于B球对A球的库仑力．
对小球受力分析，根据平衡条件和相似三角形表示出两个球的重力和拉力，进行比较．
解答：
解：
A、根据牛顿第三定律得：
A球对B球的库仑力等于B球对A球的库仑力，无论两球电荷量是否相等所受库伦力都相等，故无法比较哪个电荷量较大，故A错误；
对小球受力分析，根据平衡条件有：
B、对小球A、B受力分析，根据平衡条件有：
mAg=
mBg=
因α＜β，所以mA＞mB，故B错误．
C、根据平衡条件有：
F拉A=
F拉B=
因α＜β，所以B球受的拉力较小，故C错误．
D、两球接触后，再静止下来，两绝缘细线与竖直方向的夹角变为α′、β′，
对小球A、B受力分析，根据平衡条件有：
tanα′=
tanβ′=
因为mA＞mB，所以α′＜β′．故D正确．
故选：
D．
点评：
本题在解答过程中，物体的平衡条件成为关键内容，因此分析物体的受力，对力进行分解合成就成了必须的步骤，有利于学生将力学知识与电学知识相结合．
3．真空中相距为3a的两个点电荷M、N分别固定于x轴上x1=0和x2=3a的两点上，在它们连线上各点场强随x变化关系如图所示，以下判断中正确的是（ ）
A．x=a点的电势高于x=2a点的电势
B．点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为4：
1
C．点电荷M、N一定为异种电荷
D．x=2a处的电势一定为零
考点：
电势；电场强度．
专题：
带电粒子在电场中的运动专题．
分析：
由于M、N之间的场强的方向相反，故点电荷M、N一定为同种电荷；由于不知道M、N的所带电荷的性质，故需要讨论，若都带正电荷，则0～2a场强的方向向右，而沿电场线方向电势降低，故x=a点的电势高于x=2a点的电势；若都带负电荷，则0～2a场强的方向向左，故x=a点的电势低于x=2a点的电势；由于2a处场强为0，故M在2a处产生的场强E1=
和N在2a处产生的场强E2=
大小相等；由于电势是一个相对性的概念，即零电势的选择是任意的，人为的，即任意点的电势都可以为0．
解答：
解：
A、由于不知道M、N的所带电荷的性质，故需要讨论，若都带正电荷，则0～2a场强的方向向右，而沿电场线方向电势降低，故x=a点的电势高于x=2a点的电势；若都带负电荷，则0～2a场强的方向向左，故x=a点的电势低于x=2a点的电势，故A错误．
B、M在2a处产生的场强E1=
，而N在2a处产生的场强E2=
，由于2a处场强为0，故E1=E2，所以QM=4QN，故B正确．
C、由于M、N之间的场强的方向相反，故点电荷M、N一定为同种电荷，故C错误．
D、由于电势是一个相对性的概念，即零电势的选择是任意的，人为的，故x=2a处的电势可以为零，也可以不为零，故D错误．
故选B．
点评：
只要把握了同种性质和异种性质的点电荷产生的电场的分别特点就能顺利解决此类问题．
4．某空间中存在一个有竖直边界的水平方向匀强磁场区域，现将一个等腰梯形闭合导线圈，从图示位置垂直于磁场方向匀速拉过这个区域，尺寸如图所示，下图中能正确反映该过程线圈中感应电流随时间变化的图象是（ ）
A．
B．
C．
D．
考点：
导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律．
专题：
电磁感应与电路结合．
分析：
楞次定律，判断感应电流方向；由法拉第电磁感应定律和欧姆定律判断电流大小，用排除法解决较好．
解答：
解：
当右边进入磁场时，便会产生感应电流，由楞次定律得，感应电流应是逆时针方向，由于有效切割长度逐渐增大，导致感应电流的大小也均匀增大；
当线框右边出磁场后，有效切割长度不变，则产生感应电流的大小不变，但比刚出磁场时的有效长度缩短，导致感应电流的大小比其电流小，但由楞次定律得，感应电流应仍是逆时针，故排除AB；
当线框左边进入磁场时，有效切割长度在变大，当感应电流的方向是顺时针，即是负方向且大小增大，故选项C正确，ABD错误．
故选：
C．
点评：
对于图象问题可以通过排除法进行求解，如根据图象过不过原点、电流正负、大小变化等进行排除．
5．如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1＞I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直．磁感应强度可能为零的点是（ ）
A．a点B．b点C．c点D．d点
考点：
通电直导线和通电线圈周围磁场的方向．
专题：
应用题．
分析：
由安培定则可判出两导线在各点磁感线的方向，再由矢量的合成方法可得出磁感应强度为零的点的位置．
解答：
解：
两电流在该点的合磁感应强度为0，说明两电流在该点的磁感应强度满足等大反向关系．
根据右手螺旋定则在两电流的同侧磁感应强度方向相反，则为a或c，又I1＞I2，所以该点距I1远距I2近，所以是c点；
故选C．
点评：
本题考查了安培定则及矢量的合成方法，特别应注意磁场的空间性，注意培养空间想象能力．
6．如图所示，一电阻为R的导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场．方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始络与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论中正确的是（ ）
A．圆心到达磁场边界时感应电流方向发生改变
B．CD段直线始终不受安培力作用
C．感应电动势平均值
πBav
D．通过导线横截面的电荷量为
考点：
导体切割磁感线时的感应电动势．
分析：
根据楞次定律判断出感应电流的方向，结合左手定则判断出直线CD段所受的安培力，根据法拉第电磁感应定律求出平均感应电动势的大小，结合q=
求出通过导线横截面的电荷量．
解答：
解：
A、从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，磁通量逐渐增大，根据楞次定律知，感应电流的方向一直为逆时针方向．故A错误．
B、CD段的电流方向由D到C，根据左手定则知，CD段受到竖直向下的安培力，故B错误．
C、运动的时间
，根据法拉第电磁感应定律得：
E=
，故C错误．
D、通过导线横截面的电荷量为：
q=
．故D正确．
故选：
D．
点评：
对于电磁感应问题，往往根据法拉第电磁感应求感应电动势的平均值，公式E=BLvsinα，既可以感应电动势的平均值，也可以求电动势的瞬时值．
7．如图所示，MN、PQ是间距为L的平行金属导轨，置于磁感应强度为B，方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为R的电阻．一根与导轨接触良好、有效阻值为
的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动，则（不计导轨电阻）（ ）
A．通过电阻R的电流方向为P→R→M
B．ab两点间的电压为BLv
C．a端电势比b端高
D．外力F做的功等于电阻R上发出的焦耳热
考点：
导体切割磁感线时的感应电动势；焦耳定律．
专题：
交流电专题．
分析：
根据楞次定律或右手定则可判断出通过电阻R的电流方向和a、b电势高低．金属导线ab相当于电源，外电路为电阻R，由闭合电路欧姆定律求解ab两点间的电压；根据能量守恒得外界的能量转化成整个电路产生的焦耳热．
解答：
解：
A、根据右手定则可知：
ab中产生的感应电流方向为b→a，则通过电阻R的电流方向为M→P→R．故A错误；
B、金属导线ab相当于电源，ab两点间的电压是路端电压，即是R两端的电压．
根据闭合电路欧姆定律得知，ab两点间的电压为U=
E=
BLv．故B错误．
C、金属导线ab相当于电源，a端相当于电源的正极，电势较高，故C正确．
D、ab棒向右做匀速直线运动，根据能量守恒得知：
外力F做的功等于电路中产生的焦耳热，大于电阻R上发出的焦耳热，故D错误．
故选：
C．
点评：
本题比较简单考查了电磁感应与电路的结合，解决这类问题的关键是正确分析外电路的结构，然后根据有关电学知识求解．
8．某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路．检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象．虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡末闪亮的原因是（ ）
A．电源的内阻较大B．小灯泡电阻偏大
C．线圈电阻偏大D．线圈的自感系数较大
考点：
自感现象和自感系数．
专题：
压轴题．
分析：
线圈与小灯泡并连接电池组上．要使灯泡发生闪亮，断开开关时，流过灯泡的电流要比以前的电流大．根据楞次定律和并联的特点分析．
解答：
解：
A、开关断开开关时，灯泡能否发生闪亮，取决于灯泡的电流有没有增大，与电源的内阻无关．故A错误．
B、若小灯泡电阻偏大，稳定时流过灯泡的电流小于线圈的电流，断开开关时，根据楞次定律，流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡将发生闪亮现象．故B错误．
C、线圈电阻偏大，稳定时流过灯泡的电流大于线圈的电流，断开开关时，根据楞次定律，流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡不发生闪亮现象．故C正确．
D、线圈的自感系数较大，产生的自感电动势较大，但不能改变稳定时灯泡和线圈中电流的大小．故D错误．
故选C．
点评：
自感现象是特殊的电磁感应现象，根据楞次定律分析要使实验现象明显的条件：
线圈的电阻应小于灯泡的电阻．
9．如图所示是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流．各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
考点：
楞次定律．
专题：
电磁感应与电路结合．
分析：
当磁铁向下或向上运动时，穿过线圈的磁通量增大或减小，根据楞次定律分析感应电流方向．
解答：
解：
A、当磁铁N极向下运动时，线圈的磁通量变大，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相反．再根据安培定则，可判定感应电流的方向：
沿线圈盘旋而上．故A错误；
B、当磁铁S极向下运动时，线圈的磁通量变大，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相反．再根据安培定则，可判定感应电流的方向：
沿线圈盘旋而上，故B错误；
C、当磁铁S极向上运动时，线圈的磁通量变小，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相同．再根据安培定则，可判定感应电流的方向：
沿线圈盘旋而下．故C错误；
D、当磁铁N极向上运动时，线圈的磁通量变小，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相同．再根据安培定则，可判定感应电流的方向：
沿线圈盘旋而下，故D正确；
故选：
D．
点评：
可从运动角度去分析：
来拒去留．当N极靠近时，则线圈上端相当于N极去抗拒，从而确定感应电流方向．
10．磁流体发电机原理如图所示，将一束等离子体（正负电荷组成的离子化气体状物质）喷射入磁场，在电场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．如果射入的等离子体速度为v，板间距离为d，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直与速度方向，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间．当发电机稳定发电时，电流表示数为I．则以下说法正确的有（ ）
A．图中A板为电源的正极
B．有电流从a经用电器流向b
C．这个发电机的电动势为Bdv
D．此发电机的等效内阻是
﹣R
考点：
质谱仪和回旋加速器的工作原理．
分析：
大量带正电和带负电的微粒向右进入磁场时，由左手定则可以判断正负电荷受到的洛伦兹力方向，从而确定相当于电源的正负极，从而得出通过电阻的电流方向．抓住带电粒子在复合场中受电场力和洛伦兹力平衡求出发电机的电动势．根据闭合电路欧姆定律求出发电机的内电阻．
解答：
解：
A、大量带正电和带负电的微粒向右进入磁场时，由左手定则可以判断正电荷受到的洛伦兹力向上，所以正电荷会聚集的A板上，负电荷受到的洛伦兹力向下，负电荷聚集到B板上，故A板相当于电源的正极，B板相当于电源的负极，所以通过电阻R的电流从a到b，故AB正确；
C、根据qvB=q
得，E=Bdv．故C正确．
D、根据欧姆定律得，r=
﹣R=
﹣R．故D正确．
故选：
ABCD．
点评：
根据洛伦兹力的方向判断物体的运动方向，此题还可以根据洛伦兹力与极板间产生的电场力平衡解得磁流体发电机的电动势，注意确定正负电荷的洛伦兹力的方向是解题的关键．解决本题的关键知道稳定时，电荷所受洛伦兹力和电场力平衡，电路中电流越大，则单位时间内到达金属板A、B的等离子体数目增多．
11．汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10A，电动机启动时电流表读数为58A，若电源电动势为12.5V，内阻为0.05Ω，电动机内阻为0.02Ω，电流表内阻不计，则电动机启动时（ ）
A．车灯的电压为9.6VB．通过电动机的电流为48A
C．电动机的电功率为50WD．电
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