湖南省长沙市芙蓉区铁路第一中学学年高二上学期期末考试物理试题含答案解析.docx

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湖南省长沙市芙蓉区铁路第一中学学年高二上学期期末考试物理试题含答案解析

湖南省长沙市芙蓉区铁路第一中学【最新】高二上学期期末考试物理试题

学校:

___________姓名：

___________班级：

___________考号：

___________

一、单选题

1．两个带电量都是q的点电荷相距d时，它们之间的相互作用力为F．若使它们所带电量都减半、而距离加倍时，则它们之间的相互作用力为（　　）

A．FB．

C．

D．

2．下列物理量是矢量的是（　　）

A．电势B．电势差C．电场强度D．电势能

3．在如图所示的匀强电场中，有A、B两点，则以下说法中正确的是

A．A点的电场强度大于B点的电场强度

B．A点的电场强度小于B点的电场强度

C．A点的电势高于B点的电势

D．A点的电势低于B点的电势

4．对于一个电容器，下列说法正确的是（）

A．电容器两板间电压越大，电容越大．

B．电容器两板间电压减小到原来的一半，它的电容就增加到原来的2倍．

C．电容器所带电量增加1倍，两板间电压增加4倍．

D．平行板电容器电容大小与两板正对面积、两板间距离及两板间电介质的相对介电常数有关

5．如图所示，实线表示匀强电场的电场线．一个带负电荷的粒子以某一速度射入匀强电场，只在电场力作用下，运动的轨迹如图中的虚线所示，a、b为轨迹上的两点．若a点电势为φa，b点电势为φb，则（）

A．场强方向一定向左，且电势φa＜φb

B．场强方向一定向左，且电势φa＞φb

C．场强方向一定向右，且电势φa＞φb

D．场强方向一定向右，且电势φa＜φb

6．关于磁感应强度的下列说法中，正确的是

A．通电导线在磁场中受到安培力越大的位置，则该位置的磁感应强度越大

B．磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向

C．垂直磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度方向

D．磁感应强度的大小、方向与放入磁场的导线所通过的电流大小、导线长度、导线所受安培力等均无关

7．一条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠右极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒，图中只画出此棒的截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，逐渐增大导电棒中的电流，磁铁一直保持静止．可能产生的情况是（　　）

A．磁铁对桌面的压力不变

B．磁铁对桌面的压力一定增大

C．磁铁受到摩擦力的方向可能改变

D．磁铁受到的摩擦力一定增大

8．下列各图中，运动电荷在磁场中受洛伦兹力F的方向、速度v的方向和磁场的磁感应强度B的方向之间的关系，正确的是（）

A．

B．

C．

D．

9．带电粒子M和N，先后以不同的速度沿PO方向射入圆形匀强磁场区域，运动轨迹如图所示。

不计重力，下列分析正确的是

A．M带负电，N带正电

B．M和N都带正电

C．M带正电，N带负电

D．M和N都带负电

10．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部分是两个D形金属盒，两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，并分别与高频交流电源两极相连接，从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速，如图所示，现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法可行的是（）

A．增大金属盒的半径B．减小狭缝间的距离

C．减小磁场的磁感应强度D．增大高频交流电压

11．如图所示，原来不带电的绝缘金属导体，在其两端下面都悬挂着金属验电箔；若使带负电的绝缘金属球A靠近导体的右端，可能看到的现象是（　　）

A．只有右端验电箔张开，且右端带正电

B．只有左端验电箔张开，且左端带负电

C．两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电

D．两端的验电箔都不张开，且左端带正电，右端带负电

12．如图所示，一有限范围的匀强磁场宽度为d，若将一个边长为L的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域，已知d>L，则导线框中无感应电流的时间等于（　　）

A．

B．

C．

D．

二、多选题

13．如图所示，闭合开关S，将条形磁铁插入闭合线圈，第一次用时0.2s，第二次用时0.4s，并且两次磁铁的起始和终止位置相同，则（　　）

A．第一次线圈中的磁通量变化较快

B．第一次电流表G的最大偏转角较大

C．第二次电流表G的最大偏转角较大

D．若断开S，电流表G均不偏转，故两次线圈两端均无感应电动势

14．如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时

A．电压表的示数减少

B．R2中电流减小

C．小灯泡的功率增大

D．电路的路端电压降低

15．如图所示，带电平行板中匀强磁场方向水平垂直纸面向里，某带电小球从光滑绝缘轨道上的b点自由滑下，经过轨道端点c进入板间后恰能沿水平方向做直线运动．现使小球从较低的a点开始下滑，经c点进入板间的运动过程中（）

A．其动能将会增大

B．其所受的洛伦兹力将会增大

C．其电势能将会增大

D．其受到的电场力将会增大

16．如图所示，带电粒子在电场中由A点运动到B点，图中实线为电场线，虚线为粒子运动轨迹，则可判定（　　）

A．粒子的动能不断减少

B．粒子在A点的加速度小于在B点的加速度

C．粒子带正电

D．粒子的电势能不断减少

三、实验题

17．在《测定干电池的电动势和电阻》的实验中，测得干电池的路端电压与相应的输出电流的多组数据，描得图象如图所示，则干电池的电动势为_____V，内电阻为_____Ω，测量电路中，电流表为什么要采用内接法_____．

18．多用表指针位置如图所示

若是直流电压10V档，读数为_____V

若是×10欧姆档测电阻，读数为_____Ω

四、解答题

19．在真空中有两个点电荷Q1和Q2，它们相距r，A点在两个点电荷的中间，求电场中A点的场强。

20．如图所示，R为电阻箱，电压表可视为理想电压表。

当电阻箱读数为R1=2Ω时电压表读数为U1=4V；当电阻箱读数为R2=5Ω时，电压表读数为U2=5V。

求：

（1）电源的电动势E；

（2）电源的内阻r。

21．如图所示，真空中有平行正对金属板A、B，它们分别接在输出电压恒为U=91V的电源两端，金属板长L=10cm、两金属板间的距离d=3.2cm，A、B两板间的电场可以视为匀强电场。

现使一电子从两金属板左侧中间以v0=2.0×107m/s的速度垂直于电场方向进入电场，然后从两金属板右侧射出。

已知电子的质量m=0.91×10-30kg，电荷量e=1.6×10-19C，两极板电场的边缘效应及电子所受的重力均可忽略不计（计算结果保留两位有效数字），求：

（1）电子在电场中运动的加速度a的大小；

（2）电子射出电场时在沿电场线方向上的侧移量y；

（3）从电子进入电场到离开电场的过程中，其动量增量的大小。

参考答案

1．C

【解析】

【详解】

根据库仑定律得：

，

若使它们所带电量都减半、而距离加倍，库仑力

2．C

【详解】

电势、电势能和电压是只有大小没有方向的标量，故ABD错误；电场强度是既有大小又有方向的矢量，故C正确．故选C．

3．C

【解析】

该电场是匀强电场，AB两点的电场强度是相同的．故AB错误；顺着电场线电势逐渐降低，则A点的电势高于B点的电势，选项C正确，D错误；故选C.

点睛：

本题关键要掌握电场线的物理意义：

电场线的疏密描述电场的强弱，沿电场线方向，电势必定降低．

4．D

【解析】

电容反映电容器容纳电荷本领的大小，与电容器两端的电压及电容器所带的电量无关，由电容器本身决定．故ABC错误；根据电容的决定式C=

，可知平行板电容器电容大小与两板正对面积、两板间距离及两板间电介质的相对介电常数有关．故D正确．故选D．

点睛：

本题关键明确电容器的电容有电容器本身决定，与带电量和电势差无关，要掌握电容的决定式C=

，明确电容的决定因素．

5．A

【解析】

【详解】

由曲线运动条件可知合力指向曲线的内侧，而电场强度方向应该是电场线上每一点的切线方向，所以该带电粒子所受的电场力一定向右。

由于该粒子是负电荷，所以场强方向一定向左，根据沿着电场线的方向电势降低的，可判定a点的电势小于b点，即φa＜φb，故A正确。

6．D

【解析】

【分析】

根据左手定则可知，磁感应强度的方向与安培力的方向垂直；磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，通过电流元垂直放置于磁场中所受磁场力与电流元的比值来定义磁感应强度．此比值与磁场力及电流元均无关．

【详解】

磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，通过电流元垂直放置于磁场中所受磁场力与电流元的比值来定义磁感应强度。

此比值与磁场力及电流元均无关。

故A错误，D正确；磁感线的指向与磁感应强度减小无关，故B错误。

垂直磁场放置的通电导线的受力方向与磁感应强度方向相互垂直；故C错误；故选D。

【点睛】

磁感应强度是通过比值定义得来，例如电场强度也是这种定义，电场强度与电场力及电荷量均没有关系．同时电流元放入磁场中不一定有磁场力，还受放置的角度有关．

7．D

【解析】

以导线为研究对象，由于磁场方向未知，由左手定则判断得知导线所受安培力方向斜向左下方或右上方，根据牛顿第三定律得知，导线对磁铁的安培力方向斜向右上方或左下方，安培力的水平分力等于摩擦力，逐渐增大导电棒中的电流，安培力增大，摩擦力增大，方向不变，故C错误，D正确．由于安培力可能斜向上，也可能斜向下，无法判断对桌面的压力的变化，故A错误，B错误．

故选：

D

8．B

【解析】

【详解】

A．磁场方向垂直纸面向外，负电荷运动的方向水平向右，根据左手定则，安培力的方向竖直向上．故A错误．

B．磁场方向垂直纸面向里，正电荷运动的方向向右，根据左手定则，安培力的方向向上．故B正确．

C．磁场方向垂直纸面向里，正电荷运动的方向向右，根据左手定则，安培力的方向向上．故C错误．

D．磁场方向垂直纸面向里，负电荷运动的方向向右，根据左手定则，安培力的方向向下．故D错误．

故选B．

【点睛】

左手定则的内容：

伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．根据左手定则的内容判断安培力的方向．该方向也可以判定洛伦兹力的方向．

9．A

【解析】粒子向右运动，根据左手定则，N向上偏转，应当带正电；M向下偏转，应当带负电，故BCD错误，A正确；故选A.

10．A

【解析】

【详解】

带电粒子从D形盒中射出时的动能Ekm=

mvm2；带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则圆周半径R=

；联立可得Ekm=

显然，当带电粒子q、m一定的，则Ekm∝R2B2即Ekm随磁场的磁感应强度B、D形金属盒的半径R的增大而增大，与加速电场的电压和狭缝距离无关，故选A．

【点睛】

本题回旋加速器考查电磁场的综合应用：

在电场中始终被加速，在磁场中总是匀速圆周运动．所以容易让学生产生误解：

增加射出的动能由加速电压与缝间决定．原因是带电粒子在电场中动能被增加，而在磁场中动能不变．

11．C

【详解】

带负电的绝缘金属球靠近导体右端，由于发生感应起电，导体右端带正电，左端带负电，两端的验电箔都张开，故C正确，ABD错误．

12．C

【解析】

如图所示，

从线框完全进入直到右边开始离开磁场区域，线框中的磁通量就不再发生变化，故线圈中没有感应电流的距离为d-l；

因导线框做匀速运动，故不产生感应电流的时间

故C正确．

13．AB

【分析】

两次磁铁的起始和终止位置相同，知磁通量的变化量相同，根据时间长短判断磁通量变化的快慢，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比．

【详解】

A项：

磁通量变化相同，第一次时间短，则第一次线圈中磁通量变化较快，故A正确；

B、C项：

感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，磁通量的变化率大，感应电动势大，产生的感应电流大，故B正确，C错误；

D项：

断开电键，电流表不偏转，知感应电流为零，但感应电动势不为零，故D错误．

故选AB．

【点睛】

解决本题的关键知道感应电动势产生的条件，以及知道感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比．

14．BCD

【分析】

当照射光强度增大时，

变小，分析电路中总电阻的变化，则由闭合电路欧姆定律可得出电路中电流的变化，由欧姆定律可得出电压表示数的变化；同时还可得出路端电压的变化；由串联电路的规律可得出并联部分电压的变化，再由并联电路的规律可得出通过小灯泡的电流的变化，由功率公式即可得出灯泡功率的变化．

【详解】

当光照增强时，光敏电阻的阻值减小，

变小，外电路总电阻减小，则电路中的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得，电路中总电流增大，故

两端的电压增大，即电压表的示数增大，故A错误；因电路中总电流增大，电源的内电压增大，路端电压减小，同时

两端的电压增大，故并联电路部分电压减小，流过

的电流减小；由于干路电流变大，流过

的电流减小，可知流过灯泡的电流一定增大，小灯泡的功率变大，故BCD正确．

【点睛】

闭合电路的动态分析问题一般按外电路、内电路再外电路的分析思路进行；分析内电路主要根据总电流及内阻分析内压，而外电路较为复杂，要注意灵活应用电路的性质．

15．ABC

【解析】

【详解】

根据题意分析得：

小球从b点下滑到c点进入平行板间后做直线运动，对小球进行受力分析得小球共受到三个力作用：

恒定的重力G、恒定的电场力F、洛伦兹力f，这三个力都在竖直方向上，小球在水平直线上运动，所以可以判断出小球受到的合力一定是零，即小球一定是做匀速直线运动，由左手定则和电场力的方向的特点可知，洛伦兹力和电场力同向，故都向上，可推出小球带正电．

如果小球从稍低的a点下滑到从c点进入平行板间速度会变小，所以洛伦兹力f比之前的减小，合力变为竖直向下，所以小球会偏离水平方向下做曲线运动，故向下偏转，故电场力做负功，电势能增加，水平方向速度不变，但竖直方向的速度增加，所以动能将会增大，导致洛伦兹力随后也会增大，电场力

不变，故A、B、C正确，D错误；故选ABC．

【点睛】

本题关键先分析出小球受力平衡，然后再考虑洛仑兹力变化后的运动情况，同时要结合平行板电容器的表达式和电势差与电场强度的关系式列式分析．

16．AB

【解析】由图所示，粒子从A到B，粒子的轨迹向左弯曲，电场力逆着电场线方向，所以粒子带负电．故C错误．电场力逆着电场线方向，与速度方向夹角大于90°，所以电场力对粒子做负功，其动能减小，因此速度不断减小；电场力做负功，电势能增大，故A正确，D错误．从A到B，电场线越来越密，所以电场强度增大，电场力也变大，则加速度也增大．故B正确．故选AB．

点睛：

本题关键是根据运动轨迹来判定电场力方向，由曲线运动条件可知合力偏向曲线内侧；电场线的疏密表示电场强度的强弱；用电场力做功判断速度和电势能的变化．

17．1.5；0.25；电流表内阻等效为了电源内阻，误差较大

【解析】

【分析】

（1）熟练掌握测量电动势和内电阻实验的实验方法及电路的选择，注意电表的内阻对实验误差的影响；

（2）图象与纵坐标的交点为电源的电动势；图象的斜率表示电源的内电阻．

【详解】

由图象可知，图象与纵轴的交点为1.5V；故电动势为1.5V；图象的斜率表示内电阻，故内电阻为r＝

＝0.25Ω；在实验中，由于电流表内阻与电源内阻很接近，若采用相对于外电阻的外接法，则电流表内阻等效为了电源内阻，误差较大，故只能选用相对外电路的内接法；

【点睛】

题考查测量电动势和内电阻的实验电路及数据的处理，注意要由公式去理解图象的意义．

18．5.3；130。

【解析】

【分析】

根据电表测量的量与量程由图示表盘确定其分度值，然后根据指针位置读出其示数；欧姆表指针示数与挡位的乘积是欧姆表示数。

【详解】

选择直流电压10V挡，由图示表盘可知，其分度值为0.2V，示数为5.3V；

若是×10欧姆档测电阻，由图示表盘可知，其读数为：

13×10＝130Ω；

【点睛】

本题考查了多用电表读数，对多用电表读数，要先根据选择开关位置确定其所测量的量与量程，然后确定其分度值，再根据指针位置读数，读数时视线要与刻度线垂直。

19．若两个正点电荷，EA＝

，方向指向电荷小的；若两个负点电荷，EA＝

，方向指向电荷大的；若两个异种电荷，EA＝

，方向指向负电荷的；

【解析】

【分析】

由点电荷电场强度公式，结合矢量叠加法则，及点电荷的电性，求解即可。

【详解】

由点电荷电场强度公式有：

E＝

；

若两个正点电荷，Q1和Q2在它们连线中点A处产生的场强大小为

，方向指向电荷小的；

若两个负点电荷，同理，则有：

，方向指向电荷大的；

若两个异种电荷，则有：

，方向指向负电荷；

【点睛】

本题直接考查了库仑定律的应用和点电荷电场强度的公式，对于公式一定要明确其适用条件和公式中各个物理量的含义，熟练运用电场的叠加原理研究中点的场强。

20．

（1）6V；

（2）1Ω

【详解】

（1）

（2）根据

E=U+

r

可得

E=4+

r

E=5+

r

解之得

E=6V

r=1Ω

21．

（1）

；

（2）0.63m；（3）

。

【解析】

【详解】

（1）设金属板A、B间的电场强度为E，则

，根据牛顿第二定律，有

电子在电场中运动的加速度

（2）电子以速度

进入金属板A、B间，在垂直于电场方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，电子在电场中运动的时间为

电子射出电场时在沿电场线方向的侧移量

代入数据

（3）从电子进入电场到离开电场的过程中，由动量定理，有

其动量增量的大小

=