高中江西省南昌市安义中学高二上学期期末物理试题答案解析.docx
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高中江西省南昌市安义中学高二上学期期末物理试题答案解析
江西省南昌市安义中学【精品】高二上学期期末物理试题
学校:
___________姓名：
___________班级：
___________考号：
___________
一、单选题
1．法拉第是英国物理学家、化学家，也是著名的自学成才的科学家，在物理学领域，法拉第有“电学之父”的美誉．下列陈述不符合历史事实的是（ ）
A．法拉第首先引入“场”的概念来研究电和磁的现象
B．法拉第首先引入电场线和磁感线来描述电场和磁场
C．法拉第首先发现电磁感应现象
D．法拉第首先发现电流的磁效应
2．如图所示,真空中同一平面内固定两点电荷+2Q和-Q,以点电荷+2Q为圆心的圆上有a,b,c,d四点,其中b点为两点电荷连线与圆的交点,a,c两点关于连线对称,ad为圆的直径,且d距-Q较远.关于a,b,c,d四点,下列说法正确的是
A．b处电场场强最小B．d处电场场强最大
C．b处电场强度最大D．a,c两处电场强度相同
3．一带电粒子在如图所示的点电荷的电场中，在电场力作用下沿虚线所示轨迹从A点运动到B点，电荷的加速度、动能、电势能的变化情况是
A．加速度的大小增大，动能、电势能都增加
B．加速度的大小减小，动能、电势能都减少
C．加速度增大，动能增加，电势能减少
D．加速度增大，动能减少，电势能增加
4．如图所示是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路，在增大电容器两板间距离的过程中（）
A．电阻R中没有电流B．电容器的电容变大
C．电阻R中有从a流向b的电流D．电阻R中有从b流向a的电流
5．如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc=∠bcd=135º．流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力
A．方向沿纸面向上，大小为（
+1）ILB
B．方向沿纸面向上，大小为（
-1）ILB
C．方向沿纸面向下，大小为（
+1）ILB
D．方向沿纸面向下，大小为（
-1）ILB
6．下图是磁流体发电机原理示意图，A、B极板间的磁场方向垂直于纸面向里，等离子束从左向右进入板间，下述正确的是（ ）
A．A板电势高于B板，负载R中电流向上
B．B板电势高于A板，负载R中电流向上
C．A板电势高于B板，负载R中电流向下
D．B板电势高于A板，负载R中电流向下
7．在水平面上有一固定的U形金属框架，框架上放置一金属杆ab，如图所示（纸面即水平面）.在垂直纸面方向有一匀强磁场，下列判断正确的是
A．若磁场方向垂直纸面向外并增大时，杆ab将向右移动
B．若磁场方向垂直纸面向外并减少时，杆ab将向左移动
C．若磁场方向垂直纸面向里并增大时，杆ab将向右移动
D．若磁场方向垂直纸面向里并减少时，杆ab将向右移动
8．如图所示，一个边长为2L的等腰直角三角形ABC区域内，有垂直纸面向里的匀强磁场，其左侧有一个用金属丝制成的边长为L的正方形线框abcd，线框以水平速度v匀速通过整个匀强磁场区域，设电流逆时针方向为正。
则在线框通过磁场的过程中，线框中感应电流i随时间t变化的规律正确的是
A．
B．
C．
D．
二、多选题
9．如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd.则
A．若线圈向右平动，其中感应电流方向是a→b→c→d
B．若线圈竖直向下平动，无感应电流产生
C．当线圈以ab边为轴转动时（小于90°），其中感应电流方向是a→b→c→d
D．当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是a→b→c→d
10．在纯电阻电路中，当用一个固定的电源（设E、r是定值）向变化的外电阻供电时，关于电源的输出功率P随外电阻R变化的规律如图所示。
下列判断中正确的是（）
A．电源内阻消耗的功率随外电阻R的增大而增大
B．当R＝r时，电源有最大的输出功率
C．电源的功率P总随外电阻R的增大而增大
D．电源的效率η随外电阻R的增大而增大
11．如图所示的
图象中，直线
表示某电源路端电压与电流的关系，直线
为某一电阻
的伏安特性曲线。
用该电源直接与电阻
连接成闭合电路，由图象可知
A．
的阻值为
B．电源电动势为
，内阻为
C．电源的输出功率为
D．电源内部消耗功率为
12．如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=100，线圈面积S=200cm2，线圈的电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R=4Ω的阻值，把线圈放入一方向垂直线圈平面的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．下列说法中正确的是（ ）
A．线圈中的感应电流方向为顺时针方向
B．电阻R两端的电压随时间均匀增大
C．线圈电阻r消耗的功率为4×10-4W
D．前4s内通过R的电荷量为8×10-2C
三、实验题
13．如图为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。
图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是最大阻值为20kΩ的可变电阻；表头G的满偏电流为250μA，内阻为600Ω。
虚线方框内为换挡开关。
A端和B端分别与两表笔相连。
该多用电表有5个挡位。
5个挡位为：
直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×1kΩ挡。
（1）图中的A端与________（填“红”或“黑”）色表笔相连接。
（2）关于R6的使用，下列说法正确的是____（填正确答案标号）。
A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
（3）要想使用直流电压1V挡，选择开关B应与______相连（填选择开关对应的数字）。
（4）根据题给条件可得R1＋R2=________Ω。
14．某探究小组准备用图甲所示电路测量某电源的电动势和内阻，实验器材如下：
待测电源（电动势约2V），电阻箱R（最大阻值为99.99Ω），定值电阻R0（阻值为2.0Ω），定值电阻R1（阻值为4.5kΩ），电流表G（量程为400μA，内阻Rg＝500Ω），开关S，导线若干．
（1）图甲中将定值电阻R1和电流表G串联，相当于把电流表G改装成了一个量程为_______V的电压表．
（2）闭合开关，多次调节电阻箱，并记下电阻箱的阻值R和电流表G的示数I；
（3）分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则
和
的关系式为________________（用题中字母表示）；
（4）以
为纵坐标，
为横坐标，探究小组作出
-
的图象如图乙所示．根据该图象求得电源的内阻r＝0.50Ω，则其电动势E＝_______V（计算结果保留两位小数）．
四、解答题
15．在一个水平面上建立x轴，在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场，场强大小E＝6.0×105N/C，方向与x轴正方向相同．在O处放一个电荷量q＝－5.0×10－8C，质量m＝1.0×10－2kg的绝缘物块．物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.20，沿x轴正方向给物块一个初速度v0＝2.0m/s，如图所示．（g取10m/s2）试求：
（1）物块向右运动的最大距离；
（2）物块最终停止的位置．
16．燃油车退出已提上日程，不久的将来，新能源车将全面替代燃油车．某景区电动车载满游客时总质量m=1.75×103kg，以4m/s的速度在水面路面匀速行驶，驱动电机的输入电流I=20A，输入电压U=400V，电动车行驶时所受阻力位车重的0.1倍，g取10m/s2，不计电机内部摩擦，只考虑驱动电机的内阻发热损耗能量，求：
（1）驱动电机的输入功率。
（2）电动车行驶时输出的机械功率。
（3）驱动电机的内阻。
17．如图所示的三角形区域内存在方向垂直三角形平面向外的匀强磁场，磁感应强度B＝0.2T，三角形的边长分别为AB＝20cm，BC＝
cm，CA＝10cm．质量为
、电荷量为q=+3.2×10－16C的粒子，在三角形平面内，从BC边的中点垂直射入磁场，不计粒子重力．
（1）若粒子速度大小v1=10m/s，求粒子在磁场中运动的半径r；
（2）若粒子速度大小v2=5m/s，求粒子在磁场中运动的时间t；
（3）若粒子速度大小不确定，则粒子可能从AB边上什么范围内穿出？
18．如图甲所示，足够长的“U”型金属导轨固定在水平面上，金属导轨宽度L=1.0m，导轨上放有垂直导轨的金属杆P，金属杆质量为m=0.1kg，空间存在磁感应强度B=0.5T，竖直向下的匀强磁场．连接在导轨两端的电阻R=3.0Ω，金属杆的电阻r=1.0Ω，其余部分电阻不计．某时刻给金属杆一个水平向右的恒力F，金属杆P由静止开始运动，图乙是金属杆P运动过程的v-t图象，导轨与金属杆间的动摩擦因数μ=0.5．在金属杆P运动的过程中，第一个2s内通过金属杆P的电荷量与第二个2s内通过P的电荷量之比为3：
5．g取10m/s2．求：
（1）水平恒力F的大小；
（2）求前2s内金属杆P运动的位移大小x1；
（3）前4s内电阻R上产生的热量．
参考答案
1．D
【详解】
法拉第首先引入“场”的概念来研究电和磁的现象，选项A正确；法拉第首先引入电场线和磁感线来描述电场和磁场，选项B正确；法拉第首先发现电磁感应现象，选项C正确；奥斯特首先发现电流的磁效应，选项D错误；此题选择不符合历史事实的选项，故选D.
2．C
【详解】
ABC．因为a、b、c、d四点在以点电荷+2Q为圆心的圆上，所以a、b、c、d四点的电场强度的大小是相等的．b点离负电荷最近,而且b点的两个点电荷产生的电场的方向相同，所以b点的合场强最大，C正确，AB错误；
D.根据库仑定律，故2Q和-Q在a点的电场强度大小等于b点产生的电场前度大小，但是a点的合场强的方向是向右偏上；同理,两个点电荷在c点产生的合场强的方向向右偏下，所以电子在a、c两点受到的电场力的方向是不同的，故D错误．所以C选项是正确的．
3．C
【详解】
由图可知，电荷在A点电场线比B点疏，所以A点的电场力小于B点的电场力，则A点的加速度小于B点的加速度；从A到B，电场力做正功，根据动能定理，动能增加；电场力做正功，电势能减小，故C正确，ABD错误．
4．C
【详解】
ACD．电容器与电源相连，电压不变，增大电容器两板间距离的过程中，由公式
可知，电容减小，根据电容定义式
可知，电量减小，电容器放电，原来电容器上极板带正电，电路中放电电流方向为顺时针方向，则电阻R中有从a流向b的电流，故AD错误，C正确；
B．由电容的决定式
可知，增大电容器两板间距离的过程中，电容减小，故B错误．
5．A
【详解】
导线段abcd在磁场中的等效长度为ad两点连线的长度
，则
；等效电流方向由a→d，据左手定则，安培力方向沿纸面向上，A正确．
【点睛】
本题也可求出ab、bc和cd所受安培力的大小和方向，然后合成．
6．C
【解析】
【详解】
根据左手定则，正电荷所受洛伦兹力向上，负电荷所受洛伦兹力向下，所以A板带正电，为电源正极，B板带负电，为电源负极；所以电流方向从上到下，故C正确，ABD错误。
故选C。
7．D
【详解】
A．若磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度增大时，根据楞次定律，ab中感应电流方向a→b，由左手定则，ab受到的安培力向左，故杆ab将向左移动。
故A错误。
B．若磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度减小时，根据楞次定律，ab中感应电流方向b→a，由左手定则，ab受到的安培力向右，杆ab将向右移动。
故B错误。
C．若磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度增大时，根据楞次定律，ab中感应电流方向b→a，由左手定则，ab受到的安培力向左，杆ab将向左移动。
故C错误。
D．若磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度减小时，根据楞次定律，ab中感应电流方向a→b，左手定则，ab受到的安培力向右，杆ab将向右移动。
故D正确。
故选D。
8．B
【详解】
线框开始进入磁场运动L的过程中，只有边bd切割，感应电流不变，前进L后，边bd开始出磁场，边ac开始进入磁场，回路中的感应电动势为ac边产生的电动势减去bd边在磁场中的部分产生的电动势，随着线框的运动回路中电动势逐渐增大，电流逐渐增大，方向为负方向；当再前进L时，边bd完全出磁场，ac边也开始出磁场，有效切割长度逐渐减小，电流方向不变。
A．该图与结论不相符，选项A错误；
B．该图与结论相符，选项B正确；
C．该图与结论不相符，选项C错误；
D．该图与结论不相符，选项D错误；
故选B。
9．BD
【详解】
A．若线圈向右平动，穿过线圈的磁通量向里减少，根据楞次定律可知，感应电流方向是a→d→c→b→a．故A错误。
B．若线圈竖直向下平动，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生。
故B正确。
C．当线圈从图示位置以ab边为轴转动瞬时，穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律可知，感应电流方向为a→d→c→b→a．故C错误。
D．当线圈向导线靠近时，穿过线圈的磁通量向里增大，根据楞次定律可知，产生感应电流为a→b→c→d，故D正确。
故选BD。
10．BD
【解析】
【详解】
A．电源内阻消耗的功率
，所以外电阻R的增大，电源内阻消耗的功率减小，故A错误；
B．该图象反映了电源的输出功率P随外电阻R变化的规律，由图看出，电源的输出功率随着外电阻的增大先增大后减小，当R=r时，电源有最大的输出功率，故B正确；
C．电源的功率
，则当外电阻R的增大时，.电源的功率
减小，故C错误；
D．电源的效率
，则知R增大时，电源的效率增大，故D正确；
11．AD
【详解】
A．由欧姆定律得
故A正确；
B．根据闭合电路欧姆定律得
U=E-Ir
当I=0时
U=E
由读出电源的电动势E=3V，内阻等于图线的斜率大小，则
故B错误；
C．两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压U=1.5V，电流I=1.0A，则电源的输出功率为
P=UI=1.5W
故C错误；
D．电源内部消耗功率为
故D正确。
12．CD
【详解】
A．根据楞次定律可知，穿过线圈的磁通量增大，则线圈中的感应电流方向为逆时针方向，故A错误；
B．由法拉第电磁感应定律：
可得：
感应电动势：
平均电流：
电阻R两端的电压
U=0.02×4=0.08V
即电阻R两端的电压不变，故B错误；
C．线圈电阻消耗的功率：
P=I2r=0.022×1=4×10-4W
故C正确；
D．前4s内通过的电荷量为：
q=It=0.02×4=0.08C
故D正确；
故选CD。
13．红B4200Ω
【详解】
（1）[1]．欧姆表内置电源正极与黑表笔相连，负极与红表笔相连，由图示电路图可知，A端与红色表笔相连。
（2）[2]．由电路图可知，R6只在测量电阻时才接入电路，故其作用只能进行欧姆调零，不能进行机械调零，同时在使用电流档时也不需要进行调节，故B正确，AC错误；故选B。
（3）[3]．由图示电路图可知，开关B与4相连时表头与分压电阻串且串联电阻阻值较小，此时多用电表测电压，电压表量程较小为1V。
（4）[4]．直流电流档分为1mA和2.5mA，由图可知，当接1时应为2.5mA；当接2时应为1mA，根据串并联电路规律可知：
14．2
2.08（2.07-2.09）
【详解】
（1）图甲中将定值电阻R1和电流表G串联，相当于把电流表G改装成了一个量程为
的电压表．
（2）由电路图可知，R1与G串联后与电阻箱并联，然后再与R0串联，由闭合电路欧姆定律可知：
变形可得：
由对应的图象可知，
解得：
E=2.08V；
【点睛】本题考查测量电动势和内电阻的实验，要注意明确实验原理，重点分析实验电路图，同时能正确利用闭合电路欧姆定律列式，注意本题中一定要考虑电表的内阻，同时在分析图象时要认真分析坐标轴的起点值．
15．
（1）0.4m
（2）0.2m
【分析】
先求出滑动摩擦力和电场力，通过比较，判断出物体的运动规律；然后对向右的减速过程和向左的总过程运用动能定理列式求解，得出物体的运动轨迹最终停止的位置．
【详解】
（1）物体受到的电场力为：
F=Eq=6×105×5×10-8=0.03N，方向水平向左．物体受到的摩擦力为：
f=μmg=0.2×0.01×10=0.02N；F＞f；物块先向右减速运动，再向左加速运动，越过O点进入无电场区域后，再减速运动直到停止．设物块到达最右端的坐标为x1m，对O→x1m处，由动能定理得：
-F•x1-f•x1=0-
mv02
即：
0.03x1+0.02x1=
×0.01×4
解得：
x1=0.4m
（2）设物块最终停止的位置坐标为-x2m，对O→-x2m处，由动能定理得：
-2f•x1-f•x2=0-
mv02
即：
2×0.02×0.4+0.02x2=
×0.01×4
得：
x2=0.2m
即物块停在0.2m处.
16．
（1）8kW
（2）7kW（3）2.5Ω
【详解】
（1）驱动电动机的输入功率：
P入=UI=400V×20A=8000W；
（2）电动机行驶时所受阻力：
f=0.1mg＝1.75×103N；
电动机匀速行驶时F=f，电动机行驶时输出的机械功率：
P出=Fv=1.75×103×4=7×103W；
（3）驱动电机内阻的发热功率：
P热=P入-P出=8000-7000=1000W
根据P热=I2r，有：
17．
（1）r=5
cm
（2）t=
s（3）DE=5cm
【详解】
（1）粒子在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动
解得
（2）粒子在磁场中运动的周期
T=
粒子在磁场中运动轨迹为半圆，故粒子在磁场运动时间为周期的一半
t=
解得
t=
s（或
s，2.72×10-2s）
（3）粒子的速度越大，轨道半径越大，越可能从AB边穿出．速度很大时，非常接近AB的中点D穿出当粒子运动轨迹与AB相切时，对应能从AB边穿出的最小速度切点E到D之间是所求的范围，由几何关系得
DE=5cm
18．
（1）0.75N；
（2）4.8m；（3）1.8J．
【详解】
（1）由图乙可知金属杆P先作加速度减小的加速运动，2s后做匀速直线运动．
当t=2s时，v=4m/s，此时感应电动势
E=Blv
感应电流
安培力
根据牛顿运动定律有
F-F'-μmg=0
解得
F=0.75 N
（2）通过金属杆P的电荷量
其中
所以
（x为P的位移）
设第一个2s内金属杆P的位移为x1，第二个2s内P的位移为x2
则
△Φ1=BLx1
△Φ2=BLx=BLvt
由于
q1：
q2=3：
5
联立解得
x2=8m，x1=4.8m．
（3）前4s内由能量守恒得
其中Qr：
QR=r：
R=1：
3
解得：
QR=1.8J．
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