学年天津市天津第一中学高二上学期期末考试物理试题 解析版.docx

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学年天津市天津第一中学高二上学期期末考试物理试题解析版

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天津市天津第一中学2017-2018学年高二上学期期末考试物理试题

评卷人

得分

一、单选题

1．下面说法正确的是　　

A．非静电力做功越多电动势越大

B．奥斯特发现了电流可以产生磁场

C．静止的电荷一定不受洛仑兹力

D．电源两端电压与电源电动势总是相等

【答案】B

【解析】

【详解】

电源向外电路提供的电能越多，W越大，根据电动势的定义式可知，电动势E不一定越大，故A错误；奥斯特发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，故B正确；静止是相对的，而运动是绝对的，在与磁场相对静止的电荷才不受洛伦兹力，故C错误；根据闭合电路欧姆定律知，电动势的大小等于没有接入外电路时电源两端的电压，故D错误。

所以B正确，ACD错误。

2．图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线上通有大小相同的电流，方向如图所示。

正方形中心O点的磁感应强度方向是（    ）

A．由O指向dB．由O指向cC．由O指向bD．由O指向a

【答案】A

【解析】

【分析】

根据等距下电流所产生的B的大小与电流成正比，得出各电流在O点所产生的B的大小关系，由安培定则确定出方向，再利用矢量合成法则求得B的合矢量的方向。

【详解】

根据题意，由右手螺旋定则知b与d导线电流产生磁场正好相互抵消，由右手螺旋定则，a与c导线产生磁场的磁场方向都水平向左，正好相互叠加，故A正确，BCD错误。

【点睛】

考查磁感应强度B的矢量合成法则，会进行B的合成，从而确定磁场的大小与方向。

3．如图所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现（）.

（A）线圈向磁铁平移

（B）线圈远离磁铁平移

（C）从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁

（D）从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁

【答案】D

【解析】由右手定则可知，线圈的外面为S极，里面为N极；因为异名磁极相互吸引，因此从上往下看，线圈做顺时针方向转动，同时靠近磁铁；故D选项正确．

故选D．

4．如图所示，已知电源的电动势，内电阻，定值电阻，滑动变阻器的总阻值当滑动变阻器的滑动触头从a端向b端滑动的过程中，滑动变阻器上消耗的功率变化　　

A．一直增大B．先增大后减小C．一直减小D．先减小后增大

【答案】A

【解析】

【分析】

当内外电阻相等时，电源的输出功率最大。

将定值电阻看成电源的内阻，根据等效电源的内阻与滑动变阻器电阻的关系分析滑动变阻器上消耗的功率如何变化。

【详解】

将定值电阻看成电源的内阻，由于等效电源的内阻，所以根据结论：

当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，可知，当滑动变阻器的滑动触头从a端向b端滑动的过程中，等效电源的输出功率即滑动变阻器消耗的功率一直增大，故A正确，BCD错误。

【点睛】

本题关键要知道电源的内电阻与外电阻相等时，电源的输出功率最大，若不能满足该条件则由外阻与内阻的差距确定。

要灵活运用等效思维来分析这类问题。

5．如图，绝缘细线连接一带负电的摆球，在一匀强磁场中摆动，匀强 磁场的方向垂直纸面向里，摆球在 MN 间摆动过程中，小球每次通过 最低点时　　

A．小球受到的拉力相同

B．小球的速度相同

C．小球的加速度相同

D．小球受到的洛仑兹力相同

【答案】C

【解析】

【分析】

摆球摆到最低点的时候，速度大小相等，重力、摆线拉力、洛伦兹力的合力提供向心力，根据向心力公式即可求解。

【详解】

设摆球所带电量为q，磁场强度为B，在最低点时的速率为v，设线的长度为L，小球经过最低点时速率为v。

洛伦兹力不做功，根据机械能守恒定律得：

，得到：

，则有由A摆到C点的速度与从B摆到C点的速度大小相等，但方向相反，因此由A摆到最低点时：

，由B摆到最低点时：

，可得小球受到的拉力关系：

，故AB错误；根据牛顿第二定律结合圆周运动的规律可知向心加速度大小均为：

，方向均竖直向上指向圆心，故C正确；相邻两次经过最低点时粒子的速度大小相等，方向相反，根据洛伦兹力公式可得：

以及左手定则可知：

洛伦兹力大小相等，方向相反，故D错误。

所以C正确，ABD错误。

【点睛】

本题考查带点质点在磁场中的运动解得本题要注意，摆球从A到C和从B到C的过程中，摆球的匀速速度相反，所以洛伦兹力方向也相反，但洛伦兹力不做功，注意矢量相同必须大小方向均相同。

6．（2017·新课标全国Ⅰ卷）如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为ma、mb、mc。

已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动。

下列选项正确的是

A．B．

C．D．

【答案】B

【解析】

由题意知，mag=qE，mbg=qE+Bqv，mcg+Bqv=qE，所以，故B正确，ACD错误。

【名师点睛】三种场力同时存在，做匀速圆周运动的条件是mag=qE，两个匀速直线运动，合外力为零，重点是洛伦兹力的方向判断。

7．铜的原子量为M，密度为，每摩尔铜原子有n个自由电子，电子电量为e，今有一 根横截面为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子平均定向移动的速率为　　

A．光速 cB．C．D．

【答案】D

【解析】

【分析】

设自由电子定向移动的速率为v和导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t，求出导线中自由电子的数目，根据电流的定义式推导出电流的微观表达式，解得自由电子定向移动的速率。

【详解】

设铜导线中自由电子定向移动的速率为v，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t。

则导线的长度为，体积为，质量为，这段导线中自由电子的数目为：

，在t时间内这些电子都能通过下一截面，则电流为：

，代入解得：

，所以有：

，故ABC错误，D正确。

【点睛】

本题关键是建立物理模型，根据电流的定义式推导电流的微观表达式，它是联系微观与宏观的桥梁。

8．如图所示，在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，AB 是圆的直径。

一带电粒子从A点射入磁场，速度大小为v、方向与AB成 角时，恰好从B点飞出磁场，且粒子在磁场中运动的时间为t；若同一带电粒子从A点沿AB方向射入磁场，经时间 2t飞出磁场，则其速度大小为　　

A． vB．C．D．

【答案】C

【解析】

【分析】

第一种情况下，以ab方向成入射时，由于恰好从b点射出，画出其运动轨迹，该粒子在圆形磁场中偏转，则其做匀速圆周运动的半径为2R；第二种情况下，同一粒子沿ab方向射入磁场时，由于偏转时间是第一种情况的两倍，所以偏转角为，画出运动轨迹，由几何关系可知，这种情况下粒子做匀速圆周运动的半径，再由洛仑兹力提供向心力从而确定两种情况下速度之比。

【详解】

设圆形磁场区域的半径为R，第一种情况下，以ab方向成入射时，由于恰好从b点射出，画出其运动轨迹如图所示：

根据几何关系可知，该粒子在圆形磁场中偏转，此时粒子轨迹半径：

，此时粒子速率：

第二种情况下，同一粒子沿ab方向射入磁场时，由于偏转时间是第一种情况的两倍，所以偏转角为，画出运动轨迹如图所示：

根据几何关系可知，此时粒子轨迹半径：

，此时粒子速率：

联立式可得：

，故ABD错误，C正确。

【点睛】

本题涉及到的问题是同一粒子在圆形磁场中做相同时间的匀速圆周运动问题，由周期公式和半径公式知道，粒子在磁场中偏转时间由偏转角决定，从而画出粒子做匀速圆周运动的轨迹，也确定了两种情况下的半径与磁场圆的半径关系，再由洛仑兹力提供向心力从而求出速度。

评卷人

得分

二、多选题

9．关于磁场和电场的认识的说法正确的是　　

A．电流元在某处不受安培力，该处也可能存在磁场

B．电荷受电场力方向和所在位置电场方向相同

C．电场线从正电荷到负电荷，磁感线从N极到S极

D．同一通电导体在磁场强的地方受到的安培力可能比在磁场弱的地方受到的安培力小

【答案】AD

【解析】

【分析】

当电流方向与磁场方向不在同一直线上时，导体才受到磁场力作用，磁场力的方向与电流、磁场垂直；正电荷受到的电场力的方向与电场的方向相同，负电荷受到的电场力的方向与电场的方向相反；磁铁的磁感线在外部由N极指向S极，内部由S极指向N极；

【详解】

当电流元与磁场的方向平行时，在某处不受磁场力作用，但不能确定该处磁感应强度一定为零，故A正确；负电荷受到的电场力的方向与电场的方向相反，故B错误；电场线方向从正电荷到负电荷，永久磁铁的磁感线在外部由N极指向S极，内部由S极指向N极，故C错误；安培力：

，可知同一个通电导体在磁场强的地方受到的安培力可能比在磁场弱的地方受到的安培力小，还与电流与磁场方向之间的夹角有关，故D正确。

所以AD正确，BC错误。

【点睛】

电场强度和磁感应强度是用比值法定义的物理量之一，电场中某点的电场强度是由电场本身决定的，与该点是否有试探电荷无关。

磁感应强度是由磁场本身决定的。

10．如图电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，三个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、、表示。

下列判断正确的是　　

A．减小B．C．减小D．

【答案】CD

【解析】

【分析】

当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，其阻值变小，外电路总电阻变小，分析总电流变化和路端电压的变化，判断出流过的电流变化，即可知道I的变化，由欧姆定律分析的变化。

根据路端电压的变化，分析的变化以及与的大小。

【详解】

当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动，其阻值变小，外电路总电阻变小，总电流表变大，电源的内电压变大，则路端电压U减小，的电压减小，的电流减小，所以电流表的示数增大，是定值电阻，根据欧姆定律得知的电压增大，故A错误；路端电压，增大，U减小，所以减小，且，故B错误，CD正确。

所以CD正确，AB错误。

【点睛】

对于电路的动态分析问题，首先要认清电路部分的连接关系，往往按“局部整体局部”思路进行分析。

11．匀质金属棒AB放在绝缘的水平面上，处在匀强磁场中，当AB中通以方向从 A至B 的电流I时，棒对水平面尚有压力，下列可使此压力减为零的方法是　　

A．使磁场的磁感应强度增大些B．使流过AB的电流反向且减小些

C．使流过AB的电流增大些D．使AB的长度增大些

【答案】AC

【解析】

【分析】

对导体棒受力分析，根据左手定则判断出安培力的方向，利用共点力平衡即可判断。

【详解】

根据左手定则可知，受到的安培力方向竖直向上，大小，对导体棒受力分析，在竖直方向受到重力，支持力和安培力，使此压力减为零，必须增大安培力，根据可知，增大磁感应强度，增大电流，故AC正确；电流方向反向，安培力反向，对水平面的压力增大，故B错误；使AB的长度增大些，安培力增大，但重力也增大，无法判断对水平面的压力，故D错误。

所以AC正确，BD错误。

【点睛】

本题主要考查了受力分析，受到的安培力，利用好共点力平衡即可判断。

12．质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速度率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图虚线所示，将该粒子的运动等效为环形电流，下列表述正确的是　　

A．M 的等效电流方向顺时针B．N 的等效电流方向逆时针

C．M 的电流值等于 N 的电流值D．M 的角速度等于 N 的角速度

【答案】BCD

【解析】

【分析】

由左手定则判断出M带正电荷，带负电荷；结合电流的定义即可求出等效电流的大小和方向；根据粒子转过的角度结合所用时间即可求出角速度的关系。

【详解】

由左手定则判断出N带正电荷，M带负电荷，故N的等效电流方向逆时针，M的等效电流方向逆时针，故A错误，B正确；根据