物理山东菏泽市学年高二上学期期末考试试题解析版.docx
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物理山东菏泽市学年高二上学期期末考试试题解析版
山东省菏泽市2017-2018学年高二上学期期末考试
物理试题
一、选择题
1.关于感应电流,下列说法中正确的是
A.只要穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中就一定有感应电流
B.当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,闭合电路中一定有感应电流
C.只要闭合导线做切割磁感线运动,导线中就一定有感应电流
D.若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动,闭合电路中一定没有感应电流
【答案】B
2.某电场的电场线分布如图所示,下列说法正确的是
A.c点的电势高于d点的电势
B.若将一试探电荷+q由a点释放,它将沿电场线运动到b点
C.b点的电场强度可能小于d点的电场强度
D.a点和b点的电场强度的方向相同
【答案】A
【解析】顺着电场线电势逐渐降低,则c点的电势高于d点的电势,选项A正确;由图可知,该电场不是匀强电场,a到b的电场线是曲线,说明电场的方向是不断变化的,所以若将一试探电荷+q由a点释放,它不可能沿电场线运动到b点.故B错误;据电场线的分布可知,d点的电场线比b点的电场线稀疏,即b点的电场强度大于d点的电场强度;故C错误;电场线的分布可知,a点与b点位于同一条曲线上,切线的方向不同,所以a点和b点的电场强度的方向不相同,故D错误.故选A.
3.一个电流表的满偏电流Ig=1mA.内阻为500Ω,要把它改装成一个量程为10V的电压表,则应在电流表上
A.串联一个10kΩ的电阻
B.并联一个10kΩ的电阻
C.串联一个9.5kΩ的电阻
D.并联一个9.5kΩ的电阻
【答案】C
【解析】把电流表改装成一个量程为10V的电压表,应串联电阻为
;由上式知应串联9.5KΩ的电阻.故选C.
4.如图所示的电路中,当变阻器R3的滑片向上移动时
A.电压表示数变小,电流表示数变大
B.电压表示数变大,电流表示数变小
C.电压表示数变大,电流表示数变大
D.电压表示数变小,电流表示数变小
【答案】B
【解析】在变阻器R3的滑片向上滑动的过程中,变阻器接入电路的电阻增大,变阻器R3与R2并联电阻R并增大,则外电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律得知,干路电流I减小,路端电压U增大,则电压表示数增大.并联部分电压U并=E-I(R1+r),I减小,E、R1、r均不变,则U并增大,通过R2的电流增大,则电流表示数减小.故B正确,ACD错误.故选B.
5.在静电场中,一个电子由a点移到b点时电场力做的功为5eV,则下列说法中正确的是
A.电子的电势能增加5eV
B.电子的电势能减少5J
C.电场强度的方向一定由b沿直线指向α
D.a、b两点间的电势差Ub=-5v
【答案】D
【解析】一个电子由a点移到b点时电场力做功为5eV,电子的电势能减少5eV.故AB错误;由题,电子由a点移到b点,电场力做功5eV,电子的受到的电场力的方向不一定在ab直线上,电场强度的方向不一定由b指向a.故C错误;a、b两点电势差
.故D正确.故选D.
6.—矩形线圈αbcd位于一随时间变化的匀强磁场内,磁场方向垂直线圈所在的平面向里,如图甲所示,磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示.以I表示线圈中的感应电流(以顺时针方向为电流的正方向),则下列选项中能正确表示线圈中电流I随时间t变化规律的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】试题分析:
感应定律和欧姆定律得
,所以线圈中的感应电流决定于磁感应强度B随t的变化率.由图2可知,0~1时间内,B增大,
增大,感应磁场与原磁场方向相反(感应磁场的磁感应强度的方向向外),由右手定则感应电流是逆时针的,因而是负值.所以可判断0~1为负的恒值;1~2为正的恒值;2~3为零;3~4为负的恒值;4~5为零;5~6为正的恒值,故C正确,ABD错误。
7.图示是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路.在增大电容器两极板距离的过程中
A.电容器的电容变小B.电阻R中没有电流
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
【答案】AC
【解析】由C=
,当两板间距d增大时,电容C减小,由C=Q/C知,电容C减小,电压U不变,则电荷量Q减小,故电容器放电,A板带正电荷,B板带负电荷,故放电时通过电阻R的电流方向从a流向b.故AC正确,BD错误.故选AC.
8.如图甲所示,边长L=0.4m的正方形线框总电阻R=1Ω(在图中用等效电阻画出),方向垂直纸面向外的磁场充满整个线框平面.磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示,则下列说法中正确的是
A.回路中电流方向沿逆时针方向
B.线框所受安培力逐渐减小
C.5s末回路中的电动势为0.08V
D.0~6s内回路中产生的电热为3.84×10-2J
【答案】CD
【解析】由楞次定律可判断出感应电流的方向为顺时针方向,故A错误;由图象可知,磁通量变化率是恒定的,根据法拉第电磁感应定律,则有感应电动势一定,依据闭合电路欧姆定律,则感应电流大小也是一定的,再依据安培力表达式F=BIL,安培力大小与磁感强度成正比,故B错误;根据感应电动势:
,故C正确;根据闭合电路欧姆定律,则有感应电流为:
;再根据焦耳定律,那么在0~6s内线圈产生的焦耳热:
Q=I2Rt=0.082×1×6=3.84×10-2J,故D正确;故选CD.
点睛:
本题是法拉第电磁感应定律、欧姆定律、焦耳定律和楞次定律等知识的综合应用,这些都是电磁感应现象遵守的基本规律,要熟练掌握,并能正确应用.
9.在方向竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长通电直导线,电流的方向垂直于纸面向里.如图所示,a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中
A.b、d两点的磁感应强度大小相等
B.a、b两点的磁感应强度大小相等
C.c点的磁感应强度的值最大
D.a点的磁感应强度的值最大
【答案】AD
【解析】用右手螺旋定则判断通电直导线在abcd四个点上所产生的磁场方向,如图所示:
a点有向上的磁场,还有电流产生的向上的磁场,电流产生的磁感应强度和原磁感应强度方向相同,叠加变大.b点有向上的磁场,还有电流产生的水平向左的磁场,磁感应强度叠加变大,方向向左上.c点电流产生的磁感应强度和原磁感应强度方向相反,叠加变小.d点有向上的磁场,还有电流产生的水平向右的磁场,叠加后磁感应强度的方向向右上.d点与b点叠加后的磁场大小相等,但是方向不同.a、b两点的磁感应强度大小不相等;a点的磁感应强度的值最大,c点最小;选项BC错误,选项AD正确.故选AD.
10.如图所示,匀强磁场的方向垂直纸面向里,匀强电场的方向竖直向下,有一正离子恰能以速率v沿直线从左向右水平飞越此区域,则
A.若电子以速率v从右向左飞入,电子也沿直线运动
B.若电子以速率v从右向左飞入,电子将向上偏转
C.若电子以速率v从右向左飞人,电于将向下偏转
D.若电子以速率v从左向右飞人,电子也沿直线运动
【答案】BD
二、实验填空题
11.在“研究电磁感应现象”的实验中,首先要按图甲接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系;然后按图乙将电流表与线圈B连成一个闭合电路,将线圈A、电源、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路.在图甲中,当闭合S时,观察到电流表指针向左偏(不通电时指针停在正中央).
在图乙中:
(以下均填“向左”“向右”或“不”)
(1)S闭合后,将线圈A插入螺线管B的过程中,电流表的指针将______偏转.
(2)线圈A放在B中不动,将滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表指针______偏转.
(3)线圈A放在B中不动,突然切断开关S时,电流表指针______偏转.
【答案】
(1).向右
(2).向右(3).向左
【解析】在图甲中,闭合开关,电流从正接线柱流入电流表,电流表指针向左偏转,即电流从哪个接线柱流入,指针就向哪侧偏转;在图乙中,闭合开关后,由安培定则可知,线圈A中的电流产生的磁场,导致线圈B中的磁通量变化,从而产生感应电流,因此指针会偏转;
(1)将S闭合后,将螺线管A插入螺线管B的过程中,穿过B的磁场向上,磁通量变大,由楞次定律可知,感应电流从电流表负接线柱流入,则电流表的指针将右偏转;
(2)螺线管A放在B中不动,穿过B的磁场向上,将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时,穿过B的磁通量变大,由楞次定律可知,感应电流从电流表负接线柱流入,则电流表的指针将右偏转;
(3)螺线管A放在B中不动,穿过B的磁场向上,突然切断开关S时,穿过B的磁通量减小,由楞次定律可知,感应电流从电流表正接线柱流入,则电流表的指针将向左偏转。
12.要测量一电源的电动势E(小于3V)和内阻r(约1Ω),现有下列器材:
理想电压表
(3V和15V两个量程)、电阻箱R(0-999.9Ω)、定值电阻R0=3Ω、开关和导线.某同学根据所给器材设计如下的实验电路:
(1)电路中定值电阻R0的作用是_________.
(2)请根据图甲电路,在图乙中用笔画线代替导线连接电路_______________
(3)该同学调节电阻箱阻值R,读出对应的电压表示数U,得到二组数据:
R1=2Ω时,U1=2.37V,R2=4Ω时,U2=2.51V.由这二组数可求得电源的电动势E=_____V,内阻r=_____Ω.(结果保留三位有效数字)
【答案】
(1).保护电源,防止短路
(2).如图所示
(3).2.94;1.21
【解析】
(1)若无
存在,当R调节到0时,外电路短路,有烧坏电源的危险,故作用是保护电源,防止短路;
(2)如图所示,注意电压表量程选择,开关置于干路
(3)根据闭合电路欧姆定律,得
当电阻箱读数为
时
当电阻箱读数为
时
联立上两式得
;
。
三、解答或论述题
13.如图所示,放在马蹄形磁铁两极之间的导体棒ab,当通有自b到a的电流时,导体棒受到方向向右、大小F=1N的磁场力的作用,已知导体棒在马蹄形磁铁内部的长度L=5cm,通过导体棒的电流大小I=l0A.求:
(1)导体棒中的电流在其正右侧位置所形成的磁场的磁场方向;
(2)马蹄形磁铁中导体棒所在位置的磁感应强度B的大小.
【答案】
(1)竖直向上
(2)2T
【解析】
(1)由安培定则可知,导体棒中的电流在其正右侧所形成的磁场方向竖直向上.
(2)由公式F=ILB,可知
解得:
B=2T
14.如图所示,一带电液滴的质量为m、电荷量为一q(q>0),在竖直向下的勾强电场中刚好与水平面成30°角以速度v0向上做匀速直线运动.重力加速度为g。
(1)求匀强电场的电场强度的大小;
(2)若电场方向改为垂直速度方向斜向下,耍使液滴仍做直线运动,电场强度为多大?
液滴前进多少距离后可返回?
【答案】
(1)
(2)
【解析】
(1)因为液滴处于平衡状态,所以有Eq=mg
解得:
(2)电场方向改变,液滴受力分析如图所示.
液滴做直线运动时,垂直速度方向的合力为零,即E'q=mgcos30°
解得:
液滴在运动方向的反方向上的合力F=mgsin30°
做减速运动的加速度大小
液滴可前进的距离
15.如图所示,匀强磁场宽L=
m,磁感应强度大小B=l.67×10-3T,方向垂直纸面向里,一质子以水平速度v=6×105m/s垂直磁场边界从小孔C射入磁场,打到照相底片上的A点.已知质子的质量m=1.67×10-27kg,带电荷量e=1.6×10-19C.不计质子的重力.求:
(1)质子在磁场中运动的轨迹半径r;
(2)A点距入射线方向上的O点的距离H;
(3)质子从C孔射入到A点所需的时间。
【答案】
(1)1m
(2)0.5m(3)
(或6.54×10-6s)
【解析】
(1)质子在磁场中运动,由洛伦兹力提供向心力,有
即:
解得:
r=1m
(2)设圆弧对应的圆心角为θ,则由几何关系可知:
H=r(1-cosθ)
解得:
θ=60°,H=0.5m
(3)质子在磁场中转动的角度θ=60°,则运动的时间为:
而:
解得:
(或6.54×10-6s).
16.在一范围足够大、方向竖直向下、磁感应强度大小B=0.2T的匀强磁场中,有一水平放置的光滑导体框架,其宽度L=0.4m,如图所示,框架上放置一质量m=0.5、电阻R=1Ω的金属杆cd,框架的电阻不计.若cd杆在水平外力的作用下以加速度α=2m/s2由静止开始向右做匀变速直线运动,求:
(1)前5s内金属杆的平均感应电动势;
(2)第5s末回路中的电流;
(3)第5s末作用在cd杆上的水平外力大小.
【答案】
(1)
(2)
(3)1.064N
【解析】
(1)5s内cd杆的位移:
5s内cd杆的平均速度
故平均感应电动势
(2)第5s末金属杆的速度v=at=10m/s
此时感应电动势E=BLv
则回路中电流
(3)杆匀加速运动,则F-F安=ma
即:
F=BIL+ma=1.064N
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