云南省宣威市民族中学学年度下学期期中考试 高二物理试题解析版.docx

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云南省宣威市民族中学学年度下学期期中考试高二物理试题解析版

云南省宣威市民族中学2017-2018学年度下学期期中考试

高二物理

一、单选题（共12小题,每小题3.0分,共36分）

1.2013年12月我国发射的“玉兔号”月球车成功着陆月球，预计在2020年将实施载人登月．假如宇航员登月后想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是（　　）

A.直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场有无

B.将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，

如电流表无示数，则判断月球表面无磁场

C.将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则可判断月球表面有磁场

D.将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某个平面内沿两个互相垂直的方向运动，月球表面若有磁场，则电流表至少有一次示数不为零

【答案】C

【解析】直接将电流表放于月球表面，电流表电路是断开的，不能产生感应电流，无法判断有无磁场．故A错误；将电流表与线圈组成回路，使线圈沿某一方向运动，若线圈运动方向与磁场方向平行时，线圈中不产生感应电流，所以电流表无示数，不能判断月球表面无磁场．故B错误．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，线圈中磁通量发生变化，说明月球表面有磁场．故C正确．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某个平面内沿两个互相垂直的方向运动，若这两个运动方向均与磁场方向垂直，即使月球表面有磁场，则电流表都是也都是零．故D错误．故选C.

点睛：

本题考查理论联系实际的能力，关键抓住产生感应电流的条件：

一是电路要闭合；二是穿过电路的磁通量发生变化．

2.如图所示，闭合线圈abcd从高处自由下落一段时间后垂直于磁场方向进入一有界磁场，从ab边刚进入磁场到cd边刚进入磁场的这段时间内，下列说法正确的是（　　）

A.a端的电势高于b端

B.ab边所受安培力方向为水平向左

C.线圈可能一直做匀速运动

D.线圈可能一直做匀加速直线运动

【答案】C

【解析】此过程中ab边始终切割磁感线，ab边为电源，由右手定则可知电流为逆时针方向，由a流向b，电源内部电流从低电势流向高电势，故a端的电势低于b端，故A错误；由左手定则可知ab边所受安培力方向竖直向上，故B错误；如果刚进入磁场时安培力等于重力，则一直匀速进入，如果安培力不等于重力，则

，可知线圈做变加速运动，故C正确，D错误。

所以C正确，ABD错误。

3.如图所示，比荷为e/m的电子垂直射入宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场区域，则电子能从右边界射出这个区域，至少应具有的初速度大小为（　　）

A.2eBd/mB.eBd/m

C.eBd/2mD.

eBd/m

【答案】B

【解析】试题分析：

要使电子能从右边界穿越这个区域，则有

，根据洛伦兹力提供向心力，可得

，则至少应具有的初速度大小为

，B正确。

故选B

考点：

考查了带电粒子在匀强磁场中的运动

点评：

做此类型题目的关键是画轨迹，定圆心，求半径，

4.如图所示，光滑的金属轨道分为水平段和圆弧段两部分，O点为圆弧的圆心，N为轨道交点．两轨道之间宽度为0.5m，匀强磁场方向竖直向上，大小为0.5T．质量为0.05kg的金属细杆置于轨道上的M点．当在金属细杆内通以电流强度为2A的恒定电流时，其可以沿轨道由静止开始向右运动．已知MN＝OP＝1.0m，金属杆始终垂直轨道，OP沿水平方向，则（　　）

A.金属细杆在水平段运动的加速度大小为5m/s2

B.金属细杆运动至P点时的向心加速度大小为10m/s2

C.金属细杆运动至P点时的速度大小为0

D.金属细杆运动至P点时对每条轨道的作用力大小为0.75N

【答案】D

【解析】根据牛顿第二定律得：

金属细杆开始运动时的加速度大小为

，故A错误；设金属细杆运动到P点时的速度大小为v，从M到P过程，由动能定理得：

，代入数据解得：

，故C错误；金属细杆运动到P点时的向心加速度大小为

，故B错误；在P点，设每一条轨道对细杆的作用力大小为N，由牛顿第二定律得：

2N－BIL＝ma，代入数据解得：

N=0.75N，由牛顿第三定律得细杆在P点对每一条轨道的作用力大小为N′＝N＝0.75N，故D正确。

所以D正确，ABC错误。

5.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.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

C.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

D.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

【答案】D

【解析】只要穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流产生，选项A错误；只要闭合导线的部分导体做切割磁感线的运动，导线中就一定有感应电流，选项B错误；闭合电路的一部分导体，若不做切割磁感线运动，但是穿过线圈的磁通量发生变化，则闭合电路中也会产生感应电流，选项C错误；当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就一定有感应电流，选项D正确；故选D.

点睛：

本题要明确感应电流的产生条件：

一是要有磁通量的变化，二是要有闭合回路．

6.以一个点电荷为球心，在其周围空间中画出一个球面，对于球面上的各点（　　）

A.电场强度的大小相同，方向不同

B.电场强度的大小相同，方向相同

C.电场强度的大小不同，方向不同

D.电场强度的大小不同，方向相同

【答案】A

【解析】试题分析：

以点电荷为球心的球面各点的电场强度大小相等，方向不同，故电场强度不同．故A正确，BCD错误．故选A．

考点：

电场强度；

【名师点睛】本题关键要抓住以点电荷为球心的球面是一个等势面、各点的场强大小相等、方向不同，即可正确求解。

7.如图所示，开关S与直流恒定电源接通时，L1、L2两灯泡的亮度相同，若将S与交流电源接通（　　）

A.L1和L2两灯泡亮度相同

B.L1比L2更亮些

C.L1比L2更暗些

D.若交流电源电压的有效值与直流电压相同，两灯与原来一样亮

【答案】B

【解析】解:

在接通的瞬间,因为自感线圈的阻碍作用,使得通过L2的电流较小,对L1不影响,所以L1比L2更亮些.所以B选项是正确的

本题选：

B

8.R1＝10Ω，R2＝20Ω，R1允许通过的最大电流为1.5A，R2两端允许加的最大电压为10V，若将它们串联，加在电路两端的最大电压可以是（　　）

A.45VB.5VC.25VD.15V

【答案】D

【解析】试题分析：

根据欧姆定律可得，两电阻允许通过的最大电流分别为：

因为串联电路中各处的电流相等，所以两电阻串联时，允许通过的最大电流为I=I2=0.5A，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路两端允许加的最大电压U=I2（R1+R2）=15V，所以D正确。

考点：

本题考查串并联电路的规律、欧姆定律的应用等。

9.如图所示，正方形线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为N，过ab中点和cd中点的连线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为（　　）

A.

B.

C.BL2D.NBL2

【答案】B

【解析】当abcd有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中时，磁通量为

，故B正确，ACD错误。

10.如图所示，一输入电压为220V、输出电压为36V的变压器副线圈烧坏．为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，然后将原线圈接到220V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1V，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为（　　）

A.1100,360

B.1100,180

C.2200,180

D.2200,360

【答案】B

【解析】试题分析：

对新绕线的理想变压器，根据变压比公式得

，

变压器烧坏前，同理

，所以B正确．

故选B．

考点：

变压器的构造和原理．

点评：

掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，本题即可得到解决．

视频

11.有关磁场的方向，下列说法正确的是（　　）

A.磁场的方向就是小磁针N极所指的方向

B.磁场的方向与小磁针在任何情况下N极受力方向一致

C.磁场的方向与小磁针在任何情况下S极受力方向一致

D.磁场的方向就是通电导线的受力方向

【答案】B

【解析】物理学中规定小磁针受力静止时N极的指向为该点的磁感应强度方向，所以B正确，

思路分析：

物理学中规定小磁针受力静止时N极的指向为该点的磁感应强度方向，

试题点评：

本题考查了磁感应强度的方向和小磁针静止时N极的指向的关系，

12.物理学的基本原理在生产、生活中有着广泛的应用，下列列举的四种电器中，利用了涡流原理工作的是（　　）

A.电饭煲B.微波炉

C.电磁灶D.白炽灯泡

【答案】C

【解析】试题分析：

电磁炉是应用电磁感应原理对食品进行加热的，电磁炉的炉面是耐热陶瓷板，交变电流通过陶瓷板下方的线圈产生磁场，磁场内的磁力线穿过铁锅、不锈钢锅等底部时，产生涡流，令锅底迅速发热，达到加热食品的目的。

选项C正确。

考点：

电磁感应现象在生活中的应用。

二、多选题

13.如图所示，理想变压器原线圈a、b两端接正弦交变电压u，u＝220

sin100πt（V），电压表V接在副线圈c、d两端（不计导线电阻）．则当滑动变阻器滑片向右滑动时（　　）

A.电压表示数不变

B.电流表A2的示数始终为0

C.若滑动变阻器滑片不动，仅改变u,使u＝220

sin200πt（V）则电流表A1示数增大

D.若滑动变阻器滑片不动，仅改变u,使u＝220

sin200πt（V）则电流表A1示数减小

【答案】AC

【解析】当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电阻变大，原线圈电压不变，匝数比不变，所以副线圈电压不变，电压表示数不变，故A正确；电容器通交流，隔直流，交流电流表读数为有效值，电流表A2的示数不为0，故B错误；若滑动变阻器滑片不动，仅改变u，使u＝220

sin200πt（V）频率变大了，容抗减小，副线圈电压不变，副线圈电流增大，电流表A1的示数增大，故C正确，D错误。

所以AC正确，BD错误。

14.对于不同型号的干电池，下列说法中正确的是（　　）

A.1号干电池的电动势大于5号干电池的电动势

B.1号干电池的容量比5号干电池的容量大

C.1号干电池的内阻比5号干电池的内阻大

D.把1号和5号干电池分别连入电路中，若电流I相同，它们做功的快慢相同

【答案】BD

【解析】1号干电池与5号干电池内部的非静电力是相同的，所以电动势相同，但1号干电池的体积大，其容量大，内阻较小，选项B正确，AC错误；把1号和5号干电池分别连入电

路中，若电流I相同，根据P=EI可知，它们做功的快慢相同，选项D正确；故选BD.

15.如图（a）中呈柱面的磁极N、S与位于两极间的圆柱形铁芯O，使隙缝中磁场的磁感线沿圆的半径分布，磁感应强度的方向如图（b）中的箭头所示，大小处处都是B.一边长为L的正方形平面线框abcd，其ab、cd两边与铁芯的轴线OO′平行，如图（a）所示，线框以恒定的角速度ω绕OO′逆时针旋转，当t＝0时，线框平面位于水平位置．则不同时刻线框中的感应电动势E的大小（　　）

A.当ωt＝

时，E＝

L2Bω

B.当ωt＝

时，E＝L2Bω

C.当ωt＝π时，E＝L2Bω

D.当ωt＝2π时，E＝0

【答案】BC

16.如图所示，在等量异号点电荷＋Q和－Q的电场中，有一个正方形OABC，其中O点为两电荷连线的中点．下列说法正确的是（　　）

A.A点电场强度比C的电场强度大

B.A点电势比B的电势高

C.将相同的电荷放在O点与C点电势能一定相等

D.移动同一正电荷，电场力做的功WCB＝WOA

【答案】AC

【解析】试题分析：

解答本题要掌握等量异种电荷周围电场分布情况：

在等量异种电荷连线上，中点O的电场强度最小，在两电荷连线中垂线上，O点场强最大．中垂线为一条等势线，中垂线上电场方向水平向右；另外电势能的变化可通过电场力做功来判断．

解：

A、在等量异种电荷连线上，中点O的电场强度最小，在两电荷连线中垂线上，O点场强最大，则A点的场强大于O点的场强，O的场强大于C点的场强，所以A点的场强大于C点的场强，故A正确．

B、沿着电场线电势要降低，过A和B的场强都指向﹣Q由图可知，B到﹣Q的距离要大于A到﹣Q的距离，故B点的电势比A点的电势高，故B错误．

C、等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线，故将相同的电荷放在O点与C点电势能一定相等，故C正确．

D、因为φB＞φA，φO=φC，所以UCB＜UOA，根据电场力做功的公式W=Uq，所以在电场中移动同一正电荷，从C到B电场力做的功小于从O到A电场力做的功．故D错误．

故选：

AC．

【点评】在本题中，关键要熟悉掌握等量异种电荷和等量同种电荷周围电场线和等势面的分布情况，并能正确判断电荷在电场中运动时动能、电势能变化情况．

三、实验题

17.在“测量金属的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻Rx约为5Ω，实验室备有下列实验器材：

A．电压表

（量程0～3V，内阻约为15kΩ）

B．电压表

（量程0～15V，内阻约为75kΩ）

C．电流表

（量程0～3A，内阻约为0.2Ω）

D．电流表

（量程0～0.6A，内阻约为1Ω）

E．变阻器R1（0～100Ω，0.6A）

F．变阻器R2（0～2000Ω，0.1A）

G．电池组E（电动势为3V，内阻约为0.3Ω）

H．开关S，导线若干

（1）为了减小实验误差，应选用的实验器材有________（填器材前面的序号）．

（2）为减小实验误差，应选用如图中________（选填“甲”或“乙”）为该实验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把如图丙中的实物图用线连接起来．

（3）若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00cm，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图所示，则金属丝的直径为________mm，电阻值为________Ω.

【答案】

（1）.ADEGH

（2）.乙

（3）.0.638（0.637～0.639均可）（4）.2.4

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（2）待测金属丝的电阻Rx约为5Ω，小电阻，为减小实验误差，采用电流表外接法，即乙；

（3）螺旋测微器的读数为：

主尺+半毫米+转筒=0mm+0.5mm+13.5×0.01mm=0.635mm；0.6A量程，每小格代表0.02A，读数为；25×0.02=0.50A；3V量程，每小格代表0.1V，读数为12×0.1=1.2V；电阻为：

R=

=6.0Ω，由R=

可得ρ=

，代入数据可得ρ=1.27×10﹣6Ω•m。

考点：

测定金属导体的电阻率

【名师点睛】要掌握螺旋测微器的读数方法；明确电学实验中，当要求电流从零调时，滑动变阻器应用分压式接法；当满足待测电阻阻值远小于电压表内阻时，电流表应用外接法，当电流表内阻远小于待测电阻阻值时，电流表应用内接法．

18.某同学学习了线性元件和非线性元件的知识之后，他突然想到一个问题，若把一个线性元件和非线性元件串联起来作为一个“大”元件使用，这个“大”元件是线性还是非线性的呢？

为此，他把这个”大”元件接入电路中，测得其电流和电压之值如下表所示，请猜想“大”元件是哪类元件？

【答案】非线性元件

【解析】可以根据表中数据在坐标纸上描点，由图象看特点，若I－U图线是过原点的直线则表示“大”元件是线性的，I－U图线是曲线则表示“大”元件是非线性的．I－U图线如图所示，由此可见“大”元件是非线性元件．

四、计算题

19.如图所示，水平放置的平行金属导轨宽度为d＝1m，导轨间接有一个阻值为R＝2Ω的灯泡，一质量为m＝1kg的金属棒放置在导轨之上，其电阻为r＝1Ω，且和导轨始终接触良好，整个装置放在磁感应强度为B＝2T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下，现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使金属棒从静止开始向右运动，求：

（1）若金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.2，施加的水平恒力为F＝10N，则金属棒达到的稳定速度v1是多少？

（2）若金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.2，施加的水平力功率恒为P＝6W，则金属棒达到的稳定速度v2是多少？

（3）若金属棒与导轨间是光滑的，施加的水平力功率恒为P＝20W，经历t＝1s的过程中灯泡产生的热量为QR＝12J，则此时金属棒的速度v3是多少？

【答案】

（1）6m/s　

（2）1.5m/s　（3）2m/s

【解析】

（1）由

和F安＝BId

可得F安

根据平衡条件可得F＝μmg＋F安

联立解得v1＝6m/s

（2）稳定后

且P＝Fv2　

联立解得v2＝1.5m/s

（3）金属棒和灯泡串联，由Q＝I2Rt得灯泡和金属棒产生的热量比

根据能量守恒

解得v3＝2m/s

20.如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r＝1Ω，电炉电阻R＝19Ω，电解槽电阻r′＝0.5Ω.当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为684W；S1、S2都闭合时电炉消耗功率为475W（电炉电阻可看做不变）．试求：

（1）电源的电动势；

（2）S1、S2都闭合时，流过电解槽的电流大小；

（3）S1、S2都闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率．

【答案】

（1）120V　

（2）20A　（3）1700W

【解析】

（1）当S1闭合S2断开时电炉功率为P1，电炉中电流为：

电源电动势为：

E=I（R+r）=80V

（2）当S1、S2都闭合时电炉功率为P2，电炉中电流为：

电炉路端电压为：

U=IRR=3×19=57V

通过电源的电流为：

通过电解槽的电流为：

IA=I-IR=20A

（3）电解槽消耗的电功率为：

PA=IAU=20×57=1140W

电解槽内热损耗功率为：

P热＝IA2r′＝202×0.5＝200W

电解槽转化成化学能的功率为：

P化=PA-P热=940W

点睛：

电解槽电路在正常工作时是非纯电阻电路，不能用欧姆定律求解其电流，只能根据电路中电流关系求电流．

21.带电粒子的质量m＝1.7×10－27kg，电荷量q＝1.6×10－19C，以速度v＝3.2×106m/s沿垂直于磁场同时又垂直于磁场边界的方向进入匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B＝0.17T，磁场的宽度L＝10cm，如图所示．

（1）带电粒子离开磁场时的速度多大？

（2）带电粒子在磁场中运动多长时间？

（3）带电粒子在离开磁场时偏离入射方向的距离d为多大？

（g取10m/s2）

【答案】

（1）3.2×106m/s

（2）3.3×10－8s（3）2.7×10－2m

【解析】试题分析：

（1）由洛伦兹力提供向心力得：

得，

轨道半径为：

所以，由图知

即：

带电粒子离开磁场时的偏转角为：

。

（2）带电粒子在磁场中运动的时间为：

。

（3）由几何关系得，带电粒子在磁场中偏离入射方向的距离为：

。

考点：

带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力

名师点睛：

本题考查带电粒子在磁场中的运动，重点是画出轨迹，分析轨迹中的几何关系，结合带带电粒子的半径和周期公式求解。

22.如图所示，ab、cd为静止于水平面上宽度为L且长度很长的U形金属滑轨，bc连接有电阻R，其他部分电阻不计，ef为一可在滑轨平面上滑动、质量为m且电阻不计的均匀金属棒，一匀强磁场B垂直滑轨平面向上．金属棒由一水平细绳跨过定滑轮连接一质量为M的重物．若重物从静止开始下落，设定滑轮无质量，且金属棒在运动中均保持与bc边平行，忽略所有摩擦力，则：

（1）当金属棒做匀速运动时，其速度是多少？

（忽略bc边对金属棒的作用力）

（2）若重物从静止开始至匀速运动之后的某一时刻下落的总高度为h，求这一过程中电阻R上产生的热量．

【答案】

（1）

（2）

【解析】试题分析：

物体做匀速直线运动，由共点力的平衡条件可求得物体运动的速率；对全程由能量守恒定律可求得产生的热量。

（1）取重物M与金属棒m为一系统，使系统运动状态改变的力只有重物受到的重力与金属棒受到的安培力，由于系统在开始一段时间里处于加速运动状态，由此产生的安培力是变化的，安培力做功属于变力做功，系统的运动情况分析：

当a＝0时，有Mg－F安＝0，而

联立解得：

（2）根据能量守恒：

重力势能的减少等于动能和电路中产生的热量：

解得：

点睛：

本题主要考查了导体切割磁感线过程中的平衡关系及能量守恒定律的应用，要注意多练习能量转换及守恒关系的确定。