2017-2018学年吉林省实验中学高二上学期期末考试物理试题 解析版 16页

吉林省实验中学2017---2018学年度上学期高二年级物理学科期末考试试题 一．单项选择题（本大题共10个小题，每小题4分，共计40分，在每个小题的四个选项中，只有一项是正确的）‎ ‎1. 如图所示，实线是电场线，一带电粒子只在电场力的作用下沿虚线由A运动到B的过程中，其速率-时间图象正确的是 ‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：电场线的疏密程度表示场强大小，A点电场线密集，故电场强度大，电场力大，故加速度大，所以粒子的加速度一直减小，由粒子的运动轨迹弯曲方向可知，带电粒子受电场力的方向大致斜向左下方，与电场强度方向相反，故粒子带负电，电场力做负功，速度慢慢减小，所以粒子做加速度减小的减速运动，故B正确．‎ 考点：考查了电场线，速度时间图像 ‎【名师点睛】根据带电粒子运动轨迹判定电场力方向，再结合电场强度方向判断电性，然后根据电场线的疏密程度判断加速度的大小，从而判断粒子的运动情况选择速度图象．‎ ‎2. 如图所示,两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电池相连,在距离两板等距的M点有一个带电液滴处于静止状态。若将a板向下平移一小段距离,但仍在M点上方,稳定后,下列说法中正确的是　‎ A. 液滴将向下加速运动 B. M点电势升高,液滴在M点的电势能将增大 C. M点的电场强度变小了 D. 在a板移动前后两种情况下,若将液滴从a板移到b板,电场力做功相同 ‎【答案】D ‎【解析】AC、极板始终与电源连接，电压不变，由可知d减小电场强度E增大，电场力增大，粒子向上加速运动，故AC错误；‎ B、b点电势为零， ，场强增大，M点电势升高，液滴电场力方向向上，所以液滴带负电，液滴在M点电势能降低，故B错误；‎ D、在a板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，由于电压相同，电场力做功qU相同，故D正确；‎ 故选D。‎ ‎【点睛】极板始终与电源连接，电压不变，由可知d减小电场强度E增大，电场力增大，粒子向上加速运动；判断某一点电势高低必须找一个参考点，就是接地点或零势点，明确电势差与电势的关系。‎ ‎3. 有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且a＞b＞c．电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】由电阻的决定式可知，A中电阻RA=ρ，B中电阻RB=ρ；C中电阻RC=ρ；D中电阻RD=ρ；故电阻最小的为A；故选A．‎ ‎4. 如图所示，电源电动势为E、内阻为r，R1、R2为定值电阻，R0为滑动变阻器。当滑动变阻器的触片向右滑动时，关于电压表、电流表示数变化的描述正确的是 ‎ A. 的示数变大，的示数变小 B. 的示数变大，的示数变大 C. 的示数变小，的示数变小 D. 的示数变小，的示数变大 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：当滑动变阻器的滑片向右滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，与并联的电阻增大，外电路总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，则V的示数变大．根据串联电路电压与电阻成正比的特点，可知，并联部分电压增大，通过的电流增大，则A的示数变大．B正确；‎ 考点：考查了电路的动态分析 视频 ‎5. 现有四条完全相同的垂直于纸面放置的平行长直导线，横截面分别位于一正方形abcd的四个顶点上，内部分别通有方向垂直于纸面向里，大小为，，，的恒定电流。已知载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为，式中常量，I为电流强度，r为距导线的距离。若电流在正方形的几何中心O点处产生的磁感应强度大小为B，则O点处实际的磁感应强度的大小及方向为（忽略电流间的相互作用）‎ A. ，方向指向ad中点 B. ，方向指向ab中点 C. 10 B，方向垂直于纸面向里 D. 10B，方向垂直于纸面向外 ‎【答案】A ‎【解析】假设，则根据矢量的合成法则，可知，四棒在O点产生的磁场为零；‎ 而如今，的恒定电流，且电流Ia在正方形的几何中心O点处产生的磁感应强度大小为B，由右手螺旋定则可知，o指向b；‎ 根据矢量的合成法则可知，由a、c两棒产生的磁场方向，由右手螺旋定则可知，o指向d；‎ 而根据矢量的合成法则可知，b、d两棒产生的磁场方向：o指向a；‎ 故选A。‎ ‎【点睛】考查学生判断直线电流产生磁场的方向及磁感应强度矢量合成的能力，注意右手螺旋定则与右手定则的区别。‎ ‎6. 如图所示，一根长L＝0.2 m的金属棒放在倾角θ＝37°的光滑斜面上，并通过I＝5 A箭头所示方向的电流，整个装置放在磁感应强度B＝0.6 T，竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。则该棒的重力为 A. 0.45 N B. 0.48 N C. 0.6 N D. 0.8 N ‎【答案】D ‎【解析】棒子所受的安培力，结合受力分析图 根据共点力平衡得：，故D正确，ABC错误；‎ ‎【点睛】对导体棒进行受力分析，受到重力、支持力、安培力处于平衡，根据共点力平衡由三角函数关系求出棒的重力。‎ ‎7. 如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场(磁场足够大)，一对正负电子分别以相同的速度沿与x轴成30°角的方向从原点垂直磁场射入，则负电子与正电子在磁场中运动的时间之比为 A. B. 1∶2 C. 1∶1 D. 2∶1‎ ‎【答案】B ‎【解析】正电子进入磁场后，在洛伦兹力作用下向上偏转，而负电子在洛伦兹力作用下向下偏转，由，知两个电子的周期相等；‎ 正电子从y轴上射出磁场时，根据几何知识得知，速度与y轴的夹角为60°，则正电子速度的偏向角为，其轨迹对应的圆心角也为120°，则正电子在磁场中运动时间为，同理，知负电子以30°入射，从x轴离开磁场时，速度方向与x轴的夹角为30°，则轨迹对应的圆心角为60°，负电子在磁场中运动时间为，所以负电子与正电子在磁场中运动时间之比为t2：t1=1：2；故B正确，ACD错误；‎ 故选B。‎ ‎【点睛】带电粒子在磁场中运动的题目解题步骤为：定圆心、画轨迹、求半径．则可画出正、负离子运动轨迹，由几何关系可知。‎ ‎8. 在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是 A. 将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化 B. 在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化 C. 将一房间内的线圈两端与相邻房间内的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化 D. 绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，回路中没有磁通量的变化，不能产生感应电流，观察到电流表没有变化，故A错误；在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，回路中没有磁通量的变化，不能产生感应电流，观察到电流表没有变化，故B错误；将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁的过程中有感应电流产生，但是之后，再到相邻房间去观察时，回路中已经没有磁通量的变化，此时观察到的电流表没有变化，故C错误；绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，回路中的磁通量发生变化，能观察电流表的变化，故D正确．故选D。‎ 考点：电磁感应现象 ‎【名师点睛】解决本题关键要准确把握产生感应电流的一般条件：闭合回路的磁通量发生变化，电路必须闭合。‎ 视频 ‎9. 如图，固定在水平桌面上的光滑金属导轨cd、eg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与导轨接触良好，在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计，现用一水平向右的恒力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右沿导轨滑动，滑动中杆ab始终垂直于导轨，金属杆受到的安培力用F安表示，则下列说法正确的是 A. 金属杆ab做匀加速直线运动 B. 金属杆ab运动过程回路中有顺时针方向的电流 C. 金属杆ab所受到的F安先不断增大，后保持不变 D. 金属杆ab克服安培力做功的功率与时间的平方成正比 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：对金属杆根据牛顿第二定律：，即：，由于速度变化，故加速度发生变化，故金属杆不是匀变速直线运动，故选项A错误；根据楞次定律可以知道，金属杆ab运动过程回路中有逆时针方向的电流，故选项B错误；由于可知，当速度增大时，则安培力增大，当金属杆最后做匀速运动的时候，则安培力不变，故选项C正确；金属杆中感应电流的瞬时功率：，故选项D错误。‎ 考点：导体切割磁感线时的感应电动势、电功、电功率 ‎【名师点睛】棒切割磁感线会产生电动势，形成感应电流所以金属杆会受到安培力，当棒处于匀速时棒受力平衡，由已知条件可求出安培力大小，根据受力平衡即可解出金属杆受到的拉力；结合电功率表达式即可找到功率与位移的关系式。‎ ‎10. 如图（a）所示，半径为r的带缺口刚性金属圆环固定在水平面内，缺口两端引出两根导线，与电阻R构成闭合回路。若圆环内加一垂直于纸面变化的磁场，变化规律如图(b)所示。规定磁场方向垂直纸面向里为正，不计金属圆环的电阻。以下说法正确的是 A. 0-1s内，流过电阻R的电流方向为a→b B. 1-2s内，回路中的电流逐渐减小 C. 2-3s内，穿过金属圆环的磁通量在减小 D. t=2s时， ‎ ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：0-1s内，穿过线圈垂直纸面向里的磁场在增大，根据楞次定律可得流过电阻R的电流方向为b→a，A错误；1-2s内，回路中的电流，图像的斜率，在1-2s内磁通量变化率恒定，所以电流恒定，B错误；2-3s内，穿过金属圆环的磁通量垂直纸面向外在增大，C错误；法拉第电磁感应定律可知，在第2s内，D正确；‎ 考点：考查了楞次定律、法拉第电磁感应定律 ‎【名师点睛】注意磁通量变化量的方向，先判断穿过线圈的磁通量的变化情况，然后后根据楞次定律判断电流方向，此时线圈相当于一个电源，一定要注意这个电源有没有内阻 二．多项选择题（本大题共5个小题，每小题4分，共计20分，在每个小题的四个选项中，有多个选项是符合题意的，全部选对的得4分，少选的得2分，有错选的得零分）‎ ‎11. 以下关于电磁学发展历史的说法正确的是 A. 美国科学家富兰克林命名了自然界的两种电荷：正电荷和负电荷 B. 法国物理学家库仑利用扭秤实验得到了电荷之间相互作用的规律：库仑定律 C. 法国物理学家安培发现了电流可以使周围的小磁针偏转的效应，称为“电流的磁效应”‎ D. 质谱仪最初由阿斯顿设计，他用质谱仪发现了氖20和氖22，证实了同位素的存在 ‎【答案】ABD ‎【解析】A. 美国科学家富兰克林命名了自然界的两种电荷：正电荷和负电荷，故A正确；‎ B. 法国物理学家库仑利用扭秤实验得到了电荷之间相互作用的规律：库仑定律，故B正确；‎ C. 丹麦物理学家奥斯特发现了电流可以使周围的小磁针偏转的效应，称为“电流的磁效应”，故C错误；‎ D. 质谱仪最初由阿斯顿设计，他用质谱仪发现了氖20和氖22，证实了同位素的存在，故D正确；‎ 故选ABD。‎ ‎【点睛】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆。‎ ‎12. 如图所示，A、B、C、D、E、F为真空中正六边形的六个顶点，O为正六边形中心，在A、B、C三点分别固定电荷量为q、-q、q(q>0)的三个点电荷，取无穷远处电势为零。则下列说法正确的是 ‎ A. O点场强为零 B. O点电势为零 C. D点和F点场强相同 D. D点和F点电势相同 ‎【答案】AD ‎【解析】试题分析：A、由题意可知，等量正负电荷，位于正六边形的六个顶，根据点电荷电场强度，A、C两处正点电荷产生的电场在O点的电场强度大小相等，相互成1200夹角，合场强水平向左，大小等于，B处的负电荷产生的电场在O点的电场强度大小等于，方向水平向右，‎ ‎ 结合电场的叠加原理，三个电荷产生的电场在O点的电场强度大小等于零，A正确；从O点水平向左到无穷远，电场向左，电势逐渐降低，B错误；根据对称性D点和F点的电场强度大小相等，方向不同，C错误；根据对称性D点和F点的电势相等，D正确。故选AD。‎ 考点：电场强度；电势 ‎13. 圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率沿着AO方向对准圆心O射入磁场，其运动轨迹如图所示。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是      ‎ A. a粒子速率最大 B. c粒子速率最大 C. a粒子在磁场中运动的时间最长 D. 它们做圆周运动的周期Ta