1、山东省济南市第一中学2020-2021学年高二物理上学期期中试题（含解析）一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。1. 如图所示，一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的轴线运动，使圆环内产生了感应电流下列四幅图中，产生的感应电流方向与条形磁铁的运动情况相吻合的是（）A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】A由图示可知，在磁铁S极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量变小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿逆时针方向，故A错误；B由图示可知，在磁铁S极下落过程中，穿过圆环的磁场方向
2、向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流顺时针方向，故B错误；C同时，在磁铁N极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿顺时针方向，故C错误；D由图示可知，在磁铁N极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流逆时针方向，故D正确。故选D。2. 有一灵敏电流表，内阻，满偏电流，现将其改装为电压表，下列说法正确的是（ ）A. 需与它并联一个的电阻B. 需与它串联一个的电阻C. 需与它串联一个
3、的电阻D. 需与它串联一个的电阻【答案】C【解析】改装成电压表要串联电阻的，则有：，即：，解得：，故选项C正确，选项ABD错误 点睛：电流表改装成电压表要串联电阻分压，改装成电流表要并联电阻分流3. 如图所示，通电直导线ab位于两平行导线横截面MN的连线的中垂线上，当平行导线通以同向等值电流时，以下说法中正确的是：A. ab顺时针旋转B. ab逆时针旋转C. a端向外，b端向里旋转D. a端向里，b端向外旋转【答案】C【解析】【详解】导线M和N的磁感线都是同心圆。因此对ab上半段，M导线的磁感线指向右下，可以用左手定则判断：a端受到向外的力。N导线的磁感线指向右上，也使a端受向外的力；同理也可
4、以分析出b端受向里的力。从而使得a端转向纸外，b端转向纸里； Aab顺时针旋转，与结论不相符，选项A错误；Bab逆时针旋转，与结论不相符，选项B错误；Ca端向外，b端向里旋转，与结论相符，选项C正确；Da端向里，b端向外旋转，与结论不相符，选项D错误；故选C。4. 在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0 A和1.0 V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V则当这台电动机正常运转时()A. 电动机的内阻为7.5 B. 电动机的内阻为2.0 C. 电动机的输出功率为
5、30.0 WD. 电动机的输出功率为26.0 W【答案】D【解析】【分析】电动机的内阻及输出功率的计算【详解】AB因为电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0A和1.0V，说明电动机在没有将电能转化为机械能时属于纯电阻电路，故说明电动机的内阻为r=1.0，选项AB错误；CD当电动机正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V，则电动机的总功率为P总=2.0A15.0V=30.0W，此时电动机的发热功率为P热=（2.0A）21.0=4.0W，故电动机的输出功率为P出=P总P热=30.0W4.0W=26.0W，选项C错误，D正确5. 在如图所示的电路中，闭合开关后，相同的两
6、个灯泡A、B均正常发光，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，则（）A. A灯变亮，B灯变暗B. A灯变暗，B灯变亮C. A、B灯均变亮D. A、B灯均变暗【答案】A【解析】【详解】当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，根据串反并同可知，由于灯泡B与滑动变阻器并联，则灯泡B的电功率减小，即B灯变暗，灯泡A与滑动变阻器串联，则灯泡A的电功率增大即A灯变亮，故A正确，BCD错误。故选A。6. 如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（）A.
7、线圈 a 中将产生俯视逆时针方向的感应电流B. 穿过线圈 a 的磁通量变小C. 线圈 a 有扩张的趋势D. 线圈 a 对水平桌面的压力 FN将减小【答案】A【解析】【详解】A由图根据右手定则可知，线圈产生向下的磁场，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，电阻减小，电流增大，磁感应强度变大，因此根据楞次定律线圈中会产生阻碍磁场变大的感应电流，即将产生俯视逆时针方向的感应电流，故选项A正确；B因为滑动变阻器的滑片P向下滑动时，电阻减小，电流增大，磁感应强度变大，所以线圈中磁通量变大，故选项B错误；C因为滑动变阻器的滑片P向下滑动时，线圈中磁通量增加，因此之后线圈面积减小时才能阻碍磁通量的增加，所以线圈
8、a 有收缩的趋势，故选项C错误；D通过楞次定律可知线圈电流，可以将线圈等效为条形磁铁，则两磁铁都是N极相对，因此线圈 a 对水平桌面的压力 FN将增大，故选项D错误。故选A。7. 如图所示的天平可用来测定磁感应强度，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽度为L20.0cm，共N10匝，线圈下端悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流I0.20A时（方向如图），调节砝码使天平达到平衡，此时m1m2当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m10g的砝码后，天平重新平衡，重力加速度取g10m/s2，由此可知（）A. 磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为0.25TB. 磁感应强度的方向垂直纸面
9、向里，大小为0.25TC. 磁感应强度的方向乖直纸面向外，大小为0.125TD. 磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为0.125T【答案】D【解析】【详解】ABCD.线圈通入如图所示的电流调节砝码使天平平衡，由于，故线圈所受安培力向下，根据左手定则知磁感应强度的方向垂直于纸面向里，当电流方向反向时，则安培力方向反向，变为竖直向上，相当于右边少了两倍的安培力大小，所以需要在右边加砝码。则有解得：故D正确ABC错误。故选D。8. 如图所示，A、B两个闭合单匝线圈用完全相同的导线制成，半径rA=3rB，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小，则（）A. A、B线圈中产生的感应电动势EA:E
10、B=3:1B. A、B线圈中产生的感应电动势EA:EB=6:1C. A、B线圈中产生的感应电流IA:IB=3:1D. A、B线圈中产生的感应电流IA:IB=1:1【答案】C【解析】【详解】AB根据法拉第电磁感应定律，可得则有故AB错误；CD设线圈单位长度的电阻为R，根据闭合电路的欧姆定律有联立解得故C正确，D错误。故选C。9. 在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，紧贴边缘内壁放一个圆环形电极，并把它们与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水如果把玻璃皿放在磁场中，如图所示，通过所学的知识可知，当接通电源后从上向下看( )A. 液体将顺时针旋转B. 液体将逆时针旋转C. 若仅调换N、S
11、 极位置，液体旋转方向不变D. 若仅调换电源正、负极位置，液体旋转方向不变【答案】B【解析】【详解】AB根据电势的高低可知电流由边缘流向中心，器皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转，故A错误，B正确；CD仅仅调换N、S极位置或仅仅调换电源的正负极位置，安培力方向肯定改变，故CD均错误10. 如图所示，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场和匀强电场组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P进入平板下方的匀强磁场，平板下方的磁场方向如图所示。粒子最终打在S板上，粒子重力不计，则下面说法正确的是（）A. 粒子带负电
12、B. 粒子打在S板上的位置离狭缝P越远，粒子的比荷越大C. 能通过狭缝P的带电粒子速率等于D. 速度选择器中的磁感应强度方向垂直纸面向里【答案】C【解析】【详解】A.带电粒子磁场中向左偏转，由左手定则，知粒子带正电，故A错误；B.经过速度选择器进入磁场B的粒子速度相等，根据知，粒子打在S板上的位置离狭缝P越远，则半径越大，粒子的比荷越小，故B错误；CD.粒子经过速度选择器时所受电场力和洛伦兹力平衡，有：则有：而粒子的电场力水平向右，那么洛伦兹力水平向左，粒子带正电，则磁场垂直纸面向外，故C正确D错误。故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部
13、选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。11. 下列情况能产生感应电流是（）A. 如图甲所示，导体棒OC以O点为轴在导轨ab上以角速度转动时B. 如图乙所示，导体框在匀强磁场中向右加速运动时C. 如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，当开关闭合或断开时D. 如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器阻值时【答案】ACD【解析】【详解】当闭合回路中磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电流。A如图甲所示，导体棒OC以O点为轴在导轨ab上以角速度转动时，切割磁感线，产生感应电流，故A正确，符合题意；B如图乙所示，导体框在匀强磁场中向右加速运动时，闭合回
14、路磁通量不变，不会产生感应电流，故B错误，不符合题意；C如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，当开关闭合或断开时，原电流变化，原磁场变化导致穿过B的磁通量变化，产生感应电流，故C正确，符合题意；D如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器阻值时，原电流变化，原磁场变化导致穿过B的磁通量变化，产生感应电流，故D正确，符合题意。故选ACD。12. 如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下面结论正确的是（）A. 电源的电动势为6.0VB. 电源的内阻为12C. 电源的短路电流为3AD. 外电路接入了一个阻值是18的电动机，电路中的电流一定为0.3A【答案
15、】AC【解析】【详解】A由U-I图像可知，电源的电动势为6.0V，选项A正确；B电源的内阻为 选项B错误；C电源的短路电流为选项C正确；D外电路接入了一个阻值是18的电动机，若是纯电阻元件，则电路中的电流为电动机是非纯电阻元件，则电路中的电流不等于0.3A，选项D错误。故选AC。13. 空间中存在竖直向上匀强电场和垂直纸面的磁场（图中未画出），一带电小球在竖直平面内沿逆针方向做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A. 小球带正电B. 磁场方向垂直纸面向外C. 小球在从a点运动到b点的过程中，电势能减小D. 运动过程突然将磁场反向，小球仍能做匀速圆周运动【答
16、案】AD【解析】【详解】A小球在竖直平面内做匀速圆周运动，受到重力、电场力和洛伦兹力，电场力与重力平衡，则知小球带正电，故A正确；B电小球在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，故B错误；C小球在从a点运动到b点的过程中，电场力做负功，小球的电势能增大，故C错误；D运动过程突然将磁场反向，重力与电场力仍平衡，洛伦兹力反向，带电小球仍做匀速圆周运动，故D正确。故选AD。14. 电磁炮是目前许多国家热衷发展的一种新式武器，其工作原理如图所示。当两平行导轨接入电源时，强电流从一导轨流入，经滑块（炮弹）从另一导轨流回时，在两导轨平面间产生强磁场
17、，磁感应强度大小与电流成正比。通有电流的滑块在安培力的作用下加速一段距离后，炮弹会以很大的动能射出。关于电磁炮，下列说法正确的是（）A. 当水平放置的平行导轨通有如图所示的电流时，导轨间的磁场方向竖直向下B. 当回路中电流一定时，炮弹将做匀加速直线运动C. 若只将电流增大2倍，炮弹射出的动能也会增大2倍D. 若只将导轨长度增大2倍，炮弹射出的动能会增大2倍【答案】BD【解析】【详解】A根据安培定则可知，导轨上的电流在导轨平面产生的磁场方向向上，A错误；B炮弹在安培力的作用下运动，回路中电流一定，磁感应强度一定，根据牛顿第二定律可知加速度恒定，所以炮弹做匀加速直线运动，B正确；C若只将电流增大2
18、倍，磁感应强度也增大2倍，根据动能定理可知动能变为原来的4倍，C错误；D若只将导轨长度增大2倍，根据动能定理可知炮弹射出的动能会变为原来的2倍，D正确。故选BD。三、非选择题：本题共4小题，共54分。15. 同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。步骤如下用螺旋测微器测量其直径如图所示，可知其直径为_mm；用多用电表的电阻“10”档，按正确步骤测此圆柱体的电阻，表盘示数如图，则该电阻的阻值约为_，他还需要换档重新测量吗？_（答“需要”或“不需要”）；为更精确地测量其电阻，现有的器材及其代号和规格如下：待测圆柱体电阻R电流表A1（量程03mA，内阻约50）电流表A2（量程015mA，内阻
19、约30）电压表V1（量程03V，内阻约10k）电压表V2（量程015V，内阻约25k）直流电源E（电动势4V，内阻不计）滑动变阻器R1（阻值范围015）滑动变阻器R2（阻值范围02k）开关S，导线若干为使实验误差较小，要求尽可能测得多组数据进行分析，电流表应选用_，电压表应选用_，滑动变阻器应选用_；请在图中补充连线完成本实验。_【答案】 (1). 6.125 (2). 220 (3). 不需要 (4). A2 (5). V1 (6). R1 (7). 【解析】【详解】(1)1螺旋测微器读数=固定刻度读数+可动刻度读数为：6mm+0.01mm12.5=6.125mm(2)2欧姆表读数=表盘读数
20、倍率=2210=2203中值电阻附近刻度最均匀，读数误差最小，故不需要重新换挡(3)4根据欧姆定律，最大电流约为故电流表选择A25电源电动势4V，故电压表选择V16要求测得多组数据进行分析，滑动变阻器采用分压式接法，用小电阻控制大电阻，故滑动变阻器选择R1(4)7由于说明待测电阻较小，电流表外接，滑动变阻器采用分压式接法，如图16. 在如图所示的电路中，R3=4，A的示数为0.75A，V的示数为2V突然有一个电阻被烧断，使得A的示数变为0.80A，V的示数变为3.2V（不考虑电表内阻的影响）（1）哪一个电阻被烧断？（2）求电阻R1和R2的阻值（3）求电源的电动势和内电阻【答案】(1)必定是R2
21、发生断路，(2)电阻R1和R2的阻值分别是4和8；(3)电源的电动势和内电阻分别是4V，1【解析】【详解】（1）R2断路；因为当R2断路时，电路总电阻变大，总电流减小，路端电压变大，电压表测量的是电源路端电压，则读数变大，因R1两端电压变大，则电流表读数变大； （2）由题意可知，电阻R2被烧断后，V的示数就是电源的路端电压，也就是电阻R1两端的电压； 电阻R2烧断前，通过R2的电流为: 电阻R2的阻值为: （3）由闭合电路欧姆定律得E=I1R1+（I1+I2）r E=U +Ir 联立上面两式解得E=4V，r=117. 如图甲所示，电阻r2的金属棒ab垂直放置在水平导轨正中央，导轨由两根长L2m
22、、间距d1m的平行金属杆组成，其电阻不计，在导轨左端接有阻值R4的电阻，金属棒与导轨接触良好，从t0时刻开始，空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度随时间变化如图乙所示，在t0.1s时刻，金属棒恰好沿导轨开始运动.取重力加速度g10m/s2.求： (1)在0.1s内，导体棒上所通过的电流大小和方向:(2)在0.1s内，电阻R上所通过的电荷量q及产生的焦耳热Q(3)在0.05s时刻，导体棒所受磁场作用力的大小F和方向【答案】(1)I=1.2A，方向由b到a(2)1.6J(3)1.2N，水平向左【解析】【详解】(1)由法拉第电磁感应定律可知，在0.1s时间内回路中感应电动势由欧姆定律可得：
23、，由图像可得：，代入数据可得I=2A，电流方向：从b到a(2)在0.1s时间内通过电阻R的电荷量得q=0.2C电阻R产生的焦耳热：，解得Q=1.6J(3)导体棒所受磁场作用力的大小：，代入数据可得F=1.2N；根据左手定则，磁场作用力方向向左18. 如图所示，在无限长的竖直边界AC和DE间，上、下部分分别充满方向垂直于平面ADEC向外的匀强磁场，上部分区域的磁感应强度大小为B0，OF 为上、下磁场的水平分界线，质量为m、带电荷量为q的粒子从AC边界上与O点相距为a的P点垂直于AC边界射入上方磁场区域，经OF上的Q点第一次进入下方磁场区域，Q与O点的距离为3a，不考虑粒子重力（1）求粒子射入时的
24、速度大小；（2）要使粒子不从AC边界飞出，求下方磁场区域的磁感应强度B1应满足的条件；（3）若下方区域的磁感应强度B=3B0，粒子最终垂直DE边界飞出，求边界DE与AC间距离的可能值【答案】（1）；（2）；（3）【解析】试题分析：（1）设粒子在OF上方做圆周运动半径为R，由几何关系可知；，由牛顿第二定律可知： ，解得：；（2）当粒子恰好不从AC边界飞出时，设粒子在OF下方做圆周运动半径为，由几何关系得：，所以，根据解得：，当时，粒子不会从AC边界飞出（3）当时，粒子在OF下方的运动半径为：，设粒子的速度方向再次与射入磁场时的速度方向一致时的位置为，则P与的连线一定与OF平行，根据几何关系知：；所以若粒子最终垂直DE边界飞出，边界DE与AC间的距离为：；考点：带电粒子在磁场中的运动【名师点睛】带电粒子在磁场中运动，关键在于分析粒子的运动情况，明确粒子可能运动轨迹，根据几何关系确定圆心和半径；同时注意临界条件的应用才能顺利求解