1、湖北省孝感高级中学20132014学年度高中二年级上学期期末考试物 理命题人：胡 涛 满分：120分 考试用时：120分钟一、单项选择题：每小题5分，8小题共40分1如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转首先观察到这个实验现象的物理学家是A奥斯特 B爱因斯坦 C伽利略 D牛顿【答案】A当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转，说明电流产生了磁场，这是电流的磁效应，首先观察到这个实验现象的物理学家是奥斯特，故A正确。故选A。【考点】物理学史2关于下列说法，正确的是A根据E=F/q可知，电场中某点的电场强度与处于该点的点电荷电荷量成反比B虽然C=Q/U，但电
2、容器的电容与极板所带电荷量、极板间电势差无关C电源电动势E=W/q可知，非静电力做功越多，电源电动势也就越大D磁感应强度，B与、有关，其单位关系是【答案】BA、电场强度由电场本身决定，与试探电荷无关，故A错误；B、电容的决定式，故B正确；C、电源电动势大小由电源本身的特性决定，故C错误；D、磁感应强度由磁场自身决定，故D错误。故选B。【考点】电场强度；磁感应强度；电动势；电容3交变电流u=50sin100t（V）的A周期为100sB频率为50Hz C周期为0.01sD频率为100Hz【答案】B正弦式交变电流瞬时值表达式：，所以周期为0.02s，频率为50Hz。故选B。【考点】正弦式交变电流瞬时
3、值4三条在同一平面（纸面）内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流均为I，方向如图所示。a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等。将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3，下列说法正确的是AB1=B2=B3Ba和b处磁感应强度大小为零，c处磁场方向垂直于纸面向里Ca和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里Da处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里【答案】CA、由题意可知，a点的磁感应强度等于三条通电导线在此处叠加而成，即垂直纸面向外，而b点与a点有相同的情况，有两根相互抵消，则由第三根产生磁场，即为垂直
4、纸面向外，而c点三根导线产生磁场方向相同，所以叠加而成的磁场最强，故A错误；BCD、由图可知，根据右手螺旋定则可得，a和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里，故C正确。故选C。【考点】通电直导线和通电线圈周围磁场的方向5如图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘当MN中电流突然增大时，线圈所受安培力的合力方向 A向左 B向右 C垂直纸面向外 D垂直纸面向里【答案】A金属线框abcd放在导线MN上，导线中电流产生磁场，根据安培定则判断可知，线框abcd左右两侧磁场方向相反，线框左侧的磁通量小于线框右侧的磁通量，磁通量存在抵消的情况；若MN中电流突然增大
5、时，穿过线框的磁通量将增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍磁通量的变化，则线框abcd感应电流方向为逆时针，再由左手定则可知，左边受到的安培力水平向左，而左边的安培力方向也水平向右，故安培力的合力向左，故A正确。故选A。【考点】安培力6通过一阻值R=100的电阻的交变电流如图所示，其周期为1s。电阻两端电压的有效值为A12V BVC15V DV【答案】B由有效值的定义可得：代入数据得：，解得：故选B。【考点】交变电流的最大值、有效值以及它们的关系7如图所示，在坐标系xOy中，有边长为a的正方形金属线框abcd，其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处。在y轴的右侧的、象限内有
6、一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行。t0时刻，线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域。取沿abcda的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i随时间t变化的图线是 【答案】A在d点运动到O点过程中，ab边切割磁感线，根据右手定则可以确定线框中电流方向为逆时针方向，即正方向，电动势均匀减小到0，则电流均匀减小到0；然后cd边开始切割，感应电流的方向为顺时针方向，即负方向，电动势均匀减小到0，则电流均匀减小到0。故选A。【考点】右手定则8如图所示，带异种电荷的粒子a、b以相同的动能同时从O点射入宽度为d
7、的有界匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30和60，且同时到达P点。a、b两粒子的质量之比为A12 B21 C34 D43【答案】C根据题意画出a、b粒子的轨迹如图所示，则a、b粒子的圆心分别是O1和O2，设磁场宽度为d，由图可知，粒子a的半径，粒子b的半径为由可得：，即由可得：，又a粒子轨迹长度为，粒子b的轨迹长度为，所以联立以上各式解得，所以C正确故选C。【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动二、多项选择题：每小题5分，4小题共20分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。9如图所示，L是自感系数很大电阻可以忽略的线圈，若合上或断开开关时，可能发生的情况是
8、AS2断开、S1闭合的瞬间，Q灯逐渐亮起来BS1 、S2闭合，稳定后P灯是熄灭的CS1 、S2闭合，再断开S1的瞬间，Q灯立即熄灭，P灯亮一下再熄灭DS1 、S2闭合，再断开S1的瞬间，P灯和Q灯过一会儿才熄灭【答案】ABCA、S2断开、S1闭合时，通过线圈的电流增大，产生自感电动势，阻碍电流的增加，使得通过Q灯的电流逐渐增大，所以Q灯逐渐亮起来，故A正确；B、S1、S2闭合，稳定后P，因线圈的电阻忽略，则P灯中没有电流，会熄灭，故B正确；CD、再断开S1的瞬间，通过P灯原来电流产生的电流立即消失，通过线圈的电流将要开始减小，产生自感电动势，阻碍电流的减小，这时线圈相当于电源，R、Q被短路，P
9、、L组成一个回路，所以Q灯立即熄灭，P灯亮一下再熄灭，故C正确D错误。故选ABC。【考点】自感现象和自感系数10在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且AB2BC，如右图所示由此可见A电场力为2mg B小球带负电C小球从A到B与从B到C的运动时间相等D小球从A到B与从B到C的速度变化量的大小相等【答案】BD带电小球从A到C，设在进入电场前后两个运动过程水平分位移分别为x1和x2，竖直分位移分别为y1和y2，经历的时间为分别为t1和t2在电场中的加速度为a则：
10、从A到B过程小球做平抛运动，则有：从B到C过程，有：；由题意有：；则得：t1=2t2；即小球从A到B是从B到C运动时间的2倍又，将小球在电场中的运动看成沿相反方向的类平抛运动，则有：根据几何知识有：，解得：；根据牛顿第二定律得：，解得：由于轨迹向上弯曲，加速度方向必定向上，合力向上，说明电场力方向向上，所以小球带负电根据速度变化量，则得：AB过程速度变化量大小为；BC过程速度变化量大小为；所以小球从A到B与从B到C的速度变化量大小相等，故BD正确。故选BD。【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；平抛运动11如图所示，空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下，磁场方向水平（图
11、中垂直于纸面向里），一带电液滴P恰好处于静止状态，则下列说法正确的是 A若撤去电场，P可能做匀加速直线运动B若撤去磁场，P可能做匀加速直线运动C若给P一初速度，P可能做匀速直线运动D若给P一初速度，P可能做顺时针方向的匀速圆周运动【答案】CDA、仅撤去电场，油滴受重力有竖直向下的速度，油滴受洛伦兹力，速度改变，洛伦兹力方向随速度方向的变化而变化，不可能做匀加速直线运动，故A错误；B、油滴静止说明不受洛伦兹力，重力和电场力相互抵消，所以仅撤去磁场仍然静止，故B错误；C、若P初速度方向与磁场平行，不受洛伦兹力，重力和电场力抵消，P受力平衡，所以可以做匀速直线运动，故C正确；D、若P初速度方向与磁场
12、不平行，重力和电场力抵消，仅受洛伦兹力，P做匀速圆周运动，故D正确。故选CD。【考点】带电粒子在混合场中的运动12如图所示，在磁感应强度为B的水平匀强磁场中，有两根竖直放置的平行金属导轨，顶端用一电阻R相连，两导轨所在的竖直平面与磁场方向垂直一根金属棒ab以初速度v0沿导轨竖直向上运动，到某一高度后又向下运动返回到原出发点整个过程中金属棒与导轨保持垂直且接触良好，导轨与棒间的摩擦及它们的电阻均可忽略不计则在金属棒整个上行与整个下行的两个过程中，下列说法正确的是 A回到出发点的速度v等于初速度v0B上行过程中通过R的电量等于下行过程中通过R的电量C上行过程中R上产生的热量等于下行过程中R上产生的
13、热量D上行的运动时间小于下行的运动时间【答案】BDA、从出发点上升到回到出发点时，根据能量守恒知，棒的重力势能不变，内能增加，则动能减小，所以回到出发点的速度v小于初速度，故A错误；B、上行和下行两个过程中，回路的磁通量变化量相等，根据感应电量表达式，知两个过程中通过R的电量相等，故B错误；C、根据能量守恒得，除最高点外，在任何一个位置，上升到此位置的速度大于下落到此位置的速度，则知在任何一个位置，上升到此位置的电流大于下降到此位置的电流，上升到此位置的安培力大于下降到此位置的安培力，而上升和下降过程的位移相同，故上升过程中克服安培力做的功比下降过程中克服安培力做的功多，所以上升过程中产生的热
14、量大于下降过程中产生的热量，故C正确；D、根据能量守恒得，除最高点外，在任何一个位置，上升到此位置的速度大于下落到此位置的速度，上升的位移和下降的位移相等，则上升的时间小于下落的时间，故D正确。故选BD。【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；法拉第电磁感应定律三、实验题：共16分，请将答案填写在答题卷相应的横线上13（8分）某同学要用多用电表测一只电阻，已知多用电表电阻档有4个倍率，分别为1k、100、10、1，该同学选择100倍率，用正确的操作步骤测量发现指针偏转角度太大（指针位置如图中虚线所示）. 为了较准确地进行测量，请你补充完整接下去应该进行的主要操作步骤：（1）调节选择开关旋钮，选择
15、 倍率；（2）两表笔 (填“短接”或“断开”)，调节欧姆调零旋钮，使指针指在0处；（3）重新测量并读数若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，则该阻值为 ；（4）测量完毕，把选择开关旋钮打至 .【答案】(1) 10 (2)短接 (3)120 (4)off档或交流电压最大档 （1）因偏转角度过大，则电阻小要用小量程的，选择10档（2）欧姆调零，要两表笔短接（3）图示读数为：1210=120（4）测量完毕，把选择开关旋钮打至OFF档（或交流电压最高档）【考点】用多用电表测电阻14（8分）测量一只量程已知的电压表的内阻，器材如下：待测电压表（量程3V，内阻约3k待测）一只；电流表（量程3A，内阻0.
16、01）一只；电池组（电动势约为3V，内阻不计）；滑动变阻器一个；变阻箱（可以读出电阻值，0-9999）一个；开关和导线若干。某同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：（1）该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。为了更准确地测出该电压表内阻的大小，你认为其中相对比较合理的是 （填“甲”或“乙”）电路。（2）用你选择的电路进行实验时，闭合电键S，改变阻值，记录需要直接测量的物理量：电压表的读数U和 （填上文字和符号）；（3）选择下面坐标轴，作出相应的直线图线。AU-I BU-1/I C1/U-R DU-R（4）设直线图像的斜率为k、截距为b，请写出待测电压表内阻表达式Rv= 。【答案】（1）乙 （2
17、）电阻箱的阻值R （3）C （4） （1）图a所示电路滑动变阻器与电压表串联接入电路，电源电动势为3V，电压表内阻约为3K，由于电压表内阻太大，电路电流很小几乎为零，电流表无法准确读数，因此甲电路不合理；由于电阻箱电阻最大阻值为9999，改变电阻箱阻值可以改变电压表示数，测出多组实验数据，因此比较合理的实验电路是b图（2）选用图a所示实验电路，闭合电键S，改变阻值，记录需要直接测量的物理量：电压表的读数U和电阻箱阻值R（3）电压表内阻约为3K，电源内阻约为1，相对于电压表内阻来说电源内阻可以忽略不计，由闭合电路欧姆定律可得：，则：应用图象法处理实验数据时，应作出图象，故选C（4）由可知，图象的
18、斜率：，截距，则电压表内阻；【考点】伏安法测电阻；验证机械能守恒定律四、计算题：共44分。请写出必要的文字说明，重要的方程式、重要的演算过程，明确的数值和单位15（10分）如图所示，在倾角为的光滑斜面上，放置一根长为、质量为、通有电流的导体棒，重力加速度为g，求：（1）若外加磁场方向竖直向上,欲使棒静止在斜面上，磁感应强度的值；（2）欲使棒静止在斜面上，外加磁场的磁感应强度的最小值及其方向。【答案】（1）；（2），垂直斜面向左上（1）导体棒受重力、支持力和安培力处于平衡，如图，根据共点力平衡得：解得：（2）根据三角形定则知，当安培力沿斜面向上时，安培力最小，则解得，由左手定则可知：B的方向垂直
19、于斜面向上。【考点】共点力平衡；左手定则16（10分）如图所示，在同一条竖直线上，有电荷量均为Q的A、B两个正点电荷，GH是它们连线的垂直平分线。另有一个带电小球C，质量为m、电荷量为q（可视为点电荷），被长为L的绝缘轻细线悬挂于O点，现在把小球C拉起到M点，使细线水平且与 A、B处于同一竖直面内，由静止开始释放，小球C向下运动到GH线上的N点时刚好速度为零，此时细线与竖直方向的夹角= 30。重力加速度为g，试求：（1）在A、B所形成的电场中，M、N两点间的电势差，并指出M、N哪一点的电势高。（2）若N点与A、B两个点电荷所在位置正好形成一个边长为a的正三角形，则小球运动到N点瞬间，轻细线对小
20、球的拉力FT（静电力常量为k）。【答案】N点的电势高于M点的电势 （1）带电小球C在A、B形成的电场中从M点运动到N点的过程中，重力和电场力做功，但合力功为零，则所以即M、N两点间的电势差大小且N点的电势高于M点的电势（2）在N点，小球C受到重力mg、细线的拉力FT以及A和B分别对它的斥力FA和FB四个力的作用如图所示，且沿细线方向的合力为零（向心力为零）。则又得【考点】电势差；牛顿第二定律17（12分）如图所示，两根倾斜放置与水平面成角的平行导电轨道，间距为，导轨间接两个电阻，整个空间分布着大小为、垂直于轨道平面向上的磁场，一根质量为、电阻为的金属杆ab，以某一初速度沿轨道上滑，直至速度减为
21、零。己知电阻上产生的热量为，电阻上的最大瞬时电功率为，设轨道摩擦及电阻都不计，ab杆向上滑的过程中始终与轨道保持垂直且接触良好，重力加速度为g，求：（1）金属杆ab上滑的初速度（2）金属杆ab上滑的最大距离【答案】 （1）设ab杆上滑的初速度为，则产生的感应电动势并联的电阻 通过ab杆的电流为 通过上的电流为 上的最大功率为 解得 （2）在ab杆上滑的全过程中，已知电阻上产生的热量为，由串并联关系，上产生的热量为,ab杆上产生的热量为，故全过程电路产生的总热量 当ab杆速度为零时，ab杆向上滑动有最大距离，根据能量转化和守恒定律 所以 【考点】法拉第电磁感应定律；能量守恒定律18. （12分）
22、如图所示，在坐标系中，有一个圆形区域与轴相交于A、B两点，圆心的坐标为（，），其半径为仅在轴、圆形区域和直线之间存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为一质量为、电荷量为的带正电的粒子从轴上某点射入磁场，经过磁场偏转进入圆形无场区域后，沿直线运动到达B点已知粒子的初速度与轴正向夹角，且粒子在磁场中运动的时间为粒子在磁场中做匀速圆周运动周期的，不计粒子重力（1）若粒子从D点（图中未标出）进入圆形区域，求BD与AB夹角（2）求粒子的初速度大小【答案】 （1）设粒子在磁场中的运动轨迹的圆心角为，则（2）设粒子做圆周运动的半径为，轨迹圆圆心到A点距离为，由几何关系得：解得：又解得：【考点】带电粒子
23、在匀强磁场中的运动高二物理期末考试参考答案1A 2B 3B 4C 5A 6B 7A 8C 9ABC 10BD 11CD 12BD13 (1) 10 （2分）(2)短接 （2分）(3)120 （2分）(4)off档或交流电压最大档（2分）14（1）乙（2分）（2）电阻箱的阻值R（2分）（3）C（2分）（4）（2分）15（1）导体棒受重力、支持力和安培力处于平衡，如图，根据共点力平衡得：解得：（2）根据三角形定则知，当安培力沿斜面向上时，安培力最小，则解得，由左手定则可知：B的方向垂直于斜面向上。16（1）带电小球C在A、B形成的电场中从M点运动到N点的过程中，重力和电场力做功，但合力功为零，则q
24、UMNmglcos=0 所以 UMN = 即M、N两点间的电势差大小 （3分）且N点的电势高于M点的电势 （2分）（2）在N点，小球C受到重力mg、细线的拉力FT以及A和B分别对它的斥力FA和FB四个力的作用如图所示，且沿细线方向的合力为零（向心力为零）。则mgFAFBFT（2分）又 （1分）得 （2分）17（1）设ab杆上滑的初速度为，则产生的感应电动势 （1分）并联的电阻 （1分）通过ab杆的电流为 （1分）通过上的电流为 （1分）上的最大功率为 （1分）解得 （1分）（2）在ab杆上滑的全过程中，已知电阻上产生的热量为，由串并联关系，上产生的热量为,ab杆上产生的热量为，故全过程电路产生的总热量 （2分）当ab杆速度为零时，ab杆向上滑动有最大距离，根据能量转化和守恒定律 （2分）所以 （2分）18解：（1）设粒子在磁场中的运动轨迹的圆心角为，则（2分） （2分）（2）设粒子做圆周运动的半径为，轨迹圆圆心到A点距离为，由几何关系得： （1分） （2分）解得：（1分）又（2分）解得： （2分）