2018-2019学年高二物理上学期期末考试试题（含解析） (II).doc

2018-2019学年高二物理上学期期末考试试题（含解析） (II)一、选择题（1至9单选题、10 、11 、12为多选题，每题4分，共48分）1.以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是（ ）A. 摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷B. 摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移C. 摩擦起电的两摩擦物体必定是绝缘体，而感应起电的物体必定是导体D. 不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移【答案】D【解析】无论是摩擦起电还是感应起电都是电荷的转移，因为电荷守恒定律，只能从一个物体转移到另一个物体或者从物体的一部分转移到另一部分。所以D对。思路分析：根据电荷守恒定律物体带电的本质去分析。试题点评：考查带电的本质2.一根粗细均匀的电阻丝的阻值为R，在材料和温度不变的情况下，下列情况中阻值仍为R的是A. 长度和横截面的半径都增大为原来的2倍B. 长度不变，横截面的面积增大为原来的2倍C. 横截面的面积不变，长度减小为原来的12D. 长度和横截面的面积都减小为原来的12【答案】D【解析】【详解】A. 由R=LS可知，当长度和横截面的半径都增大为原来的2倍时，横截面积增大为原来的4倍，故电阻变为原来的一半；故A错误； B.由R=LS可知，长度不变，横截面积增为2倍时，电阻变为原来的一半，故B错误； C. 由R=LS可知，当长度减为原来的一半，横截面积不变时，电阻变化原来的12倍，故C错误； D. 由R=LS可知，当长度和横截面积都缩小一半时，电阻不变；故D正确。故选：D.3.在一根直导线上通以稳恒电流I,方向垂直指向纸外,且和匀强磁场B垂直,如图所示,则在图中圆周上,磁感应强度数值最大的点是( )A. a点 B. b点 C. c点 D. d点【答案】A【解析】【分析】该题考查了磁场的叠加问题。用安培定则首先确定通电直导线在abcd四点产生的磁场的方向，利用矢量的叠加分析叠加后磁场大小变化和方向，从而判断各选项。【详解】用安培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：在a点，通电导线产生的磁场与匀强磁场的方向相同，叠加后磁感应强度数值最大；在c点，通电导线产生的磁场与匀强磁场的方向相反，叠加后磁感应强度数值最小，故C正确；ABD错误。故选C。【点睛】磁感应强度既有大小，又有方向，是矢量。它的合成遵循矢量合成的平行四边形法则。4.某静电场的电场线分布如图所示,图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为P和Q，则A. EPEQ,PQ B. EPQC. EPEQ,PEQ,PQ【答案】A【解析】【分析】根据P、Q两点处电场线的疏密比较电场强度的大小，根据沿电场线的方向电势降低；【详解】由图P点电场线密，电场强度大，EPEQ，根据沿电场线的方向电势降低可知PQ，故选项A正确，BCD错误。【点睛】掌握电场线的特点：疏密表示强弱，沿电场线的方向电势降低。5.质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示下列表述正确的是( )A. M带正电，N带负电 B. M的速率大于N的速率C. 洛伦兹力对M、N做正功 D. M的运行时间大于N的运行时间【答案】B【解析】试题分析：由左手定则判断出M带负电荷，N带正电荷，A错误；粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力qvB=mv2R，半径为：r=mvqB，在质量与电量相同的情况下，半径大说明速率大，即M的速度率大于N的速率，B错误；洛伦兹力不做功，C错误；粒子在磁场中运动半周，即时间为周期的一半，而周期为T=2mqB，M的运行时间等于N的运行时间，故D错误。考点：本题考查带电粒子在匀强磁场中运动。6.某电场的电场线分布如图所示(实线),以下说法正确的是( )A.点场强大于b点场强B. b和处在同一等势面上C. 若将一试探电荷+q由点移动到d点,电荷的电势能将增大D. 若某一点电荷只在电场力的作用下沿虚线由点运动到d点,可判断该电荷一定带负电【答案】A【解析】【分析】解这类题是思路：电场线的疏密表示场强的强弱，沿电场线方向电势逐渐降低，根据带电粒子运动轨迹判定电场力方向，然后根据电性判断电场线方向，根据电场力做功判断电势能的变化。【详解】电场线的疏密表示场强的强弱，由图知c点场强大于b点场强，故A正确；沿电场线方向电势逐渐降低，故b的电势大于c的，故B错误；若将一试探电荷+q由a点移动到d点，电场力做正功，电荷的电势能将减小，故C错误；由粒子的运动轨迹弯曲方向可知，带电粒子受电场力大致斜向左上方，与电场强度方向相同，故粒子带正电，故D错误；故选A。【点睛】解决这类带电粒子在电场中运动问题的关键是根据轨迹判断出电场力方向，利用电场中有关规律求解。比较电势能的大小有两种方法：一可以从电场力做功角度比较，二从电势能公式角度判断，先比较电势，再比较电势能。7.在物理学史上,一位丹麦科学家首先发现电流周围存在磁场.随后,物理学家提出“磁生电”的闪光思想.很多科学家为证实这种思想进行了十多年的艰苦研究,首先成功发现“磁生电”的物理学家是A. 安培 B. 奥斯特 C. 法拉第 D. 爱迪生【答案】C【解析】【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可；【详解】1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，即电生磁的现象，英国科学法拉第坚信电与磁是紧密联系的，经过十多年的艰苦研究，于1831年发现了电磁感应现象，即磁生电的现象，故C正确，ABD错误。【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，这也是考试内容之一。8.如图所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则棒MN所受安培力大小()A. FBIdB. FBIdsin C. FBIdcos D. F=BIdsin【答案】D【解析】电流的方向与磁场方向垂直,则F=BIL=BIdsin，L为导线的长度。故D正确，ABC错误。故选：D.9. 如图所示，AC、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O，半径为R电荷量分别为Q、Q的两点电荷放在圆周上，它们的位置关于AC对称，Q与O点的连线和OC间的夹角为60下列说法正确的是（ ）A. O点的场强大小为kQR2，方向由O指向DB. O点的场强大小为3kQR2，方向由O指向DC. A、C两点的电势关系是ACD. 电荷量为q的正电荷在A点的电势能大于在C点的电势能【答案】B【解析】A、B项：O点的场强大小E=E1cos300+E2cos300=kQR232+kQR232=3kQR2，方向由O指向D，故A错误，B正确；C项：等量异种电荷中垂线为等势线，因此A、C两点的电势相等，故C错误；D项：A点与C点的电势相等，其电势差为零，则电荷q从A点运动到C点，电场力做功为零，A点的电势能等于在C点的电势能，故D错误。10.关于磁感应强度和磁感线,下列说法中错误的是A. 磁体的磁感线从磁体的N极出来到磁体的S极终止B. 磁感线的疏密程度表示磁场的强弱C. 匀强磁场的磁感线间隔相等、互相平行D. 磁场中某点磁感应强度的方向跟该点小磁针受力方向相同【答案】A【解析】【分析】磁感线是描述磁场分布而假想的；磁感线的疏密表示磁场强弱，磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向；磁感线是闭合曲线，磁体外部磁感线是从N极到S极，而内部是从S极到N极；【详解】A、磁感线是闭合曲线，磁体外部磁感线是从N极到S极，而内部是从S极到N极，故A错误；B、磁感线是描述磁场分布而假想引入的，磁感线的疏密表示磁场强弱，故B正确；C、匀强磁场的特点：磁感线间隔相等、互相平行，故C正确； D、某处磁感应强度的方向就是该处小磁针北极所指的方向，即小磁针N极静止时的方向，故D正确。【点睛】通过不存在的磁感线来形象表达客观存在的磁场，磁感线的疏密表示磁场的强弱，某点的切线方向就是该点的磁场方向，也是磁感应强度方向。11. 下列说法中正确的是（ ）A. 电荷在某处不受电场力的作用，则该处的电场强度为零B. 一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处磁感应强度一定为零C. 把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱D. 把一小段通电导线放在磁场中某处，所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱【答案】AC【解析】根据场强的定义式E=Fq，检验电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度一定为零，故A错误；当一小段通电导线与磁场的方向平行时，在某处不受磁场力作用，但不能确定该处磁感应强度一定为零故B错误；把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值为该点的电场强度，即表示电场的强弱，故C正确；只有通电导线垂直放入磁场中时，通电导线所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱，故D错误。所以C正确，ABD错误。12.如图所示，质量分别为m1、m2，电荷量分别为q1、q2的两小球，分别用绝缘轻丝线悬挂起来，两丝线与竖直方向的夹角分别为和()，两小球恰在同一水平线上，那么( )A. 两球可能带同种电荷B. q1一定大于q2C. m1一定小于m2D. m1所受的库仑力一定大于m2所受的库仑力【答案】C【解析】【分析】根据异种电荷相互吸引分析电性关系。由力的平衡得到得到质量与偏角之间的关系，来分析质量大小。由牛顿第三定律，分析库仑力的关系.【详解】两球相互吸引，则可能是异种电荷，也可能一个带电另一个不带电，故A错误。两球间的库仑力为相互作用力，无论电荷量是否相等都有库仑力大小相等，故无法判断电量的大小。故B错误；设两球间库仑力大小为F，对m1研究，得到F=m1gtan，同理，对m2研究，得到F=m2gtan则m1tan=m2tan，因，得到m1m2，故C正确。根据牛顿第三定律，m1所受库仑力一定等于m2所受的库仑力。故D错误；故选C。二、实验题（每空2分，共10分）13.某兴趣小组研究一金属丝的物理性质（1）首先用螺旋测微器测量其直径,其值为_mm。（2）有一游标卡尺,主尺的最小分度是1mm,游标上有20个小的等分刻度。用它测量一小球的直径,如图所示的读数是_mm。 【答案】 (1). 0.885mm（0.884mm0.886mm均正确） (2). 13.55mm【解析】【分析】螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读，游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读；【详解】（1）由图示螺旋测微器可知，其读数为：0.5mm+38.50.01mm=0.885mm（0.884mm0.886mm均正确）；（2）游标卡尺的主尺读数为13mm，游标尺上第11个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为110.05mm=0.55mm，所以最终读数为：13mm+0.55mm=13.55mm。【点睛】对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有关测量。14.在测定电源电动势和内阻的实验中，实验室提供了合适的实验器材。甲同学按电路图1进行测量实验，其中R2为保护电阻。请用笔画线代替导线在图2中完成电路的连接_由电压表的读数U和电流表的读数I，画出UI图线如图3所示，可得电源的电动势E=_V，内阻r=_。【答案】 (1). 如图所示： (2). 2.8V (3). 0.60【解析】【分析】根据原理图可得出实物图；根据闭合电路欧姆定律进行分析，根据图象可得出电动势和内电阻；【详解】根据原理图可得出对应的实物图，如图所示；根据闭合电路欧姆定律可得：U=EIr 则由数学规律可知，电动势E=2.8V，r=UI=2.81.62.0=0.60。【点睛】本题考查测量电动势和内电阻的实验，要求能明确实验原理，知道实验中电路结构的分析和闭合电路欧姆定律的应用，同时能结合图象进行分析求解。三.计算题（共42分）15.如图所示,长l=1m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角=37。已知小球所带电荷量q=1.0106C,匀强电场的场强E=3.0103N/C,取重力加速度g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8,求:(1).小球所受电场力F的大小。(2).小球的质量m。【答案】（1）3.0103N（2）4104kg【解析】【分析】（1）根据电场力的计算公式F=qE可求得电场力F的大小；（2）根据共点力的平衡条件求解小球的质量m；【详解】（1）小球所受电场力F的大小为：F=qE=1.01063.0103N=3.0103N；（2）小球受力情况如图所示：根据几何关系可得：mgtan=qE 解得：m=4104kg。【点睛】本题关键是分析小球的受力情况，结合平衡知识解答。16.如图所示，匀强电场的场强E=1.2102 N/C，方向水平向右，一点电荷q=410-8C沿半径为R=20 cm的圆周，从A点移动到B点，已知AOB=90，求：（1）这一过程中电场力做多少功?是正功还是负功?（2）A、B两点间的电势差UAB为多大?【答案】(1)负功9.6107J(2)24 V【解析】试题分析：正点电荷从A到B，根据W=qER可求出电场力在此过程中作功，根据UAB=WABq，求出两点间的电势差。（1）点电荷从A点沿圆弧AB到达B点过程中电场力做功为：W=-qER=-410-81.21020.2 J=-9.610-7 J负号表明电场力做负功.（2）根据电势差定义：UAB=WABq=9.61074108V=24V。点睛：本题主要考查了电场力做功和电势差的公式及简单计算，属于基础题。17.一台直流电动机的额定电压为U200V，电动机线圈的电阻R1，当它正常工作时通过的电流I=20A，若电动机正常运转时间t50s。求：（1）电动机消耗的总电能； （2）线圈电阻上产生的热量； （3）电动机机械效率。【答案】（1）2105J；（2）2104J；（3）90%【解析】【详解】(1)电动机消耗的总电能：E=UIt=2002050=2105J；(2)线圈电阻上产生的热量：Q=I2Rt=202150=2104J；(3)电动机机械效率：=EQE100%=21052104205100%=90%。【点睛】电动机为非纯电阻，电动机在工作时，把电能转化成机械能的同时，还有一部分电能转化成了热能，并且线圈与电动机串联（1）已知通过电动机的电流、电动机两端的电压和时间，可利用公式W=UIt计算电动机消耗的电能；（2）已知电动机线圈的电阻、通过线圈的电流和时间，可利用公式Q=I2Rt计算线圈产生的热量；（3）电动机的机械效率等于输出功率除以总功率18.如图所示的质谱仪,电容器两极板相距为d,两极板间电压为U,极板间匀强磁场的磁感应强度为B1,一束电荷量相同的带电粒子从图示方向射入电容器,沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场,结果分别打在a、b两点,两点间距离为R,磁场方向均垂直纸面向外,设粒子所带电荷量为q,且不计粒子所受重力,则:(1).判断带电粒子的电性(2).求带电粒子的速度(3).打在a、b两点的粒子的质量之差m是多少?【答案】（1）正电（2）UB1d（3）B1B2qdR2U【解析】【分析】根据左手定则可以判断粒子带正电，带电粒子在电容器两极板间受电场力和洛伦兹力平衡，做匀速直线运动，进入磁场B2后做匀速圆周运动，根据轨道半径之差，运用洛伦兹力提供向心力求出粒子的质量差；【详解】（1）在磁感应强度为B2的匀强磁场中，根据左手定则可以判断粒子带正电；（2）粒子经过速度选择器时，受力平衡：则有：qvB1=Eq=Udq，可得：v=UB1d；（3）粒子在磁场B2中做匀速圆周运动：qvB2=mv2R解得：R=mUqdB1B2由于同位素电量相等，质量不等，由几何关系R=2Ra2Rb整理可以得到：。【点睛】解决本题的关键知道从速度选择器进入偏转磁场，速度相同，以及知道在偏转磁场中的半径与电荷的比荷有关，同位素，电量相同，质量不同，偏转的半径就不同，注意左手定则与右手定则的区别。