江西省南昌市安义中学2019-2020学年高二物理上学期期末考试试题（含解析）.doc

安义中学2019-2020学年度上学期期末考试高二物理试卷一、选择题（每小题4分，共48分，1-8题为单选，9-12题为多选）1.法拉第是英国物理学家、化学家，也是著名的自学成才的科学家，在物理学领域，法拉第有“电学之父”的美誉下列陈述不符合历史事实的是()a. 法拉第首先引入“场”的概念来研究电和磁的现象b. 法拉第首先引入电场线和磁感线来描述电场和磁场c. 法拉第首先发现电磁感应现象d. 法拉第首先发现电流的磁效应【答案】d【解析】【详解】法拉第首先引入“场”的概念来研究电和磁的现象，选项a正确；法拉第首先引入电场线和磁感线来描述电场和磁场，选项b正确；法拉第首先发现电磁感应现象，选项c正确； 奥斯特首先发现电流的磁效应，选项d错误；此题选择不符合历史事实的选项，故选d.2.如图所示,真空中同一平面内固定两点电荷+2q和-q,以点电荷+2q为圆心的圆上有a,b,c,d四点,其中b点为两点电荷连线与圆的交点,a,c两点关于连线对称,ad为圆的直径,且d距-q较远.关于a,b,c,d四点,下列说法正确的是a. b处电场场强最小b. d处电场场强最大c. b处电场强度最大d. a,c两处电场强度相同【答案】c【解析】【详解】abc因为a、b、c、d四点在以点电荷+2q为圆心的圆上，所以a、b、c、d四点的电场强度的大小是相等的b点离负电荷最近,而且b点的两个点电荷产生的电场的方向相同，所以b点的合场强最大，c正确，ab错误；d.根据库仑定律，故2q和-q在a点的电场强度大小等于b点产生的电场前度大小，但是a点的合场强的方向是向右偏上；同理,两个点电荷在c点产生的合场强的方向向右偏下，所以电子在a、c两点受到的电场力的方向是不同的，故d错误所以c选项是正确的3.一带电粒子在如图所示的点电荷的电场中，在电场力作用下沿虚线所示轨迹从a点运动到b点，电荷的加速度、动能、电势能的变化情况是a. 加速度的大小增大，动能、电势能都增加b. 加速度的大小减小，动能、电势能都减少c. 加速度增大，动能增加，电势能减少d. 加速度增大，动能减少，电势能增加【答案】c【解析】【详解】由图可知，电荷在a点电场线比b点疏，所以a点的电场力小于b点的电场力，则a点的加速度小于b点的加速度；从a到b，电场力做正功，根据动能定理，动能增加；电场力做正功，电势能减小，故c正确，abd错误4.如图所示是一个由电池、电阻r与平行板电容器组成的串联电路，在增大电容器两板间距离的过程中（ ）a. 电阻r中没有电流b. 电容器的电容变大c. 电阻r中有从a流向b的电流d. 电阻r中有从b流向a的电流【答案】c【解析】【详解】acd电容器与电源相连，电压不变，增大电容器两板间距离的过程中，由公式可知，电容减小，根据电容定义式可知，电量减小，电容器放电，原来电容器上极板带正电，电路中放电电流方向为顺时针方向，则电阻r中有从a流向b的电流，故ad错误，c正确；b由电容的决定式可知，增大电容器两板间距离的过程中，电容减小，故b错误5.如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为b的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直线段ab、bc和cd的长度均为l，且abc=bcd=135流经导线的电流为i，方向如图中箭头所示导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力a. 方向沿纸面向上，大小为(+1)ilbb. 方向沿纸面向上，大小为(-1)ilbc. 方向沿纸面向下，大小为(+1)ilbd. 方向沿纸面向下，大小为(-1)ilb【答案】a【解析】【详解】导线段abcd在磁场中的等效长度为ad两点连线的长度，则；等效电流方向由ad，据左手定则，安培力方向沿纸面向上，a正确【点睛】本题也可求出ab、bc和cd所受安培力的大小和方向，然后合成【此处有视频，请去附件查看】6.下图是磁流体发电机原理示意图，a、b极板间的磁场方向垂直于纸面向里，等离子束从左向右进入板间，下述正确的是()a. a板电势高于b板，负载r中电流向上b. b板电势高于a板，负载r中电流向上c. a板电势高于b板，负载r中电流向下d. b板电势高于a板，负载r中电流向下【答案】c【解析】【详解】根据左手定则，正电荷所受洛伦兹力向上，负电荷所受洛伦兹力向下，所以a板带正电，为电源正极，b板带负电，为电源负极；所以电流方向从上到下，故c正确，abd错误。故选c。7.在水平面上有一固定的u形金属框架，框架上放置一金属杆ab，如图所示(纸面即水平面).在垂直纸面方向有一匀强磁场，下列判断正确的是a. 若磁场方向垂直纸面向外并增大时，杆ab将向右移动b. 若磁场方向垂直纸面向外并减少时，杆ab将向左移动c. 若磁场方向垂直纸面向里并增大时，杆ab将向右移动d. 若磁场方向垂直纸面向里并减少时，杆ab将向右移动【答案】d【解析】【详解】a若磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度增大时，根据楞次定律，ab中感应电流方向ab，由左手定则，ab受到的安培力向左，故杆ab将向左移动。故a错误。b若磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度减小时，根据楞次定律，ab中感应电流方向ba，由左手定则，ab受到的安培力向右，杆ab将向右移动。故b错误。c若磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度增大时，根据楞次定律，ab中感应电流方向ba，由左手定则，ab受到的安培力向左，杆ab将向左移动。故c错误。d若磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度减小时，根据楞次定律，ab中感应电流方向ab，左手定则，ab受到的安培力向右，杆ab将向右移动。故d正确。故选d。8.如图所示，一个边长为2l的等腰直角三角形abc区域内，有垂直纸面向里的匀强磁场，其左侧有一个用金属丝制成的边长为l的正方形线框abcd，线框以水平速度v匀速通过整个匀强磁场区域，设电流逆时针方向为正。则在线框通过磁场的过程中，线框中感应电流i随时间t变化的规律正确的是a b. c. d. 【答案】b【解析】【详解】线框开始进入磁场运动l的过程中，只有边bd切割，感应电流不变，前进l后，边bd开始出磁场，边ac开始进入磁场，回路中的感应电动势为ac边产生的电动势减去bd边在磁场中的部分产生的电动势，随着线框的运动回路中电动势逐渐增大，电流逐渐增大，方向为负方向；当再前进l时，边bd完全出磁场，ac边也开始出磁场，有效切割长度逐渐减小，电流方向不变。a该图与结论不相符，选项a错误；b该图与结论相符，选项b正确；c该图与结论不相符，选项c错误；d该图与结论不相符，选项d错误；故选b。9.如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd.则a. 若线圈向右平动，其中感应电流方向是abcdb. 若线圈竖直向下平动，无感应电流产生c. 当线圈以ab边为轴转动时（小于90），其中感应电流方向是abcdd. 当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是abcd【答案】bd【解析】【详解】a若线圈向右平动，穿过线圈的磁通量向里减少，根据楞次定律可知，感应电流方向是adcba故a错误。b若线圈竖直向下平动，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生。故b正确。c当线圈从图示位置以ab边为轴转动瞬时，穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律可知，感应电流方向为adcba故c错误。d当线圈向导线靠近时，穿过线圈的磁通量向里增大，根据楞次定律可知，产生感应电流为abcd，故d正确。故选bd。10.在纯电阻电路中，当用一个固定的电源(设e、r是定值)向变化的外电阻供电时，关于电源的输出功率p随外电阻r变化的规律如图所示下列判断中正确的是（ ）a. 电源内阻消耗的功率随外电阻r的增大而增大b. 当rr时，电源有最大的输出功率c. 电源的功率p总随外电阻r的增大而增大d. 电源的效率随外电阻r的增大而增大【答案】bd【解析】【详解】a电源内阻消耗的功率，所以外电阻r的增大，电源内阻消耗的功率减小，故a错误；b该图象反映了电源的输出功率p随外电阻r变化的规律，由图看出，电源的输出功率随着外电阻的增大先增大后减小，当r=r时，电源有最大的输出功率，故b正确；c电源的功率，则当外电阻r的增大时，. 电源的功率减小，故c错误；d电源的效率，则知r增大时，电源的效率增大，故d正确；11.如图所示的图象中，直线表示某电源路端电压与电流的关系，直线为某一电阻的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻连接成闭合电路，由图象可知a. 的阻值为b. 电源电动势为，内阻为c. 电源的输出功率为d. 电源内部消耗功率为【答案】ad【解析】【详解】a由欧姆定律得故a正确；b根据闭合电路欧姆定律得u=e-ir当i=0时u=e由读出电源的电动势e=3v，内阻等于图线的斜率大小，则故b错误；c两图线的交点表示该电源直接与电阻r相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压u=1.5v，电流i=1.0a，则电源的输出功率为p =ui=1.5w故c错误；d电源内部消耗功率故d正确。12.如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=100，线圈面积s=200cm2，线圈的电阻r=1，线圈外接一个阻值r=4的阻值，把线圈放入一方向垂直线圈平面的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示下列说法中正确的是（）a. 线圈中的感应电流方向为顺时针方向b. 电阻r两端的电压随时间均匀增大c. 线圈电阻r消耗的功率为410-4wd. 前4s内通过r的电荷量为810-2c【答案】cd【解析】【详解】a根据楞次定律可知，穿过线圈的磁通量增大，则线圈中的感应电流方向为逆时针方向，故a错误；b由法拉第电磁感应定律：可得：感应电动势：平均电流： 电阻r两端的电压u=0.024=0.08v即电阻r两端的电压不变，故b错误；c线圈电阻消耗的功率：p=i2r=0.0221=410-4w故c正确；d前4s内通过的电荷量为：q=it=0.024=0.08c故d正确；故选cd。二、实验题（除标注外每空2分，共16分）13.如图为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中e是电池；r1、r2、r3、r4和r5是固定电阻，r6是最大阻值为20k的可变电阻；表头g的满偏电流为250a，内阻为600。虚线方框内为换挡开关。a端和b端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位。5个挡位为：直流电压1v挡和5v挡，直流电流1ma挡和2.5ma挡，欧姆1k挡。（1）图中的a端与_(填“红”或“黑”)色表笔相连接。（2）关于r6的使用，下列说法正确的是_(填正确答案标号)。a在使用多用电表之前，调整r6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置b使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整r6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置c使用电流挡时，调整r6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置（3）要想使用直流电压1v挡，选择开关b应与_相连(填选择开关对应的数字)。（4）根据题给条件可得r1r2=_。【答案】 (1). 红 (2). b (3). 4 (4). 200【解析】【详解】（1）1欧姆表内置电源正极与黑表笔相连，负极与红表笔相连，由图示电路图可知，a端与红色表笔相连。（2）2由电路图可知，r6只在测量电阻时才接入电路，故其作用只能进行欧姆调零，不能进行机械调零，同时在使用电流档时也不需要进行调节，故b正确，ac错误；故选b。（3）3由图示电路图可知，开关b与4相连时表头与分压电阻串且串联电阻阻值较小，此时多用电表测电压，电压表量程较小为1v。（4）4直流电流档分为1ma和2.5ma，由图可知，当接1时应为2.5ma；当接2时应为1ma，根据串并联电路规律可知：14.某探究小组准备用图甲所示电路测量某电源的电动势和内阻，实验器材如下：待测电源（电动势约2v），电阻箱r（最大阻值为99. 99），定值电阻r0（阻值为2. 0），定值电阻r1（阻值为4. 5k），电流表g（量程为400a，内阻rg500），开关s，导线若干（1）图甲中将定值电阻r1和电流表g串联，相当于把电流表g改装成了一个量程为_ v的电压表（2）闭合开关，多次调节电阻箱，并记下电阻箱的阻值r和电流表g的示数i；（3）分别用e 和r 表示电源的电动势和内阻，则和的关系式为_（用题中字母表示）；（4）以为纵坐标，为横坐标，探究小组作出-的图象如图乙所示根据该图象求得电源的内阻r0. 50，则其电动势e_v（计算结果保留两位小数）【答案】 (1). 2 (2). (3). 2.08(2.07-2.09)【解析】（1）图甲中将定值电阻r1和电流表g串联，相当于把电流表g改装成了一个量程为的电压表（2）由电路图可知，r1与g串联后与电阻箱并联，然后再与r0串联，由闭合电路欧姆定律可知： 变形可得： 由对应图象可知， 解得：e=2.08v；点睛：本题考查测量电动势和内电阻的实验，要注意明确实验原理，重点分析实验电路图，同时能正确利用闭合电路欧姆定律列式，注意本题中一定要考虑电表的内阻，同时在分析图象时要认真分析坐标轴的起点值三、解答题（10+10+12+14=46分）15.在一个水平面上建立x轴，在过原点o垂直于x轴平面的右侧空间有一个匀强电场，场强大小e6.0105 n/c，方向与x轴正方向相同在o处放一个电荷量q5.0108 c，质量m1.0102 kg的绝缘物块物块与水平面间的动摩擦因数0.20，沿x轴正方向给物块一个初速度v02.0 m/s，如图所示(g取10 m/s2)试求：(1)物块向右运动的最大距离；(2)物块最终停止的位置【答案】（1）0.4m（2）0.2m【解析】【分析】先求出滑动摩擦力和电场力，通过比较，判断出物体的运动规律；然后对向右的减速过程和向左的总过程运用动能定理列式求解，得出物体的运动轨迹最终停止的位置【详解】（1）物体受到的电场力为：f=eq=6105510-8=0.03n，方向水平向左物体受到的摩擦力为：f=mg=0.20.0110=0.02n；ff；物块先向右减速运动，再向左加速运动，越过o点进入无电场区域后，再减速运动直到停止设物块到达最右端的坐标为x1 m，对ox1 m处，由动能定理得：-fx1-fx1=0-mv02即：0.03x1+0.02x1=0.014解得：x1=0.4m（2）设物块最终停止的位置坐标为-x2 m，对o-x2 m处，由动能定理得：-2fx1-fx2=0-mv02即：20.020.4+0.02x2=0.014得：x2=0.2m即物块停0.2m处.16.燃油车退出已提上日程，不久的将来，新能源车将全面替代燃油车某景区电动车载满游客时总质量m=1.75103kg，以4m/s的速度在水面路面匀速行驶，驱动电机的输入电流i=20a，输入电压u=400v，电动车行驶时所受阻力位车重的0.1倍，g取10m/s2，不计电机内部摩擦，只考虑驱动电机的内阻发热损耗能量，求：（1）驱动电机的输入功率。（2）电动车行驶时输出的机械功率。（3）驱动电机的内阻。【答案】（1）8kw（2）7kw（3）2.5【解析】【详解】（1）驱动电动机的输入功率：p入=ui=400v20a=8000w；（2）电动机行驶时所受阻力：f=0.1mg1.75103n；电动机匀速行驶时f=f，电动机行驶时输出的机械功率：p出=fv=1.751034=7103w；（3）驱动电机内阻的发热功率：p热=p入-p出=8000-7000=1000w根据p热=i2r，有：17.如图所示的三角形区域内存在方向垂直三角形平面向外的匀强磁场，磁感应强度b0.2t，三角形的边长分别为ab20 cm，bccm，ca10cm质量为、电荷量为q=+3.21016 c的粒子，在三角形平面内，从bc边的中点垂直射入磁场，不计粒子重力（1）若粒子速度大小v1=10 m/s，求粒子在磁场中运动的半径r；（2）若粒子速度大小v2=5 m/s，求粒子在磁场中运动的时间t；（3）若粒子速度大小不确定，则粒子可能从ab边上什么范围内穿出？【答案】(1) r=5cm (2) t =s (3) de=5 cm【解析】【详解】（1）粒子在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动解得（2）粒子在磁场中运动的周期t=粒子