高中物理（人教版）北京市西城区2020-2021学年高二年级上学期期末物理试题 参考答案

第=page11页，共=sectionpages11页第=page22页，共=sectionpages22页答案和解析1.【答案】B

【解析】解：A、磁场中某点磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同，与S极受力方向相反，故A错误；

B、根据左手定则，某点磁感应强度的方向与运动正电荷所受磁场力的方向垂直，故B正确；

C、根据左手定则，磁场中某点磁感应强度的方向与一小段通电直导线所受磁场力的方向垂直，故C错误；

D、正电荷在磁场中运动的速度方向是由外界因素决定的，和磁场方向无关，故磁场方向不一定与速度方向垂直，故D错误。

故选：B。

明确磁场方向的定义，知道某点磁场方向与小磁针N极受力方向相同，同时根据左手定则可知，磁场方向与所受磁场力的方向垂直。

本题考查了磁场方向的规定以及左手定则的内容，要注意明确安培力垂直于磁场和电流方向所决定的平面，同样洛伦兹力垂直磁场和粒子速度所决定的平面。

2.【答案】D

【解析】解：从a到b再到c的过程中，电场强度方向先沿ab方向，后沿bc方向，电场力的方向与电场强度方向相反，所以电场力一直做负功，电势能一直增加，故ABC错误，D正确；

故选：D。

由题，两个等量同种电荷，它们在ab间产生的电场强度方向向右．bc连线上方的中垂线上每一点(除b点)电场线方向向上．根据电场力做功正负，判断电势能的变化．

对等量同种电荷和等量异种电荷的电场线分布情况和特点要熟悉，考试常常做文章．

3.【答案】A

【解析】解：A、根据公式E=ℎv，可知量子的频率越高，其能量越大，故A正确；

B、麦克斯韦最先预言了电磁波的存在，赫兹最先证实了电磁波的存在，故B错误；

C、电磁波谱按照波长由长到短的顺序依次是无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，故C错误；

D、根据公式s=ct，可知从距离地面340km的天宫一号空间站发送信号到地面接收站，至少需要的时间为：t=sc=340×1033×108s=1.13×10−3s，故D错误。

故选：A。4.【答案】C

【解析】解：开关S接1时，电容器充电，充电完毕，电流为零，再将开关S拨向2位置，开始反向放电，放电完毕后，电流为零，如C图所示，故C正确，ABD错误；

故选：C。

分析电路结构，电容器充电结束后，电流为零，反向放电结束后，电流仍为零，从而即可判定。

此题考查了闭合电路的欧姆定律，解题的关键是明确电路结构，确定充放电的过程。

5.【答案】D

【解析】解：A、根据图象可知电源的电动势为E=8V，此时的电流I=2.4A，电源的功率为P=EI=8×2.4W=19.2W，故A错误；

B、交点纵坐标表示该元件两端电压，即为U=3.4V，则该元件的电阻为R=UI=3.42.4Ω=1.4Ω，故B错误；

C、该元件的发热功率为：P′=UI=3.4×2.4W=8.16W，故C错误；

D、电源外电路与内电路消耗功率之比为：P′：(P−P′)=8.16：(19.2−8.16)≈0.7

而2：3≈0.7，故电源外电路与内电路消耗功率之比为2：3，故D正确。

故选：D6.【答案】A

【解析】解：由于本实验需要测多组数据才能准确描绘伏安特性曲线，并且要求电压从零调节，所以变阻器应用分压式接法，由于小灯泡电阻较小，所以为了减小误差，应采用电流表外接法，故A正确，BCD错误。

故选：A。

根据小灯泡规格求出额定电流来选择电流表量程；根据实验要求电压从零调可知变阻器应用分压式接法；同时分析灯泡内阻与电压表和电流表电阻间的大小关系，从而明确电流表内外接法的选择。

本题考查描绘灯泡伏安特性曲线的实验原理图，要注意明确本实验要采用滑动变阻器分压接法和电流表内接法来进行实验。

7.【答案】B

【解析】解：根据有效值的定义，则有：

方波：I02R⋅T2+(12I0)2R⋅T2=I2RT

解得有效值I=58I0

正弦交流电：电流有效值I′=I02

8.【答案】D

【解析】解：Ig=1mA=0.001A，使用A、B两个端点时电流表量程I1=1A，使用A、C两个端点时电流表量程I2=0.1A，

根据图示电路图，由欧姆定律得：

R1=Ig(Rg+R2)I1−Ig

9.【答案】B

【解析】解：用户端消耗的功率为：P=(400×104)×116×(40×103)W+(500×104)×(4×103)W=3×1010W10.【答案】B

【解析】解：粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：

qvB=mv2r

代入数据解得，粒子的轨道半径：r=2m

粒子运动轨迹如图所示，由几何知识得：

L=rsinα=2×sin37°=1.2m，故B正确，ACD错误。

故选：B。

带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，应有牛顿第二定律求出粒子做圆周运动的轨道半径；作出粒子运动轨迹，求出磁场的宽度。

11.【答案】BD

【解析】解：AB、金属导体处在正电荷的电场中，由于静电感应现象，导体B的右端要感应出正电荷，在导体A的左端会出现负电荷，故A错误，B正确；

CD、把A和B分开，移去C，A仍带负电，B仍带正电，金属箔仍张开，故C错误，D正确；

故选：BD。

当导体A、B放在带正电的附近时，出现感应起电现象．电荷周围有电场存在，从而导体A、B处于电场中，在电场力的作用下，使导体中的自由电子重新分布．而处于静电平衡的导体．

理解物体静电感应起电的实质，及静电平衡状态时，带电体的电荷分布情况．

12.【答案】BC

【解析】解：AB、刚闭合S时，电源的电压同时加到两灯上，A、B同时亮，随着L中电流增大，由于线圈L直流电阻可忽略不计，分流作用增大，B逐渐被短路直到熄灭，外电路总电阻减小，总电流增大，A灯更亮，故A错误，B正确；

CD、稳定后再断开开关S后，灯泡B与线圈L构成闭合自感回路，灯泡B由暗变亮再逐渐熄灭，灯泡A立即熄灭，故C正确，D错误。

故选：BC。

闭合S瞬间，A、B同时亮，随着L中电流增大，线圈L直流电阻可忽略不计，分流作用增大，A逐渐被短路，总电阻减小，再由欧姆定律分析B灯亮度的变化。断开S，B灯立即熄灭，线圈中电流，根据楞次定律判断A灯亮度如何变化。

对于通电与断电的自感现象，它们是特殊的电磁感应现象，可用楞次定律分析发生的现象。

13.【答案】AB

【解析】解：

A、用N极靠近闭合的铝环A时，垂直环面向里的磁通量增大，所以A环中感应电流的磁场的方向垂直环面向外，A环产生逆时针方向的感应电流，故A正确；

B、N极靠近断开的铝环B，因环B是断开的，没有感应电流，则环B不动，但由楞次定律“增反减同”，则环B中有逆时针方向的感生电场，故B正确；

C、S极靠近闭合的铝环A时，产生感应电流，环受力，由楞次定律可知A环会远离磁铁，且环A中有顺时针方向的电流，故C错误；

D、S极靠近断开的铝环B，B环不闭合，磁铁靠近B环时，环内不产生感应电流，因此环不受磁场的作用，B环不动，由上分析可知，环B中有顺时针方向的感生电场，故D错误；

故选：AB。

穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中会产生感应电流，感应电流受到磁场力的作用，横杆转动；

如果金属环不闭合，穿过它的磁通量发生变化时，只产生感应电动势，而不产生感应电流，环不受力的作用，杆不转动。

本题难度不大，是一道基础题，知道感应电流产生的条件，分析清楚图示情景即可正确解题，并掌握楞次定律的应用，理解感应电场与电路存在与否，或是否闭合均无关。

14.【答案】AC

【解析】解：AB、电子在加速电场中的运动过程，根据动能定理有

eU1=12mv02

电子在偏转电场中做类平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，有

l=v0t

电子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，有

y=12at2

根据牛顿第二定律得

a=eEm=eU2md

联立以上各式解得：y=U2l24U1d，故A15.【答案】S

T

0刻线

1900

【解析】解：①S为机械调零旋钮，测量前应旋动部件S，使指针指在电流“0”刻线；

③欧姆调零时，应旋动部件T，使指针对准电阻的“0刻线”；

④根据读数可知挡位选择为×100，所以欧姆表的读数为：R=19×100Ω=1900Ω。

故答案为：①S；③T，0刻线；④1900。

①测量前应旋动部件S，使指针指在电流“0”刻线；

③T为欧姆调零旋钮，每选择一次挡位，都需要红黑表笔短接进行欧姆调零，测量时指针靠近中值电阻较准确；

④根据欧姆表读数等于刻度盘读数×倍率求解。

本题考查了欧姆表的工作原理和使用方法，掌握基础知识即可正确解题；使用欧姆表测电阻时，要选择合适的挡位，使指针指在中央刻度线附近。

16.【答案】电压U和电流I、陶瓷管的长度L、陶瓷管的直径D

d=ρILπUD

【解析】解：①根据电阻定律R=ρLS知，已经电阻率ρ、若测量出电阻R、导体长度L后，能求出电阻膜的横截面积S，那么电阻膜厚度d=SπD。而伏安法测量电阻R=UI，所以应测定的物理量有：电压U和电流I、导线的长度L、陶瓷管的直径D等；

②伏安法测电阻时用外接法，滑动变阻器阻值较大采用限流接法，按此思路设计电路图如图所示，

③根据欧姆定律和电阻定律有：R=UI=ρLπD×d，所以厚度d=ρILπUD；

④螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，故d=0.5mm+17.2×0.01mm=0.672mm。

故答案为：①电压U和电流I、陶瓷管的长度L、陶瓷管的直径D；②③d=ρILπUD；④0.672

①17.【答案】4.98

0.07

U1I2【解析】解：(1)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，让尽可能多的点过直线，不能过直线的点对称分布在直线两侧，根据坐标系内描出的点作出图象如图所示；

由图1所示电路图，根据闭合电路的欧姆定律可知，路端电压U=E−Ir

由图示电源U−I图象可知，充电宝电动势E≈4.98V，充电宝内阻r=△U△I=4.98−4.842.00Ω=0.07Ω

(2)由闭合电路的欧姆定律得：E=U1+I1r，E=U2+I2r，

解得：E=U1I2−U2I1I18.【答案】解：(1)分析实验结果可知，R的初始值R1=5Ω，电流表示数I1=0.9A，R的值为R2=15Ω，电流表示数I2=0.5A，灯泡的亮度不变，即通过灯泡的电流不变，可知灯泡和可调电阻器并联。

电源内阻可以忽略，当电阻R1=5Ω时，通过电阻R的电流为：IR=ER1=35A=0.6A，

则通过灯泡的电流：IL=I1−IR=0.9A−0.6A=0.3A，灯泡的电阻：RL=E【解析】(1)抓住R电阻变化后，通过灯泡的电流不变，确定R与灯泡的串、并联方式；根据欧姆定律和串、并联电路的特点求出灯泡的电阻；

(2)电池有内阻，根据闭合电路欧姆定律，总阻值变化，干路电流变化，灯泡两端电压变化，确定灯泡亮度的变化。

此题考查了闭合电路欧姆定律和串并联电路特点的基本运用，解题的关键是明确第(1)问中电源内阻忽略不计，第(2)问中，电池有内阻。

19.【答案】解：(1)俯视(从上向下看)线框逆时针转动，穿过线框的磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流磁场方向与原磁场方向相反，由安培定则可知，感应电流方向是KNMLK，线框的俯视图只能看到NM边，俯视图如图所示；

(2)线框转过过程感应电动势的最大值：Em=BSω

由题意可知，t=0时刻线框平面与中性面的夹角α=60°=π3

经过时间t线框产生的感应电动势的瞬时值表达式：

e=Emsin(ωt+α)=BSωsin(ωt+π3)

答：【解析】(1)根据楞次定律判断出感应电流方向，然后作出俯视图。

(2)求出感应电动势的最大值，然后根据题意求出感应电动势的瞬时值表达式。

本题考查了正弦式交变电流的产生，考查了求感应电动势的顺时值表达式问题，掌握基础知识是解题的前提；解决本题的关键掌握感应电动势的瞬时值表达式的求解方法，应用楞次定律可以判断出感应电流方向。

20.【答案】解：(1)根据E=Fq和F=kQqr2，

可得电荷量为Q的点电荷在与之相距x处电场强度表达式为E=kQx2，电场线和等势面分布如图所示：

(2)电容器内部为匀强电场，电场强度不变，故E−x图为：

因为电容器正极板的电势为零，电场强度向右，可知随着x增大，φ逐渐减小，图象如图所示：

答：电荷量为Q的点电荷在与之相距x处电场强度表达式为E=kQx2，电场线和等势面分布如解析所示；

(2)电场强度E【解析】联立电场强度定义式和库仑定律即可求得点电荷的电场强度表达式，分析匀强电场当中电场强度E、电势φ沿x轴的变化。

本题主要考察点电荷和匀强电场的相关知识，整体难度较低。

21.【答案】解：导体内电流的大小为：I=qt，假设t时间内电子运动的长度为vt，则其通过的导体的体积为Svt，通过导体某一截面的自由电子数为nS