云南省峨山县大龙潭中学2017-2018学年高二下学期期末考试物理试题

云南省峨山县大龙潭中学20172018学年下学期期末考试高二物理一、单选题1.与磁场方向垂直的通电直导线，它受到的磁场作用力的方向是()A.跟电流方向垂直，跟磁场方向垂直B.跟电流方向垂直，跟磁场方向平行C.跟电流方向平行，跟磁场方向垂直D.跟磁场方向相同【答案】A【解析】试题分析：根据左手定则可知，安培力垂直于电流与磁场所决定的平面，故跟电流方向垂直，跟磁场方向垂直，故A正确；故选A.考点：磁场的方向【名师点睛】解决本题的关键掌握左手定则判定安培力的方向，伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是安培力的方向。2.下列图中分别标出了一根放置在匀强磁场中的通电直导线的电流I、磁场的磁感应强度B和所受磁场力F的方向，其中图示正确的是（）A.B.C.D.【答案】C【解析】根据左手定则的内容：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向，可得：

A、电流与磁场方向平行，没有安培力，故A错误；

B、安培力的方向是垂直导体棒向下的，故B错误；

C、安培力的方向是垂直导体棒向上的，故C正确；

D、电流方向与磁场方向在同一直线上，不受安培力作用，故D错误．故选C.点睛：根据左手定则直接判断即可，凡是判断力的方向都是用左手，要熟练掌握，是一道考查基础的好题目.3.标准电阻I－U伏安特性曲线可用以下哪个图象来表示()A.B.C.D.【答案】C【解析】标准电阻阻值保持不变，根据欧姆定律I=UR，得到I与U成正比，由数学知识得知，IU特性曲线是原点的倾斜的直线，故C4.电场中有A、B两点，A点的电势φA=30V，B点的电势φB=10V，一个电子由A点运动到B点的过程中，下列说法中正确的是（）A.电场力对电子做功20eV，电子的电势能减少了20eVB.电子克服电场力做功20eV，电子的电势能减少了20eVC.电场力对电子做功20eV，电子的电势能增加了20eVD.电子克服电场力做功20eV，电子的电势能增加了20eV【答案】D【解析】根据电场力做功公式得电场力做功为：WAB=qUAB=q（5.一电池外电路断开时的路端电压为3V，接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V，则可以判定电池的电动势E和内阻r为()A.E＝2.4V，r＝1ΩB.E＝3V，r＝2ΩC.E＝2.4V，r＝2ΩD.E＝3V，r＝1Ω【答案】B【解析】试题分析：外电路断开时的路端电压等于电源电动势，E="3"V；根据欧姆定律，电路中电流；根据闭合电路的欧姆定律，解得电源内阻，故A、C、D错误，B正确。考点：欧姆定律，闭合电路的欧姆定律。6.如图所示，足够长水平平行金属导轨间距为L，左右两端均处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，中间连接电阻及电容器R1＝R2＝R3＝R；R4＝2R.两根电阻均为R的相同金属棒，在导轨两端分别同时以相同速率v0向左、向右匀速运动．不计导轨的电阻，金属棒与导轨接触良好，则电容器两极板上电压为()A.BLv0B.2BLv0C.34BLv0D.1【答案】C【解析】试题分析：两个导体棒产生的感应电动势均为E=BLv0；电阻R3两端的电压为U3=12E=12BLv考点：法拉第电磁感应定律；欧姆定律【名师点睛】此题是法拉第电磁感应定律以及欧姆定律的结合题；关键是知道这是两个基本电路，必须求得与电容器相连接的两个电阻两端的电压，并判断出两端电势的高低才能知道电容器两端的电压；注意搞清两个电路的内外电路．7.图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R＝10Ω的电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10V．图乙是矩形线圈磁通量Φ随时间t变化的图象，则()A.电阻R上的热功率为20WB.0.02s时R两端的电压瞬时值为零C.R两端的电压u随时间t变化的规律是u＝14.1cos100πt(V)D.通过R的电流i随时间t变化的规律是i＝cos50πt(A)【答案】C【解析】【详解】A.电压U=10V;根据公式P=U2B.由乙图可知，0.02s通过线圈的磁通量为零，电动势最大，R两端的电压瞬时值为102V，故B错误；C.由乙图可知，T=0.02s，R两端的电压最大值Um=102V，ω=2π/T=100π，又因为此交变电流是从垂直于中性面开始计时的，所以R两端的电压u随时间t变化的规律是u=102cos100πt(V)，故C正确；D.根据i=U/R得：通过R的电流i随时间t变化的规律是i=2cos100πt(A)，故D错误。故选：C。【点睛】由乙图可知，0.02s通过线圈的磁通量为零，电动势最大，根据有效值与最大值的关系求出最大值，写出R两端的电压u随时间t变化的规律，根据欧姆定律求出通过R的电流i随时间t变化的规律．根据公式P=U28.如图所示，在蹄形磁铁的两极间有一可以自由转动的铜盘(不计各种摩擦)，现让铜盘转动．下面对观察到的现象描述及解释正确的是()A.铜盘中没有感应电动势、没有感应电流，铜盘将一直转动下去B.铜盘中有感应电动势、没有感应电流，铜盘将一直转动下去C.铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将很快停下D.铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将越转越快【答案】C【解析】试题分析：因为铜盘转动会切割磁感线，就有感应电动势，有感应电流，就会受到反向的安培力，铜盘最终会停下来，故选C考点：考查了导体切割磁感线运动点评：基础题，比较简单，关键是知道铜盘的半径在做切割磁感线运动9.如图所示，线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小(如L＝1mH，C＝200pF)，此电路的重要作用是()A.阻直流通交流，输出交流B.阻交流通直流，输出直流C.阻低频通高频，输出高频交流D.阻高频通低频，输出低频交流和直流【答案】D【解析】【分析】根据电容器和电感线圈的特性分析选择．电容器内部是真空或电介质，隔断直流．能充电、放电，能通交流，具有隔直通交、通高阻低的特性．电感线圈可以通直流，通过交流电时产生自感电动势，阻碍电流的变化，具有通直阻交，通低阻高的特性．根据感抗和容抗的大小分析对高频和低频的阻碍．【详解】电感器对直流无阻碍，对交流电有阻碍作用，根据XL=2πLf知，自感系数很小，频率越低，感抗越小，所以阻碍作用为：通低频，阻高频。电容器对交流无阻碍，对直流电有阻碍作用，根据Xc=12πfC．知电容C越小，频率越低，容抗越大，所以阻碍作用为：通高频，阻低频。因此电路的主要作用是阻高频、通低频，输出低频交流电和直流电，故D10.图为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1和输电线的电阻、理想变压器的匝数均不变，且n1∶n2＝n4∶n3.当用户消耗的功率增大时，下列表述正确的是()A.用户的总电阻增大B.用户的电压U4增大C.U1∶U2＝U4∶U3D.用户消耗的功率等于发电机的输出功率【答案】C【解析】试题分析：当用户的功率增大时，用电器增多，总电阻减小，故A错误；当用电器增多时，功率增大，降压变压器的输出电流增大，则输电线上的电流增大，可知输电线上的电压损失增大，发电机的输出电压U1不变，则U2不变，可知降压变压器的输入电压减小，所以用户得到的电压U4减小，故B错误；因为原副线圈的电压比等于匝数之比，则U1U2=考点：远距离输电【名师点睛】当用电器增多时，用户消耗的功率增大，根据降压变压器的输出电流的变化得出输电线上的电流变化，从而得出电压损失的变化，根据升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压和电压损失之和得出用户电压的变化．升压变压器的输出功率等于功率损失和降压变压器的输入功率之和．变压器的原副线圈的电压之比等于匝数之比。二、多选题11.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要仪器，如图所示：从粒子源中放出的质量为m、电荷量为q的正离子(初速为零，重力不计)，经电势差为U的加速电场加速，刚出电场时测得离子束的电流为I，之后从Q处垂直进入一个磁感应强度为B的匀强电场，之后打到底片上P处，P、Q两点距离为R.根据已知条件可知()A.该离子的质量为m＝qB.该离子在磁场中的运动时间为t＝πC.在离子从Q处进入磁场至到达P的时间内，射到底片上的离子数目为N＝πD.假如粒子源放出初速为零的氕(H)、氘(H)、氚(H)三种离子，这三种离子会打在底片上三个不同位置【答案】AD【解析】【详解】离子经加速电场加速，由动能定理：qU=12mv2；几何关系，r=R/2；联立解得：m=qB2R28U，故A正确；离子经加速电场加速后，离子在匀强磁场中作匀速圆周运动，由牛顿第二定律，则有：qvB=mv2r；根据周期为：T=2πrv；离子从S处进入磁场到达P的所用时间为：t=T2=πqB×qB2R28U=πBR【点睛】本题综合考查了动能定理和牛顿第二定律，通过洛伦兹力提供向心力求出质量的表达式，以及掌握电量与电流的关系，注意粒子在磁场中半径与周期公式的内容．12.(多选)如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流关系图象，直线B为电源b的路端电压与电流关系图象，直线C为一电阻R两端电压与电流关系图象．将这个电阻R分别接到a、b两个电源上，由图可知这两次相比()A.R接到电源a上，电源效率较高B.R接到电源b上，电源输出功率较大C.R接到电源a上，电源输出功率较大，但效率较低D.R接到电源b上，电源内阻发热功率较小【答案】CD【解析】【详解】电源的效率为η=UIEI=UE．由图看出，电源a的电动势大于电源b的电动势，直线C与A、B的交点表示R分别接在a、b两个电源上的工作状态，交点纵坐标表示路端电压U，则知R接到电源a上，电源效率较低，故A错误。电源的图线与电阻R的UI图线的交点表示电阻R接在该电源上的工作状态，由图读出电阻R接在电源a的电压和电流较大，电源a的输出功率较大。电源效率较低，故B错误，C正确。电源UI图象的斜率大小等于电源的内阻，可知，电源b【点睛】本题是电源的外特性曲线与电阻的伏安特性曲线的综合，关键理解交点的物理意义，也可以根据闭合电路欧姆定律研究电流与电压关系，来比较电源的输出功率．13.(多选)有一交变电流如图所示，则由此图象可知()A.它的周期是0.8sB.它的峰值是4AC.它的有效值是22A【答案】AB【解析】【详解】由此图象可知它的周期是0.8s，故A正确；它的峰值是4A，故B正确；它不是正弦式电流，因此峰值与有效值不是2倍关系，故C错误；它的周期是0.8s，频率f=10.8=1.25Hz，故D错误；故选【点睛】解本题关键能够区分交流电的瞬时值、最大值和有效值，明确求有效值的方法是利用电流的热效应．14.(多选)如图甲所示，电阻为1Ω的矩形线圈绕垂直匀强磁场的转轴OO′匀速旋转产生交流电，现将此电流给阻值为R＝10Ω的小灯泡L供电，通过电流传感器得到灯泡中电流的图象如图乙，不考虑温度对灯泡阻值的影响，下列说法中正确的是()A.在t＝5×10－3s时，线圈处于中性面位置B.在t＝10×10－3s时，穿过线圈的磁通量最大C.交变电流的瞬时值表达式为i＝5cos50πt(A)D.线圈产生的交流电的电动势为552【答案】AD【解析】【分析】由图乙可知特殊时刻的电流，根据电流的特点，可判处于各个时刻的磁通量；由图可得周期，由周期可得角速度，依据角速度可得转速；由图象还可知电流的峰值和周期，根据有效值和峰值的关系便可求电动势的有效值.【详解】由图可知t=0.005s时刻感应电流最小为零，此时线圈所在平面处于中性面位置，故A正确；t=10×103s时，刻感应电流最大，此时线圈所在平面与中性面位置垂直，所以穿过线框回路的磁通量最小，故B错误；周期T=0.02s，角速度ω＝2πT＝100πrad/s，故电流的瞬时表达式为i=5cos100πt（A），故C错误；线圈产生的交流电的电动势最大值为Em=Im（R+r）=55V，有效值E=Em2=【点睛】本题考查的是有关交变电流的产生和特征的基本知识，要具备从图象中获得有用信息的能力；知道正弦交流电的最大值是有效值的2倍.三、实验题15.霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展．如图甲所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N间出现电压UH，这种现象称为霍尔效应，UH称为霍尔电压，且满足UH＝kIBd，式中d为薄片的厚度，(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电，电流与磁场方向如图甲所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“＋”接线柱与________(填“M”或“N”)端通过导线相连．(2)已知薄片厚度d＝0.40mm，该同学保持磁感应强度B＝0.10T不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如下表所示.根据表中数据在图乙中画出UH－I图线________，利用图线求出该材料的霍尔系数为________×10－3V·m·A－1·T－1(保留2位有效数字)．(3)该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图丙所示的测量电路，S1、S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片(未画出)．为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向________(填“a”或“b”)，S2掷向________(填“c”或“d”)．为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串联在电路中．在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻应串联在相邻器件____和____(填器件代号)之间．【答案】(1).(1)M(2).(2)如图所示；(3).1.5(1.4或1.6)(4).(3)b(5).c(6).S1(7).E(或S2E)【解析】（1）根据左手定则得，正电荷向M端偏转，所以应将电压表的“+”接线柱与M端通过导线相连．（2）UHI图线如图所示．根据UH＝kIBd知，图线的斜率为kBd=k0.10.4×10−3=0.375，解得霍尔系数为：k=1.5×103V•m•A1•T1．

（3）为使电流从Q端流入，P16.某同学采用如图甲所示的电路测定一节干电池的电动势和内电阻．提供的器材有，电压表（0～3V；）、电流表（0～0.6A）、滑动变阻器有R1（10Ω，2A）各一只．（1）在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的U﹣I图线，由图可求出该电源电动势E=__V；内阻r=__Ω．（保留三位有效数字）（2）在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路________．（3）电动势测量值__真实值，内电阻测量值__真实值．（填大于、小于或等于）【答案】(1).①1.46(2).1.78(3).②如图所示(4).③等于(5).大于【解析】试题分析：（1）由闭合电路欧姆定律分析U﹣I图象的纵轴截距和斜率的意义，可求出电动势和内阻．（2）对照电路图，按顺序连接电路．（3）本实验中误差来自由没有分析电流表与电压表的内阻；则通过电表对电路的影响作出真实值与测量值间的图象，由图象可分析其误差情况；解：（1）由闭合电路欧姆定律U=E﹣Ir得知，当I=0时，U=E，U﹣I图象斜率的绝对值等于电源的内阻，纵截距即为电动势E=1.46Vr==1.78Ω．（2）对照电路图，按电流方向连接电路，如图所示．（3）图中由于电压表测量值小于电源真实的路端电压；但当外电路断开时，电流表的分压可以忽略，故本接法中电动势是准确的；而测量的电压小于真实值，故由图象可知测量的内阻大于真实值；故答案为：（1）1.46；1.78；（2）如图所示；（3）=；＞【点评】本题中误差分析采用图象法，关键在于明确电表内阻对测量结果的影响；注意极限法的应用从而正确得出图象．四、计算题17.一段电阻丝，通以大小、方向均不变的电流，若10s内通过的电荷量为20C，产生的热量为200J，求：(1)通过电阻丝的电流；(2)该电阻丝的电阻R.【答案】(1)2A(2)5Ω【解析】【详解】（1）由

I=qt，带入数据解得I=2A

（2）由Q=I2Rt

得18.长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个带电荷量为＋q、质量为m的带电粒子，以初速度v0紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时速度恰与下极板成30°角，如图所示，不计粒子重力，求：(1)粒子末速度的大小；(2)匀强电场的场强；(3)两板间的距离.【答案】(1)233v0【解析】试题分析：（1）粒子在电场中做类平抛运动，水平方向是匀速直线运动，竖直方向是匀加速直线运动，由此可以求得粒子末速度的大小；（2）由竖直方向是匀加速直线运动，根据匀加速运动的速度公式和牛顿第二定律可以求得匀强电场的场强；（3）由匀加速直线运动的规律求得板间距离的大小．解：（1）