甘肃高二高中物理期末考试带答案解析

甘肃高二高中物理期末考试
班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________
一、选择题
1.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（）
A．安培力的方向可以不垂直于直导线
B．安培力的方向总是垂直于磁场的方向
C．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关
D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半
2.如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量φ
a
、
φ
b
的大小关系为( )
A．φa＞φb B．φa＜φb C．φa＝φb D．无法比较
3.图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷。

一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点。

则该粒子( )
A．带负电
B．在c点受力最大
C．在b点的电势能小于在c点的电势能
D．由a点到b点的动能变化大于有b点到c点的动能变化
4.喷墨打印机的简化模型如图4所示，重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中( )
A．向负极板偏转B．电势能逐渐增大
C．运动轨迹是抛物线D．运动轨迹与带电量无关
5.如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S闭合后，在滑动变阻器R
0的滑动端向下滑动的过程中( )
A．电压表与电流表的示数都减小
B．电压表与电流表的示数都增大
C．电压表的示数增大，电流表的示数减小
D．电压表的示数减小，电流表的示数增大
6.在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路，当调节滑动变阻器R，电流表和电压表的示数分别为0.50 A和2.0 V时，电动机未转动。

当调节R使电流表和电压表的示数分别为2.0 A和24.0 V时，电动机正常运转。

则这台电动机正常运转时输出功率为( )
A．32 W B．44 W C．47 W D．48 W
7.关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是( )
A．电场强度的方向总是指向正电荷的运动方向
B．电场强度为零的地方，电势也为零
C．随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低
D．任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向
8.在如图所示的电路中，由于某一电阻发生短路或断路，使A灯变暗，B灯变亮，则故障可能是（）
A．R1短路B．R2短路C．R3断路D．R4短路
9.指南针是我国古代四大发明之一。

关于指南针，下列说明正确的是( )
A．指南针可以仅具有一个磁极
B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场
C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰
D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转
10.一平行板电容器C，极板是水平放置的，它和三个可变电阻及电源连接成如图所示的电路．今有一质量为m的带电油滴悬浮在两极板之间静止不动，要使油滴上升，可采用办法是（）
A．增大R1B．增大R2C．增大R3D．减小R2
二、实验题
1.在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：
待测金属丝：Rx(阻值约4 Ω，额定电流约0.5 A)；
电压表：V(量程3 V，内阻约3 kΩ)；
(量程0.6 A，内阻约0.2 Ω)；
电流表：A
1
(量程3 A，内阻约0.05 Ω)；
A
2
(电动势4 V，内阻不计)；
电源：E
1
(电动势12 V，内阻不计)；
E
2
滑动变阻器：R(最大阻值约20 Ω)；
螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S ；导线．
①用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为________mm 。

②若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选_____、电源应选______(均填器材代号)． 2.测量干电池的电动势和内电阻的实验电路如图甲所示，已知干电池允许的最大供电电流为0.5 A.
（1）实验时应选用下列哪种滑动变阻器________． A ．1 000 Ω，0.1 A B ．200 Ω，2.0 A C ．20 Ω，2.0 A D ．200 Ω，0.1 A
（2）根据实验得到的图象如图乙所示，可求得干电池的电动势和电阻测量值分别为E 测= V ，r 测= Ω． （3）本实验测出的E 测 E 真，r 测 r 真。

（分别选填“＞”、“＜”、“＝”）
三、计算题
1.如图所示，两平行金属板间距为d ，电势差为U ，板间电场可视为匀强电场；金属板下方有一磁感应强度为B 的匀强磁场。

带电量为+q 、质量为m 的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆
周运动。

忽略重力的影响，求：
（1）粒子从电场射出时速度ν的大小；
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R 。

2.如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C ，极板间距离为d ，上极板正中有一小孔。

质量为m 、电荷量为+q 的小球从小孔正上方高h 处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零（空气阻力忽略不计，
极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g ）。

求：
（1）小球到达小孔处的速度；
（2）极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；
甘肃高二高中物理期末考试答案及解析
一、选择题
1.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（ ） A ．安培力的方向可以不垂直于直导线 B ．安培力的方向总是垂直于磁场的方向
C ．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关
D ．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半
【答案】B
【解析】根据左手定则，安培力的方向总是垂直于磁场的方向，选项B 正确，A 错误；安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角有关，选项C 错误；将直导线从中点折成直角，安培力的大小不一定变为原来的一半，要根据具体情况进行分析，选项D 错误；故选B. 【考点】安培力
【名师点睛】此题是对通电导体在磁场中受安培力的问题；要知道安培力的方向总是与导线垂直，也与磁场的方向垂直；安培力的大小是与导线在磁场中的放置情况有关，当导线与磁场方向垂直时，所受的安培力最大；当导线与磁场方向平行时，所受的安培力为零.
2.如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a 和b ，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量φa 、
φb 的大小关系为( )
A ．φa ＞φb
B ．φa ＜φb
C ．φa ＝φb
D ．无法比较
【答案】A
【解析】根据磁感线的分布情况可知，磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上，外部磁感线方向向下．由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分，a 的面积小，抵消较小，则磁通量较大，所以Φa ＞Φb ．故选A. 【考点】磁通量
【名师点睛】本题是非匀强磁场磁通量大小的比较问题，抓住抵消后剩余磁通量进行比较．磁感线是闭合曲线，磁铁内外总条数相等．穿过环面的磁感线方向有两种，存在抵消情况，抵消后磁感线多，磁通量大此题是常见问题，中等难度。

3.图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷。

一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为
粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a 、b 、c 三点是实线与虚线的交点。

则该粒子( )
A ．带负电
B ．在c 点受力最大
C ．在b 点的电势能小于在c 点的电势能
D ．由a 点到b 点的动能变化大于有b 点到c 点的动能变化
【答案】D
【解析】由粒子的运动轨迹可知，粒子带正电，选项A 错误；粒子离正电荷的距离越小，则所受的电场力越大，故a 、b 、c 三点中，a 点受力最大，选项B 错误；由b 到c 电场力做正功，电势能减小，故在b 点的电势能大于在c 点的电势能，选项C 错误；因ab 的电势差大于bc 间的电势差，故由动能定理可知，由a 点到b 点的动能变化大于有b 点到c 点的动能变化，选项D 正确；故选D. 【考点】带电粒子在电场中的运动
【名师点睛】此题是带电粒子在电场中的运动问题；要能够根据粒子的运动轨迹来判断粒子的受力，从而决定粒子
的电性；电场力做正功电势能减小，动能变大；距离正电荷越近，则相同距离的电势差越大；此题是中等题.
4.喷墨打印机的简化模型如图4所示，重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入
极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中( )
A．向负极板偏转B．电势能逐渐增大
C．运动轨迹是抛物线D．运动轨迹与带电量无关
【答案】C
【解析】由于墨汁带负电，故向正极板偏转，A错误；由于电场力做正功，故电势能减少，B错误；由于电子在电场中做类平抛运动，轨迹为抛物线，故C正确；由侧向位移，可知运动轨迹与带电量有关，D错误．故选C.
【考点】带电粒子在电场中的运动
【名师点睛】本题理解电子做类平抛运动的规律及处理的方法，带电粒子垂直电场进入时，粒子水平方向做匀速运动，竖直方向做匀加速运动，并得出电势能变化是由电场力做功来确定的，电场力做正功，电势能减小，动能增加.
5.如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S闭合后，在滑动变阻器R
0的滑动端向下滑动的过程中( )
A．电压表与电流表的示数都减小
B．电压表与电流表的示数都增大
C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大【答案】A
【解析】开关S闭合后，在滑动变阻器R
0的滑动端向下滑动的过程中，电阻R
阻值减小，则总电阻减小，总电流
变大，路端电压减小，故电压表读数减小；R
1上电压变大，则R
2
及R
上的电压减小，则安培表的读数减小，故
选A.
【考点】电路的动态分析
【名师点睛】此题是电路的动态分析问题；首先要搞清电路的结构，从局部电阻的变化开始分析，然后分析到整体，最后回到局部；注意当电路的某一部分的电阻减小时，电路的总电阻也会减小，不管是串联还是并联。

6.在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路，当调节滑动变阻器R，电流表和电压表的示数分别为
0.50 A和2.0 V时，电动机未转动。

当调节R使电流表和电压表的示数分别为2.0 A和24.0 V时，电动机正常运转。

则这台电动机正常运转时输出功率为( )
A．32 W B．44 W C．47 W D．48 W
【答案】A
【解析】电动机不转时，可视为纯电阻，则电动机的内阻：；电动机正常运转时输出功率
为，故选A.
【考点】电功率
【名师点睛】此题是关于电动机问题的计算；要知道电动机是非纯电阻，不满足欧姆定律；当不转动时，电动机可看成纯电阻，满足欧姆定律；电动机正常工作时，电动机的输出功率等于总功率与内阻上的功率之差.
7.关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是( )
A．电场强度的方向总是指向正电荷的运动方向
B．电场强度为零的地方，电势也为零
C．随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低
D．任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向
【答案】D
【解析】电场强度的方向不一定是正电荷的运动方向，只有正电荷从静止开始沿直线电场线运动时，其运动方向才沿电场强度的方向，选项A错误；电场强度为零的地方，电势不一定为零，例如放在电场中的导体，场强为零，但是电势不为零，选项B错误；随着电场强度的大小逐渐减小，电势不逐渐降低，例如在负点电荷电场中，距离负电荷越远，场强越小，但是电势越高，选项C错误；任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向，选项D正确；故选D.
【考点】电场强度；电势
【名师点睛】此题考查了电场强度及电势的关系；要知道电场强度是从力的角度对电场进行描述，而电势则时从能量角度进行描述，所以场强为零的点电势不一定为零，而电势为零的点场强不一定为零；电场强度的方向是电势降落最快的方向.
8.在如图所示的电路中，由于某一电阻发生短路或断路，使A灯变暗，B灯变亮，则故障可能是（）
A．R1短路B．R2短路C．R3断路D．R4短路
【答案】C
【解析】R
1短路，外电路总电阻减小，电流变大，A灯变亮，故A错误；R
2
短路，B灯泡会熄灭，故B错误；R
3
断路，B灯泡分得的电压变大，变亮；外电阻总电阻变大，电流减小，A灯变暗，故C正确；R
4
短路，外电路总电阻减小，电流变大，A灯变亮，故D错误；故选C.
【考点】电路的故障分析
【名师点睛】本题是电路的动态分析问题，关键理清电路结构，然后根据串并联电路的特点分析；此题用动态电路的分析方法分析时，认为断路是电阻增加到无穷大，而短路认为是电阻减为零；此题难度不大，意在考查学生的综合分析能力.
9.指南针是我国古代四大发明之一。

关于指南针，下列说明正确的是( )
A．指南针可以仅具有一个磁极
B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场
C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰
D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转
【答案】BC
【解析】任何磁体都有两个磁极，指南针也是磁体，故指南针有两个磁极，选项A错误；指南针能够指向南北，说明地球具有磁场，选项B正确；指南针的指向会受到附近铁块的干扰，选项C正确；在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针会发生偏转，选项D错误；故选BC.
【考点】指南针；磁极间的作用
【名师点睛】此题是对磁体的性质的考查；要知道任何一个磁体都有两个磁极，即N极和S极；知道地磁场的存在，地理的南极在地磁的北极附近；通电导线周围存在着磁场；这些都是基础知识，必须要掌握的.
10.一平行板电容器C，极板是水平放置的，它和三个可变电阻及电源连接成如图所示的电路．今有一质量为m的带电油滴悬浮在两极板之间静止不动，要使油滴上升，可采用办法是（）
A ．增大R 1
B ．增大R 2
C ．增大R 3
D ．减小R 2
【答案】CD
【解析】增大R 1，对电容器的电压没有影响，油滴不动．故A 错误．增大R 2，R 2分担的电压变大，则R 3分担的电压变小，则电容器两端的电压减小，油滴下降，故B 错误．增大R 3，R 3分担的电压变大，则电容器两端的电压变大，油滴上升，故C 正确．减小R 2，R 2分担的电压变小，R 3分担的电压变大，则电容器两端的电压变大，油滴上升，故D 正确．故选CD. 【考点】电容器；物体的平衡
【名师点睛】此题是直流电路中的电容器问题；解题的关键是分析电容器的电压是否变化．以及知道电容器两端的电压等于R 3两端的电压；注意电阻R 1是无流电阻，则对电容器两端的电压是没有影响的；此题是中等题.
二、实验题
1.在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下： 待测金属丝：Rx(阻值约4 Ω，额定电流约0.5 A)； 电压表：V(量程3 V ，内阻约3 kΩ)； 电流表：A 1(量程0.6 A ，内阻约0.2 Ω)； A 2(量程3 A ，内阻约0.05 Ω)； 电源：E 1(电动势4 V ，内阻不计)； E 2(电动势12 V ，内阻不计)；
滑动变阻器：R(最大阻值约20 Ω)；
螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S ；导线．
①用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为________mm 。

②若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选_____、电源应选______(均填器材代号)． 【答案】①1.770 ②A 1；E 1
【解析】①金属丝的直径为：1.5mm+0.01mm×27.0=1.770mm ；②因待测电阻的额定电流约0.5 A ，额定电压为U=IR=2V ，故电流表选择A 1；电源选择E 1。

【考点】伏安法测电阻
2.测量干电池的电动势和内电阻的实验电路如图甲所示，已知干电池允许的最大供电电流为0.5 A.
（1）实验时应选用下列哪种滑动变阻器________． A ．1 000 Ω，0.1 A B ．200 Ω，2.0 A C ．20 Ω，2.0 A D ．200 Ω，0.1 A
（2）根据实验得到的图象如图乙所示，可求得干电池的电动势和电阻测量值分别为E 测= V ，r 测= Ω． （3）本实验测出的E 测 E 真，r 测 r 真。

（分别选填“＞”、“＜”、“＝”） 【答案】（1） C ；（2）1.45；2.0 ；（3）＜；＜
【解析】（1）实验时应选用阻值较小的滑动变阻器C 即可，故选C ；（2）由图像可知：E=1.45V ；内阻
；（3）由于电压表的分流作用，则本实验测出的E 测＜E 真，r 测＜r 真。

【考点】测量干电池的电动势和内电阻
【名师点睛】此题是测量干电池的电动势和内电阻的实验；关键是搞清测量的原理、电路图、实验器材的选择、数据的处理及误差的分析等等；此题的易错点是由图像求解电源的电动势和内阻时，注意直线的起始点的坐标值.
三、计算题
1.如图所示，两平行金属板间距为d，电势差为U，板间电场可视为匀强电场；金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场。

带电量为+q、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动。

忽略重力的影响，求：
（1）粒子从电场射出时速度ν的大小；
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R。

【答案】（1）（2）
【解析】（1）设带电粒子出电场时速度为，由动能定理得：
解得：
（2）带电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：
联立解得：
【考点】带电粒子在电场及在磁场中的运动
2.如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔。

质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零（空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g）。

求：
（1）小球到达小孔处的速度；
（2）极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；
【答案】（1）（2）
【解析】（1）小球到达小孔前是自由落体运动，根据速度位移关系公式，有：v2=2gh
解得：①
（2）对从释放到到达下极板处过程运用动能定理列式，有：
mg（h+d）-qEd=0
解得：②
电容器两极板间的电压为：
电容器的带电量为：
【考点】动能定理；电容器
【名师点睛】此题考查了动能定理及电容器的问题；解题的关键是明确小球的受力情况和运动规律，然后结合动能定理列式分析，此题不难。