解析广西桂林中学高二上学期期末物理试题 含解析zhangan

桂林中学2012-2013学年度（上）期末考试
高二物理理科试题
（考试时间：90分钟满分100分）
注意事项：
1．本试卷分第卷第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，测试时间为90分钟。

2．将答案全部填在答题卷的相应位置，否则无效。

第Ⅰ卷（选择题，共40分）
一、选择题（共10小题；每小题4分，共40分。

在每小题给出的四个选项中至少有一个选项符合题意，选全的得4分，漏选的得2分，错选或不选的不得分。

）
-的试探电荷时，测得该点的电场强度为E；若在该点1．在电场中的某点放入电荷量为q
+的试探电荷，其它条件不变，此时测得该点的电场强度为（）
放入电荷量为2q
A．大小为2E，方向和E相反B．大小为E，方向和E相同
C．大小为2E，方向和E相同D．大小为E，方向和E相反
【答案】B
电场强度是描述电场强弱的物理量，是试探电荷所受的电场力F与试探电荷所带的电荷量q的比值，是由电场本身决定，故与试探电荷的有无，电性，电量的大小无关；故在该点放入电荷量为-q的试探电荷时电场强度为E，改放电荷量为+2q的试探电荷时电场强度仍为E，故B正确。

故选B。

【考点】电场强度
2．如图所示，通电导线MN在纸面内从a位置绕其一端M转至b位置时，通电导线所受安培力的大小变化情况是( )
A．变小B．变大C．不变D．不能确定
【答案】C
从A转到B位置时，导线MN还是与磁场垂直，故F=BIL不变，故B正确。

故选C。

【考点】安培力
3．如图所示，一带负电的粒子，沿着电场线从A点运动到B点的过程中，以下说法中正确的是（）
A．带电粒子的电势能越来越小
B．带电粒子的电势能越来越大
C．带电粒子受到的静电力一定越来越小
D．带电粒子受到的静电力一定越来越大
【答案】B
AB、负电粒子沿着电场线从A点运动到B点的过程中，由于沿着电场线电势降低，因此负电粒子所受到的电场力做负功，导致电势能增大，故A错误B正确；
CD、由于仅仅一根电场线，所以无法确定电场强度的大小，因此也无法确定电场力的大小，故CD错误
故选B。

【考点】电势能；电场线
4．一点电荷从电场中的A点移动到B点，静电力做功为零，则以下说法中正确的是（）A．A、B两点的电势一定相等
B．A、B两点的电场强度一定相等
C．该点电荷一定始终沿等势面运动
D．作用于该点电荷的静电力方向与其移动方向一定是始终垂直的
【答案】A
A、根据电场力做功公式W AB=qU AB，静电力做功为零，U AB=0，A、B两点电势相等，故A 正确；
B、电场强度与电势没有直接关系，电势相等，场强不一定相等，故B错误；
CD、电场力做功只与电荷的初末位置有关，与路径无关，电场力做功为零，电荷不一定沿等势面移动，静电力不一定与移动方向垂直，故CD错误。

故选A。

【考点】电势；电场强度；等势面
5．下列说法中正确的是（）
A．电场强度为零的点，电势不一定为零
B．电场强度处处相等的区域内，电势也一定处处相等
C．电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感应强度不一定为零
D．由B=F/IL可知，B与F成正比，与IL成反比
【答案】AC
AB、电场线的疏密程度表示电场强度，沿着电场线方向电势降低，二者的判断方法不同，所以电场强度为零，电势并不一定为零，而电势为零时，电场强度不一定为零；电场强度相等的地方，电势不一定相等，故A正确B错误；
C、当电流与磁场方向平行时，不受磁场力，所以电流在磁场中某点不受磁场力作用，该点的磁感强度不一定为零，故C正确；
D、磁感应强度由磁场本身决定，与外界因素无关，故D错误。

故选AC。

【考点】电场强度；磁感应强度
6．每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来，地磁场可以改变射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义。

假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，从沿着粒子运动的角度看粒子将（）
A．向东偏转B．向南偏转
C．向西偏转D．向北偏转
【答案】A
地球的磁场由南向北，当带正电的宇宙射线
粒子垂直于地面向赤道射来时，根据左手定则可以判断粒
子的受力的方向为向东，所以粒子将向东偏转，故A正确。

故选A。

【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动
7．如图，一带电液滴悬浮在平行板电容器两极板A、B之间的P点，处于静止状态。

现将极板A向下平移一小段距离，但仍在P点上方，其它条件不变。

下列说法中正确的是（）A．液滴将向下运动B．液滴将向上运动
C．极板带电荷量将增加D．极板带电荷量将减少
【答案】BC
AB、电容器板间的电压保持不变，当将极板A向下平移一小段距离时，根据
U
E
d
分析得
知，板间场强增大，液滴所受电场力增大，液滴将向上运动，故A错误B正确；
CD、将极板A向下平移一小段距离时，根据电容的决定式得知电容C增大，而电容器的电压U不变，极板带电荷量Q=CU将增大，故C正确D错误。

故选BC。

【考点】电容器的动态分析；牛顿第二定律；匀强电场中电势差和电场强度的关系 8．带电粒子在匀强磁场中运动，由于受到阻力作用，粒子的动能逐渐减小（带电荷量不变，重力忽略不计），轨道如图中曲线abc 所示.则该粒子（ ） A. 带负电，运动方向a→b→c B. 带负电，运动方向c→b→a C. 带正电，运动方向a→b→c D. 带正电，运动方向c→b→a 【答案】A
据题意，带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场，粒子的能量逐渐减小，速度减小，则由公式mv
r qB
＝
得知，粒子的半径逐渐减小，由图看出，粒子的运动方向是从a 到b 再到c ；在a 处，粒子所受的洛伦兹力向右，由左手定则判断可知，该粒子带负电，故A 正确。

故选A 。

【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；左手定则
9．如图甲所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R 2为半导体热敏材料制成的传感器，其电阻R 2随温度t 变化的图线如图乙所示。

电流表为值班室的显示器，a 、b 之间接报警器。

当传感器R 2所在处出现火情时，显示器的电流I 和报警器两端的电压U 的变化情况是（ ） A ．I 变大，U 变大 B ．I 变大，U 变小 C ．I 变小，U 变大 D ．I 变小，U 变小
【答案】D
当传感器R 2所在处出现火情时，温度升高，由图乙知R 2的阻值变小，外电路总电阻变小，则总电流I 总变大，电源的内电压变大，路端电压变小，即U 变小；
电路中并联部分的电压1U E I R r =-+总并（），I 总变大，其他量不变，则U 并变小，电流表
示数I 变小，故D 正确。

故选D 。

【考点】闭合电路的欧姆定律
10．设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下，从静止开始自A 点沿曲线ACB 运动，到达B 点时速度为零，C 点是运动的最低点，忽略重力，以下说法正确的是：（ ） A ．这离子必带正电荷
B．A点和B点位于同一高度
C．离子到达B点时，将沿原曲线返回A点
D．离子在C点时速度最大
【答案】ABD
A、从图中可以看出，上极板带正电，下极板带负点，带电粒子由静止开始向下运动，说明受到向下的电场力，可知粒子带正电，故A正确；
B、离子具有速度后，它就在向下的电场力F及总与速度心垂直并不断改变方向的洛仑兹力f作用下沿ACB曲线运动，因洛仑兹力不做功，电场力做功等于动能的变化，而离子到达B 点时的速度为零，所以从A到B电场力所做正功与负功加起来为零．这说明离子在电场中的B点与A点的电势能相等，即B点与A点位于同一高度，故B正确；
C、只要将离子在B点的状态与A点进行比较，就可以发现它们的状态（速度为零，电势能相等）相同，如果右侧仍有同样的电场和磁场的叠加区域，离子就将在B之右侧重现前面的曲线运动，因此，离子是不可能沿原曲线返回A点的，如图所示，故C错误；
D、在由A经C到B的过程中，在C点时，电势最低，此时粒
子的电势能最小，由能量守恒定律可知此时具有最大动能，所
以此时的速度最大，故D正确。

故选ABD。

【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力
第Ⅱ卷（非选择题，共60分）
二、填空题（共2小题；每空2分，共22分。

）
11．（1）一多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×1、×10、×100。

用×10挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很
小，为了较准确地进行测量，应换到挡，
如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行
读数，那么缺少的步骤是；
若补上该步骤后测量，表盘的示数如图所
示，则该电阻的阻值是Ω。

（2）若将该多用电表的选择开关置于10
mA挡测电流，表盘示数仍如图所示，则被测电流为mA；若用直流50 V挡测量电压，则读数为V.
【答案】（1）×100 重新欧姆调零 2200 （2）4.0
20.0
（1）用×10挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，说明所选档位太小，为了较准确地进行测量，应换到×100挡；如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是：重新进行欧姆调零；由图示表盘可知，该电阻的阻值是22×100=2200Ω；
（2）多用电表的选择开关置于10mA 挡测电流，由表盘可知，其分度值为0.2mA ，被测电流为4.0mA ；若用直流50V 挡测量电压，由表盘可知，其分度值为1V ，读数为20.0V 。

【考点】用多用电表测电阻
12．在某实验室中测量电源的电动势和内电阻，可以提供的器材有： ①待测电池：电动势E （约3V ）、内电阻r （约1Ω） ②电流表：量程500μA ，内阻r 2=400Ω ③电流表：量程3A ， 内阻r 1=0.1Ω
④滑动变阻器：阻值0-600Ω，额定电流0.5A ⑤滑动变阻器：阻值0-20 Ω，额定电流2.5A ⑥电阻箱：9999.9Ω
（1）实验电路如上图所示，根据实验目的，电路中电流表A 1 应选择_______， A 2 应选择_____，R 1应选择______，R 2应选择_____(请填写器材序号)。

（2）实验中改变电路中的电阻，通过多次读取两电流表的读数，用描点法拟合出电流表A 2 的电流I 2随电流表A 1 的电流I 1的变化的图象，如右图所示。

那么，根据图象可得电动势E 的表达式为______________，内电阻r 表达式为________________。

(答案只限于用R 2、I y 、I x 及电流表的内阻r 1、r 2表示)（提示：I 1﹥﹥I 2）
【答案】（1）③②⑤⑥ （2）()y 22E I R r =+g
()y 22x
I R r r I +=
（1）将小量程的电流表串联一个电阻，可以改装成较大量程的电压表，采用较小最大值的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小；
所以电路中电流表A 1应选择③，A 2应选择②，R 1应选择⑤，R 2应选择⑥； （2）根据图形得当1I 0=时，2y I I = 根据欧姆定律和串联的知识得y 22E I R r =+（） 当21x I 0I I ==，
根据欧姆定律和串联的知识得x E I r = 得(
)y 22x
I R r r I +=。

【考点】测定电源的电动势和内阻
三．计算题(本题共5小题，共38分. 解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位) 13．（6分）一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表。

请根据下表计算 （1）电机正常工作时的效率； （2）电机的内阻；
（3）在额定电压下，电机突然卡死时，电机的总功率。

【答案】75% 2.5Ω 640W
（1）由表格读出电机的额定电压U=40V ，额定电流I=4A ，额定输出功率：P 120W =出 电机输入的是电功率，总功率等于电功率，得到：P IU 404W 160W ==⨯=总 电机正常工作时的效率：P 120
100%100%75%P 160
η=
⨯=⨯=出总； （2）根据能量守恒得，内部发热功率P P P =-总出热，又2
P I r =热
规格 后轮驱动直流电机 车型 26英寸 额定输出功率 120W 整车质量 30kg 额定电压 40V 最大载量
120kg
额定电流
4.0A
则有2
P P I r -=总出，得22
P P 160120
r 2.5I 4--=
==Ω总出 （3）在额定电压下，电机突然卡死时，电机电路是纯电阻电路，欧姆定律成立，则有
22
U 40P 640W r 2.5
===。

【考点】电功、电功率
14．（6分）如图所示，两个分别用长l = 5cm 的绝缘细线悬挂于同一点的相同金属小球（可视为点电荷），带有等量同种电荷。

由于静电力为斥力，它们之间的距离为6cm r =。

已测得每个金属小球的质量3
1.210kg m -=⨯。

试求它们所带的电荷量q 。

（已知2
=10m/s g ，
9229.010N m /C k =⨯g ）
【答案】8
610C q -=⨯
带电金属小球在重力、静电力和线的拉力作用
下，处于平衡状态，它的受力示意图如图所示。

由图可知：
tan F mg θ=
由几何关系得22
3
tan 4
53θ=
=
- 而库仑定律2
2tan q F k mg r
θ==
得8tan 610C mg q r
k
θ
-==⨯ 【考点】库仑定律；力的合成与分解；共点力平衡
15．（8分）如图所示为一组未知方向的匀强电场的电场线，将带电荷量为6
1.010C q -=-⨯的点电荷由A 点沿水平线移至B 点，克服静电力做了6
210J -⨯的功，已知A 、B 间的距离为2cm 。

（1）试求A 、B 两点间的电势差U AB ；
（2）若A 点的电势为1V A ϕ=，试求B 点的电势B ϕ； （3）试求该匀强电场的大小E 并判断其方向。

【答案】
2V AB U = 1V B ϕ=- 200V/m E =沿电场线斜向下
（1）由题意可知，静电力做负功，有6210J AB W -=-⨯
据AB
AB W U q
=
，得2V AB U =； （2）由AB A B U ϕϕ=-，得1V B A AB U ϕϕ=-=-；
（3）沿着电场方向的位移为2
2
210cos60m=110m d --=⨯⨯o
则200V/m AB
U E d
=
=，方向：沿电场线斜向下。

【考点】电势能；电场强度；电势
16．（8分）一个初速度为零的电子通过电压为4500V U =的电场加速后，从C 点沿水平方向飞入电场强度为5
1.510V/m E =⨯的匀强电场中，到达该电场中另一点D 时，电子的速度方向与电场强度方向的夹角正好是120°，如图所示。

试求C 、D 两点沿电场强度方向的距离y 。

【答案】2
10m y -=
电子加速过程，由2
02
1mv eU =
得m
eU
v 20=
； 在竖直方向0tan30y v v at ==o
，其中m
eE a = 得e
mU
E t 321=
； CD 两点沿场强方向的距离2123U
y at E
==
； 代入数据解得25
4500m 10m 3 1.510
y -=
=⨯⨯。

【考点】带电粒子在匀强电场中的运动
17.（10分）在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,有一倾角为θ、足够长的光滑绝缘斜面，磁感应强度为B ，方向垂直于纸面向外，电场方向竖直向上.有一质量为m ，带电荷量为＋q 的小球静止在斜面顶端，这时小球对斜面的正压力恰好为零，如图所示，若迅速把电场方向反转为竖直向下，求： （1）小球能在斜面上连续滑行多远？ （2）所用时间是多少？
【答案】2222cos x sin m g q B θθ= cot t m qB
θ
=
（1）设电场强度为E ，则电场反转前：Eq mg =
电场反转后，设小球离开斜面时的速度为v ，则：()Eq mg cos Bqv θ+= 由动能定理有()21
Eq mg sin x mv 2
θ+⨯=
得2222cos x sin m g q B θθ
=；
（2）由牛顿第二定律有()Eq mg sin ma θ+= 得a 2gsin θ= 由匀变速规律有：21x at 2
= 得cot t m qB
θ
=。

【考点】带电粒子在混合场中的运动
桂林中学2013-2014学年度（上）期末考试
高二物理理科试题答案
一、选择题（共10小题；每小题4分，共40分。

在每小题给出的四个选项中至少有一个
选项符合题意，选全的得4分，漏选的得2分，错选或不选的不得分。

） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 B
C
B
A
AC
A
BC
A
D
ABD
11. （1）×100 重新欧姆调零 2200 （2）4.0 20.0
12. （1）③ ② ⑤ ⑥ （2） E=I y .(R 2+r 2) r =I y .(R 2+r 2) /I x
三．计算题(本题共5小题，共38分. 解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位) 13．（6分）
（1）由表格读出电机的额定电压U=40V ，额定电流I=4A ，额定输出功率：P 120W =出 电机输入的是电功率，总功率等于电功率，得到：P IU 404W 160W ==⨯=总 电机正常工作时的效率：P 120
100%100%75%P 160
η=
⨯=⨯=出总； （2）根据能量守恒得，内部发热功率P P P =-总出热，又2
P I r =热
则有2
P P I r -=总出，得22
P P 160120
r 2.5I 4
--=
==Ω总出 （3）在额定电压下，电机突然卡死时，电机电路是纯电阻电路，欧姆定律成立，则有
22
U 40P 640W r 2.5
===。

14．（6分）
带电金属小球在重力、静电力和线的拉力作用下，处于平衡状态，它的受力示意图如图所示。

由图可知：
tan F mg θ=
由几何关系得22
3
tan 4
53θ=
=
- 而库仑定律2
2tan q F k mg r
θ==
得8610C q -==⨯ 15．（8分）
（1）由题意可知，静电力做负功，有6210J AB W -=-⨯
据AB
AB W U q
=
，得2V AB U =； （2）由AB A B U ϕϕ=-，得1V B A AB U ϕϕ=-=-；
（3）沿着电场方向的位移为2
2
210cos60m=110m d --=⨯⨯o
则200V/m AB
U E d
=
=，方向：沿电场线斜向下。

16．（8分）
电子加速过程，由2
02
1mv eU =
得m
eU
v 20=
； 在竖直方向0tan30y v v at ==o ，其中m
eE a = 得e
mU
E t 321=
； CD 两点沿场强方向的距离2123U
y at E
==
； 代入数据解得25
4500m 10m 3 1.510
y -==⨯⨯。

17.（10分）
（1）设电场强度为E ，则电场反转前：Eq mg =
电场反转后，设小球离开斜面时的速度为v ，则：()Eq mg cos Bqv θ+= 由动能定理有()21
Eq mg sin x mv 2
θ+⨯=
得2222cos x sin m g q B θθ
=；
（2）由牛顿第二定律有()Eq mg sin ma θ+= 得a 2gsin θ=
由匀变速规律有：21x at 2
= 得cot t m qB
θ
=。