山东省日照市2015-2016学年高二(上)期末压轴物理试卷(解析版)

山东省日照市2015-2016学年高二（上）期末压轴物理试卷（C）一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分．1．下列说法正确的是（）A．库仑提出了分子电流假说B．奥斯特发现了电流的磁效应C．法拉第提出了场的概念，并用电场线描述电场D．洛伦兹首先发现了运动电荷在磁场中的受力2．关于电场和磁场，以下说法正确的是（）A．电场强度的方向和电荷受力的方向相同B．磁感应强度的方向与安培力的方向相同C．电场强度和磁感应强度在国际单位制中的单位分别是V/m、N/AmD．电场线和磁感线可以描述电场和磁场的强弱，都是真实存在的3．一带电小球在空中由A点运动到B点的过程中，只受重力和电场力作用．若重力做功﹣3J，电场力做功1J，则小球的（）A．重力势能增加3J B．电势能增加1JC．动能减少3J D．机械能增加1J4．下列四个图中，a、b两点电势相等，电场强度矢量也相等的是（）A．B．C．D．5．地磁场对地球有保护作用，一束带负电的宇宙射线，垂直地球赤道由上而下运动，关于宇宙射线的旋转方向的下列说法正确的是（）A．向东 B．向西 C．向南 D．向北6．质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示，离子源S产生的各种不同正离子束（速度可看做为零），经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S′的距离为x，可以判断（）A．若离子束是同位素，则x越大，离子质量越大B．若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小C．只要x相同，则离子质量一定相同D．只要x相同，则离子的荷质比一定相同7．如图所示，带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况，一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示，若不考虑其他力，则下列判断中正确的（）A．若粒子是从A运动到B，则粒子带正电；若粒子是从B运动到A，则粒子带负电B．不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电C．若粒子是从B运动到A，则其速度减小，加速度也减小D．若粒子是从B运动到A，则其电势能一定增加8．如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场．一带电粒子a （不计重力）以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O′（图中未标出）穿出．若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b（不计重力）仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b（）A．穿出位置一定在O′点下方B．穿出位置一定在O′点上方C．运动时，在电场中的电势能一定减小D．在电场中运动时，动能一定减小9．如图所示，两块正对平行金属板M、N与电池相连，N板接地，在距两板等距离的P点固定一个带正电的点电荷，如果M板向上平移一小段距离，则（）A．点电荷受到的电场力减小B．M板的带电量增加C．P点的电势升高D．点电荷在P点具有的电势能增加10．如图所示，实线圆环A、B是光滑绝缘水平面内两个固定的同心超导环，两环分别通上大小相等的电流后，在环间环形区域内产生了相同方向的磁场，在这两个磁场的共同“束缚”下，带电离子沿图中虚线做顺时针方向的圆周运动，已知A环中电流沿顺时针方向，则（）A．B环中电流沿顺时针方向B．B环中电流沿逆时针方向C．带电离子带正电D．带电离子带负电11．如图所示为圆柱形区域的横截面，在没有磁场的情况下，带电粒子（不计重力）以某一初速度沿截面直径方向入射，穿过此区域的时间为t，在该区域加沿轴线方向的匀强磁场，磁感应强度为B，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射，粒子飞出此区域时，速度方向偏转60°角，如图所示，根据上述条件可求下列物理量中的（）A．带电粒子的比荷B．带电粒子在磁场中运动的周期C．带电粒子在磁场中运动的半径D．带电粒子的初速度12．空间中存在着沿x轴方向的静电场，其电场强度E随x变化的关系图象如图所示，图象关于坐标原点对称，A，B是x轴上关于原点对称的两点，对于下列说法中正确的是（）A．电子在A、B两点的电势能不相等B．电子在A，B两点的加速度方向相反C．电子从A点由静止释放后的运动轨迹可能是曲线D．若取无穷远处电势为零，则O点处电势一定为正二、本题共2小题，每空2分，共16分．用钢笔或黑色签字笔答在答题纸上规定位置．13．用多用电表的欧姆挡测量一未知电阻的阻值，若将选择倍率的旋钮拨至“×100Ω”的挡时，测量时指针停在刻度盘0Ω附近处．为了提高测量的精确性，有下列可供选择的步骤：A．将两根表笔短接B．将选择开关拨至“×l KΩ”挡C．将选择并关拨至“×10Ω”挡D．将两根表笔分别接触待测电阻的两端，记下读数E．调节调零电阻，使指针停在0Ω刻度线上F．将选择开关拨至交流电压最高挡上将上述中必要的步骤选出来，这些必要步骤的合理的顺序（填写步骤的代号）；若操作正确，上述D步骤中，指针偏转情况如图所示．则此未知电阻的阻值Rx=．14．有一个电阻R，其阻值大约在40Ω～50Ω之间，现要进一步测量电阻，手边现有如图1所示的器材：电源E（电动势12V，内阻为0.5Ω）电压表（0～3V，0～15V，内阻约为10kΩ）电流表（0～0.6A，0～3A，内阻约1Ω）滑动变阻器R1（阻值0～10Ω，额定电流2A）滑动变阻器R2（阻值0～1700Ω，额定电流0.3A）开关S和导线若干（1）电压表的量程应选，电流表的量程应选，滑动变阻器应选用；（2）请在如图2所示方框内画出实验电路图；（3）用笔画线代替导线，在实物图上连好实验电路．三、解答题（本大题共4小题，共36分．用钢笔或黑色签字笔答在答题纸上规定位置，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能得分）15．如图所示，两平行金属板A．B间为一匀强电场，A、B相距6cm，C、D为电场中的两点，C 点在A板上，且CD=4cm，CD连线和场强方向成60°角．已知电子从D点移到C点电场力做功为3.2×10﹣17J，电子电量为1.6×10﹣19C．求：（1）匀强电场的场强；（2）A．B两点间的电势差；（3）若A板接地，D点电势为多少？16．如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，放置一根长为L，质量为m，通过电流为I的导线，若另加一匀强磁场，下列情况下，导线始终静止在斜面上（重力加速度为g）：（1）若磁场方向竖直向下，则磁感应强度B为多少？（2）若使磁感应强度最小，求磁感应强度的方向和磁感应强度的最小值．17．如图所示电路中，R1=15Ω，滑动变阻器R2标有“40Ω，2A”字样，理想电压表的量程有0﹣3V 和0﹣15V两档，理想电流表量程有0﹣0.6A和0﹣3A两档，闭合开关S，将滑片P从最左端向右端移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2.5V和0.3A，继续向右滑动P至另一位置，电压表指针在满偏的，电流表指针在满偏的，求：（1）此时电流表和电压表的示数；（2）电源的电动势和内电阻．18．在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子经过加速电场加速从y轴正半轴上的A点以某速度垂直于y轴射入电场，经x轴上的M点与x轴正方向成θ角射入磁场，从x轴上的N点离开磁场，MN之间的距离为l，（不计粒子重力），求：（1）粒子在磁场中速度v大小；（2）加速电场的电压；（3）若A点到x轴的高度OA=h，求匀强电场的电场强度．2015-2016学年山东省日照市高二（上）期末压轴物理试卷（C）参考答案与试题解析一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分．1．下列说法正确的是（）A．库仑提出了分子电流假说B．奥斯特发现了电流的磁效应C．法拉第提出了场的概念，并用电场线描述电场D．洛伦兹首先发现了运动电荷在磁场中的受力【考点】物理学史．【专题】常规题型．【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．【解答】解：A、安培提出了分子电流假说．故A错误；B、奥斯特发现了电流的磁效应，故B正确；C、法拉第提出了场的概念，并用电场线描述电场，故C正确；D、洛伦兹首先发现了运动电荷在磁场中的受力．故D正确；故选：BCD．【点评】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．2．关于电场和磁场，以下说法正确的是（）A．电场强度的方向和电荷受力的方向相同B．磁感应强度的方向与安培力的方向相同C．电场强度和磁感应强度在国际单位制中的单位分别是V/m、N/AmD．电场线和磁感线可以描述电场和磁场的强弱，都是真实存在的【考点】磁感应强度；电场强度．【分析】电场的性质是对电荷有力的作用，电场强度的方向和正电荷受力的方向相同．当运动的带电粒子的速度方向不与磁场平行，将会受到洛伦兹力作用；磁感应强度的方向与安培力的方向垂直．电场线和磁感线都是不存在的．【解答】解：A、电场强度的方向和正电荷受力的方向相同，与负电荷受力的方向相反．故A错误；B、根据左手定则，磁感应强度的方向与安培力的方向垂直．故B错误；C、电场强度和磁感应强度在国际单位制中的单位分别是V/m、N/Am．故C正确；D、电场线和磁感线是人们为了描述电场和磁场的强弱而引入的线，都是不存在的．故D错误．故选：C【点评】解决本题的关键知道电场强度的方向与正电荷受力的方向相同．当运动的带电粒子的速度方向不与磁场平行，将会受到洛伦兹力作用，若运动电荷的速度方向与磁场方向平行，则不受洛伦兹力．3．一带电小球在空中由A点运动到B点的过程中，只受重力和电场力作用．若重力做功﹣3J，电场力做功1J，则小球的（）A．重力势能增加3J B．电势能增加1JC．动能减少3J D．机械能增加1J【考点】动能定理的应用；重力势能的变化与重力做功的关系；电势能．【专题】动能定理的应用专题．【分析】解决本题需掌握：重力做功等于重力势能的减小量；电场力做功等于电势能的减小量；合力做功等于动能的增加量；除重力外的各个力做的总功等于机械能的增加量．【解答】解：A、重力做功等于重力势能的减小量，重力做功﹣3J，故重力势能增加3J，故A正确；B、电场力做功等于电势能的减小量，电场力做功1J，故电势能减小1J；C、合力做功等于动能的增加量，合力做功等于各个分力做的功，总功为﹣2J，故动能减小2J，故C 错误；D、除重力外的各个力做的总功等于机械能的增加量，除重力外，只有电场力做功做功1J，故机械能增加1J，故D正确；故选AD．【点评】功是能量转化的量度，有多种表现形式：重力做功是重力势能变化的量度；电场力做功是电势能变化的量度；合力做功是动能变化的量度；重力外的各个力做的总功是机械能变化的量度．4．下列四个图中，a、b两点电势相等，电场强度矢量也相等的是（）A．B．C．D．【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．【分析】电势是标量，只要大小相等即可，而场强为矢量，必须是大小和方向都相同才行，根据各种电场电场线和等势面的分布情况进行作答．【解答】解：A、平行板电容器中是匀强电场，a、b的场强相同，而电势不同，故A错误；B、a、b在点电荷的同一等势面上，两点的电势相等，而场强方向不同，场强不同，故B错误；C、根据两个等量同种电荷等势面的分布情况可知，在两电荷连线的中垂线上与连线中点等距的任意两点电势相等，而场强的方向相反，所以场强不同，故C错误；D、等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线，两点的电势相等．根据电场线分布的对称性可知，场强相同，故D正确；故选：D【点评】此题考查了不同电场中电势和场强的知识，关键是知道电势是标量，而场强是矢量．5．地磁场对地球有保护作用，一束带负电的宇宙射线，垂直地球赤道由上而下运动，关于宇宙射线的旋转方向的下列说法正确的是（）A．向东 B．向西 C．向南 D．向北【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；地磁场．【分析】根据地磁场的方向和负电荷的运动方向，运用左手定则判断出洛伦兹力的方向，从而确定粒子的偏转方向．【解答】解：在赤道处地磁场的方向由南向北，带电粒子竖直向下运动，根据左手定则，洛伦兹力方向向西，则粒子向西偏转．故B正确，A、C、D错误．故选：B．【点评】解决本题的关键掌握左手定则确定磁场方向、电荷运动方向和洛伦兹力方向的关系．6．质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示，离子源S产生的各种不同正离子束（速度可看做为零），经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S′的距离为x，可以判断（）A．若离子束是同位素，则x越大，离子质量越大B．若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小C．只要x相同，则离子质量一定相同D．只要x相同，则离子的荷质比一定相同【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律．【专题】带电粒子在磁场中的运动专题．【分析】根据动能定理求出粒子进入磁场的速度，根据牛顿第二定律求出轨道半径，从而得知x与什么因素有关．【解答】解：A、B、根据动能定理得，qU=mv2，得：v=．由qvB=m得：r=得：x=2r=．若离子束是同位素，q相同，x越大对应的离子质量越大．故A正确，B错误．C、D、由x=2r=知，只要x相同，对应的离子的比荷一定相等．故C错误，D正确．故选：AD．【点评】解决本题的关键利用动能定理和牛顿第二定律求出P到S1的距离，从而得出x与电荷的比荷有关．7．如图所示，带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况，一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示，若不考虑其他力，则下列判断中正确的（）A．若粒子是从A运动到B，则粒子带正电；若粒子是从B运动到A，则粒子带负电B．不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电C．若粒子是从B运动到A，则其速度减小，加速度也减小D．若粒子是从B运动到A，则其电势能一定增加【考点】电场线；电势能．【分析】做曲线运动物体所受合外力指向曲线内侧，本题中粒子只受电场力，由此可判断电场力向左，根据电场力做功可以判断电势能的高低和动能变化情况，加速度的判断可以根据电场线的疏密进行．【解答】解：A、B、根据做曲线运动物体所受合外力指向曲线内侧可知与电场线的方向相反，所以不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电，故A错误，B正确；C、电场线密的地方电场的强度大，所以粒子在B点受到的电场力大，在B点时的加速度较大．所以粒子是从B运动到A，则其加速度减小；从B到A过程中电场力与速度方向成锐角，即做正功，动能增大，速度增大，故C错误；D、粒子是从B运动到A，电场力做正功，则其电势能一定减小．故D错误．故选：B．【点评】本题以带电粒子在电场中的运动为背景考查了带电粒子的速度、加速度、动能等物理量的变化情况．加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决本题．8．如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场．一带电粒子a （不计重力）以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O′（图中未标出）穿出．若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b（不计重力）仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b（）A．穿出位置一定在O′点下方B．穿出位置一定在O′点上方C．运动时，在电场中的电势能一定减小D．在电场中运动时，动能一定减小【考点】带电粒子在混合场中的运动；电势能；带电粒子在匀强电场中的运动．【专题】压轴题．【分析】粒子在正交的电磁场中做匀速直线运动时，由受力平衡，可得到速度与电场强度和磁感应强度的关系．若撤去磁场，粒子做类平抛运动，粒子无论是向上偏转还是向下偏转，都是在电场力的作用下偏转，所以电场力对离子做正功．【解答】解：a粒子要在电场、磁场的复合场区内做直线运动，则该粒子一定做匀速直线运动，故对粒子a有：Bqv=Eq 即只要满足E=Bv无论粒子带正电还是负电，粒子都可以沿直线穿出复合场区，当撤去磁场只保留电场时，粒子b由于电性不确定，故无法判断从O’点的上方或下方穿出，故AB错误；粒子b在穿过电场区的过程中必然受到电场力的作用而做类似于平抛的运动，电场力做正功，其电势能减小，动能增大，故C项正确D项错误．故选：C．【点评】带电粒子在复合场中运动的综合分析这类问题综合了带电粒子在电场和磁场组成的复合场中的匀速直线运动、电场中的类平抛运动、磁场中的匀速圆周运动三个方面：（1）在电场和磁场组成的复合场中做匀速直线运动时，符合二力平衡：qE=qvB．（2）若撤去磁场，带电粒子在电场中做类平抛运动，应用运动的合成与分解的方法分析．有时也要结合能量问题分析解决．（3）若撤去电场，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，符合洛伦兹力提供向心力：9．如图所示，两块正对平行金属板M、N与电池相连，N板接地，在距两板等距离的P点固定一个带正电的点电荷，如果M板向上平移一小段距离，则（）A．点电荷受到的电场力减小B．M板的带电量增加C．P点的电势升高D．点电荷在P点具有的电势能增加【考点】电势差与电场强度的关系；电势能．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】平行金属板MN与电池相连，板间电压不变．将M板向上平移一小段距离，板间距离增大，场强减小，点电荷所受电场力减小．根据P点与下板之间电势差的变化情况，确定P点电势的变化．若电势升高，正电荷的电势能增大；若电势降低，正电势能减小．【解答】解：A、B、由题分析得知，电容器的板间电压保持不变，将M板向上平移一小段距离，板间距离增大，由公式E=可知，板间场强减小，点电荷受到的电场力减小．故A正确；B、电容器的板间电压保持不变，将M板向上平移一小段距离，板间距离增大，电容器的电容C减小，根据Q=UC可知，M板的带电量减小，故B错误；C、板间场强减小，P点与下板间的距离未变，则由U=Ed，可知P点与下板之间电势差减小，下板电势为零，且P点的电势高于下板的电势，则P点的电势降低．故C错误；D、该点电荷带正电，则点电荷在P点具有的电势能减小．故D错误．故选：A【点评】解答本题时，关键要对物理量间的关系要熟悉．分析时要抓住不变量，知道电容器与电源保持相连时板间电压不变．往往先确定电势差，再确定电势．10．如图所示，实线圆环A、B是光滑绝缘水平面内两个固定的同心超导环，两环分别通上大小相等的电流后，在环间环形区域内产生了相同方向的磁场，在这两个磁场的共同“束缚”下，带电离子沿图中虚线做顺时针方向的圆周运动，已知A环中电流沿顺时针方向，则（）A．B环中电流沿顺时针方向B．B环中电流沿逆时针方向C．带电离子带正电D．带电离子带负电【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；通电直导线和通电线圈周围磁场的方向．【专题】带电粒子在磁场中的运动专题．【分析】根据右手定则可以判断电流产生的磁场的方向，同样可以判断出B环的电流的方向，在根据左手定则可以判断粒子的带电的性质．【解答】解：A、由于AB间磁场方向相同，A环产生的磁场向里，所以B环在B环的外侧的磁场的方向向里，所以B环的电流的方向为逆时针，所以A错误，B正确；C、由A的分析可知，环间环形区域内的磁场的方向向里，由于带电离子沿图中虚线做顺时针方向的圆周运动，根据左手定则可知，粒子带负电，所以C错误、D正确；故选BD．【点评】本题是对左手定则和右手定则的直接的应用，掌握好左手定则和右手定则即可解决本题．11．如图所示为圆柱形区域的横截面，在没有磁场的情况下，带电粒子（不计重力）以某一初速度沿截面直径方向入射，穿过此区域的时间为t，在该区域加沿轴线方向的匀强磁场，磁感应强度为B，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射，粒子飞出此区域时，速度方向偏转60°角，如图所示，根据上述条件可求下列物理量中的（）A．带电粒子的比荷B．带电粒子在磁场中运动的周期C．带电粒子在磁场中运动的半径D．带电粒子的初速度【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力．【专题】平行四边形法则图解法专题．【分析】在没有磁场时，不计重力的带电粒子以某一初速度沿截面直径方向入射，穿过此区域时粒子做匀速直线运动；在有磁场时，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射，粒子飞出此区域时，粒子做匀速圆周运动．在匀速直线运动中虽不知半径，但可由位移与时间列出与入射速度的关系，再由匀速圆周运动中半径公式可算出粒子的比荷、周期．【解答】解：无磁场时，带电粒子做匀速直线运动，设圆柱形区域磁场的半径为R0，则v=2（1）而有磁场时，带电粒子做匀速圆周运动，由半径公式可得：（2）由几何关系得，圆磁场半径与圆轨道半径的关系：R=（3）由（1）（2）（3）联式可得：设粒子在磁场中的运动周期为T，则周期为T==πt，由于不知圆磁场的半径，因此带电粒子的运动半径也无法求出，以及初速度无法求．故选：AB【点评】带电粒子仅在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，洛伦兹力只改变速度的方向不改变速度的大小，洛伦兹力对粒子也不做功．同时当粒子沿半径方向入射，则也一定沿着半径方向出射．12．空间中存在着沿x轴方向的静电场，其电场强度E随x变化的关系图象如图所示，图象关于坐标原点对称，A，B是x轴上关于原点对称的两点，对于下列说法中正确的是（）A．电子在A、B两点的电势能不相等B．电子在A，B两点的加速度方向相反C．电子从A点由静止释放后的运动轨迹可能是曲线D．若取无穷远处电势为零，则O点处电势一定为正【考点】电势能；电场强度．【分析】电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加，通过电场力做功判断电势能的变化；直线运动的条件是合力与速度要共线．【解答】解：A、电子从A移动到B，电场力先做负功后做正功，总功为零，故A、B两点的电势能相等，故A错误；B、电子在A、B两点受到的电场力方向相反，大小相等，故加速度方向相反，大小相等，故B正确；C、由于电场力方向与x轴平行，故速度与合力始终共线，故一定做直线运动，故C错误；。