内蒙古集宁一中西校区2017—2018学年高二上学期期末考试物理试题(解析版)

内蒙古集宁一中西校区2017—2018学年高二上学期期末考试物理试卷选择题
1. 下列说法正确的是：（）
A. 根据E＝F/q，可知，电场中某点的场强与电场力成正比
B. 根据E＝kQ/r2 ，可知电场中某点的场强与形成电场的点电荷的电荷量成正比
C. 根据场强的叠加原理，可知合电场的场强一定大于分电场的场强
D. 电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹
【答案】B
【解析】电场中某点的场强是由电场本身决定的，与试探电荷的电量及其所受的电场力无关，选项A错误；根据E＝kQ/r2，可知电场中某点的场强与形成电场的点电荷的电荷量成正比，选项B正确；根据场强的叠加原理，可知合电场的场强可能大于分电场的场强，也可能小于或等于分电场的场强，选项C错误；点电荷的运动轨迹取决于电场力和初速度，所以电场线与点电荷的运动轨迹并非一样，故D错误；故选B.
2. 两电阻R1、R2的电流I和电压U的关系图线如图所示，可知两电阻大小之比R1∶R2等于( )
A. 1∶3
B. 3∶1
C. 1∶
D. ∶1
【答案】A
【解析】因为该图线为I-U图线，则图线的斜率表示电阻的倒数，两根图线的斜率比为3：1，所以电阻比为1：3．故A正确，BCD错误。

3. 一个电动势为E，内电阻为r的电池，接上负载电阻R，构成闭合电路，下列说法错误的是（）
A. 当R=r时，路端电压为U=E/2
B. 当R=0时，路端电压为U=E
C. 当R=r时，R获得的功率最大
D. 当R=r时，电源的效率为η= 50%
【答案】B
【解析】试题分析：当时，路端电压与内电压相等，而两者之和等于电动势E，则路端电压为,A 正确；当时，外电路短路，路端电压为,B错误；R获得的功率
，根据数学知识可知，当时，P有最大值，C正确；当
时，电源的效率,D正确；故选ACD
考点：闭合电路的欧姆定律、电功率。

【名师点睛】路端电压是外电路两端的电压，即可从外电路求，也可由内电路计算；电功率问题要明确电源的总功率,电源的输出功率,电源的热功率，电源的输出功率随外电组的变化关系如图，
电源的效率。

4. 如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )
A. 水平向左
B. 水平向右
C. 竖直向下
D. 竖直向上
【答案】D
【解析】解：首先根据安培定则判断通电螺线管在A处产生的磁场方向：水平向左．
根据左手定则判断可知：A受到通电螺线管磁场的作用力的方向：竖直向上，故ACD错误，B正确．
故选：B．
【点评】本题考查安培定则和左手定则综合应用的能力，对于几种定则关键要搞清两点：一是何时用；二是怎样用．
5. 如图所示，螺线管CD的导线绕向不明，当磁铁AB插入螺线管时，电路中有图示方向的电流产生，下列关于螺线管极性的判断正确的是( )
A. C端一定是N极
B. C端一定是S极
C. C端的极性一定与磁铁B端的极性相同
D. 无法判断极性，因螺线管的绕法不明
【答案】C
【解析】试题分析：在螺线管插入过程中，穿过CD的磁通量增大，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，阻碍磁铁AB插入螺线管，C端的极性一定与磁铁B端的极性相同，C正确；因磁铁AB极性不明，C端的极性无法判断，ABD错误。

故选C
考点：考查楞次定律的应用
6. 关于磁感应强度，下列说法中正确的是( )
A. 由B＝可知，B与F成正比，与IL成反比
B. 一小段通电导体在某处不受磁场力，此处也可能有磁场
C. 通电导体在磁场中受力越大，说明磁场越强
D. 磁感应强度的方向就是该处电流受力方向
【答案】B
【解析】试题分析：电场强度是反映电场力的性质的物理量，大小用比值法定义，方向与正的试探电荷受到的电场力的方向相同；电场中某点的场强可以通过电场线形象地表示；而磁感应强度也是通过比值定义，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．
解：A、由公式B=可知，该点的磁感应强度与电流受到的安培力、电流强度I大小，导线L长短无关，故A错误．
B、由公式B=可知，该点的磁感应强度与电流受到的安培力、电流强度I大小，导线L长短无关，通电导体在某处不受磁场力，此处也可能有磁场，故B正确．
C、由公式B=可知，该点的磁感应强度与电流受到的安培力、电流强度I大小，导线L长短无关，故C错误．
D、关键左手定则可知，磁感应强度的方向与该处电流受力方向垂直．故D错误．
故选：B．
【点评】本题考查对电场强度两公式的理解能力，首先要理解公式中各个量的含义，其次要理解公式的适用条件，注意比值定义法的含义，同时知道电荷有正负之分．
7. 一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示，径迹上每一小段可近似看成圆弧。

由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电量不变)。

从图中可以确定( )
A. 粒子从a到b，带正电
B. 粒子从b到a，带正电
C. 粒子从a到b，带负电
D. 粒子从b到a，带负电
【答案】B
【解析】试题分析：由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小，速度逐渐减小，根据粒子在磁场中运动的半径公式可知，粒子的半径逐渐的减小，所以粒子的运动方向是从b到a，在根据左手定则可知，粒子带正电，所以B正确，故选B。

考点：带电粒子在匀强磁场中的运动、洛仑兹力。

【名师点睛】根据粒子在磁场中运动的半径公式来分析粒子的运动的方向，在根据左手定则来分析电荷的性质。

8. 如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则( )
A. 电压表读数减小
B. 电流表读数减小
C. 质点P将向下运动
D. R3上消耗的功率逐渐增大
【答案】AC
点睛：解决闭合电路欧姆定律的题目，一般可以按照整体-局部-整体的思路进行分析，注意电路中某一部分电阻减小时，无论电路的连接方式如何，总电阻均是减小的．
9. 质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是( )
A. M带负电，N带正电
B. M的速率大于N的速率
C. 洛伦兹力对M、N做正功
D. M的运行时间大于N的运行时间
【答案】AB
【解析】试题分析：由左手定则判断出M带正电荷，带负电荷；结合半径的公式可以判断出粒子速度的大小；根据周期的公式可以判断出运动的时间关系．
解：A：由左手定则判断出N带正电荷，M带负电荷，故A正确；
B：粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力qvB=m，半径为：，在质量与电量相同的情况下，半径大说明速率大，即M的速率大于N的速率，故B正确；
C：洛伦兹力始终与速度的方向垂直，不做功，故C错误；
D：粒子在磁场中运动半周，即时间为周期的一半，而周期为T=，M的运行时间等于N的运行时间，故D错误．
故选：AB
【点评】该题考查到左手定则、半径的公式和根据周期的公式，属于基本应用．简单题．
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10. 如图所示，用丝线吊一个质量为m的带电(绝缘)小球处于匀强磁场中，空气阻力不计，当小球分别从A 点和B点向最低点O运动且两次经过O点时( )
A. 小球的动能相同
B. 丝线所受的拉力相同
C. 小球所受的洛伦兹力相同
D. 小球的向心加速度相同
【答案】AD
【解析】带电小球受到洛伦兹力和绳的拉力与速度方向时刻垂直，对小球不做功只改变速度方向，不改变速度大小，只有重力做功，故两次经过O点时速度大小不变，动能相同，A正确；小球分别从A点和B点向最低点O运动且两次经过O点时速度方向相反，由左手定则可知两次过O点洛伦兹力方向相反，绳的拉力大小也就不同，故B、C错；由a＝可知向心加速度相同，D正确。

二．非选择题
11. 一段粗细均匀的圆柱形新型导电材料棒，阻值约为1kΩ，现测量电阻率。

(1)在下列器材中选用合适器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻，应选____________(填序号)。

A．电流表A1：量程为10mA，内阻约为10Ω
B．电流表A2：量程为3A，内阻约为0.1Ω
C．电压表V1：量程为15V，内阻约为30kΩ
D．电压表V2：量程为6V，内阻约为15kΩ
E．滑动变阻器：最大阻值为20Ω，额定电流1A
F．低压直流电源：电压6V，内阻忽略
G．电键K，导线若干
(2)下图为实验电路图，请将实验电路图补充完整______。

(3)若用上图测导电材料棒的电阻，则测量结果将比真实值________。

(选填“偏大”或“偏小”)
(4)如果实验中电流表示数为I，电压表示数为U，并测出该棒的长度为L、直径为D，则该材料的电阻率
ρ＝________(用测出的物理量的符号表示)
【答案】(1). (1)ADEFG(2). (2)如图所示；
(3). (3)偏大(4). (4)
【解析】（1）电源电动势6V，则电压表选D；电路可能出现的最大电流为，电流表选择A；滑动变阻器用分压电路，故选E；另有G；故选ADEFG；
（2）因R x>>R A可知，电路要用电流表内接电路，电路图如图；
（3）若用上图测导电材料棒的电阻，由于电流表的分压作用，电压表的测量值大于电阻上电压的真实值，
则测量结果将比真实值偏大；
（4）根据欧姆定律得，R=，根据电阻定律得，，联立解得．
12. 用电流表和电压表测定电池的电动势E和内电阻r，所用电路如下图(a)所示，一位同学测得的6组数据如下表所示。

(1)试根据这些数据在图(b)中作出U－I图线______。

(2)根据图线求出电池的电动势E＝________V，电池的内电阻r＝________Ω。

【答案】(1). 图像见解析；(2). E=1.45V（1.44V-1.47V）(3). r=0.69Ω（0.67Ω-0.72Ω）
...... ......
点睛：本题考查数据的处理方法，用图象法处理可以减小误差；在连线时注意若出现误差较大的点应舍掉．13. 如图所示，已知电源电动势E＝20V，内阻r＝1Ω，当接入固定电阻R＝4Ω时，电路中标有“3V 4.5W”的灯泡L和内阻r′＝0.5Ω的小型直流电动机恰能正常工作，求
(1)电路中的电流强度？
(2)电动机的额定工作电压？
(3)电源的总功率？
【答案】(1)1.5A (2)9.5V (3)30W
【解析】（1）串联电路中灯L正常发光，电动机正常工作，则电路中电流强度等于灯L的额定电流．则得：
（2）电路中的电动机是非纯电阻电路．电路中有：E=U R+U L+U m+Ir
故电动机的额定电压为：
U m=E-U R-U L-Ir=E-I（r+R+R L）=20-2×（1+4+）V=6V
（3）电源总功率为：P
总=IE=1.5×20W=30W．
点睛：本题是电路中基本题型．对于电动机正常工作时，是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，其两端电压U＞Ir′，不能对整个电路运用欧姆定律求电流．
14. 如图所示，在与水平方向成α=60°角的光滑金属导轨间连一个直流电源，在相距L=1m的平行导轨上放一重mg=3N的金属棒ab，属棒ab所在的空间有方向竖直向上匀强磁场，当棒上通以I=3A的电流时，金属棒恰好静止．求：
（1）画出金属棒ab的截面（由b向a看）受力示意图（右侧视图），并标明其中电流的方向?
（2）求匀强磁场磁感应强度的大小？
（3）求导轨对金属棒ab的支持力的大小?
【答案】（1）受力示意图如图；
（2）T．（3）6N
【解析】（1）作出受力侧视图，如图；
．
（2,3）导体棒处于静止状态，根据平衡条件得：F
安=mgtan60°=3N，
F N==2mg=6N，
又导体棒与磁场垂直，F安=BIL，则有：
点睛：本题是通电导体在磁场中平衡问题，关键是分析物体的受力情况，画出力图，原图是立体图，往往画侧视图，便于作力图．
15. 如图所示，一束电子（电量为e）以速度v0垂直射入磁感应强度为B，宽为d的匀强磁场中，电子穿出磁场的速度方向与电子原来的入射方向的夹角为30°，（电子重力忽略不计），求：
（1）电子的质量是多少？
（2）穿过磁场的时间是多少？
（3）若改变初速度大小，使电子刚好不能从A边射出，则此时速度v是多少？
【答案】（1）2dBe/v0（2）πd/3v0（3）0.5v0
【解析】试题分析：（1）设电子在磁场中运动轨道半径为电子的质量是，由几何关系得电子运动的轨道半径:
电子在磁场中运动,洛伦磁力提供向心力：
即有：
由①③得:
（2）分析可知，电子运动轨迹的圆心角：
电子运动的周期：⑥
则电子穿过磁场的时间：
（3）电子刚好不能从A边射出电子轨道半径为
由得：
考点：考查了带电粒子在有界磁场中的运动。