1、1天津市七校（静海一中、宝坻一中、杨村一中等）2018-2019 学年高二上学期期末考试物理试题一、单项选择题（本题共 9 小题，每小题 4 分，共 36 分）1.下列关于人造卫星的叙述，正确的是（ ）A. 做匀速圆周运动的人造卫星无论离地球远近，卫星内物体均处于失重状态，所以卫星不受地球作用B. 发射速度大于 7.9km/s 的人造地球卫星进入轨道后的线速度一定大于 7.9km/sC. 同一卫星的轨道半径越大，其动能越小，所以机械能也越小D. 所有同步卫星的高度是相同的，线速度的大小也是相同的，与地球的自转方向相同，但质量不一定相同【答案】D【解析】【详解】做匀速圆周运动的人造卫星无论离地球
2、远近，卫星内物体均处于失重状态，但是卫星仍受地球的引力作用，选项 A 错误；发射速度大于 7.9km/s 的人造地球卫星进入轨道后，由于势能增加，则动能会减小，在轨道上的线速度一定小于 7.9km/s，选项 B 错误；同一卫星的轨道半径越大，速度越小，其动能越小，但是重力势能较大，所以机械能越大，选项 C 错误；所有同步卫星的高度是相同的，线速度的大小也是相同的，与地球的自转方向相同，但质量不一定相同，选项 D 正确；故选 D.2.2016 年 10 月 19 日凌晨 3 点 31 分，在离地球 393 公里的轨道上飞行了一个多月、绕地球 500 多圈的“天宫二号”终于等来了他的小伙伴“神舟十
3、一号” ，他们在太空牵手，完成了交会对接，航天员景海鹏和陈冬进入天宫二号。交会对接前“天宫二号”和“神舟十一号”均绕地球做匀速圆周运动，其轨道如图所示。关于交会对接前“天宫二号”和“神州十一号”各自的运行情况，下列说法中正确的是（ ）A. 神舟十一号的运行周期小于天宫二号的周期B. 神舟十一号的运行速度小于天宫二号的运行速度C. 神舟十一号和天宫二号的速度都大于地球的第一宇宙速度2D. 神舟十一号必须减速才能与天宫二号交会对接【答案】A【解析】【详解】万有引力提供向心力： 解得： GmMr2 mr2 m42T2r=mv2r=ma v= GMr T=2 r3GM ；由 ，可知半径小的周期小，则
4、A 正确；由 可知=GMr3 a=GMr2 T=2 r3GM v= GMr半径小的速度大，则 B 错误；所有卫星的运行速度不大于第一宇宙速度，则 C 错误；神舟十一号要加速做做离心运动才能与天宫二号交会对接，则 D 错误；故选 A。【点睛】本题考查了万有引力的应用，知道万有引力提供向心力是解题的前提，应用万有引力公式牛顿第二定律可以解题，要理解卫星、航天器变轨的原理。3.如图， a、 b、 c、 d 为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。一带正电的粒子从正方形中心 O 点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是（ ）A.
5、沿 O 到 c 方向B. 沿 O 到 a 方向C. 沿 O 到 d 方向D. 沿 O 到 b 方向【答案】A【解析】【分析】根据等距下电流所产生的 B 的大小与电流成正比，得出各电流在 O 点所产生的 B 的大小关系，由安培定则确定出方向，再利用矢量合成法则求得 B 的合矢量的方向。【详解】根据题意，由右手螺旋定则知 b 与 d 导线电流产生磁场正好相互抵消，而 a 与 c导线产生磁场正好相互叠加，由右手螺旋定则，则得磁场方向水平向左，当一带正电的粒子从正方形中心 O 点沿垂直于纸面的方向向外运动，根据左手定则可知，它所受洛伦兹力的方向向下。即由 o 到 c，故 A 正确，BCD 错误。故选
6、A。4.在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，紧贴边缘内壁放一个圆环形电极，并把它们与电池3的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水。如果把玻璃皿放在磁场中（如图所示） 。通过所学的知识可知，当接通电源后从上向下看（ ）A. 液体将顺时针旋转B. 液体将逆时针旋转C. 若仅调换 N、S 极位置，液体旋转方向不变D. 不能确定液体的转动方向【答案】B【解析】【详解】在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心；器皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转；若仅调换 N、S 极位置，液体旋转方向反向，故选项 B 正确，ACD 错误；
7、故选 B。5.如图，螺线管导线的两端与两平行金属板相连接，一个带正电的小球用绝缘丝线悬挂于两金属板间并处于静止状态。线圈置于方向竖直向上的均匀增大的磁场中，现将 s 闭合，当磁场发生变化时小球将偏转。若磁场发生了两次变化，且第一次比第二次变化快，第一次小球的最大偏角为 ；第二次小球的最大偏角为 ，则关于小球的偏转位置和两次偏转1 2角大小的说法正确的（ ）A. 偏向 B 板， 1 2B. 偏向 B 板， 1 2C. 偏向 A 板， 1 2D. 偏向 A 板， 1 2【答案】C【解析】【分析】4由题意可知，线圈置于竖直向上的均匀增大的磁场中，根据法拉第电磁感应定律会产生稳定的电动势，判断出电感应
8、电动势的高低，分析小球受力方向及力的大小。【详解】线圈置于方向竖直向上的均匀增大的磁场中，据楞次定律可知线圈的感应电动势下高上低，则 B 板电势高，A 板电势低，小球向 A 偏转，当磁场变化快时电动势大，偏角大，则 C 正确，ABD 错误；故选 C。6.在如图所示的电路中，a、b、c 为三盏完全相同的灯泡，L 是自感线圈，直流电阻为RL，则下列说法正确的是（ ）A. 合上开关后，b、c 先亮，a 后亮B. 断开开关时，N 点电势低于 M 点C. 断开开关后，b、c 同时熄灭，a 缓慢熄灭D. 断开开关后，c 马上熄灭，b 闪一下后缓慢熄灭【答案】A【解析】【详解】开关 S 闭合瞬间，因线圈 L
9、 的电流增大，磁通量增大，产生自感电动势，根据楞次定律可知，自感电动势阻碍电流的增大，通过 a 灯的电流逐渐增大，所以 b、c 先亮，a后亮，故 A 正确；合上开关一会儿后，因线圈中电流逐渐稳定；断开开关 S 的瞬间，由电感的特性可知：L 和 a、b 组成的回路中有电流，电流的方向与 L 中原来电流的方向相同，方向为：LNbMaL，可知 N 点电势高于 M 点。故 B 错误；合上开关一会儿后，因线圈有电阻，则当电路中电流稳定时， a 的电流小于 b；断开开关 S 的瞬间，由电感的特性可知：L 和 a、b 组成的回路中有电流，导致 a、b 一起缓慢熄灭；而 c 没有电流，马上熄灭。由于原来 a
10、的电流小于 b，开关断开的瞬间，通过 a、b 和线圈回路的电流从 a 灯原来的电流减小，所以两灯都不会闪亮，故 C 错误，D 错误；故选 A。【点睛】本题考查了电感线圈对电流的阻碍作用，特别是开关闭合、断开瞬间的判断，要根据灯泡中电流有无增大，分析是否存在闪亮现象。7.如图甲所示，闭合矩形导线框 abcd 固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度 B 随时间的变化规律如图乙所示。规定垂直纸面向外为磁场的正方向，顺5时针方向为感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向。关于线框中的感应电流 i 和ad 边所受的安培力 F 随时间 t 变化的图象，下列选项正确的是（ ）A. B
11、. C. D. 【答案】AC【解析】【分析】由图可知磁感应强度的变化，则可知线圈中磁通量的变化，由法拉第电磁感应定律可知感应电动势变化情况，由楞次定律可得感应电流的方向，根据左手定则可以找出安培力方向，结合可得出正确的图象【详解】由图示 图象可知， 01s 时间内， B 增大， 增大，由楞次定律可知，感应电B-t流是顺时针的，为正值；12s 磁通量不变，无感应电流；23s， B 的方向垂直纸面向外，B 减小， 减小，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，感应电流是负的；34s 内，B 的方向垂直纸面向里， B 增大， 增大，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，感应电流是负的，故 A 正确，B
12、 错误；由左手定则可知，在 01s 内，ad 受到的安培力方向：水平向右，是正的，12s 无感应电流，没有安培力，24s 时间内，安培力水平向左，是6负的；由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势 ，感应电流 ，由 B-tE=t=BtS I=ER=SBRt图象可知，在每一时间段内， 是定值，在各时间段内 I 是定值，ad 边受到的安培力Bt， I、 L 不变， B 均匀变化，则安培力 F 均匀变化，不是定值，C 正确 D 错误F=BIL8.在图甲所示的电路中，理想变压器原线圈两端的正弦交变电压变化规律如图乙所示。已知变压器原、副线圈的匝数比 n1 n2101，串联在原线圈电路中的交流电流表 A1的
13、示数为 1A，下列说法正确的是（ ）A. 交流电流表 A2的示数为 0.1 AB. 变压器输出端交流电的频率为 100 HzC. 电阻 R 上消耗的功率为 200WD. 若电阻 R 变大，则电压表示数也增大【答案】C【解析】【详解】根据 I1：I 2=n2：n 1，输出电流为：I 2=10I1=10A，电流表读数为有效值，故 A 错误；根据图乙得到交流电的周期为 0.02s，频率为 50Hz，故 B 错误；输入电压的最大值为 200V，故电压的有效值为 200V，变压器的输入功率为：P 1=U1I1=200V1A=200W；理想变压2器输入功率等于输出功率，故输出功率为 200W，故 C 正确
14、；若电阻 R 变大，电压表示数是不变的，故 D 错误；故选 C。【点睛】本题关键是根据图象得到瞬时值的最大值，然后得到有效值，最后结合理想变压器的变压比公式和变流比公式列式求解。9.随着电子技术的发展，霍尔传感器被广泛应用在汽车的各个系统中。其中霍尔转速传感器在测量发动机转速时，情景简化如图（甲）所示，被测量转子的轮齿（具有磁性）每次经过霍尔元件时，都会使霍尔电压发生变化，传感器的内置电路会将霍尔元件电压调整放大，输出一个脉冲信号，霍尔元件的原理如图（乙）所示。下列说法正确的是（ ）7A. 霍尔电压是由于元件中定向移动的载流子受到电场力作用发生偏转而产生的B. 若霍尔元件的前端电势比后端低，则
15、元件中的载流子为负电荷C. 在其它条件不变的情况下，霍尔元件的厚度 c 越大，产生的霍尔电压越高D. 若转速表显示 1800r/min，转子上齿数为 150 个，则霍尔传感器每分钟输出 12 个脉冲信号【答案】B【解析】元件内载流子受到洛伦兹力和电场力的作用，故 A 错误；根据左手定则，电子向前端偏转，前端带负电，后端带正电，所以前端的电势低，符合要求，则元件中的载流子为负电荷，故 B 正确；当电场力和洛伦兹力平衡，有： ， ，解得：qUb=qvB I=nqvS=nqvbc，故当 c 增大时，U 减小，故 C 错误；转速 ， 则霍尔传U=Bvb=BInqc n=1800rmin=30rs感器每
16、分钟输出的脉冲信号个数为 个，故 D 错误，故选 B.1503060=270000二、多项选择题（本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。每小题有多个选项符合题意，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，错选或者不答的得 0 分）10.关于下列器材的原理和用途，叙述正确的是（ ）A. 变压器既可以改变交流电压也可以改变稳恒直流电压B. 经过回旋加速器加速的带电粒子最大速度与加速电压大小无关C. 真空冶炼炉的工作原理是通过线圈发热使炉内金属熔化D. 磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用【答案】BD【解析】【详解】变压器只能改变交流电压，不可以改变稳恒直流电压，选项 A
17、 错误；由得： ，则最大动能： ；可知经过回旋加速器加速的带电qvB mv2R v=qBRm EKm=12mv2=q2B2R22m粒子最大速度与加速电压大小无关，选项 B 正确；真空冶炼炉的工作原理是炉中金属产生涡流使炉内金属熔化，不是线圈发热，故 C 错误；磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框中8可以产生感应电流能起电磁阻尼的作用，故 D 正确。故选 BD.11.发电厂的输出电压为 U1，发电厂至用户间输电导线的总电阻为 R，通过导线的电流为I，用户得到的电压为 U2，则下列输电导线上损耗功率的表达式中正确的是（ ）A. (U1U2)IB. I2RC. U21RD. (U1U2)R2【答案】AB
18、D【解析】【详解】升压变压器的输出电压为 U1，降压变压器的输入电压为 U2，则输电线上的电压损失U=U 1-U2，输电线上损失的功率为 P 损 =UI=I（U 1-U2）或 P 损 =UI= 故U2R=(U1U2)2RAD 正确，因为输电线上的电流为 I，则输电线上损失的功 P 损 =I2R故 B 正确，C 错误。故选 ABD。【点睛】解决本题的关键知道损失的功率的各种表达形式：P 损 =I2R=UI=I（U 1-U2）或 P损 =UI=U 2 /R =(U1U2)2 /R。12.如图所示，已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压 U 加速后，水平进入互相垂直的匀强电场 E 和匀强
19、磁场 B 的复合场中（ E、 g 和 B 已知） ，小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）A. 小球带负电B. 小球做匀速圆周运动过程中机械能保持不变C. 小球做匀速圆周运动过程中周期 T=2EBgD. 若电压 U 增大，则小球做匀速圆周运动的周期变大【答案】AC9【解析】【详解】小球在竖直平面内做匀速圆周运动，重力与电场力平衡，则知小球所受的电场力竖直向上，与电场方向相反，因此小球带负电，故 A 正确。小球做匀速圆周运动，动能不变，重力势能不断变化，两者之和即机械能在变化，故 B 错误。小球做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有 qvB=m r，又 qE=mg，联
20、立得 ，故 C 正确。在加速电场42T2 T 2EBg中，根据动能定理得 qU= mv2，得 ，知若电压 U 增大，小球获得的速度 v 增大，小12 v= 2qUm球做匀速圆周运动的轨迹半径增大，根据 知小球做匀速圆周运动的周期不变。故 DT=2mqB错误。故选 AC。13.“嫦娥之父”欧阳自远透露：我国计划于 2020 年登陆火星。假如某志愿者登上火星后将一小球从高 h 处以初速度 v0水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为 L。已知火星半径为 R，万有引力常量为 G。不计空气阻力，不考虑火星自转，则下列说法正确的是（ ）A. 火星表面的重力加速度 g=hv02L2B. 火星的第一宇宙速度为
21、 v=v0L2hRC. 火星的质量为 M=2hv02GL2R2D. 火星的平均密度为3hv202GL【答案】BC【解析】【详解】平抛运动的时间 再根据 h= gt2得，得火星表面的重力加速度 ，故t=Lv0 12 g月 2hv20L2A 错误；火星的第一宇宙速度为 ，选项 B 正确；根据 ，解得火v=gR=v0L2hR GmMR2=mg星的质量为 ，选项 C 正确；火星的平均密度为 ，故 D 错误；M=gR2G=2hv02R2GL2 =M43R3= 3hv202GRL2故选 BC。【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上和竖直方向上的运动规律，以及掌握万有引力提供向心力以及万有引力等于重
22、力这两个理论的运用；知道联系这两个问题的桥梁是重力加速度。三、填空题（每空 3 分，共 15 分）1014.如图所示，两只用粗细相同的铜丝做成的闭合线框 a、 b 放在光滑绝缘水平桌面上，它们的边长分别为 L 和 2L。现以相同的速度 v 将 a、 b 从磁感应强度为 B 的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外。在此过程中， a、 b 两线框中的电流之比为_；拉力之比为_；通过铜丝横截面的电量之比为_.【答案】 (1). 1:1 (2). 1:2 (3). 1:2【解析】【详解】根据电阻定律 得 Ra：R b=1：2，根据法拉第电磁感应定律 E=BLv 得线框电动R LS势之比 Ea：E b=1：2
23、，两线框中的电流之比 Ia： Ib 1：1，由于线框匀速运动，拉力EaRa：EbRb和安培力平衡，故 ；根据 通过的铜丝横截面的电量之比FaFb F安 1F安 2 BIaLBIb2L 12 q R总；qaqb=BL2Ra:B(2L)2Rb 1215.如图所示，匀强磁场的磁感应强度 B T，边长 L10cm 的正方形线圈 abcd 共 100 匝，5线圈电阻 r1，线圈绕垂直于磁感线的对称轴 OO匀速转动，角速度 2 rad/s，外电路电阻 R4，从图示位置开始计时，转动过程中感应电动势瞬时值表达式为e=_V；电压表的示数为_V.【答案】 (1). e=10cos2t (2). 42【解析】【分
24、析】先根据 Em=NBS 求解电动势的峰值，再根据 e=Emcost 写出瞬时表达式。电压表示数为有效值。11【详解】电动势的峰值为： Em NBS100 0.10.12 V10 V；从图示位置开始5计时，转动过程中感应电动势瞬时值表达式为 e=Emcost=10cos2t；根据电压分配原理可得，路端电压的峰值为： ；则电压表示数为：UmRR+rEm 44+110V 8VU Um2 82V 42V四、解答题（16 题 16 分，17 题 17 分，共 33 分）16.如图，带有等量异种电荷的两平行金属板 MN， PQ 水平放置，两板间距 L，板长 4L，在下板 PQ 中央有一小孔， PQ 板下
25、方足够大的区域有垂直于纸面向里的匀强磁场。一个质量为 m，带电量为+ q 的粒子，从 MN 板的下边缘以初速度 v0 沿与板平行的方向射入两板间，恰好从 PQ 板小孔垂直于磁感线方向进入磁场，经磁场偏转后从 Q 点射出，不计粒子重力，求：(1)两板间的电场强度 E 的大小；(2)匀强磁场的磁感应强度 B 的大小；(3)粒子从 M 点运动到 Q 的总时间.【答案】(1) (2) (3)E=mv202qL B=mv0qL t=2Lv0+L2v0【解析】【详解】 （1）粒子在电场中做类平抛运动，则： 2L=v0t1L=12at12其中 a=qEm解得： E=mv202qL（2）粒子刚进入磁场时： v
26、y=at1tan=vyv0解得： tan=1则： v=2v012进入磁场后，带电粒子做匀速圆周运动，由几何关系得 R=2L由 qvB=mv2R解得： B=mv0qL（3）粒子在磁场中的运动时间： t2=14T周期： T=2mqB则粒子从 M 点运动到 Q 的总时间. t=t1+t2解得： t=2Lv0+L2v017.如图所示，两根平行且足够长的轨道水平放置，轨道间距为 L=0.5m，且电阻不计. CD 左侧处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为 B1=1T， CD 右侧处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为 B2=2T.在轨道上有两根长度稍大于 L、质量均为 m=0.1kg、阻值均为
27、R=0.5 的金属棒 a、 b，金属棒 b 用一根足够长的绝缘细线跨过定滑轮与重锤相连重锤的质量 M=0.1kg。某时刻金属棒 a 在外力作用下以速度 v0沿轨道向左做匀速直线运动，在这一过程中金属棒 b 恰好保持静止.当金属棒 a 到达 CD 处时被固定，此后重锤开始下落，在落地前速度达到最大。忽略一切摩擦阻力，且不考虑金属棒 a、 b 间的相互作用力，重力加速度为 g=10m/s2.求：(1)金属棒 a 匀速运动的速度 v0的大小；(2)重锤能达到的最大速度 v 的大小；(3)若从重锤开始下落起，到其达到最大速度的过程中，金属棒 b 产生的焦耳热 Q 为 0.2J.求重锤下落的高度 H.【答案】(1) v0=2m/s (2)v=4m/s (3) H=2m【解析】【详解】 （1）金属棒 a 做切割磁感线运动，b 杆不动时：Mg=F安F安 =B1IL13I=E2RE=B2Lv0（2）a 被固定，重锤与金属棒 b 组成的系统达到最大速度后做匀速直线运动，根据受力平衡条件有：（3） 重锤与金属棒 b 组成的系统根据能量守恒定律有：H=2m
