2013-2014学年河北省石家庄市高二上学期期末考试物理试卷与答案（带解析）.doc

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1、2013-2014学年河北省石家庄市高二上学期期末考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 在物理学发展的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是 ( ) A安培首先提出了磁场对运动电荷的作用力公式 B法拉第根据小磁针在通电导线周围的偏转发现了电流的磁效应 C楞次发现了电磁感应现象，并研究得出了判断感应电流方向的方法 楞次定律 D法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律 库仑定律 答案： D 试题分析：洛仑兹首先提出了磁场对运动电荷的 作用力公式， A错；奥斯特根据小磁针在通电导线周围的偏转发现了电流的磁效应， B错；法拉第发现了电磁感应现象，

2、C错。库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律 库仑定律， D正确。 考点：物理学史 如下图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过 1 min的时间，两电阻消耗的电功之比 W甲 W乙 为 ( ) A 1 B 1 2 C 1 3 D 1 6 答案： C 试题分析：完整正弦脉冲波如下图所示： 根据电流有效值的定义，甲图与完整正弦脉冲波的电流有效值的关系是 ，完整正弦脉冲波的电流有效值与乙图电流有效值的关系是 ，所以甲乙两图电流有效值之比为 ，根据 可知， C选项正确。 考点：电流有效值 目前，世界上正在研究一种新型发电

3、机叫磁流体发电机如右图所示表示了它的发电原理：将一束等离子体喷射入磁场，磁场中有两块金属板 A、 B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压如果射入的等离子体的初速度为 v，两金属板的板长 (沿初速度方向 )为 L，板间距离为 d，金属板的正对面积为 S，匀强磁场的磁感应强度为 B，方向垂直于离子初速度方向，负载电阻为 R，电离气体充满两板间的空间当发电机稳定发电时，电流表的示数为 I.那么板间电离气体的电阻率为 ( ) A B C D 答案： A 试题分析：当发电机稳定发电时，极板间电场力与磁场力平衡， ，所以两极板间的电压 ，极板间的气体电阻 ,根据欧姆定律可得 解得板间电离气体的电阻率 ,A

4、正确。 考点： 磁流体发电机 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时，穿过此区域的时间为 t；若该区域加垂直该区域的匀强磁场，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，带电粒子飞出此区域时，速度方向偏转了 ，根据上述条件可求得的物理量为 ( ) A带电粒子的初速度 B带电粒子在磁场中运动的半径 C带电粒子在磁场中运动的周期 D带电粒子的比荷 答案： CD 试题分析：设圆柱形区域的横截面半径为 R，添加磁场后带电粒子在磁场中圆周运动半径为 r，带电粒子的初速度为 v，根据题意有， 由这三个式子可得带电粒子的比荷 ，

5、带电粒子在磁场中运动的周期 ，CD正确。 考点：带电粒子在磁场中运动 图中为一 “滤速器 ”装置示意图。 a、 b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔 O进入 a、 b两板之间。为了选取具有某种特定速率的电子，可在 a、 b间加上电压，并沿垂直于纸面 的方向加一匀强磁场，使所选 电子仍能够沿水平直线 OO运动，由 O射出。不计重力。可能达到上述目的的办法是 ( ) A使 a板电势高于 b板，磁场方向垂直纸面向里 B使 a板电势低于 b板，磁场方向垂直纸面向里 C使 a板电势高于 b板，磁场方向垂直纸面向外 D使 a板电势低于 b板，磁场方向垂直纸面向外 答案： A

6、D 试题分析：要使电子能够沿水平直线 OO运动，由 O射出，电子所受到的电场力与洛仑兹力应大小相等，方向相反。所以 BC错误， AD正确。 考点：洛仑兹力 电场力 如图所示，电流表、电压表均为理想电表，电源内阻不能忽略，当变阻器 R2的滑片向右滑动时，电压表 V1的变化量和电流表 A的变化量的比值为 K1，电压表 V2的变化量和电流表 A的变化量的比值为 K2，则 ( ) A K1变小 B K2变大 C K2的绝对值大于 K1的绝对值 D K2的绝对值小于 K1的绝对值 答案： C 试题分析：电压表 V1的变化量和电流表 A的变化量的比值为 K1就是定值电阻 R1的阻值，所以 K1不变， A错

7、；电压表 V2的变化量和电流表 A的变化量的比值为 K2就是定值电阻 R1与电源内阻之和，所以 K2不变， BD错误， C正确。 考点：电路分析 在空间中水平面 MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为 m的带电小球由 MN上方的 A点以一定初 速度水平抛出，从 B点进入电场，到达 C点时速度方向恰好水平，A、 B、 C三点在同一直线上，且 AB 2BC，如右图所示由此可见 ( ) A电场力为 2mg B小球带正电 C小球从 A到 B与从 B到 C的运动时间相等 D小球从 A到 B与从 B到 C的速度变化量的大小相等 答案： D 试题分析：小球在水平方向不受力，所以沿水平方向做匀速直线运动，小

8、球从 A到 B的运动时间是从 B到 C的运动时间的 2倍， C错；在竖直方向，小球在 AB受到的重力是小球在 BC所受合 力的一半， 所以电场力 ， AB错；小球从A到 B与从 B到 C的速度变化量的大小相等， D正确。 考点：平抛运动 电场力 均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场如图所示，在半球面 AB上均匀分布正电荷，总电荷量为 q，球面半径为 R， CD为通过半球顶点与球心 O的轴线，在轴线上有 M、 N两点， OM ON 2R.已知 M点的场强大小为 E，则 N点的场强大小为 ( ) A -E B C -E D E 答案： A 试题分析：把半个球面补到右面

9、，组成一个完整的球壳，根据对称性，可知，左半球在 N点的场强大小与右半球在 M点的场强大小相等，设这个场强为 Ex，则有，所以： ， A正确。 考点：电场强度 如下图甲所示，水平面上的光滑平行导轨 MN、 PQ上放着两根导体棒 ab、 cd，两棒中间用绝缘丝线系住开始，匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度 B随时间 t的变化如下图乙所示 I和 FT分别表示流过导体棒中的电流和丝线的拉力则在 t0时刻 ( ) A I 0， FT 0 B I 0， FT0 C I0， FT 0 D I0， FT0 答案： C 试题分析：根据 由乙图可知， 是一个定值，导体棒中始终有电流通过，在 t0时刻，磁感应强度

10、 B=0，由安培力 F=BIL可知，导体棒受到的磁场力为 0，它们之间的丝线的拉力为 0， C正确。 考点：电磁感应 安培力 将一电荷量为 Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等 a、 b为电场中的两点，则 ( ) A a点的电场强度比 b点的大 B a点的电势比 b点的高 C检验电荷 -q在 a点的电势能比在 b点的大 D将检验电荷 -q从 a点移到 b点的过程中，电场力做正功 答案： AB 试题分析： 因为 a处的电场线更密，所以， a处的电场强度比 b点的大， A正确；沿电场线方向电势降低，所以 a点的电势高于金属球表面的电势，金属球表面的电

11、势高于 b点的电势，金属球表面电势处处相同，所以 B正确；正电荷在电势高的地方电势能大，所以负电荷在电势高的地方电势能小， C错；将检验电荷 -q从 a点移到 b，电势能变 大，电场力做负功， D错。 考点：电势 电势能 在高速公路隧道内两侧的电灯泡不易更换，为了延长电灯泡的使用寿命，一个接口处通常安装两个完全相同的灯泡，下列说法正确的是 ( ) A两个灯泡串联 B两个灯泡并联 C每个灯泡实际消耗的功率是其额定功率的四分之一 D每个灯泡实际消耗的功率小于其额定功率的四分之一 答案： A 试题分析：两个灯泡串联，总电阻变大，总功率变小，所以每个灯泡的功率变小，从而使之使用寿命延长， A对 B错；

12、两灯泡串联后，每个灯泡的电压变为额定电压的一半，此时灯泡的电阻比正常工作时 的电阻小，所以每个灯泡实际消耗的功率大于其额定功率的四分之一， CD错误。 考点：串联分压 灯泡电阻随温度的变化 在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线 a和 b， a、 b导线的方向均与磁场方向垂直，但两导线中的电流不同，因此所受的力也不一样下列几幅图象表现的是导线所受的安培力 F与通过导线的电流 I的关系 a、 b各自有一组 F、 I的数据，在图象中各描出一个点在下图中，请判断描绘正确的是 ( ) 答案： BC 试题分析：根据安培力公式 F=BIL可知，在 B和 L相同时， F与 I成正比，因此 F-I图象为

13、一过原点直线， BC正确。 考点：安培力 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 答案： BD 试题分析：根据安培定则，环间的磁场垂直纸面向里，所以 B环中电流沿逆时针方向， A错 B对；根据左手定则，带电粒子带负电， C错 D对。 考点：安培定则 左手定则 某空间存在水平方向的匀强电场 (图中未

14、画出 )，带电小球沿如图所示的直线斜向下由 A点沿直线向 B点运动，此空间同时存在由 A指向 B的匀强磁场，则下列说法正确的是 ( ) A小球一定带正电 B小球可能做匀速直线运动 C带电小球一定做匀加速直线运动 D运动过程中，小球的机械能减少 答案： C 试题分析：小球沿直线斜向下由 A点向 B点运动，所以小球受到的合力与 AB在同一直线上，小球做匀加速直线运动， B错 C对；小球受到重力作用，所以小球一定受到水平向右的电场场力，由于电场方向不确定，所以小球带电情况不能确定， A错；在小球运动过程中，电场力做正功，小球的机械能增大， D错。 考点：电场力 力的合成 实验题 在使 用 10分度游

15、标卡尺和螺旋测微器测量某一工件的长度和厚度时，两仪器上的示数如图 (a)、 (b)所示则测量仪器的读数分别为 (a) cm、 (b) mm. 答案：（ a） 11.09cm (b) 6.8676.869mm 试题分析： (a)图读数为 11cm+90.01cm=11.09cm (b)图读数为6.5mm+0.368mm=6.868mm 考点：游标卡尺 螺旋测微器 某同学用量程为 1 mA、内阻为 120 的表头按图 (a)所示电路 改装成量程分别为 1v和1A的多用电表。图中 R1和 R2为定值电阻， S为开关。回答下列问题 : （ 1）根据图 (a)所示的电路，在图 (b)所示的实物图上连线。

16、 （ 2）开关 S闭合时，多用电表用于测量 (填 “电流 ”、 “电压，或 “电阻 ”)； 开关 S断开时，多用电表用于测量 (填 “电流 ”、 “电压 ”或 “电阻 ”)。 （ 3）表笔 A应为 色 (填 “红 ”或 “黑 ”)。 （ 4）定值电阻的阻值 R ， 。（结果取位有效数字） 答案：（ 1）连线 实物图如图所示 （ 2） 电流 、电压 (3) 黑 （ 4） ， 试题分析：开关 S闭合时， R1起到分流作用，多用电表可用于测量电流；开关 S断开时， R2起到分压作用，多用电表可用于测量电压；根据红进黑出，表笔 A应为黑色；开关 S断开时， , 开关 S闭合时，考点：多用电表 计算题

17、如图所示的电路中，两平行金属板 A、 B水平放置，两板间的距离 d=40 cm。电源电动势 E=24V,内电阻 r=1 ，电阻 R=15 。闭合开关 S，待电路稳定后，将一带正电的小球从 B板小孔以初速度 v0=4 m/s竖直向上射入板间。若小球带电量为q=110-2 C,质量为 m=210-2 kg,不考虑空气阻力 。那么， (1)滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达 A板 . (2)此时，电源的输出功率是多大 .(取 g=10 m/s2) 答案： (1) 8 (2)23W 试题分析： (1)小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到 A板时速度为零。 设两板间电压为 UAB 由动能

18、定理得 -mgd-qUAB=0- （ 4分） 滑动变阻器两端电压 U滑 =UAB=8 V 设通过滑动变阻器电流为 I,由欧姆定律得 I= （或 ） （ 2分） 滑动变阻器接入电路的电阻 （ 1+1=2分） (2)电源的输出功率 P出 =I2(R+R滑 )=23 W （ 2+2=4分） 考点：动能定理 电功率 如图甲所示，一正方形金属线框位于有界匀强磁场区域内，线框的右边紧贴着边界 t 0时刻对线框施加一水平向右的外力 F，让线框从静止开始做匀加速直线运动，经过时间 t0穿出磁场图乙所示为外力 F随时间 t变化的图象若线框质量为 m、电阻 R及图象中的 F0、 t0均为已知量，则根据上述条件，请

19、你推出： (1)磁感应强度 B的表达式； (2)线框左边刚离开磁场前瞬间的感应电动势 E的表达式 答案： (1) B (2) E 试题分析： (1)线框运动的加速度： a （ 2分） 线框边长： l at （ 2分） 线框离开磁场前瞬间速度： v at0 （ 2分） 由牛顿第二定律知： 3F0- ma （ 2分） （若安培力分开写成： F=BIL， E=BLV， I=E/R,则累加成 式总共得 2分） 解 式得， B （ 1分） (2)线框离开磁场前瞬间感应电动势： E Blv （ 2分） 解 式得： E （ 1分） 考点： 安培力 感应电动势 如图所示空间分为 ， ， 三个足够长的区域，各边

20、界面相互平行，其中 ， 区域存在匀强电场 EI 1.0104 V/m，方向垂直边界面竖直向上； E 105 V/m，方向水平向右， 区域磁感应强度 B 5.0 T，方向垂直纸面向里，三个区域宽度分别为 d1 5.0 m， d2 4.0 m， d3 m一质量 m 1.010-8 kg、电荷量 q 1.610-6C的粒子从 O点由静止释放，粒子重力忽略不计求： (1)粒子离开区域 时的速度大小； (2)粒子从区域 进入区域 时的速度方向与边界面的夹角； (3)粒子从 O点开始到离开 区域时所用的时间 答案： (1) v1 4103 m/s (2) 30 (3)6.1210-3s 试题分析： (1)由动能定理得 qEId1 （ 2分） 得： v1 4103 m/s （ 1分） (2)粒子在区域 做类平抛运动水 平向右为 y轴，竖直向上为 x轴设粒子进入区域 时速度与边界的夹角为 tan （ 1分） vx v1 vy at （ 1分） （ 1分） t （ 1分） 把数值代入得 30 （ 1分） (3)粒子进入磁场时的速度 v2 2v1 （ 1分） 粒子在磁场中运动的半径 R 10m （ 1分） 粒子在磁场中运动所对的圆心角为 120 因此 （ 1分） （两式共 1分） 由（ 2）得 （ 1+1=2分） 考点： 动能定理 带电粒子在磁场中运动 类平抛运动