【解析版】湖北省武汉市2018-2019学年高二上学期期末考试物理试题 word版含解析

www.ks5u.com武汉外国语学校2018-2019学年度上学期期末考试高二物理试题一、选择题1. 物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用.下面列举的四种器件中，利用电磁感应原理工作的是（ ）A. 回旋加速器 B. 电磁炉 C. 质谱仪 D. 示波管【答案】B【解析】试题分析：A、回旋加速器利用磁场使带电粒子旋转，电场使粒子加速故A错误B、电磁炉是利用电磁感应原理使产生涡流，将电能最终转化成内能故B正确C、质谱仪是利用电场加速，磁场使粒子偏转，不是电磁感应现象故C错误D、利用了电场加速和电场偏转的原理故D错误故选B2.如图所示,一圆柱形铁芯上沿轴线方向绕有矩形线圈,铁芯与磁极的缝隙间形成了辐向均匀磁场，磁场的中心与铁芯的轴线重合当铁芯绕轴线以角速度转浏的过程中,线圈中的电流变化图象是下图中的哪一个?(从图位置开始计时,NS极间缝隙的宽度不计,以边的电流进入纸面,边的电流出纸面为正方向) A. B. C. D. 【答案】D【解析】在一个周期内，前半个周期内：根据右手定则可知电流从b边进入纸面，a边的电流出纸面，为负值。设ab边长为，ad边长为，矩形abcd的面积为S，电阻为R，磁感应强度大小为B，则感应电动势大小为：，感应电流大小为：，为不变。后半个周期内：根据右手定则可知电流从a边进入纸面，b边的电流出纸面，为正值。感应电流大小为：，为不变，故ABC错误，D正确，故选D。【点睛】将一个周期分成两个半个周期研究，根据右手定则判断感应电流的方向，确定电流的正负根据感应电动势公式推导电动势表达式，确定电流大小，然后选择图象3.如图，平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻为R，磁场的磁感强度为B，方向与导轨所在平面垂直。一根足够长的金属棒与导轨成角放置，金属棒与导轨的电阻不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时，通过电阻R的电流强度是 （ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】由于导体与磁场垂直，得：，则感应电流为，故选项A正确，选项BCD错误。点睛：题中导体与磁场垂直，根据导体切割电动势公式求出感应电动势，由闭合电路欧姆定律求出感应电流。4.如图所示,边长为的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个边长为的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直,导线框和虚线框的对角线重合,从开始，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向移动进入磁场,直到整个导线框离开磁场区域。用表示导线框中的感应电流,取逆时针方向为正，则下列表示关系的图线中,正确的是A. B. C. D. 【答案】D【解析】【分析】根据感应电流大小和方向，将选项逐一代入，检查是否符合题意来选择【详解】导线框完全进入磁场后，没有感应电流产生。故A、B均错误。进入和穿出磁场过程，线框有效切割长度变化，感应电动势和感应电流在变化，故C错误。线框进入磁场过程，有效切割长度L均匀增大，感应电动势E均匀增大，感应电流I均匀增大。穿出磁场过程，有效切割长度L均匀减小，感应电动势E均匀减小，感应电流I均匀减小，两个过程感应电流的方向相反。故D正确。故选D。【点睛】本题采用的是排除法做选择题常用方法有直判法、排除法、代入法、特殊值法、图象法等等5.在水平地面上方有正交的匀强电场和匀强磁场,匀强电场方向竖直向下、匀强磁场方向水平向里。现将一个带正电的金属小球从M点以初速度水平抛出,小球着地时的速度为在空中的飞行时间为若将磁场撤除，其它条件均不变,那么小球着地时的度为在空中飞行的时间为小球所受空气阻力可忽略不计,则关于和A和的大小比较,以下判断正确的是A. v1>v2，t1>t2 B. C. D. 【答案】C【解析】【分析】未撤除磁场时，小球受到重力、电场力和洛伦兹力，但洛伦兹力不做功根据动能定理分析速度大小关系分析洛伦兹力对小球运动影响，分析时间关系【详解】因为洛伦兹力对粒子永远不做功，则根据动能定理，磁场存在与否，重力和电场力对小球做功相同，则小球着地时的速率都应该是相等的，即v1=v2。存在磁场时，小球就要受到向右上方的洛伦兹力，有竖直向上的分力，使得小球在竖直方向的加速度小于没有磁场时的加速度，在空中飞行的时间要更长些。即t1t2故C正确，ABD错误。故选C。【点睛】本题中小球在复合场中运动，关键要抓住洛伦兹力不做功，不改变速度大小的特点进行分析6.如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点，通过pa段用时为t.若该微粒经过P点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上。若两个微粒所受重力均忽略,则新微粒运动的 ( )A. 轨迹为pb,至屏幕的时间将小于tB. 轨迹为pc,至屏幕的时间将大于tC. 轨迹为pa，至屏幕的时间将大于tD. 轨迹为pb,至屏幕的时间将等于t【答案】C【解析】试题分析：由动量守恒定律可得出粒子碰撞后的总动量不变，由洛仑兹力与向心力的关系可得出半径表达式，可判断出碰后的轨迹是否变化；再由周期变化可得出时间的变化带电粒子和不带电粒子相碰，遵守动量守恒，故总动量不变，总电量也保持不变，由，得：，P、q都不变，可知粒子碰撞前后的轨迹半径r不变，故轨迹应为pa，因周期可知，因m增大，故粒子运动的周期增大，因所对应的弧线不变，圆心角不变，故pa所用的时间将大于t，C正确；【点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式，周期公式，运动时间公式，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题，7. 边长为L的正方形金属框在水平恒力F作用下运动，穿过方向如图所示的有界匀强磁场区域磁场区域的宽度为d（d>L）已知ab边进入磁场时，线框的加速度恰好为零则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较，正确的是（ ）A. 金属框中产生的感应电流方向相反B. 金属框所受的安培力方向相反C. 进入磁场过程的所用的时间等于穿出磁场过程的时间D. 进入磁场过程的发热量少于穿出磁场过程的发热量【答案】AD【解析】试题分析：线框进入磁场和穿出磁场的过程，磁场方向相同，而磁通量变化情况相反，进入磁场时磁通量增加，穿出磁场时磁通量减小，则由楞次定律可知，产生的感应电流方向相反故A正确根据楞次定律：感应电流阻碍导体与磁场间相对运动，可知，安培力方向均水平向左，方向相同故B错误由题，线框进入磁场时做做匀速运动，完全在磁场中运动时磁通量不变，没有感应电流产生，线框不受安培力而做匀加速运动，穿出磁场时，线框所受的安培力增大，大于恒力F，线框将做减速运动，刚出磁场时，线框的速度大于或等于进入磁场时的速度，则穿出磁场过程的平均速度较大，则进入磁场过程的时间大于穿出磁场过程的时间故C错误根据功能关系可知，进入磁场产生的热量Q1=FL穿出磁场过程，线框的动能减小，则有FL+Ek=Q2故进入磁场过程中产生的热量少于穿出磁场过程产生的热量故D正确故选AD.考点：法拉第电磁感应定律；楞次定律；功能关系【名师点睛】此题考查了法拉第电磁感应定律、楞次定律及功能关系；根据楞次定律判断感应电流的方向和安培力的方向线框进入磁场过程做匀速运动，完全在磁场中运动时做匀加速运动，穿出磁场速度大于进入磁场的速度，线框将做减速运动，出磁场时大于或等于进入磁场时的速度，所用时间将缩短根据功能关系分析热量关系。8.如图所示的电路中,A、B是完全相同的灯泡,L是电阻不计的电感线圈,下列说法中在确的是A. 当开关S闭合时,A灯先亮,B灯后亮B. 当开关S闭合时,A、B灯同时亮,电路稳定后,B灯更亮，A灯熄灭C. 当开关S断开时,A灯闪亮一下再媳灭D. 当开关S断开时,B灯过一会儿熄灭【答案】BC【解析】【分析】电感线圈L中电流变化时，会产生自感电动势，阻碍电流的变化；故电键接通瞬间通过线圈的电流缓慢增加，电键断开瞬间通过线圈的电流缓慢减少【详解】当开关S闭合时，电路中的电流增加，由于线圈的自感作用，将产生一自感电动势阻碍电流的增加，此时A、B二灯相当于串联，同时亮；电路稳定后线圈相当于一段导线，将A灯短路，A灯熄灭，B灯两端所加电压增加而变得更亮，故A错误，B正确。断开S时，B灯立即熄灭；线圈产生自感电动势，和灯泡A构成闭合电路，A灯先闪亮后逐渐变暗；故C正确，D错误；故选BC。【点睛】本题考查了通电自感和断电自感，关键要明确线圈中的自感电动势总是阻碍电流的增加和减小，即总是阻碍电流的变化9.如图所示,实线表示在竖直平面内的电场线,电场线与水平方向成角,水平方向的匀强磁场与电场正交,有一带电液滴沿斜向上的虚线L做直线运动,L与水平方向成角,且则下列说法中正确的是A. 液滴一定做匀速直线运动B. 液滴一定带正电C. 电场线方向一定斜向上D. 液滴有可能做匀变速直线运动【答案】ABC【解析】【分析】带电液滴做直线运动，要么合力为零做匀速直线运动，要么所受合力与速度方向在同一直线上，做匀变速直线运动；对带电液滴进行受力分析，然后答题【详解】带电液滴受竖直向下的重力G、沿电场线方向的电场力F、垂直于速度方向的洛伦兹力f，由于，这三个力的合力不可能沿带电液滴的速度方向，因此这三个力的合力一定为零，带电液滴做匀速直线运动，不可能做曲线运动和匀变速直线运动，故A正确，D错误。当带电液滴带正电，且电场线方向斜向上时，带电液滴受竖直向下的重力G、沿电场线向上的电场力F、垂直于速度方向斜向左上方的洛伦兹力f作用，这三个力的合力可能为零，带电液滴沿虚线L做匀速直线运动；如果带电液滴带负电、或电场线方向斜向下时，带负电液滴斜向下运动时所受合力才可能为零，沿直线L运动，故BC正确；故选ABC。【点睛】知道液滴沿直线运动的条件是合力为零或所受合力方向与速度方向在同一直线上、对带电液滴正确受力分析，是正确解题的关键10.如图所示电路,两根光滑金属导轨,平行放在倾角为的斜面上,导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计,斜面处在竖直向上的匀强磁场中,电阻可略去不计的金属棒质量为受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用,金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑高度的过程中,以下说法正确的是A. 作用在金属棒上各力的合力做功为零B. 重力势能减少量等于系统产生的电能C. 金属棒克服安培力做功等于电阻R上产生的焦耳热D. 金属棒克服恒力F做功等于电阻R上产生的焦耳热【答案】AC【解析】【分析】金属棒沿导轨匀速下滑过程中，切割磁感线产生感应电流，导体棒受到安培力，金属棒克服安培力做的功等于系统产生的电能，即等于电阻R上产生的焦耳热再根据动能定理和电磁感应知识研究功能关系【详解】金属棒沿导轨匀速下滑，合力为零，则合力做功为零。故A正确。根据功能关系可知，重力做功等于系统产生的电能与克服恒力F做功之和。故B错误。由能量转化和守恒定律得知，金属棒克服安培力做功等于电阻R上产生的焦耳热。故C正确，D错误。故选AC。【点睛】本题考查分析电磁感应现象中功能关系的能力，关键掌握常见的功与能的关系，知道金属棒克服安培力做的功等于系统产生的电能，运用动能定理是处理这类问题常用的方法二、实验题11.利用伏安法测量干电池的电动势和内阻,现有的器材为:干电池:电动势约为1.5V；电压表:量程1V,内阻998.3；电流表:量程1A；滑动变阻器:10；电阻箱:最大阻值99999.9；单刀单掷