湖南省湘潭市2018-2019学年高二上学期期末考试物理试题（附解析）

- 1 - 2018-2019 学年湖南省湘潭市高二（上）期末学年湖南省湘潭市高二（上）期末 物理试卷物理试卷 一、单项选择题一、单项选择题 1.物理学是一门以实验为基础的学科，许多物理定律就是在大量实验的基础上归纳总结出来的有关下面四个 实验装置，描述正确的是（ ） A. 库仑利用装置测出了元电荷 e 的数值 B. 安培利用装置总结出了点电荷间的相互作用规律 C. 奥斯特利用装置发现了电流的磁效应 D. 楞次利用装置发现了电磁感应现象 【答案】C 【解析】 【详解】密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值。故 A 错误；库伦利用装置总结出了电荷间的相互作用 规律。故 B 错误；1820 年奥斯特利用装置发现了电流的磁效应。故 C 正确；法拉第利用装置发现了电 磁感应现象。故 D 错误。故选 C。 2.如图，沿东西方向站立的两同学（左西右东)做“摇绳发电”实验：把一条长导线的两端连在一个灵敏电 流计（零刻度在表盘中央）的两个接线柱上，形成闭合回路，然后迅速摇动 MN 这段“绳” 。假设图 M 中情景 发生在赤道，则下列说法正确的是 A. 当“绳”摇到最高点时， “绳”中电流最大 B. 当“绳”摇到最低点时， “绳”受到的安培力最大 - 2 - C. 当“绳”向下运动时，N 点电势比 M 点电势高 D. 摇“绳”过程中，灵敏电流计指针的偏转方向不变 【答案】C 【解析】 当“绳”摇到最高点时，绳转动的速度与地磁场方向平行，不切割磁感线，感应电流最小，故 A 错误。当 “绳”摇到最低点时，绳转动的速度与地磁场方向平行，不切割磁感线，感应电流最小，绳受到的安培力也 最小，故 B 错误。当“绳”向下运动时，地磁场向北，根据右手定则判断可知， “绳”中 N 点电势比 M 点电 势高故 C 正确。在摇“绳”过程中，当“绳”向下运动和向上运动时， “绳”切割磁感线的方向变化，则 感应电流的方向变化，即灵敏电流计指针的偏转方向改变，选项 D 错误；故选 C. 点睛：本题要建立物理模型，与线圈在磁场中转动切割相似，要知道地磁场的分布情况，能熟练运用电磁感 应的规律解题 3.在图示电路中， “6V 2W”的灯泡恰好能正常发光。若换接成“6V 3W”的灯泡，不考虑温度对灯丝电阻的 影响，则该灯泡实际消耗的功率可能是（ ） A. 大于 3W B. 等于 3W C. 小于 3W D. 无法确定 【答案】C 【解析】 【分析】 由功率公式可求得两灯泡的电阻，再由闭合电路欧姆定律及功率公式进行分析，明确功率可能的值；注意本 题中无法求出具体的数值，只能确定对应的范围。 【详解】设电源电动势为 E，内阻为 r；由 P=可知，R1=18，R2=12；将 R1接入电路时正常发光，因为 R1R2，则由闭合电路欧姆定律可得，U1U2，即 L2的实际电压一定小于 6V，所以其实际功率一定小于额定 功率 3W；故 C 正确，ABD 错误；故选 C。 4.如图所示，E 为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S 为开关，V 与 A 分别为电压表与电流 表。初始时 S0闭合，S 断开，现将 S 闭合，则（ ） - 3 - A. 电流表的示数增大 B. 电压表的示数减小 C. 电源的总功率减小 D. 电源的效率提高 【答案】B 【解析】 【分析】 根据 S 的通断可得出电路电阻的变化，则由闭合电路欧姆定律可得出电路中总电流及路端电压的变化；再由 串并联电路的性质可判及各部分电流的变化。 【详解】S 闭合，外电阻变小，则由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流增大，内电压增大，故路端电压减 小，V 的读数变小；把 R1归为内阻，内电压增大，故 R3的电压减小，由欧姆定律可知 R3中的电流也减小， 即电流表示数减小，故 A 错误，B 正确；S 闭合，外电阻变小，则由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流增 大，根据 P=EI 可知，电源的总功率变大；因为纯电阻电路，由于外电阻变小， 故电源的效率变小，故 CD 错误；故选 B。 【点睛】应用闭合电路欧姆定律解决电路的动态分析时一般可按照：外电路-内电路-外电路的分析思路进行， 灵活应用闭合电路欧姆定律及串并联电路的性质进行分析即可求解。 5.如图所示，正方形线框由边长为 L 的粗细均匀的绝缘棒组成，O 是线框的中心，线框上均匀地分布着正电 荷，现在线框上侧中点 A 处取下足够短的带电量为 q 的一小段，将其沿 OA 连线延长线向上移动 的距离到 B 点处，若线框的其它部分的带电量与电荷分布保持不变，则此时 O 点的电场强度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】C - 4 - 【解析】 线框上的电荷在 O 点产生的场强等效为与 A 点对应的电荷量为 q 的电荷在 O 点产生的电场，故 B 点的电荷在 O 点产生的场强为 由场强的叠加可知 E=E1E2= 故选：C 点睛：把线框上的电荷等效成与 A 点对应的电荷量为 q 的电荷在 O 点产生的场强，由点电荷产生的场强的叠 加即可判断 6.如图所示，一束质量、速度和电荷量不全相等的离子，经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择 器后，进人另一个匀强磁场中并分裂为 A、B 两束，下列说法中正确的是（ ） A. 组成 A 束和 B 束的离子都带负电 B. A 束离子的比荷大于 B 束离子的比荷 C. 组成 A 束和 B 束的离子质量一定不同 D. 速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外 【答案】B 【解析】 【分析】 可以根据左手定则可以判断 AB 束离子的电性，粒子在磁场和电场正交区域里，同时受到洛伦兹力和电场力 作用，粒子没有发生偏转，说明粒子所受电场力和洛伦兹力平衡，满足 qvB=qE，即不发生偏转的粒子具有 共同的速度大小 v=E/B，粒子进入磁场后受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，满足 qvB=m，圆周运动的半径 ，由此进行分析得出结论。 - 5 - 【详解】A 离子进入磁场后向左偏，根据左手定则可以判断 A 束离子都带正电，同理可知 B 离子带负电，故 A 错误；经过速度选择器后的粒子速度相同，粒子所受电场力和洛伦兹力平衡，满足 qvB=qE，即不发生偏转 的粒子具有共同的速度大小 v=E/B；进入磁场区分开，轨道半径不等，根据公式可知，半径大的比荷 小，所以 A 束离子的比荷（q/m）大于 B 束离子的比荷，但不能说明质量一定不同，故 B 正确，C 错误；在 速度选择器中，电场方向水平向右，A 粒子所受电场力方向向右，B 粒子所受电场力方向向左，所以 A 离子 受的洛伦兹力方向向左，B 离子受的洛伦兹力方向向右，根据左手定则可知，速度选择器中的磁场方向垂直 纸面向内，故 D 错误。故选 B。 【点睛】本题能根据粒子不发生偏转得出粒子所受电场力和洛伦兹力平衡，并由此推算出粒子具有相同的速 度 v，在单独的匀强磁场中粒子分裂成几束说明粒子的荷质比不同，并由此得出电量、质量、以及速度所需 要满足的关系式，从而得出正确的结论。 7.某一静电场的电场线与等势面分布如图所示，A、B、C 为同一条电场线与相邻的三个等势面的交点，下列 说法正确的是（ ） A. UAB0 B. 若 C 点到 A、B 两点的距离相等，则有 C. 若电子从 B 点静止释放，则能一直沿着电场线运动 D. 电子在 A 点时的电势能大于在 B 点时的电势能 【答案】D 【解析】 【分析】 根据电场线的分布特点：电场线越密，场强越大。顺着电场线，电势降低；负电荷在电势低处的电势能大。 利用这些知识进行判断。 【详解】由图可知，电场线的方向从 B 到 A，所以 A 点的电势低，则 UAB0故 A 错误；电场线的疏密表示 电场的强弱，由图可得 A 处的电场线密，所以 A 处的电场强度大，B 处电场强度小，因此若 C 点到 A、B 两 点的距离相等，A、C 两点的电势差大于 C、B 两点的电势差，则：C故 B 错误；该处于的电场 线为曲线，所以若电子从 B 电能释放，则电子不能一直沿着电场线运动。故 C 错误；电子带负电，由于 A 点 - 6 - 的电势低于 B 点的电势，所以电子在 A 点时的电势能大于在 B 点时的电势能。故 D 正确。故选 D。 8.2018 年春季华为手机发布会上带来了一款高端新机 MateRs，这是华为首款支持无线充电功能的手机。如 图甲为充电原理示意图，利用无线充电板中的送电线圈中接入的电流激发的磁场引起手机里的受电线圈产生 感应电流，从而实现为手机无线充电。某次实验中检测到受电线圈中产生了如图乙所示的电流，则送电线圈 接入的电流可能是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 根据法拉第电磁感应定律，结合楞次定律，即可求解。 【详解】根据法拉第电磁感应定律与楞次定律，可知，受电线圈在前半个周期里，电流大小恒定，则有送电 线圈的电流是均匀变化的，同理，受电线圈在后半个周期里，电流大小也是恒定，则有送电线圈的电流也是 均匀变化的，但由于受电线圈的电流在前后半个周期内，方向相反，因此送电线圈的前后半个周期内斜率不 同，故 B 正确，ACD 错误；故选 B。 【点睛】考查法拉第电磁感应定律的应用，掌握楞次定律的内容，注意送电线圈的电流均匀变化，及其方向 是解题的关键。 二、多项选择题二、多项选择题 9.如图所示的电路中，线圈 L 的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，A、B 是两个相同的灯泡，下列说 法中正确的是（ ） - 7 - A. S 闭合的瞬间，A、B 都不亮 B. S 闭合的瞬间，A 不亮，B 亮 C. S 断开的瞬间，A、B 都未立即熄灭 D. S 断开的瞬间，A 未立即熄灭，B 立即熄灭 【答案】BC 【解析】 【分析】 当电键 S 闭合时，通过线圈 L 的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律判断感应电动势的方向和 作用，分析哪个灯先亮。断开瞬间也可以按照同样的思路分析。 【详解】灯 B 与电源串联，当电键 S 闭合时，灯 B 立即发光。由于通过线圈 L 的电流增大，穿过线圈的磁通 量增大，根据楞次定律线圈产生的感应电动势与原来电流方向相反，阻碍电流的增大，电路的电流只能逐渐 增大，A 逐渐亮起来。故 A 错误，B 正确；稳定后当电键 S 断开后，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小， 其相当于电源，与灯泡 A、B 构成闭合回路放电，两灯都过一会儿熄灭，故 C 正确，D 错误。故选 BC。 【点睛】对于自感现象，是特殊的电磁感应现象，应用楞次定律和法拉第电磁感应定律进行理解。 10.如图所示，两平行直导线 cd 和 ef 竖直放置：通以方向相反大小相等的电流，a，b 两点位于导线所在的 平面内，a、b 两点关于直导线 cd 对称分布，b 点到直导线 cd、ef 的距离相等。已知逦电直导线周围空间某 点的磁感应强度，其中 r 为该点到导线的垂直距离，则（ ） A. cd 导线在 a 点产生的磁场方向垂直纸面向里 B. cd 导线受到的安培力方向向右 C. b 点的磁感应强度大小是 a 点磁感应强度大小的 3 倍 - 8 - D. 同时改变两导线的电流方向，cd 导线受到的安培力方向改变 【答案】AC 【解析】 【分析】 本题考查了磁场的叠加，根据导线周围磁场分布可知，与导线等距离地方磁感应强度大小相等，根据安培定 则判断出两导线在 a 点形成磁场方向，根据合磁场大小从而求出单根导线在 a 点形成磁感应强度大小，进一 步求出 b 点磁感应强度大小；最后依据左手定则，判定导线受到的安培力方向。 【详解】根据安培定则可知，cd 导线电流向下，则在 a 点产生的磁场方向垂直纸面向里，故 A 正确；根据 安培定则与左手定则可知 cd 导线受到的安培力方向向左，故 B 错误；根据安培定则，结合矢量的合成法则， ，同理，则有 b 点的磁感应强度大小是 a 点磁感应强度大小的 3 倍，故 C 正确；不管电流方向如何，只要电流方向相反，就互相排斥，故同时改变电流方向时，cd 导线受到的安培