安徽省滁州市定远重点中学2018-2019学年高二上学期期末考试物理试卷含答案解析

2018-2019学年度上学期期末考试高二物理试题一、选择题（本大题共12题，每题4分，满分48分。）1.如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，MOP60°，在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为；若将M处长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小为A. B. C. D. 【答案】B【解析】依题意，每根导线在O点产生的磁感强度为，方向竖直向下，则当M移至P点时，两根导线在O点形成的磁场方向成600角，则O点合磁感强度大小为B=2××cos30°=，B正确2.某同学将一直流电源的总功率P总、输出功率P出和电源内部的发热功率P内随电流I变化的图线画在同一坐标系内，如图所示，根据图线可知 ( )A. 反映P内变化的图线是bB. 电源内阻为2 C. 电源电动势为8 VD. 当电流为0.5 A时，外电路的电阻为4【答案】B【解析】试题分析：电源内部的发热功率Pr=I2r，Pr-I图象是抛物线，而且是增函数，则反映Pr变化的图线是c故A错误图中I=2A时，电源内部的发热功率Pr与电源的总功率相等，则有Pr=I2r，得到r=2故B正确直流电源的总功率PE=EI，P-I图象的斜率等于电动势E，则有故C错误；当电流为0.5A时，根据闭合电路欧姆定律得：E=I(R+r)，代入解得R=6故D错误故选B.考点：功率；闭合电路的欧姆定律【名师点睛】此题是对功率及闭合电路的欧姆定律的考查；关键是知道电源的总功率、内阻上的功率以及输出功率的函数关系式，然后根据数学知识进行讨论；同时要搞清三个功率之间的关系.3.如图所示的天平可用来测定磁感应强度天平的右臂下面挂有一个矩形线圈宽度为L，共N匝，线圈下端悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面当线圈中通有电流I时(方向如图)，在天平左右两边加上质量各为m1、m2的砝码，天平平衡，当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，由此可知()A. 磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为（m2-m1）g/NILB. 磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为(m1 - m2)g/NILC. 磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为D. 磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为【答案】D【解析】解： 当电流反向时，右边需加质量为的砝码，则电流未反向前安培力方向向下，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向里.由平衡条件知，电流未反向前有，电流反向后，有，所以.D正确. 4.质谱仪是测量带电粒子的比荷和分析同位素的重要工具，如图所示，带电粒子从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场，其切速度几于为零。然后经过S3，沿着与磁场垂直的方向进入磁感强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上。现有某种元素的三种同位素的原子核由容器A进入质谱仪，最后分别打在底片P1、P2、P3.三个位置，不计粒子重力。则打在P3，处的粒子（ ） A. 动能最大B. 动量最大C. 比荷最大D. 质量最大【答案】C【解析】根据动能定理可得粒子经过加速电场后的速度为：，解得：，在磁场中由洛伦兹力提供向心力有：，联立以上解得：，因为打在P3位置的粒子运动半径最小，由此可知C正确，ABD错误。5.用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中Rx是待测电阻，R0是定值，G是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝。闭合开关，改变滑动头P的位置，当通过电流表G的电流为零时，测得MP=l1，PN=l2，则Rx的阻值为（ ）A. B. C. D. 【答案】C【解析】试题分析：电阻丝MP段与PN段电压之比等于R0和Rx的电压比，即；通过电流表G的电流为零，说明通过电阻丝两侧的电流是相等的，而总电流一定，故通过R0和Rx的电流也相等，故；根据电阻定律公式，有；故，解得故选：C考点：欧姆定律的应用。6.在如图（a）所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器（最大阻值20 ）。闭合电键S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表（内阻极大）的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图（b）所示。则下列说法正确的是（   ） A. 图线甲是电压表V1示数随电流变化的图线B. 电源内电阻的阻值为10C. 电源的最大输出功率为1.5WD. 滑动变阻器R2的最大功率为0.9W【答案】D【解析】当滑片左移时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；而R1两端的电压增大，故乙表示是V1示数的变化；甲表示V2示数的变化；故A错误；由图可知，当只有R1接入电路时，电路中电流为0.6A，电压为3V，则由E=U+Ir可得：E=3+0.6r；当滑动变阻器全部接入时，两电压表示数之比为，故；由闭合电路欧姆定律可得E=5+0.2r，解得r=5，E=6V，故B错误；因当内阻等于外阻时，电源的输出功率最大，故当外阻等于5时，电源的输出功率最大，故此时电流I=0.6A，故电源的最大输出功率P=UI=1.8W；故C错误；由C的分析可知，R1的阻值为5，R2电阻为20；当R1等效为内阻，则当滑动变阻器的阻值等于R+r时，滑动变阻器消耗的功率最大，故当滑动变阻器阻值为10时，滑动变阻器消耗的功率最大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流I=A=0.3A，则滑动变阻器消耗的总功率P=I'2R=0.9W；故D正确；故选D点睛：在求定值电阻的最大功率时，应是电流最大的时候；而求变值电阻的最大功率时，应根据电源的最大输出功率求，必要时可将与电源串联的定值电阻等效为内阻处理7.如图所示,电源电动势3 V,内阻不计,导体棒质量60 g,长1 m,电阻1.5放在两个固定光滑绝缘环上，若已知绝缘环半径0.5 m.空间存在竖直向上匀强磁场,B=0.4 T.当开关闭合后,则(sin37。=0.6) :A. 棒能在某一位置静止，在此位置上棒对每一只环的压力为1NB. 棒从环的底端静止释放能上滑至最高点的高度差是0.2mC. 棒从环的底端静止释放上滑过程中最大动能是0.2JD. 棒从环的底端静止释放上滑过程中速度最大时对两环的压力为1N【答案】C【解析】金属棒受到的安培力为： ; 对金属棒进行受力分析，金属棒受到重力、安培力和两个环的支持力，如图：因为金属棒静止，根据平衡条件得每个环对棒的支持力 ，选项A错误；由于： 所以：=53°所以金属棒上升的高度为：h=2（r-rcos）=2（0.5-0.5cos53°）=0.4m，选项B错误；由动能定理得：FRsin-mgR（1-cos）=Ekm=mvm2代入数据得：Ekm=0.2J ； 根据牛顿定律： 解得：FMn=0.9N，故选项C正确，D错误；故选C.注：此题答案应为C.8.如图所示，MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线一个带正电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示下列结论正确的是 ()A. 带电粒子从a到b过程中动能逐渐减小B. 负点电荷一定位于M点左侧C. 带电粒子在a点时具有的电势能大于在b点时具有的电势能D. 带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度【答案】CD【解析】试题分析：由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动，电场力指向轨迹内侧，电场力方向大致向右，对带电粒子做正功，其动能增加，故A错误带正电的粒子所受电场力向右，电场线由M指向N，说明负电荷在直线N点右侧，故B错误电场力对带电粒子做正功，电势能减小，则带电粒子在a点的电势能大于在b点的电势能，故C正确a点离点电荷较远，a点的电场强度小于b点的电场强度，带电粒子在a点的电场力小于在b点的电场力，根据牛顿第二定律得知，带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度，故D正确考点：电场线，电场力做功与电势能变化的关系，牛顿第二定律9. 空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示，x轴正方向为场强的正方向。下列说法中正确的是A. 该电场可能是由一对分别位于x2和x2两点的等量异种电荷形成的电场B. x2和x2两点的电势相等C. 正电荷从x1运动到x3的过程中电势能先增大后减小D. 原点O与x2两点之间的电势差大于-x2与x1两点之间的电势差【答案】BD【解析】根据等量异种电荷形成的电场的特点可知，在等量异种电荷的连线上，各点的电场强度的方向是相同的，而该图中电场强度的大小和方向都沿x轴对称分布，所以该电场一定不是由一对分别位于和两点的等量异种电荷形成的电场，A错误；由于和两点关于y轴对称，且电场强度的大小也相等，故从O点到和从O点到电势降落相等，故和两点的电势相等，B正确；由图可知，从到x3电场强度始终为正，则正电荷运动的方向始终与电场的方向相同，所以电场力做正功，电势能逐渐减小，C错误；和两点的电势相等，原点O与两点之间的电势差等于原点O与两点之间的电势差，与两点之间的电势差等于与两点之间的电势差，所以原点O与两点之间的电势差大于-x2与两点之间的电势差，D正确10.如图所示，在正方形区域abcd内有方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在t0时刻，位于正方形中心O的离子源向平面abcd内各个方向发射出大量带正电的粒子，所有粒子的初速度大小均相同，粒子在磁场中做圆周运动的半径恰好等于正方形的边长，不计粒子的重力以及粒子间的相互作用力。已知平行于ad方向向下发射的粒子在tt0时刻刚好从磁场边界cd上某点离开磁场，下列说法正确的是（ ）A. 粒子在该磁场中匀速圆周运动的周期为6t0B. 粒子的比荷为C. 粒子在磁场中运动的轨迹越长，对应圆弧的圆心角越大D. 初速度方向正对四个顶点的粒子在磁场中运动时间最长【答案】BC【解析】试题分析：粒子在磁场中做匀速圆周运动，初速度平行于ad方向发射的粒子运动轨迹如图，其圆心为O1。设正方形边长为L，由几何关系得：得：则又解得：，故B对；由上知，A错；由于粒子的初速度大小相等，所有粒子的轨迹半径相等，运动轨迹最长的粒子转过的圆心角最大，在磁场中运动时间也最长，故C对、D错。考点:带电粒子在匀强磁场中的运动。11.如图所示为一个质量为m、电荷量为q的圆环，可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动，细杆处在磁感应强度为B的匀强磁场中，圆环以初速度v0向右运动直至处于平衡状态，则圆环克服摩擦力做的功可能为() A. 0 B. C. D. 【答案】ABD【解析】当qv0B=mg时，圆环不受支持力和摩擦力，摩擦力做功为零故A正确当qv0Bmg时，圆环做减速运动到静止，只有摩擦力做功根据动能定理得：-W=0-mv2 得：W=mv2 故B正确当qv0Bmg时，圆环先做减速运动，当qvB=mg时，不受摩擦力，做匀速直线运动当qvB=mg时得： 根据动能定理得：-W=mv2mv02代入解得：，故C错误，D正确故选ABD.点睛：本题考查分析问题的能力，摩擦力是被动力，要分情况讨论在受力分析时往往先分析场力，比如重力、电场力和磁场力，再分析弹力、摩擦力12.1931年英国物理学家狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周期磁感线呈均匀辐射状分布，如图所示，现一半径为R的现状圆环其环面的竖直对称轴CD上某处由一固定的磁单S极子，与圆环相交的磁感应根对称轴成角，圆环上各点的磁感应强度B大小相等，忽略空气阻力，下列说法正确