1、- 1 -铜仁一中 20182019 学年度第一学期高二期末考试物理试题一、选择题1.两个分别带有电荷量 和+ 的相同金属小球（均可视为点电荷） ，固定在相距为 的两处，它们间库仑力的大小为 。两小球相互接触后将其固定距离变为 ，则两球间库仑力的大小为wwwcomA. B. C. D. 【答案】C【解析】本题考查库仑定律及带电体电量的转移问题。接触前两个点电荷之间的库仑力大小为，两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带电量先中和后均分，所以两球分开后各自带点为+ Q，距离又变为原来的 ，库仑力为 ，所以两球间库仑力的大小为 ，C 项正确。如两球原来带正电，则接触各自带电均为+2 Q。2.
2、如图所示， A、 B、 C、 D 为半球形圆面上的四点，且 AB 与 CD 交于球心且相互垂直， E 点为球的最低点， A 点放置一个电量为+ Q 的点电荷，在 B 点放置一个电量为 Q 的点电荷，则下列说法正确的是（ ）A. C、 D 两点电场强度不同B. 沿 CD 连线移动一电量为+ q 的点电荷，电场力始终做功C. C 点和 E 点电势相同D. 将一电量为+ q 的点电荷沿圆弧面从 C 点经 E 点移动到 D 点过程中，电场力先做负功，后做正功。【答案】C【解析】- 2 -A、+ Q 和 Q 是等量异种电荷，根据其电场线的分布情况和对称性可知， C、 D 两点的电场强度大小相等、方向相同
3、，则电场强度相同，故 A 错误；B、通过 AB 连线的中垂面是一等势面， C、 D 在同一等势面上， CD 连线上电势处处相等。则沿 CD 连线移动一带+ q 电量的点电荷，电场力始终不做功。故 B 错误；C、由上分析知， C 点和 E 点位于 AB 连线的中垂面上，电势相同，故 C 正确；D、由 B 分析可知，将一带电量为 q 的点电荷从 C 点经 E 点最后到 D 点，电场力始终不做功，故 D 错误。【点睛】+Q 和-Q 是等量异种电荷，其电场线和等势面具有对称性，通过 AB 连线的中垂面是一等势面，C、D 在同一等势面上，电势相等，根据对称性分析 C、D 场强关系；根据电势的变化，分析电
4、场力做功情况。3. 如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的 M、N 两点，且与直面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、o、b 在 M、N 的连线上，o 为 MN 的中点，c、d 位于 MN 的中垂线上，且 a、b、c、d 到 o 点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是A. o 点处的磁感应强度为零B. a、b 两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C. c、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D. a、c 两点处磁感应强度的方向不同【答案】CD【解析】由安培定则和磁场叠加原理可判断出 o 点处的磁感应强度方向向下，一定不为为零，选项 A错误；a、b 两点处的磁感应强
5、度大小相等，方向相同，选项 B 错误；c、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，选项 C 正确；a、c 两点处磁感应强度的方向不同，选项 D 正确。4.如图所示，电解池内有一价离子的电解液，在时间 t 内通过溶液截面 S 的正离子数为 n1，负离子数为 n2，设元电荷电荷量为 e，则以下说法正确的是- 3 -A. 溶液内电流方向从 A 到 B，电流为B. 溶液内电流方向从 B 到 A，电流为C. 溶液内正、负离子反方向移动，产生的电流相互抵消D. 溶液内电流方向从 A 到 B，电流为 .【答案】D【解析】电流的方向与正离子定向移动方向相同，则溶液内电流方向从 A 到 B t 时间内通过通过
6、溶液截面 s 的电荷量 q=n1e+n2e，则根据电流的定义式 ，故选 D.【点睛】本题运用电流的定义式求解电流强度，对于电解质溶液，公式 中 q 是通过溶液截面 s 的电荷量等于正离子与负离子电荷量绝对值之和5.如图所示的电路中，电源的电动势为 E,内阻为 r,电感 L 的电阻不计，电阻 R 的阻值大于灯泡 D 的阻值，在 t=0 时刻闭合开关 S,经过一段时间后，在 t=t1时刻断开 S,下列表示 A、B两点间电压 UAB随时间 t 变化的图像中，正确的是【答案】B- 4 -【解析】开关闭合时，线圈由于自感对电流的阻碍作用，可看做电阻，线圈电阻逐渐减小，并联电路电阻逐渐减小，电压 UAB逐
7、渐减小；开关闭合后再断开时，线圈的感应电流与原电流方向相同，形成回路，灯泡的电流与原电流方向相反，并逐渐减小到 0，所以正确选项 B。【此处有视频，请去附件查看】6.如图所示，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有半径为 r 的光滑半圆形导体框， OC 为一能绕 O 在框架上滑动的导体棒， Ob 之间连一个电阻 R，导体框架与导体电阻均不计，若要使 OC能以角速度 匀速转动，则外力做功的功率是（ ）A. B. C. D. 【答案】C【解析】试题分析：因为 OC 是匀速转动的，根据能量的守恒可得， ，又因为 ，联立解得： ，故 C 正确，考点：考查了导体切割磁感线运动点评：解决本题的关键是分析出外
8、力的功率与电阻的发热的功率大小相等，知道这一点本题就简单的多了7.如图， “L”型导线 abc 固定并垂直放置在磁感应强度为 B 的匀强磁场中， ， ab 长为l， bc 长为 ，导线通入恒定电流 I，设导线受到的安培力大小为 F，方向与 bc 夹角为 ，则- 5 -A. ， B. ，C. ， D. ，【答案】D【解析】连接 ac，根据几何关系得 ，根据 ， F 与 bc 的夹角 ， ，D 正确8. 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、
9、N 两点，OMON2R.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】C【解析】试题分析：若将带电量为 2q 的球面放在 O 处，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则在 M、N 点所产生的电场为 ，则 N 点的场强为 ，故 A 正确；考点：考查了电场的叠加- 6 -【名师点睛】本题解题关键是抓住对称性，找出两部分球面上电荷产生的电场关系，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，假设将带电量为 2q的球面放在 O 处在 M、N 点所产生的电场和半球面在 M 点的场强对比求解9.如图所
10、示，倾角为 的光滑导电轨道间接有电源，轨道间距为 ，轨道上放一根质量为 的金属杆 ，金属杆中的电流为 ，现加一垂直金属杆 的匀强磁场，金属杆 保持静止，则磁感应强度的方向和大小可能为A. 磁场方向垂直于轨道平面向上时，磁感应强度最小，大小为B. 磁场方向沿 轴正方向，大小为C. 磁场方向沿 轴正方向，大小为D. 磁场方向沿 轴正方向，大小为【答案】ACD【解析】【分析】由左手定则确定各种情况下的安培力方向，根据平衡条件判断各项即可。【详解】A 项：磁场方向垂直于轨道平面向上时，由左手定则可知，安培力方向平行斜面向上，由于此时支持力与安培力垂直，由三力平衡可知，支持力与安培力的合力与重力等大反向
11、，由于支持力方向不变，所以当支持力与安培力垂直时，安培力最小即磁感应强度最小，由公式 ，解得： ，故 A 正确；B 项：磁场方向沿 轴正方向时，与电流方向平行，金属杆不受安培力，所以金属杆不可能静止，故 B 错误；C 项：磁场方向沿 轴正方向时，由左手定则可知，安培力方向竖直向上，要使金属杆静止，所以 mg=BIL，解得： ，故 C 正确；D 项：磁场方向沿 轴正方向时， ，由左手定则可知，安培力方向水平向右，由平衡条件可得：- 7 -，解得： ，故 D 正确。故选：ACD。10.两电荷量分别为 和 的点电荷放在 轴上的 两点，两电荷连线上各点电势 随 变化的关系如图所示,其中 两点的电势为零
12、， 段中 点电势最高，则A. 为正电荷， 为负电荷B. 电荷量大于 的电荷量C. 间场强方向沿 轴正方向D. 将一负点电荷从 点移到 点，电场力先做正功后做负功【答案】ABD【解析】【分析】-x 图象的斜率等于电场强度 E根据两点电荷连线的电势高低的分布如图所示，由于沿着电场线电势降低，可知两点电荷的电性根据功能关系分析电场力做功的正负。【详解】A、B 项：由图知无穷远处的电势为 0，A 点的电势为零，由于沿着电场线电势降低，所以 O 点的电荷 q1带正电，M 点电荷 q2带负电，由于 A 点距离 O 比较远而距离 M 比较近，所以 q1电荷量大于 q2的电荷量，故 A、B 正确；C 项：由
13、N 到 C 过程电势升高，则说明场强沿 x 轴的反方向，故 C 错误；D 项：ND 段中，电势先高升后降低，所以场强方向先沿 x 轴负方向，后沿 x 轴正方向，将一负点电荷从 N 点移到 D 点，电场力先做正功后做负功，故 D 正确。故选：ABD。【点睛】本题考查电势与场强间的关系，要注意明确电势为零处，电场强度不一定为零电荷在电场中与电势的乘积为电势能电场力做功的正负决定电势能的增加与否。11.如图所示电路中， 为定值电阻，电源的内电阻为 .闭合开关 ，电压表显示有读数，调节可变电阻 的阻值，电压表示数增大量为 .对此过程，下列判断正确的是- 8 -A. 可变电阻 阻值增大，流过它的电流增大
14、B. 电阻 两端的电压减小，减小量小于C. 通过电阻 的电流减小，减小量等于D. 路端电压一定增大，增大量小于【答案】BD【解析】试题分析：由题可知，电压表的示数增大，R 和 R1并联的电阻增大，得知 R 增大，总电阻增大，总电流减小，并联部分电压增大，通过 R1的电流增大，所以通过可变电阻 R 的电流减小，故 A 错误；R 增大，外电阻增大，干路电流减小，电阻 R2两端的电压减小，路端电压增大，而路端电压等于外电路总电压，所以电阻 R2两端的电压减小量小于U，由欧姆定律得知，通过电阻 R2的电流减小，减小量小于 U/ R2故 C 错误，B 正确由于电阻 R2两端的电压减小，所以路端电压的增大
15、量小于U故 D 正确故选 BD.考点：电路的动态分析；闭合电路的欧姆定律.【名师点睛】此题是动态电路的分析以及全电路欧姆定律的应用问题；解题时要根据部分与整体的关系，采用总量法分析 R2两端的电压减小量和U 的增加量的大小，即总量增大，增大的量较大。12.如图所示，圆形区域半径为 ，区域内有一垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度的大小为 ，为磁场边界上的最低点。大量质量均为 ，电荷量绝对值均为 的带负电粒子，以相同的速率从 点射入磁场区域，速度方向沿位于纸面内的各个方向。粒子的轨道半径 r= ， 为圆形区域水平直径的两个端点，粒子重力不计，空气阻力不计，则- 9 -A. 粒子射入磁场的速率为B. 粒
16、子在磁场中运动的最长时间为C. 不可能有粒子从 点射出磁场D. 若粒子的速率可以变化，则可能有粒子从 点水平射出【答案】ABD【解析】由洛伦兹力提供向心力： ，解得： ，根据题意 ，以上联立可得：，故 A 正确；当粒子以直径 2R 为弦时，运动时间最长，由几何关系可知圆心角为600，粒子运动的周期为： ，由此可知粒子运动时间为： ，故 B 正确；粒子的轨道半径为 2R，磁场的半径为 R，粒子可能从 C 点射出，故 C 正确；当粒子的轨道半径为R 时，竖直向上射出的粒子，可以从 A 点水平射出，且速度满足： ，故 D 正确。所以ABD 正确，C 错误。二、实验题13.指针式多用电表是实验室中常用
17、的测量仪器。(1)如图所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中 S 为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱 B 可以分别与触点 1、2、3 接通，从而实现使用多用电表测量不同物理- 10 -量的不同功能。关于此多用电表，下列说法中正确的是_。 （选填选项前面的字母）A. 当 S 接触点 1 时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱 B 接的是黑表笔B. 当 S 接触点 2 时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱 B 接的是黑表笔C. 当 S 接触点 2 时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱 B 接的是红表笔D. 当 S 接触点 3 时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线
18、柱 B 接的是红表笔(2)用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图所示。a.若所选挡位为直流 50mA 挡，则示数为_mA；b.若所选挡位为电阻10 挡，则示数为_。 (3)用该多用电表正确测量了一个约 15 的电阻后，需要继续测量一个阻值约 2k 的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤序号：_。A将红表笔和黑表笔接触B把选择开关旋转到“100”位置C把选择开关旋转到“1k”位置D调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点 (4)某小组同学们发现欧姆表的表盘刻度线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流 I 和它的阻值 Rx关系，他
19、们分别画出了如图所示的几种图象，其中可能正确的是_。A、 B、C、 D、【答案】 (1). A (2). 21.0 (3). 190 (4). BAD (5). AC- 11 -【解析】（1）当 S 接触点 1 时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱 B 接的是黑表笔，故 A正确；当 S 接触点 2 时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱 B 接的是黑表笔，故 B错误；当 S 接触点 2 时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱 B 接的是黑表笔，故 C错误；当 S 接触点 3 时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱 B 接的是黑表笔，故 D错误。所以 A 正确，BCD 错误。（
20、2）如果是用直流 50mA 档测电流，选择第二排刻度，分度值为 1mA，则读数为：21.0mA。（3）被测电阻阻值为 1910=190。（4）先测 15 的电阻，然后再测阻值约为 2k 的电阻，应把选择开关置于“100”挡，然后进行欧姆调零，再测电阻，电阻测量完毕后，要把选择开关置于 OFF 挡，则正确的实验步骤为： B、A、D.（5）设电流表内阻、滑动变阻器的有效值的总阻值为 R 总 ，设接入的待测电阻为 Rx；由电流表表盘刻度均匀可知：电流表指针偏转角度与通过的电流成正比；若电流 I 与待测电阻 Rx也成正比，则欧姆表的刻度也应该是均匀的但是根据电路有： ，可见 I 与 Rx不成正比，所以
21、欧姆表刻度不均匀，根据数学知识可知 C 正确，D 错误；上式变形得：，可知 A 正确，B 错误。所以 AC 正确，BD 错误。三、计算题14.如图所示,质量为 的带电小球用长为 的绝缘细线（不可伸长）悬挂于 点,并处在场强为 . 水 平向左的匀强电场中，球静止时丝线与竖直方向的夹角 .现将小球拉至虚线所示位置（细线水平拉直，与 点高度相同）后由静止开始释放( , )。求：(1)小球带何种电荷，电荷量是多少？(2)小球摆动到最低点时速度 的大小和细线所受拉力 F 的大小。- 12 -【答案】(1) ；(2) 【解析】【分析】(1)小球静止在电场中时，受到重力、线的拉力和电场力而平衡，根据平衡条件
22、确定小球的电性。小球在匀强电场中，受到的电场力大小为 F=qE，根据平衡条件求出带电小球的电量；(2)先由动能定理求出小球摆动到最低点时的速度 v，再根据牛顿第二定律和向心力公式求解拉力 FT的大小。【详解】(1) 由于带电小球所受电场力方向向左，电场线方向也向左，则小球带正电。分析小球的受力情况，作出受力图如图，根据平衡条件得：qE=mgtan解得： ；(2) 小球从水平位置摆动到最低点的过程中，由动能定理得：解得： 小球在最低点时，由重力与细线的拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得：解得： 由牛顿第三定律可知细线所受的拉力大小为 。【点睛】本题是电场中的力平衡和圆周运动问题，要转换观念
23、，当作力学问题去处理，运用平衡条件、牛顿运动定律和动能定理等等力学规律求解。- 13 -15.如图所示，在 平面的第一象限有一匀强电场，电场的方向平行于 轴向下；在 轴和第四象限的射线 ( 与 轴的夹角为 )之间有一匀强磁场，磁感应强度的大小为 ，方向垂直于纸面向外。有一质量为 ，带有电荷量 的粒子由电场左侧平行于 轴射入电场。粒子到达 轴上 点时，速度方向与 轴的夹角也为 ， 点与原点 的距离为 d，接着粒子进入磁场，并垂直于 飞离磁场。不计粒子重力影响。求：(1)粒子在磁场中运动的速度大小；(2)匀强电场的场强大小；(3)粒子水平进入电场时距离原点 的距离.【答案】(1) (2) (3)
24、【解析】【分析】(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动，结合几何关系由洛仑兹力充当向心力可求得粒子在磁场中的速度；(2)粒子在电场中做的是类平抛运动，对水平方向的匀速和竖直方向的匀加速分中别进行分析，根据牛顿第二定律及运动学公式可求得电场强度；(3)根据运动学公式，结合加速度，即可求解。【详解】(1) 画出粒子在磁场中运动的轨迹如图所示- 14 -由几何关系得：R=dsin 由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得：解得：v= ；(2) 质点在电场中作类平抛运动设质点射入电场的速度为 v0，在电场中的加速度为 a，运动时间为 t，则有：v 0=vcos vsin=at d=v0t 解得： 设电场强度的大小为
25、E，由牛顿第二定律得：qE=ma 式联立，解得： ；(3) 设粒子入射点位于 y 轴正方向的 D 点，距离原点 O 为 L，粒子在竖直方向做匀加速直线运动： 式联立，解得： 。【点睛】本题为电荷在电场和磁场中运动的题目，在电场中的运动一般以平抛为主，而在圆周运动中主要考查匀速圆周运动，应注意找出圆心和半径；同时要注意题目中哪些为已知量哪些为未知量。16.如图所示，间距为 m 的两平行金属导轨由倾斜部分和水平部分平滑连接而成，倾斜- 15 -部分导轨的倾角 ，上端连有阻值 的定值电阻，倾斜导轨处于大小为 T、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。水平部分导轨足够长，图示矩形虚线框区域存在大小为 T、
26、方向竖直向上的匀强磁场,磁场区域的宽度 m.现将质量 kg、阻值、长 m 的导体棒 从倾斜导轨上端释放，达到稳定速度 后进入水平导轨，当导体棒穿过磁场 区域时速度 ，已知导体棒穿过磁场 区域的过程中速度变化量与在磁场中通过的距离满足 （比例系数 未知） ，运动过程中导体棒始终与导轨垂直并接触良好，不计摩擦阻力和导轨电阻。求：(1)导体棒 的速度 ；(2)导体棒 穿过磁场 区域的过程中通过 R 的电荷量及导体棒 产生的焦耳热；(3)若磁场 大小可调节，其他条件不变,为了使导体棒 停留在磁场 区域， 需满足什么条件。【答案】 （1）8m/s（2）1.5C；1.5 J（3）【解析】（1）当导体棒 a
27、b 运动稳定后，做匀速运动，由平衡条件知，ab 产生的感应电动势感应电流联立得（2）穿过 B2磁场过程中通过 R 的电荷量- 16 -联立得 1.5C设穿过 B2磁场过程中产生的总焦耳热为 Q，则由能量守恒定律知导体棒 ab 产生的焦耳热联立得 Q=1.5 J（3）根据题意有， ，则若导体棒 ab 以速度 v通过 B2磁场时与在磁场中通过的距离 x满足导体棒 ab 在 B1磁场中达到稳定速度时，由平衡条件知又联立得根据题意，联立以上二式并代入数据得 T。【点睛】（1）由导体棒达到稳定速度后进入水平导轨，在区域受力平衡，根据受力平衡列方程，可求稳定速度；（2）根据平均电流求出电荷量；根据能量守恒定律求出回路产生的焦耳热，再根据电路的串联关系求出导体棒产生的焦耳热；（3）由导体棒的速度变化量与位移的关系求得导体棒不能通过区域的初速度范围，然后根据受力平衡求得区域的磁感应强度范围。- 17 - 18 -
