1、12018-2019 学年北京市西城区高二（上）期末物理试题一、单选题1.下列物理量中属于标量的是（ ）A. 周期 B. 向心加速度 C. 线速度 D. 磁感应强度【答案】A【解析】【详解】向心加速度、线速度和磁感应强度都是既有大小又有方向的物理量，是矢量；而周期只有大小无方向，是标量；故选 A.2.两个质点之间万有引力的大小为 F，如果将这两个质点之间的距离变为原来的 2 倍，那么它们之间万有引力的大小变为（ ）A. 2F B. 4F C. D. 【答案】D【解析】【分析】根据万有引力定律公式 进行判断。【详解】根据万有引力定律公式 得将这两个质点之间的距离变为原来的 2 倍，则万有引力的大
2、小变为原来的 故 ABC 错误，D 正确。故选 D。3.一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由 M 向 N 行驶，速度大小不变。下图中分别画出了汽车转弯时所受合力 F 的四种方向，可能正确的是（ ）A. B. C. D. 【答案】D【解析】2【分析】做曲线运动的物体所受合力与物体速度方向不在同一直线上，速度方向沿曲线的切线方向，合力方向指向曲线的内测（凹的一侧） ，分析清楚图示情景，然后答题。【详解】汽车在水平公路上转弯，汽车做曲线运动，沿曲线由 M 向 N 行驶，汽车所受合力F 的方向指向运动轨迹内测；因速度大小不变，则合力 F 的方向垂直于速度方向，由图可知只有 D 正确、ABC 错误。故选
3、D。【点睛】做曲线运动的物体，合力的方向指向运动轨迹弯曲的内侧，当物体速度大小不变时，合力方向与速度方向垂直，当物体速度减小时，合力与速度的夹角要大于 90，当物体速度增大时，合力与速度的夹角要小于 90。4.自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径都不一样，它们的边缘有三个点 A、 B、 C，如图所示。正常骑行时，下列说法正确的是（ ）A. A 点的角速度大于 B 点的角速度B. A 点的线速度与 B 点的线速度大小相等C. C 点的角速度小于 B 点的角速度D. C 点的线速度与 B 点的线速度大小相等【答案】B【解析】【分析】大齿轮与小齿轮是同缘传动，边缘点线速度相等；小齿轮与后轮是同轴传动，
4、角速度相等；结合线速度与角速度关系公式 v=r 列式求解。【详解】AB 两点在传送带上，是同缘传动的边缘点，所以两点的线速度相等，根据v=r，角速度与半径成反比，A 点的角速度小于 B 点的角速度，故 A 错误，B 正确；BC 两点属于同轴转动，故角速度相等，根据 v=r，线速度与半径成正比，C 点的线速度大于 B点的线速度，故 CD 错误；故选 B。5.如图所示，在水平长直导线的正下方，有一只可以自由转动的小磁针现给直导线通以由a 向 b 的恒定电流 I，若地磁场的影响可忽略，则小磁针的 N 极将 3A. 保持不动B. 向下转动C. 垂直纸面向里转动D. 垂直纸面向外转动【答案】C【解析】【
5、详解】当通入如图所示的电流时，根据右手螺旋定则可得小磁针的位置的磁场方向是垂直纸面向里，由于小磁针静止时 N 极的指向为磁场的方向，所以小磁针的 N 极将垂直于纸面向里转动，C 正确6.在磁场中的同一位置放置一根直导线，导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样。下图中的几幅图象表现的是导线受力的大小 F 与通过导线的电流 I 的关系。 a、 b 各代表一组 F、 I 的数据。在甲、乙、丙、丁四幅图中，正确的是（ ）A. 甲、乙、丙、丁都正确 B. 甲、乙、丙都正确C. 乙、丙都正确 D. 只有丙正确【答案】C【解析】【分析】由于 a、b 导线的方向均与磁场垂直
6、，根据安培力公式 F=BIL 写出表达式即可正确求解。【详解】在匀强磁场中，当电流方向与磁场垂直时所受安培力为：F=BIL，由于磁场强度 B和导线长度 L 不变，因此 F 与 I 的关系图象为过原点的直线，故甲丁错误，乙丙正确。故C 正确，ABD 错误。故选 C。47.如图所示为一阴极射线管，接通电源后，电子射线由阴极沿 x 轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线，若要加一磁场使荧光屏上的亮线向上（ z 轴正方向）偏转，则所加磁场方向为（ ）A. 沿 z 轴正方向 B. 沿 z 轴负方向 C. 沿 y 轴正方向 D. 沿 y 轴负方向【答案】D【解析】【分析】电子射线由阴极沿 x 轴方向射出，形
7、成的亮线向上（z 轴正方向）偏转，说明电子受到的洛伦兹力方向向上，根据左手定则判断分析，选择可行的磁场方向。【详解】电子受到的洛伦兹力方向沿 z 轴正方向，亮线向上偏转，根据左手定则，且由于电子带负电，则加一沿 y 轴负方向的磁场，故 D 正确，ABC 错误。故选 D。【点睛】本题考查电偏转与磁偏转方向判断的能力，负电荷运动的方向与电流方向相反，洛伦兹力方向由左手定则判断，同时要将左手定则与右手定则的区别开来。8.如图 1 所示，100 匝的线圈（图中只画了 2 匝）两端 A、 B 与一个理想电压表相连。线圈内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图 2 所示规律变化。下列说法正确的是（ ）
8、A. 电压表的示数为 150V， A 端接电压表正接线柱B. 电压表的示数为 ， A 端接电压表正接线柱C. 电压表的示数为 150V， B 端接电压表正接线柱D. 电压表的示数为 ， B 端接电压表正接线柱【答案】B【解析】5【分析】根据楞次定律判断感应电流的方向。线圈相当于电源，即可判断电压表的接法；由图求出磁通量的变化率。根据法拉第电磁感应定律求出回路中感应电动势，得到电压表的读数。【详解】线圈相当于电源，由楞次定律可知 A 相当于电源的正极，B 相当于电源的负极。故 A 应该与理想电压表的+号接线柱相连。由法拉第电磁感应定律得：，故 B 正确，ACD 错误。故选 B。【点睛】此题根据法
9、拉第电磁感应定律求感应电动势，由楞次定律判断感应电动势的方向，是常见的陈题。9.交变电源与电阻 R、交流电压表按图 1 所示的方式连接， R=10交变电源产生正弦式电流，图 2 是电源输出电压的 u-t 图象。交流电压表的示数是 10.0V则（ ）A. 通过 R 的电流峰值为 ，频率为 50HzB. 通过 R 的电流峰值为 ，频率为 100HzC. 通过 R 的电流峰值为 ，频率为 50HzD. 通过 R 的电流峰值为 ，频率为 100Hz【答案】C【解析】【分析】电压表测量的是电压的有效值，应用欧姆定律可以求出通过电阻电流的有效值，根据有效值与峰值间的关系求出电流的峰值；由图示图线求出电流的
10、周期，然后求出电流的频率。【详解】由欧姆定律可知，通过电阻 R 的有效值： ，电流的峰值：Im= I= A1.4A；由图 2 所示图线可知，电流的周期：T=0.02s，频率：f=1/T=1/0.02=50Hz，故 C 正确，ABD 错误；故选 C。【点睛】本题考查了求电流的峰值与周期问题，分析清楚图示图线是解题的前提，要求同学们能根据图象得出有效信息，电压表和电流表测量的都是有效值。10.如图所示，在探究影响通电导线受力的因素的实验中，三块相同的蹄形磁铁并列放在桌6上，可以认为磁极间的磁场是均匀的。将一根直导线水平悬挂在磁铁的两极间，导线的方向与磁感应强度的方向（由下向上）垂直。若导线质量为
11、m，导线中的电流为 I，处于磁场中通电部分的长度为 L，导线静止时悬线与竖直方向的夹角为 ，则导线所处空间磁场的磁感应强度大小为（ ）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【分析】导线静止处于平衡状态，根据导线受力情况，应用平衡条件求出磁感应强度大小。【详解】通电导线静止处于平衡状态，由平衡条件得：BIL=mgtan，解得： ，故 B 正确，ACD 错误；故选 B。【点睛】本题考查了求磁感应强度问题，通电导线静止处于平衡状态，应用安培力公式与平衡条件可以解题。二、多选题11.一理想变压器原、副线圈匝数比 n1： n2=11：5原线圈与正弦交变电源连接，输入电压为 220V副线圈仅接一个 1
12、0 的电阻。则（ ）A. 变压器的输出电压为 100V B. 流过电阻的电流是 22AC. 原线圈中的电流是 22A D. 变压器的输入功率是【答案】AD【解析】【分析】由图可读出最大值，周期，电表的示数为有效值，由输入功率等于输出功率可求得输入功率。【详解】根据变压器的变压规律： ，求得 U2= U1=100V，选项 A 正确；流过电阻的7电流 I2= =10A，故选项 B 错误；由 P1=P2可求得原线圈的电流 ，故选项 C 错误；变压器的输入功率为原线圈的功率：P 1=U1I1=220 W=1103W，故选项 D 正确。故选AD。【点睛】此题考查交流电的图象及表达式，明确输入功率等于输出
13、功率，电表的示数为有效值。还涉及到变压器的原理、功率公式等问题，只要正确应用公式应该不难。12.在两平行金属板间，有如图所示的互相正交的匀强电场和匀强磁场。 粒子（氦原子核）以速度 v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向从左向右射入，恰好能沿直线匀速通过。下列说法正确的是（ ）A. 若电子以速度 沿相同方向射入，电子将向下偏转B. 若质子以速度 沿相同方向射入，质子将沿直线匀速通过C. 若质子以大于 的速度沿相同方向射入，质子将向下偏转D. 若质子以大于 的速度沿相同方向射入，质子将向上偏转【答案】BD【解析】【分析】粒子受到向上的洛伦兹力和向下的电场力，二力平衡时粒子沿直线运动，当二力不
14、平衡时，粒子做曲线运动，由公式 qv0B=qE，电量与电性不会影响粒子的运动性质；再分析电子的受力情况，从而明确电子是否会发生偏转。【详解】由于 粒子从左向右射入正交的电场和磁场空间，恰能做匀速直线运动，则两力平衡，即 Eq=qvB，所以选择的速度 v= ，与电性和电量无关，但有确定的进、出口。若电子以相同的速度射入，相对 粒子电场力和洛仑兹力均反向，则电子仍将做匀速直线运动，所以选项 A 错误；同理，质子以相同的速度射入时，相对 粒子电场力和洛仑兹力虽减小，但两力仍平衡，沿直线通过，所以选项 B 正确；若质子进入的速度变大，电场力不变，但向上的洛仑兹力变大，所以质子将向上偏转，选项 C 错误
15、，选项 D 正确。故选 BD。8【点睛】本题考查了利用质谱仪进行粒子选择原理，只要对粒子进行正确的受力分析即可解决此类问题，注意掌握粒子做直线运动，一定是匀速直线运动，且粒子的电量与电性均不会影响运动性质。三、计算题13.有一辆质量为 800kg 的小汽车驶上圆弧半径为 50m 的拱桥，如图所示。汽 v 车到达桥顶时速度为 5m/s。取重力加速度 g=10m/s2。（1）画出汽车经过桥顶时，在竖直方向上的受力示意图；（2）求汽车经过桥顶时，汽车对桥的压力的大小；（3）汽车对桥面的压力过小是不安全的，请分析说明汽车在经过该拱桥时，速度大些比较安全，还是小些比较安全。【答案】 （1）如图所示；（2
16、）7600 N；（3）速度小些比较安全。【解析】【分析】（1）竖直方向上受到重力以及桥的支持力的作用，按要求画出受力图；（2）汽车到达桥顶时，由重力和支持力的合力提供向心力，根据向心力公式和牛顿第二定律可列式求出支持力，再得到汽车对桥的压力；（3）根据上题中支持力的表达式分析过桥速度大小与安全系数的关系。【详解】 （1）汽车经过桥顶时，在竖直方向上的受力情况如图所示：（2）以汽车为研究对象，根据牛顿第二定律9代入数据解得 F N=7600 N根据牛顿第三定律，汽车对桥顶的压力大小 FN=F N=7600 N。（3）汽车对桥面的压力 ，汽车的行驶速度越小，桥面所受压力越大，汽车行驶越安全。14.
17、如图所示为质谱仪的示意图，在容器 A 中存在若干种电荷量相同而质量不同的带电粒子，它们可从容器 A 下方的小孔 S1飘入电势差为 U 的加速电场，它们的初速度几乎为 0，然后经过 S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中，最后打到照相底片 D 上。若这些粒子中有两种电荷量均为 q、质量分别为 m1和 m2的粒子（ m1 m2） 。（1）分别求出两种粒子进入磁场时的速度 v1、 v2的大小；（2）求这两种粒子在磁场中运动的轨道半径之比；（3）求两种粒子打到照相底片上的位置间的距离。【答案】 （1） 、 ；（2） ；（3） （ - ） 。【解析】【分析】（1）带电粒子在电场中被加
18、速，应用动能定理可以求出粒子的速度。（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出粒子的轨道半径，然后求出半径之比。（3）两粒子在磁场中做圆周运动，求出其粒子轨道半径，然后求出两种粒子打到照相底片上的位置间的距离。【详解】 （1）经过加速电场，根据动能定理得：对 m1粒子：qU= m1v12m1粒子进入磁场时的速度： ，10对 m2粒子有：qU= m2v22，m2粒子进入磁场时的速度： ；（2）在磁场中，洛仑兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m ，解得，粒子在磁场中运动的轨道半径： ，代入（1）结果，可得两粒子的轨道半径之比：R 1：R 2= ；（3）m 1粒子的轨道半径： ，m2粒子的轨道半径： ，两粒子打到照相底片上的位置相距：d=2R 2-2R1，解得，两粒子位置相距为： ；【点睛】本题考查了粒子在电场与磁场中的运动，分析清楚粒子运动过程是正确解题的关键，应用动能定理与牛顿第二定律可以解题。11
