1、2012-2013学年河北省石家庄市第二实验中学高二上学期期中考试理科物理试卷与答案（带解析） 选择题 有四个金属导体，它们的 U-I图线如图所示，电阻最小的导体是： A a B b C c D d 答案： A 试题分析：在 I-U图象中，横轴表示电压，纵轴表示电流，找出相同电流的对应的电压值，根据欧姆定律 可知：电压小的，电阻就小 解：由图可知，当电流相同时， D两端的电压最大， C两端的电压次之， B两端的电压再次之， A两端的电压最小； 由欧姆定律公式 可知：电流相同时，电压与电阻成正比，所以四个电阻中， D阻值最大， A阻值最小 故选 A 考点：恒定电流专题 点评：本题考查了欧姆定律的
2、灵活应用，侧重考查了控制变量法，相同的电压比较电流，相同的电流比较电压，分析比较得出图线代表电阻的大小，控制变量是解决本题的关键所在 在如右图所示的电路中，放在光滑金属导轨上的 ab导体向右移动，这可能发生在 A闭合 S的瞬间 B断开 S的瞬间 C闭合 S后，减小电阻 R时 D闭合 S后，增大电阻 R时 答案： AC 试题分析：金属杆向右运动则说明金属杆受到向右的作用力，由左手定则可知电流的方向；由楞次定律可知左侧产生的磁通量的变化；则可知左侧电流的变化情况 金属杆向右运动说明金属杆受到向右的安培力，由左手定则可知，金属杆中的电流由 a到 b；右侧线框中产生的磁通量向上；则由楞次定律可知，左侧
3、线框中的磁场可能向下减小，也可能向上增加；左侧电流由上方进入，由安培定则可知，内部磁场方向向上；故产生以上现象只能是磁通量突然增加；故只能为A或 C； 故选 AC 考点：楞次定律；安培定则；左手定则 点评：减小电阻 R的阻值时，电路中电阻 减小，由欧姆定律可知电流将增大，则内部磁通量将增大 如下图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中表示正确的是 答案： CD 试题分析：当磁铁的运动，导致线圈的磁通量变化，从而产生感应
4、电流，感应磁场去阻碍线圈的磁通量的变化 A、当磁铁 N 极向下运动时，线圈的磁通量变大，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相反再根据安培定则， 可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而上故 A错误； B、当磁铁 N 极向上运动时，线圈的磁通量变小，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相同再根据安培定则，可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而下，故 B错误； C、当磁铁 S极向下运动时，线圈的磁通量变大，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相反再根据安培定则，可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而上故 C正确； D、当磁铁 N 极向上运动时，线圈的磁通量变小，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相同
5、再根据安培定则，可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而下，故 D正确； 故选 CD 考点：楞次定律 点评：可从运动角度去分析：来拒去留当 N 极靠近时，则线圈上端相当于 N极去抗拒，从而确定感应电流方向 两块电压表 V1和 V2是由完全相同的电流表改装成的， V2的量程为 5V， V1的量程为 15V，为了测量 15 20V的电压，把 V1和 V2串联起来使用，在这种情况下 ( ) A V1和 V2的读数相等 B V1和 V2的指针偏转角相等 C V1和 V2的读数之比等于两个电压表内阻之比 D V1和 V2的指针偏转角之比等于两个电压表内阻之比 答案： BC 试题分析：两表串联后，通过每个电流表
6、的电流相同，指针偏转角度相同，但两电压表的总内阻不同，则两表的示数不同，其示数之比为两表的内阻之比 A 两表的示数与内阻成正比，而两表量程不同，内阻不同，则示数不同故 A错误 B 因是串联关系，电流大小一样，则指针偏转角度相同，故 B正确 C因是串联关系，分压之比为内阻之比故 C正确 D错误 故选： BC 考点：把电流表改装成电压表 点评：考查的是电压表的改装原理，电压表的内部电路为串联关系，相同的电流表电流相同，偏转角度一样，而对应刻度由量程决定 如右图所示，在 U-I图象上， a、 b、 c各点均表示该电路中的一个 确定的工作状态， 45，则下列说法正确的是 ( ) A在 b点时，电源有最
7、小的输出功率 B在 b点时，电源的总功率最大 C从 ab ， 增大，电源的总功率和输出功率都增大 D从 bc ， 增大，电源的总功率和输出功率都减小 答案： D 试题分析：在 U-I图象中，直线 ac的斜率表示的是电源的电阻的大小，直线的截距代表电源的电动势的大小，直线 ob的斜率代表的是外电阻的大小，当电源的内电阻和外电阻相等的时候，电源的输出功率最大 A、在 b点时，因为 =，所以直线 ob的斜率大小与直线 ac的斜率大小相等，所以此时外电阻和电源的内电阻的大小相等，此时电源的输出功率最大，故 A错误； B、电源的总功率为 ，所以在电路的总电阻最小的时候，电源的功率最大，在 a点时，电路的
8、总电阻最小，所以此时的总功率最大，故 B错误； C、由 A、 B分析可知，在 b点时电源的输出功率最大，在 a点时，电源的总功率最大，所以从 ab 时， 角越大，电源的总功率在减小，电源的输出功率在增大，故 C错误； D、由 A、 B分析可知，在 b点时电源的输出功率最大，在 a点时，电源的总功率最大，在 c点时，电源的总功率最小，所以从 bc 时， 角变大，电源的总功率减小，电源的输出功率在减小，故 D正确 故选 D 考点：闭合电路的欧姆定律 点评：在 U-I 图象中，直线的斜率表示电阻的大小，斜率大表示电阻的阻值大，电源的电动势是不变的，根据 P=EI可知，在电流最大的时候，电源的总功率最
9、大 如图所示电路中的 AB两灯都发光，若将 R0的滑片向下滑动 , 下列表述正确的是 A A灯变暗， B灯变亮， R消耗的功率变大 B B灯变暗， A灯变亮， R消耗的功率变大 C A、 B灯均变暗， R消耗的功率变大 D A、 B灯均变亮， R消耗的功率变小 答案： C 试题分析：当滑动变阻器 R0 的滑动触头 P向下滑动时，分析 R0的变化，确定外电路总电阻的变化，根据闭合电路欧姆定律分析总电流和路端电压的变化，确定 R消耗的功率变化和 A灯亮度的变化根据并联部分电压的变化，判断 B灯亮度的变化 当滑动变阻器 R0的滑动触头 P向下滑动时， R0减小， R0与 B灯并联电阻减小，外电路总电
10、阻减小，根据闭合电路欧姆定律得知，总电流增大，路端电压减小，则 A灯变暗，电阻 R消耗的功率变大 R0与 B灯并联部分的电压减小，则 B灯变暗 故选 C 考点：闭合电路的欧姆定律；电功、电功率 点评：本题是简单的电路动态变化分析问题，按 “局部 整体 局部 ”的思路逐步分析 如图所示为某一电源的 U-I曲线，由图可知 ( ) A电源电动势为 2.0 V B电源内阻为 C电源短路时电流为 6.0A D电路路端电压为 1.0 V时，电路中电流为 5.0 A 答案： AD 试题分析：根据闭合电路欧姆定律 U=E-Ir，分析路端电压 U-I曲线与纵轴交点表示 I=0，是断路状态，纵坐标表示电动势图线的
11、斜率大小等于电源的内阻短路时，外电阻 R=0，由欧姆定律求出短路 电流再由 U=E-Ir，求出路端电压为 1.0V时，电路中的电流 A、由闭合电路欧姆定律 U=E-Ir得知，当 I=0时， U=E，由图读出 U=2.0V故A正确 B、电源的内阻 故 B错误 C、电源短路时电流 故 C错误 D、当电路路端电压为 1.0V 时，电路中电流 故 D 正确 故选 AD 考点：闭合电路的欧姆定律 点评：本题中 C项的结果，也是学生读图时经常出现的错误，把（ 6.0， 0.8）点的状态当成短路，说明对短路的特点不了解，短路时，路端电压 U=0 两圆环 A、 B置于同一水平面上，其中 A为均匀带电绝缘环，
12、B为导体环 .当 A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时， B中产生如图所示方向的感应电流 .则 A A可能带正电且转速减小 B A可能带正电且转速增大 C A可能带负电且转速减小 D A可能带负电且转速增大 答案： BC 试题分析： A环转动时产生等效电流，若电流产生的磁场使 B中的磁通量发生变化，则可以在 B中产生感应电流；则根据楞次定律可判断 A中带电及转动情况 解：由图可知， B中电流为逆时针，由右手螺旋定则可知，感应电流的磁场向外，由楞次定律可知，引起感应电流的磁场可能为：向外减小或向里增大；若原磁场向里，则 A中电流应为顺时针，故 A应带正电，因磁场变强，故 A中电流应增大
13、，即 A的转速应增大，故 B正确； 若原磁场向外，则 A中电流应为逆时针，即 A应带负电，且电流应减小，即 A的转速应减小，故 C正确； 故选 BC 考点：楞次定律；电流、电压概念 点评：本题为楞次定律应用的逆过程，要明确 B中感应电流是因为 B中的磁通量发生变化引起的，同时还应知道由于 A的转动而形成的等效电流的强弱与转速有关 如右图是质谱仪的工作原理示意图带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为 B和 E.平板 S上有可让粒子通过的狭缝 P和记录粒子位置的胶片 A1A2.平板 S下方有强度为 B0的匀强磁场下列表述正确的是 A质谱仪是分析
14、同位素的重要工具 B速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C能通过狭缝 P的带电粒子的速率等于 E/B D粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P，粒子的比荷越小 答案： AC 试题分析：带电粒子经加速后进入速度选择器，速度为 粒子可通过选择器，然 后进入 B0，打在 S板的不同位置。 解： A、进入 B0 的粒子满足 ，知道粒子电量后，便可求出 m 的质量，所以质谱仪可以用来分析同位素，故 A正确； B、由粒子在 B0中的偏转方向可知粒子带正电，则受电场力向左，由左手定则可判断磁场方向垂直直面向里，故 B错误； C、由 qE=qvB，得 ，此时离子受力平衡，可沿直线穿过选择器，故 C正确； D、 ，
15、知 R越小，荷质比越大，故 D错误； 故选： AC。 考点：质谱仪和回旋加速器的工作原理 点评：质谱仪工作原理应采取分段分析的方法，即粒子加速阶段，速度选择阶段，在磁场中运动阶段 两根通电的长直导线平行放置，电流分别为 I1和 I2，电流的方向如右图所示，在与导线垂直的平面上有 a、 b、 c、 d四点，其中 a、 b在导线横截面连线的延长线上， c、 d在导线横截面连线的垂直平分线上则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是 A a点 B b点 C c点 D d点 答案： AB 试题分析：由安培定则确定两电流在图示各点所产生的磁场方向，若方向相反，磁感应强度可能为 0，否则不可
16、 解：两电流在 a b点 B的方向相反因不知道两电流的大小关系，所以该两点的磁感应强度可能为零 故选： AB 考点：磁感应强度 点评：解决本题的关键掌握安培定则判断出直线电流周围的磁场方向，并会对磁感应强度进行合成 在赤道上空，一根沿东西方向的水平架设的导线，当导线中的自由电子自东向西沿导线做定向移动时，导线受到地磁场的作用力的方向为 A向北 B向南 C向下 D向上 答案： C 试题分析：解答本题首先要明确地球磁场的分布情况，然后根据左手定则直接进行判断即可地球磁场的南北极和地理的南北极相反，因此在赤道上方磁场方向从南指向北，依据左手定则可得安培力方向向上，故 ABD错误， C正确 故选 C
17、考点 ：地磁场 点评：本题的难点在于弄不清楚地球磁场方向，因此在学习中要熟练掌握各种典型磁场方向的分布情况 以下说法中正确的是 （ ） A只要穿过闭合电路中的磁通量不为零，闭合电路中就一定有感应电流发生 B磁感应强度越大，线圈面积越大，穿过闭合回路的磁通量也越大 C磁感应强度变化，线圈面积变化，穿过闭合回路的磁通量也一定变化 D穿过闭合电路中的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积 答案： D 试题分析：线圈的磁通量变化时，产生感应电动势；在匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量为 =BS，图中 S有磁感线穿过线圈的面积，即为有效面积 ABC错误， D正确。 考点：电磁感应、产生感应电
18、流的条件 点评：磁通量有正负之分，是个标量，在计算时，先选择一个正方向考查法拉第电磁感应定律，同时让学生清楚知道感应电动势与磁通量的变化率有关，与磁通量大小及磁通量变化大小均无关 实验题 测量电源的电动势 E及内阻 r (E约为 6 V， r约为 1.5 )器材：量程 3 V的理想电压表 V，量程 0.6 A的电流表 A(具有一定内阻 )，固定电阻 R 8.5 ，滑动变阻器 R(0 10 )，开关 S，导线若干 (1) 请在 答案：纸的方框 中画出实验电路图图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出 (2) 用笔画线代替导线在图中，完成实物连线 (3)实验中，当电表读数为 I1时，电压表读数为
19、U1；当电流表读数为 I2时，电压表读数为 U2，则可以 求出 E _， r _.(用 I1， I2， U1， U2及 R表示 ) 答案： (1)、 (2)如图甲、乙所示 (3)E r -R. 试题分析：测电源的电动势和内电阻采用的是一般的限流接法，只需测出通过电源的两组电压和电流即可联立求得电源的电动势和内阻 （ 1）本实验采用限流接法，即将滑动变阻器、电源、电流表串联；电压表并联在电源两端；本题由于电源电压较大，故应加入保护电阻；答案：如图所示；（ 2）由闭合电路欧姆定律可知： U1=E-I1r U2=E-I2r 联立解得： E r -R. 考点：测定电源的电动势和内阻 点评：本题需注意（
20、 1）由于电源电动势较大而内阻较小，故电路中应接入保护电阻；（ 2）本实验一般采用图象法求电动势和内电阻；本题中的计算法误差较大 某课题研究小组，收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池，及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈现从这些材料中选取两个待测元件，一是电阻 R0(约为 2 k)，二是手机中常用的锂电池 (电动势 E标称值为3.7 V，允许最大放电电流为 100 mA)在操作台上还准备了如下实验器材： A电压表 V(量程 4 V，电阻 RV约为 4.0 k) B电流表 A1(量程 100 mA，电阻 RA1约为 5 ) C电流表 A2(量程 2 mA，电阻 RA2约为 50 )
21、 D滑动变阻器 R1(0 20 ，额定电流 1 A) E电阻箱 R2(0 999.9 ，最小分度值 0.1 ) F开关 S一只、导线若干 (1) 为了测定电阻 R0的阻值，小组的一位成员设计了如上图所示的电路原理图并选取了相应的器材 (电源用待测的锂电池 )，其设计或器材选取中有不妥之处，你认为应该怎样调整？ _ _. (2)在实验操作过程中，发现滑动变阻器 R1、电流表 A1已损坏，请用余下的器材测量锂 电池的电动势 E和内阻 r. 请在 答案：纸的方框中 画出实验电路图 (标注所用器材符号 ) 为了便于分析，一般采用线性图象处理数据，请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式 _ 答案
22、： (1)用 A2替换 A1(2) 电路图见 试题分析：（ 1）由欧姆定律求出通过待测电阻的最大电流，然后根据该电流确定电流表的量程，选择实验器材（ 2）只有待测电池、电阻箱、电压表，可以用伏阻法测电池的电动势与内阻，根据实验原理作出实验电路图；由闭合电路的欧姆定律列方程，然后找出具有线性关系的量，并写出函数关系式 （ 1）流过 R0 的最大电流约为：，电流表应使用：电流表 A2（量程 2mA，电阻 RA2约 50），因为使用电流表 A1 时，电表示数太小，读数误差较大 （ 2） 实验器材只有电压表与电阻箱，因此可以用伏阻法测电池的电动势与内阻，实验电路图如图所示 由闭合电路 欧姆定律得： ，
23、 整理得： ， 即： ， 由此可见， 成正比， 可以作 图象， 函数关系式是： ， （ 2） 电路图如图所示； 考点：伏安法测电阻 点评：本题考查了实验器材的选择、设计实验电路图、实验数据分析等问题；选择实验器材时，既要保证安全，又要注意测量精度，要注意实验器材量程的选择 计算题 如下图所示， A 为电解槽， M 为电动机， N 为电炉子，恒定电压 U 12 V，电解槽内阻 rA 2 ，当 K1闭合， K2、 K3断开时， A 示数 6 A；当 K2闭合， K1、K3断开时， A示数 5 A，且电动机输出功率为 35 W；当 K3闭合， K1、 K2断开时， A示数为 4 A求： (1)电炉子
24、的电阻及发热功率各多大？ (2)电动机的内阻是多少？ (3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？ 答案：（ 1）电炉子的电阻为 2，发热功率为 72W； （ 2）电动机的内阻是 1； （ 3）在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为 16 W 试题分析：（ 1）电炉子为纯电阻，根据欧姆定律及发热功率公式即可求解； （ 2）电动机为非纯电阻，由能量守恒定律即可求解； （ 3）化学能的功率等于总功率减去内阻消耗的功率 解： (1)电炉子为纯电 阻，由欧姆定律 I ，得 R 2 其发热功率为 PR UI1 126 W 72 W (2)电动机为非纯电阻，由能量守恒定律得 UI2 I rM P
25、 输出 所以： rM 1 (3)电解槽工作时，由能量守恒定律得： P 化 UI3-I rA 所以 P 化 (124-422) W 16 W 考点：闭合电路的欧姆定律；能量守恒定律；闭合电路中的能量转化 点评：对于电动机电路，要正确区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路：当电动机正常工作时，是非纯电阻电路；当电动机被卡住不转时，是纯电阻电路 如右图所示，在倾角为 37的光滑斜面上有一根长为 0.4 m，质量为 610-2 kg的通电直导线，电流强度 I 1 A，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加 0.4 T，方向竖直向上的磁场中，设 t 0时， B 0，
26、则需要多长时间，斜面对导线的支持力为零？ (g取10 m/s2) 答案：解： t 5 s. 试题分析：解：斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示 由平衡条件 FTcos 37 F FTsin 37 mg 由 解得： F 代入数值得： F 0.8 N 由 F BIL得： B T 2 T. B与 t的变化关系为 B 0.4 t解得 t 5 s. 考点：共点力平衡的条件及其应用；安培力 点评：本题是平衡条件得应用，关键是受力分析，安培力的方向是由左手定则判断的，由平衡条件列式计算即可，是一个比较简单的题目 图中 MN 表示真空室中垂直于纸面的平板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感
27、应强度大小为 B。一带正电粒子从平板上狭缝 O 处以与平板成 的初速度 v射入磁场区域如图，最后到达平板上的 P点。已知 B、 v以及 P到 O 的距离 l，不计重力，求此粒 子的电荷量 q与质量 m之比。 答案： 试题分析：带电粒子从 O 点垂直射入磁场，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动又从 P点射出磁场，则 PO连线就是运动圆弧的直径，由长度、运动速度及磁场可确定粒子的比荷 解：（ 1）由左手定则可知：粒子带正电 （ 2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，设其半径为 R ， 由几何关系可知： 由洛伦兹力公式和牛顿第二定律，有 qvB=m 由此得 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动 点评：将带电粒子的
28、入射点与出射点连线，即为圆弧对应的弦当圆心落在弦上，则弦就是直径 如图所示，导体杆 ab的质量为 m，电阻为 R，放置在水平夹角为 的倾斜金属导轨上。导轨间距为 d，电阻不计，系统处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为 B，电源内阻不计， （ 1）若导轨光滑，电源电动势 E为多大时能使导体杆静止在导轨上？ （ 2）若杆与导轨之间的动摩擦因数为 ，且不通电时导体杆不能静止在导轨上，现要使导体杆静止在导轨上，电源电动势取值范围为多少？ 答案：（ 1） = （ 2） 、 试题分析：导体杆静止在导轨上，受到重力、支持力和安培力三个力作用，安培力大小为 F=BIL，根据平衡条件和闭合电路欧姆定律结 合求解电源的电动势 （ 1）对导体棒受力分析如图，由平衡条件得： 而 由以上三式解得 = （ 2）由两种可能：一种是 E偏大， I偏大， F偏大， 2杆有上滑趋势，摩擦力沿斜面向下，由平衡条件 根据安培力公式有 以上两式联立解得 另一种可能是 E偏小，摩擦力沿斜面向上，同理可得 考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用 点评：本题是通电导体在磁场中平衡问题，分析受力情况，特别是安培力的情况是关键
