1、2012-2013学年河南省安阳一中高二上学期期末考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 如图所示，当开关 S闭合，两表均有示数，过一会儿发现电压表示数突然变小，电流表示数突然变大，下列故障判断可能正确的是 A L1短路 B L2灯短路 C L1灯丝断开 D L2灯丝断开 答案： A 试题分析：当开关 S闭合后，两表均有示数，过一会儿电流表示数突然变大，说明电路中电流变大，因此电路发生短路现象；又因为电压表示数变小，所以灯短路 故选 A 考点：电路故障判断 点评：电路故障分为短路和断路：短路时，电路中有电流，并且电流较大；断路时，电路中无电流。本题考查了用电流表、电压表判断电路故障的分析能力，电
2、路故障一般分短路和开路两种情况，两种情况一般不同时出现。 如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为 ，磁场方向垂直纸面向里 abcd是位于纸面内的梯形线圈， ad与 bc间的距离也为 .t 0时刻， bc边与磁场区域边界重合现令线圈以恒定的速度 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域取沿 abcda 的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流 i随时间 t变化的图线可能是 答案： B 试题分析：开始时 bc边进入磁场切割磁感线，根据右手定则可知，电流方向为逆时针，即为负方向，有效长度均匀增加，故电流均匀增加；当 bc边开始出磁场时，回路中磁通量减小，产生的感应电流为顺
3、时针，方向为正方向，有效长度均匀增加，故电流也均匀增加。 故选 B 考点：电磁感应定律与图像结合 点评：此类问题一般要分析切割的有效长度的变化规律和电流的方向变化情况，找出与之对应的电流或电压的图象。 如图所示，匀强电场 E竖直向下，匀强磁场 B垂直纸面向里 .现有三个带有等量同种电荷的 油滴 a、 b、 c，若将它们分别置入该区域中，油滴 a保持静止，油滴 b 向左水平匀速运动，油滴 c 向右水平匀速运动，则三个油滴所受重力 、 的大小关系正确的是 A B C = D = 答案： B 试题分析：滴 a做匀速圆周运动，可判断其受到的电场力和重力大小相等，方向相反，电场力方向竖直向上，所以带负电
4、；力的关系为： ；油滴 b向左水平匀速运动，对其受力分析，受竖直向下的重力、竖直向上的电场力和竖直向上的洛伦兹力（由左手定则来判断），三力平衡，即 ；油滴c向右水平匀速运动，对其受力分析，受竖直向下的重力、竖直向上的电场力和竖直向下的洛伦兹力（由左手定则来判断），三力平衡，即 ；由以上分析可得三个油滴的重力关系为： 。 故选 B 考点：带电粒子在复合场中的运动 点评：若带电质点在三场共存区域内运动，一般会同时受到重力、电场力、洛仑兹力作用，若电场和磁场又为匀强场，则重力、电场力为恒力，洛仑兹力与速度有关，若带电质点匀速，则洛仑兹力也为恒力，可用共点力平衡来进行分析。 如图所示 ,A、 B是两盏
5、完全相同的白炽灯 ,L是电阻不计的电感线圈 ,如果断开电键 S1,闭合 S2,A、 B两灯都能同样发光 .如果最初 S1是闭合的， S2是断开的 .那么 ,可能出现的情况是 A.刚闭合 S2时 ,A灯就立即亮 ,而 B灯则延迟一段时间才亮 B.刚闭合 S2时 ,线圈 L中的电流为零 C.闭合 S2以后 ,A灯变亮 ,B灯由亮变暗 D.再断开 S2时 ,A灯立即熄火 ,B灯先亮一下然后熄灭 答案： BCD 试题分析： ABC、刚闭合 时 ,线圈 L相当于一个很大的电阻，流过它的电流为零，和开路情况差不多， A、 B亮灯同时亮，然后流过 L的电流越来越大，最后稳定后 L相当于一根导线， B灯逐渐变
6、暗， A灯逐渐变亮； A错误 BC 正确 D、再断开 时 ,流过 A灯的电流立即消失， A灯立即熄灭 ;L和 B灯组成一个闭合回路，由于 L的自感作用，电流能维持一会儿， B灯先亮一下然后熄灭；正确 故选 BCD 考点：自感 点评：自感分为通电自感和断电自感，通电自感电感线圈相当于一个大电阻，阻值慢慢变小；断电自感线圈相当于一个电源，能维持原来的电流一小段时间，但电流是减小的。 如图所示，金属环半径为 a，总电阻为 2R，匀强磁场磁感应强度为 B，垂直穿过环所在平面电阻为 R 2的导体杆 AB沿环表面以速度 v向右滑至环中央时，杆的端电压为 A B C D 答案： A 试题分析：此时杆切割磁感
7、线，产生的电动势 E=2Bav，圆环被分成两等长部分，是并联关系，并联电阻 ，导体棒相当于电源，内阻 ，杆的端电压相当于路端电压，所以 . 故选 A 考点：导体切割磁感线时的感应电动势，闭合电路欧姆定律 点评：本题一定要注意导体棒相当于电源，金属圆环相当于电阻，且两部分是并联关系，注意算等效电阻时不能弄错。 两圆环 A、 B 置于同一水平面上，其中 A 为均匀带电绝缘环， 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：
8、 BC 试题分析：带电绝缘环转动，会形成等效电流。在 B环中产生逆时针方向的感应电流，说明由向力的磁场增强或向外的磁场减小。若 A带正电，则等效电流是顺时针的，产生向里的磁场，若要磁场增强，则 A 转速应增大；若 A 带负电，则等效电流是逆时针的，产生向外的磁场，若要磁场减弱，则 A转速应减小。 故选 BC 考点：楞次定律 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。 穿过某闭合回路的磁通量 随时间 t变化的图象分别如图中的 所示，下列说法正确的是 A图 有感应电动势，且大小恒定不变 B
9、图 产生的感应电动势一直在变大 C图 在 0 t1时间内的感应电动势是 t1 t2时间内感应电动势的 2倍 D图 产生的感应电动势先变大再变小 答案： C 试题分析：由法拉第电磁感应定律有 可知 t 图线的斜率为磁通量的变化率，即感应电动势与图线斜率成正比。 A、图 中图线斜率为零，则回路产生的感应电动势为零；错误 B、图 中图线斜率不变，则回路产生的感应电动势恒定不变；错误 C、图 中 0 ，图线斜率不变，是 时图线斜率的 2倍，则回路在 0时间内产生的感应电动势是 时间内产生的感应电动势的 2倍；正确 D、图 中图线斜率时刻变化，则回路中感应电动势是变化的，斜率先减小后增大，则产生的感应电
10、动势先变小再变大；错误 故选 C 考点：法拉第电磁感应定律 点评：通过 -t图象运用数学知识结合物理规律解决问题，其中我们要知道 -t图象斜率的意义利用图象解决问题是现在考试中常见的问题对于图象问题，我们也从图象的斜率和截距 结合它的物理意义去研究。 如图所示，一个带正电的小球沿光滑的水平绝缘桌面向右运动，速度的方向垂直于一个水平方向的匀强磁场，小球飞离桌子边缘落到地板上 .设其飞行时间为 ，水平射程为 ,落地速率为 .撤去磁场，其余条件不变时，小球飞行时间为 ，水平射程为 ,落地速率为 ,则 A B C D = 答案： BD 试题分析： A、带电小球在没有磁场时做平抛运动，由 可得，飞行时间
11、，当加上磁场后，受力情况如图，竖直方向合力小于重力，因此加速度小于 g，下落时间 ；错误 BC、存在磁场的情况与撤去磁场相比，水平方向运动速度在增加，飞行时间变长，根据 可知 ； B正确 C错误 D、在整个运动过程中，洛伦兹力不做功，只有重力做功，所以两种情况下，小球落地时的动能相同，落地时的速度大小相等，即 ；正确 故选 BD 考点：带电粒子在磁场中的运动 点评：注意本题中洛伦兹力的作用，竖直分量延缓了下降时间，水平分量增加了运动水平速度，但洛伦兹力对小球没有做功，因为洛伦兹力永远与运动方向垂直。 如图所示，平行金属导轨与水平面成 角，导轨与固定电阻 R1和 R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平
12、面有一导体棒 ab，质量为 m，导体棒的电阻与固定电阻 R1和 R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为 ，导体棒 ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为 v时，受到安培力的大小为 F。此时， A电阻 R2消耗的热功率为 Fv/6 B电阻 R1消耗的热功率为 Fv/3 C整个装置因摩擦而消耗的热功率为 mgvcos D整个装置消耗的机械功率为 (F mgcos)v 答案： ACD 试题分析： AB、设 ab长度为 L，磁感应强度为 B，电阻均为 R,电路中感应电动势 E=BLv， ab中感应电流为 ， ab所受安培力 ,电阻 消耗的热功率 ,联立解得 ； A正确 B错误 C、根据功率公式 可得，
13、整个装置因摩擦而消耗的热功率；正确 D、根据功率公式 可得整个装置消耗的机械功率为；正确 故选 ACD 考点：电磁感应中的能量转化 点评：了解功率的两种表达形式，即 和 ，会在不同的情况下选用不同的公式。 如图所示是电磁流量计的示意图。圆管由非磁性材料制成，空间有匀强磁场。当管中的导电液体流过磁场区域时，测出管壁上 MN 两点的电动势 E，就可以知道管中液体的流量 Q 单位时间内流过管道横截面的液体的体积。已知管的直径为 d，磁感应强度为 B，则关于 Q 的表达式正确的是 A B C D 答案： B 试题分析：当 MN 两点的电动势 E稳定后，正负电荷在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，所以
14、，所以 ，液体的流量。 故选 B 考点：电磁流量计 点评：导电液体流过磁场区域时，正负电荷受到洛伦兹力，发生偏转打到上下两个面上，上下两个面之间形成电场，最终稳定后，正负电荷在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡状态，做匀速直线运动，正负电荷不再打在上下两个面上，两个面间电动势不在增加。 在如图所示电路中，闭合电键 S，当滑动变阻器的滑动触头 P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用 I、 U1、 U2和 U3表示，电表示数变化量的大小分别用 I、 U1、 U2和 U3表示。下列比值正确的是 A U1/I不变， U1/I不变 B U2/I变大， U2/I变大 C U2/I变大，
15、 U2/I不变 D U3/I变大， U3/I不变 答案： ACD 试题分析： A、根据欧姆定律得知： ，且 ，当滑动变阻器的滑动触头 P 向下滑动时， 与 均不变；正确 BC、 ，变大，根据闭合电路欧姆定律得： ，则有，不变； B错误 C正确 D、 ，变大根据闭合电路欧姆定律得： ，则有 ，不变；正确 故选 ACD 考点：闭合电路欧姆定律 点评：定值电阻是线性元件，满足 。 在赤道上某处有一支避雷针。当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电，则地磁场对避雷针的作用力的方向为 A正东 B正西 C正南 D正北 答案： B 试题分析：当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电形成瞬间电
16、流，负电电荷从上而下通过避雷针，所以电流的方向为从下而上，磁场的方向从南向北，根据左手定则，安培力的方向向西。 故选 B 考点：安培力 点评：注意电流的 方向是负电荷运动方向的反方向。 如上右图所示，电源电动势 =12V，内阻 r=1，电阻 R1=5， R2=50，则 A电键 K 断开时， A、 B两端电压等于零 B电键 K 闭合 ,电容器 C充电后，电容器两极板间的电压等于 10V C电键 K 闭合 ,电容器 C充电后，电容器两极板间的电压等于 12V D电键 K 闭合 ,电容器 C充电后，两极板间的电压与电容大小有关 答案： B 试题分析： A、电键 K 断开时，电阻 相当于一根导线， A
17、、 B两端电压等于电源电动势；错误 BCD、电键 K 闭合，电容器 C充电后，电阻 相当于一根导线，此时电容器两端电压为电阻 两端电压，根据闭合电路欧姆定律可知，电阻 两端电压,与电容器电容大小无关； B正确 CD错误 故选 B 考点：闭合电路欧姆定律，电容器 点评：与电容器串联的电阻当电容器充电完毕后相当于一根导线，因为此时电阻中电流为零，电阻所分担电压为零。 两根长直通电导线互相平行，电流方向相同，它们的截面处于等边 ABC的 A和 B处，如图所示 .两通电导线在 C处产生磁场的磁感应强度大小都是 B，则 C处磁场的磁感应强度大小是 A 0 B B C D 2B 答案： C 试题分析：根据
18、安培定则可知，导线 A在 C处产生的磁场方向垂直于 AC 方向向右，导线 B在 C处产生的磁场方向垂直于 BC 方向向右，如图，根据平行四边形定则得到， C处的总磁感应强度为 。 故选 C 考点：磁场的叠加 点评：磁场也是矢量，磁场的合成也遵循平行四边形定则。 实验题 在 “用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻 ”的实验中。 （ 1）备有如下器材： A干电池 1节 B滑动变阻器 (0 20)； C滑动变阻器 (0 1k)； D电压表 (0 3V)； E电流表 (0 0.6A)； F电流表 (0 3A)； G开关、导线若 干 其中滑动变阻器应选 ，电流表应选 。 （ 2）为了最大限度的减小实
19、验误差，请在虚线框中画出该实验最合理的电路图。 （ 3）某同学记录的实验数据如下表所示，试根据这些数据在图中画出 U-I 图线，根据图线得到被测电池的电动势 E= V ，内电阻 r= 。 1 2 3 4 5 6 I(A) 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.40 U(V) 1.32 1.26 1.18 1.13 1.04 0.93 答案：（ 1） B， E （ 2）电路图如下 （ 3） U-I图线如下图， E=1.43V 1.51V ， r=1.2 1.5 试题分析：（ 1）滑动变阻器选择 B比较好，应为 1k的电阻使用时接入电路中是电流发生明显变化的部分很小，比较难控制，故
20、不选 C；为了尽可能的避免电池的极化，电流应该小一点，故电流表应选 E。 （ 2）实验电路图如下 （ 3） U-I图线如下图 图线和纵轴的交点为电源电动势， E=1.43V（ 1.43V 1.51V均可）；图线的斜率的绝对值等于电源内阻， （ 1.2 1.5均可） . 考点：测电源的电动势和内阻 点评：此题图线与横轴交点不表示短路电流，计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用 计算出电源的内电阻。 如图 (a)所示是一个欧姆表的外部构造示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线内的电路图应是 (b)图中的 。答案： A 试题分析：红表笔接内部电源的负极，且内部电阻为可变电阻用以欧姆表调
21、零。 故选 A 考点：欧姆表的构造 点评：不管是电压表、电流表还是欧姆表，电流都是从红表笔流入，黑表笔流出，只是欧姆表电源在表内。 计算题 如图所示， M为一线圈电阻 r=0.4的电动机， R=24，电源电动势 E=40V.当 S断开时，电流表的示数 I1=1.6A，当开关 S闭合时，电流表的示数为I2=4.0A，电表内阻不计。求 （ 1）电源内阻 （ 2）开关 S闭合时电动机发热消耗的功率和转化为机械能的功率 . （ 3）开关 S闭合时电源输出功率和电源的效率 答案： (1) （ 2） 2.5W； 87.5W （ 3） 144W； 90 试题分析： (1)根据闭合电路的欧姆定律 代入数据解得
22、： (2) 开关 S闭合后路端电压 流过 的电流强度为 流过电动机的电流强度为 电动机发热消耗的功率为 电动机转化为机械能的功率 (3) 开关 S闭合时电源输出功率 电源的效率 考点：闭合电路欧姆定律 点评：由于含有电动机的电路不是纯电阻电路，所以计算流过电动机的电流时不能用 。 PQ 为一根足够长的绝缘细直杆，处于竖直的平面内，与水平夹角为 q 斜放，空间充满磁感应强度 B的匀强磁场，方向水平如图所示。一个质量为 m，带有负电荷的小球套在 PQ杆上，小球可沿杆滑动，球与杆之间的摩擦系数为（ ），小球带电量为 q。现将小球由静止开始释放，试求小球在沿杆下滑过程中： （ 1）小球最大加速度为多少
23、？此时小球的速度是多少？ （ 2）下滑过程中，小球可达到的最大速度为多大？ 答案：（ 1） ， （ 2） 试题分析： （ 1）当小球所受的洛伦兹力小于重力垂直杆向下的分力，小球向下做加速运动，洛伦兹力逐渐增大，支持力和滑动摩擦力逐渐减小，合力增大，加速度增大当洛伦兹力大于重力垂直杆的分力时，杆对小球的支持力方向变为垂直于杆向下，速度增大，滑动摩擦力增大，合力减小，加速度减小，则当洛伦兹力等于于重力垂直杆向下的分力时，支持力和摩擦力为零，合力最大，加速度最大，根据牛顿第二定律得： ，得到最大加速度为 由 得， （ 2）当洛伦兹力大于重力 垂直杆的分力时，小球做匀速直线运动时，速度最大，由平衡条件
24、得： 解得，最大速度为 考点：洛伦兹力 点评：注意本题中小球受到的洛伦兹力是变化的，所以杆对小球的支持力大小和方向也是变化的。 如图甲所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距 =0.2m，电阻 R=1.0；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻均可忽略不计，整个装置处于磁感应强度 B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下。现用一外力 F沿轨道方向向右拉杆，使之做匀加速运动，测得力 F与时间 t的关系如图乙所示，求杆的质 量 m和加速度 a. 答案： ； 试题分析：导体杆在轨道上做匀加速直线运动，设速度为 v，则有 导体杆切割磁感线产生感应电动势 回路中的感应电
25、流 杆受到的安培力 根据牛顿第二定律有 化简得 在图乙上任取两点代入上式求解得 方向水平向右 考点：电磁感应中的力学问题 点评：本题关键是根据安培力和牛顿第二定律列出 F与 t的关系式 在如图所示的空间区域里， 轴左方有一匀强电场，场强方向跟 轴正方向成 60，大小为 ； 轴右方有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度 =0.20T有一质子以速度 =2.0 m/s，由 轴上的 A 点（ 10cm，0）沿与 轴正方向成 30斜向上射入磁场，在磁场中运动一段时间后射入电场，后又回到磁场，经磁场作用后又射入电场已知质子质量近似为 =1.6kg，电荷 =1.6 C，质子重力不计求： （ 1）质子在磁场中
26、做圆周运动的半径 （ 2）质子从开始运动到第二次到达 y轴所经历的时间（计算结果保留 3位有效数字） （ 3）质子第三次到达 y轴的位置坐标 答案：（ 1） 0.10m（ 2） （ 3）（ 0， 34.6cm） 试题分析：（ 1）质子在磁场中受洛伦兹力做匀速圆周运动， 根据 得：质子做匀速圆周运动的半径为 （ 2）由于质子的初速度方向与 x轴正方向夹角为 30，且半径恰好等于 OA，因此，质子将在磁场中做半个圆周到达 y轴上的 C点，如图所示 质子做圆周运动周期为 ， 质子从出发运动到第一次到达 y轴的时间 ， 质子进入电场时的速度方向与电场的方向相同，在电场中先做匀减速直线运动，速度减为零后
27、反向做匀加速直线运动，设质子在电场中运动的时间 ，根据牛顿第二定律 ，得 因此，质子从开始运动到第二次到达 y轴的时间 t为 （ 3）质子再 次进入磁场时，速度的方向与电场的方向相同，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，到达 y轴的 D点 根据几何关系，可以得出 C点到 D点的距离为 ； 则质子第二次到达 y轴的位置为 即质子第三次到达 y轴的坐标为（ 0， 34.6cm） 考点：带电粒子在组合场中的运动 点评：分析带电粒子在磁场中运动，首先要画出粒子运动轨迹图，然后根据洛伦兹力做向心力可求半径，还可以根据几何关系求半径，找到粒子做圆周运动的圆心角可求出运动时间。如果还存在电场，粒子在电场中一般做匀变速直线运动或类平抛运动，类平抛运动要把运动分解后研究。
