1、2012-2013学年辽宁朝阳县柳城高级中学高二上学期期末考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 在物理学中许多规律是通过实验发现的，下列说法正确的是：（ ） A麦克斯韦通过实验首次证明了电磁波的存在 B牛顿通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持 C奥斯特通过实验发现了电流的热效应 D法拉第通过实验发现了电磁感应现象 答案： D 试题分析：麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹首次证明了电磁波的存在， A错；伽利略通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持， B错；奥斯特通过实验发现了电流的磁效应， C 错；法拉第通过实验发现了电磁感应现象，D对。 考点：物理学史 点评：学生要知道一些必要
2、的物理学史。 右图中两条平行线间存在垂直纸面向里的间距为 L的匀强磁场，有一位于纸面内的高也为 L的梯形，现令线圈以恒定的速度的垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场，取逆时针为感应电流的正方向，则在线圈穿过磁场区域的过程中，感应电流 I随时间变化的图像可能是（ ） A B C D 答案： A 试题分析：线圈在进入磁场的过程中，由右手定则可判断出电流的方向为逆时针方向，即为正方向， BC 错； 线圈在进入磁场的过程中，切割磁感线的有效长度变大，由 知感应电流变大，线圈在离开磁场的过程中，由右手定则可判断出电流的方向为顺时针方向，即为负方向， D错；线圈在离开磁场的过程中，切割磁感线的有效长度变大，由
3、 知感应电流变大， A对。 考点：感应电动势的公式，欧姆定律 点评：学生明确公式 的成立条件是三个物理量两两垂直， L为切割磁感线的有效长度。 如图所示，圆环 a和圆环 b的半径之比为 2 1，两环用同样粗细、同种材料制成的导线连成闭合回路，连接两环的导线电阻不计，匀强磁场的磁感应强度变化率恒定 .则在 a、 b环分别单独置于磁场中的两种情况下， M、 N 两点的电势差之比为 ( ) A 4 1 B 1 4 C 2 1 D 1 2 答案： C 试题分析：当 a 环置于磁场中时，得到 ， ， ， 得 ，当 b环置于磁场中时，得到 ， ， ，联立得到， C对， ABD错。 考点：法拉第电磁感应定律
4、，电阻定律，闭合电路的欧姆定律 点评：学生清楚哪个线圈在磁场中，哪个线圈就等效成电源，能熟练运用法拉第电磁感应定律，电阻定律，闭合电路的欧姆定律解相关问题。 一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动 ,产生的交变电动势的瞬时值表达式,则 ( ) A该交变电动势的频率为 2 Hz B 0时刻线圈平面与磁场垂直 C t=0.25 s时 ,e达到最大值 D在 1 s时间内 ,线圈中电流方向改变 100次 答案： AB 试题分析：由表达式知 ， 得到 f=2 Hz， A对；在 0时刻线圈的电动势为零，线圈处于中性面位置，即线圈平面与磁场垂直， B对； t=0.25 s时 , ， C错；在 1 s时间内 ,线圈
5、中电流方向改变 4次，D错。 考点：公式 ，交流电动势瞬时值表达式 点评：学生明确表达式中的各个物理量间的关系，知道线圈平面与磁场垂直时为中性面的位置。 如图所示电路中，灯泡 L的电阻大于电源的内阻 r，闭合开关 S，将滑动变阻器的滑片 P向左移动一段距离后，下列结论正确的是（ ） A灯泡 L变亮 B电源的输出功率变小 C电容器 C上电荷量减少 D电流表示数减小，电压表示数增大 答案： BD 试题分析：将滑动变阻器的滑片 P向左移动时，其阻值增大，电路的总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律 知电路的总电流减小，即电流表示数减小，通过灯泡的电流减小，其功率减小，灯泡 L变 暗， A错；由 知路端电压
6、增大，即电压表示数增大， D 对；由 知电源的输出功率变小， B 对；由 知滑动变阻器两端的电压增大，得电容器两端的电压增大，由知电容器 C上电荷量增加， C错。 考点：电路的动态分析，电容的定义式 点评：学生明确动态分析的总体思路是先由局部阻值的变化得出总电阻的变化，再整体据闭合电路的欧姆定律得出电路中总电流的变化，再局部就是由串、并联电路的特点去分析。 如图所示，电感线圈 L的直流电阻为 R，小灯泡的电阻为 r，小量程的电流表 G1和 G2的内阻不计，当开关闭合且稳定后，电流表均偏向右侧，则当开关 断开时，下列说法正确的是 ( ) A G1和 G2指针都立刻回到零点 B G1缓慢回到零点，
7、 G2立即左偏，然后缓慢回到零点 C G1立即回到零点， G2缓慢回到零点 D G2立即回到零点， G1缓慢回到零点 答案： B 试题分析：当开关断开时，电感线圈要产生自感电动势，此时线圈等效成电源，线圈与灯泡和两个电流表构成回路，对于电流表 G1电流方向不变，即电流逐渐减小到零，得到 G1 缓慢回到零点， AC 错；对于 G2感应电流与开始时的电流反向，得到 G2立即左偏，然后缓慢回到零点， B对， D错。 考点：电感线圈的自感现象 点评：学生明确线圈的自感电动势要阻碍线圈中电流的变化，知道产生自感现象的线圈可等效地看成电源。 如图所示，能产生感应电流的是（ ）答案： B 试题分析：对 A因
8、为线圈不闭合，只产生感应电动势，没有感应电流， A错；对 B因闭合回路的面积发生变化，回路中有感应电流， B对；对 C直线电流在线圈中产生的磁场相互抵消，通过线圈的磁通量一直为零，所以线圈中没有感应电流， C错；对 D因线圈中的磁通量不发生变化，线圈中没有感应电流， D错。 考点：感应电流产生的条件 点评：学生清楚感应电流的条件有两个，一 是闭合回路，二是回路的磁通量发生变化。 如图所示，在两个不同的匀强磁场中，磁感应强度关系为 B1=2B2，当不计重力的带电粒子从 B1垂直磁场运动到 B2，则粒子的（ ） B1 B2 A速率将加倍 B轨道半径将加倍 C周期将加倍 D做圆周运动的角速度将加倍
9、答案： BC 试题分析：因洛伦兹力不做功，得粒子运动的速率不变， A错；由得到 知轨道半径将加倍， B对；由 知周期将加倍， C对；由 知做圆周运动的角速度将减小为原来的一半， D错。 考点：洛伦兹力，半径公式，周期公式，角速度与周期的关系式 点评：学生明确洛伦兹力永不做功，能熟练运用半径公式，周期公式，角速度与周期的关系式解相关问题。 如图所示，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹 .M和 N 是轨迹上的两点，其中 M点是轨迹的最右点 .不计重力，下列表述正确的是（ ） A粒子在 M点的速率最大 B粒子所受电场力沿电场方向 C粒子在电场中的加速度
10、不变 D粒子在电场中的电势能始终在增加 答案： C 试题分析：由图知从 N 到 M电场力做负功，电势能增加，动能减小，所以粒子在 M点的速率最小， A错；因粒子 带负电，粒子所受电场力与电场方向相反，B错；因是匀强电场，所以粒子在电场中的加速度不变， C对；粒子从 M点向左运动时，电场力做正功，粒子的电势能减小，动能增大， D错。 考点：电场力做功与电势能和动能的关系 点评：学生要知道粒子的电场力要指向曲线运动轨迹的内侧，清楚电场力做功与电势能和动能的关系。 如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直导线，电流方向垂直纸面向外， a、 b、 c、 d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点
11、，在这四个点中 （ ） A a、 b两点磁感应强度相同 B c、 d两点磁感应强度大小相等 C a点磁感应强度最大 D b点磁感应强度最大 答案： BD 试题分析：磁感应强度是矢量，每点的磁感应强度都是匀强磁场和直导线磁场的叠加，由图知在 a 点，两磁感应强度方向相反，所以 a 点的磁感应强度最小，C错；在 b点，两磁感应强度方向相同，所以 b点的磁感应强度最大， D对， A错；在 cd两点，两磁感应强度方向相互垂直，所以 cd两点的磁感应强度大小相等，方向不同， B对。 考点：磁感应强度的叠加，安培定则 点评：学生明确磁感应强度在叠加时，满足平行四边形定则。 如图所示，一长为 2L的直导线折
12、 成边长相等、夹角为 600的 V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为 B，当在该导线中通以电流强度为 I的电流时， V形通电导线受到的安培力大小为（ ） A 0 B 0.5BIL C BIL D 2BIL 答案： C 试题分析：导线的有效长度如上图所示，由几何关系知其有效长度为 L，由安培力公式 得通电导线受到的安培力大小为 BIL， C对， ABD错。 考点：安培力的公式 点评：学生清楚安培力公式中的 L为导体的有效长度，当公式中的三个量两两垂直时，能用安培力公式进行相关计算。 下面说法中正确的是：（ ） A电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度为零 B一小段通电导线
13、在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度一定为零 C表征电场中某点电场的强弱，是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值 D表征磁场中某点的磁场的强弱，是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该段导线的长度和电流乘积的比值 答案： AC 试题分析：由 知电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度为零，A对；一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，可能是电流方向和磁场方向平行，磁感应强度不一定为零， B 错；由 知表征电场中某点电场的强弱，是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值， C对；磁场力还与电流方向和磁场方向的夹角有关， D选项应满足电流方向
14、和磁场方向垂直时才成立， D错。 考点：电场强度的定义式，磁感应强度的定义式 点评：学生明确通电导线受的磁场力除了跟磁感应强度有关外，还与电流方向和磁场方向的夹角有关。 实验题 某学习小组想利用以下器材测定自来水的电阻率： 器材（代号） 规格 电流 表 A1 电流表 A2 电压表 V1 电压表 V2 滑动变阻器 R 直流电源 E 开关 S、导线若干、毫米刻度尺、游标卡尺、多用电表、 一节两端可封住的绝缘 PVC水管 量程 1mA，内阻约为 50 量程 0.6A，内阻约为 0.1 量程 3V，内阻约为 10K 量程 15V，内阻约为 50K 最大阻值 50，允许最大电流 0.5A 输出电压 15
15、V，内阻不计 用毫米刻度尺量一段自来水管上的两接线柱间距离为 L； 用游标卡尺测量水管内径，如图所示的示数为 mm 用多用电表测量两接线柱间装满水时的电阻约为 20K 为提高实验结果的准确程度，电流表应选 ，电压表应选 。（以上均填器材代号） 设计电路图 若实验中电流表的示数为 I，电压表的示数 U，可求得自来水的电阻率为 = 。（用以上测得的物理量的符号表示） 答案： (2) 21.3mm （ 2分） (4) A1（ 2分）， V2 （ 2分） （ 5）电路图 :分压式内接法（ 4分） （ 6） （ 2分） 试题分析： (2)由图知游标卡尺主尺读数为 2.1cm=21mm，游标尺读数为，游标
16、卡尺的读数为 21mm+0.3mm=21.3mm. (4)由电源输出电压为 15V，电压表应选 V2，由 ,电流表应选 A1。 （ 5）因待测电阻远大于滑动变阻器的阻值，得滑动变阻器要用分压接法，由待测电阻远大于电流表内阻，得电流表要用内接法，具体电路图如下 （ 6）由欧姆定律得到 ,由电阻定律得 ，联立解得。 考点：游标卡尺读数，仪器的选取，滑动变阻器、电流表的接法，电阻定律 点评：学生要掌握游标卡尺的读数方法，能据题意和计算选择合适的仪器，会分析滑动变阻器和电流表所选用的接法。 计算题 （ 10分）如图所示，质量为 m=0.4Kg，长为 L=10cm的铜棒，用长度也为L的两根轻软导线挂在竖
17、直向上的磁场中，磁感应强度为 B=4T，导体棒内通以恒定电流后，棒向外偏转最终稳定，稳定后与竖直方向成 370角，则 (1)棒中能以什么方向的电流？ (2)电流的大小是多少？ (3)每条绳子子的拉力是多少？ 答案：（ 1）通以由左向右的电流 （ 2） I=7.5A （ 3） F=2.5N 试题分析：（ 1）由左手定则可判断出棒中的电流方向是从左向右。 （ 2）作出棒右端的截面图，如上图所示，由图得到 ，代入数据解得 I=7.5A。 （ 3）对棒在竖直方向受力平衡得到 2Fcos370=mg 代入数据解得 F=2.5N。 考点：左手定则，受力分析，三个共点力的平衡 点评：学生要画出铜棒受力的截面
18、图，这时比较容易分析铜棒的受力。 （ 14分）如图，竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨 MN、 PQ，有一垂直穿过导轨平面的匀强磁场，导轨上端 M 与 P 间拉一阻值 R 0 40 的电阻，质量为 0 01Kg、电阻为 r=0.30的金属棒 ab紧贴导轨自由下滑，其下滑距离与时间的关系如下表，导轨电阻不计。（ g=10m/s2） 时间 t(s) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 下滑距离 s(m) 0 0.1 0.3 0.7 1.4 2.1 2.8 3.5 (1).当 t=0.7S时，重力对金属棒做功的功率 （ 2）金属棒在 0.7S内，电阻 R上产生的热量 （ 3）
19、从开始运动到 0.4S的时间内，通过金属棒的电荷量 答案：（ 1） P=0.7W （ 2） QR=0.06J （ 3） q=0.2C 试题分析：（ 1）当 t=7S时，速度 （ 1分） 重力的功率 P=mgv (1分 ) 得 P=0.7W （ 1分） （ 2）当 t=7S时，下落高度为 h1，电路中总热量为 Q 根据功能关系 (2分 )得 Q=0.105J （ 1分） 电阻 R产生的热量 （ 2分）得 QR=0.06J（ 1分） （ 3）当 t=4S时，下落高度为 h2，导轨宽 L，磁感应强度 B （ 2分） 当 t=7S时，已匀速 （ 2分）得 q=0.2C （ 1分） 考点：速度的定义式，
20、功率的公式，功能关系，电荷量的公式，安培力公式 点评：学生要清楚金属棒是先做加速直线运动，再做匀速直线运动，能熟练运用速度的定义式，功率的公式，功能关系，电荷量的公式，安培力公式解相关问题。 （ 16分）如图所示，宽度为 L=1m的某一区域存在相互垂直的匀强电场 E和匀强磁场 B，其大小 E=2108N/C， B=1T。一带正电的粒子以基本一初速度由 M点垂直电场和磁场进入，沿直线从 N 点离开；若只撤去磁场，则粒子从 P与水平成 450角射出。 （ 1）求粒子的比荷 （ 2）若只撤去电场，则粒子以与水平方向成多少度角穿出 答案：（ 1） （ 2） =370 试题分析：（ 1）沿直线运动， Bqv=Eq (2分 ) 解得 v=2108m/s (1分 ) 类平抛运动： （ 1分） （ 2分） (2分 ) 联立解得 (2分 ) （ 2）圆周运动半径 r： （ 2分） （ 1分） 代入数据解得 r=1m （ 1分） 设穿出时角度为 ： (1分 ) 得 =370 （ 1分） 考点：受力平衡，类平抛运动，半径公式 点评：学生明确只有电场时，粒子做类平抛运动，只有磁场时，粒子做匀速圆周运动，要作出粒子运动的轨迹，找出圆心和半径。
