1、2013-2014学年度湖北省黄冈中学高二上学期期末考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 在物理学发展过程中，下列叙述符合史实的是 ( ) A奥斯特在实验中观察到电流的磁效应 B楞次首先发现了电磁感应现象 C法拉第发现了电磁感应定律 D纽曼和韦伯在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 答案： A 试题分析：奥斯特首先在实验中观察到电流产生磁场，既电流的磁效应，故 A选项正确，电磁感应定律是由纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，总结出规律，后人称之为法拉第电磁感应定律， B、 C选项错误；楞次在分析了许多实验事实后提出，感
2、应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，既楞次定律， D选项错误。 考点：物理学史 如图（ a）所示，一个电阻值为 R，匝数为 n的圆形金属线与阻值为 2R的电阻 R1连结成闭合回路。线圈的半径为 r1 ，在线圈中半径为 r2的圆形 区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度 B随时间 t变化的关系图线如图（ b）所示。图线与横 、纵轴的截距分别为 t0和 B0。导线的电阻不计。求 0至 t1时间内 ( ) A通过电阻 R1上的电流方向为从 a到 b B通过电阻 R1上的电流大小为 C通过电阻 R1上的电量 D电阻 R1上产生的热量 答案： BCD 试
3、题分析：线圈平面垂直处于匀强磁场中，当磁感应强度随着时间均匀变化时，线圈中的磁通量发生变化，从而导致出现感应电动势，产生感应电流由楞次定律可确定感应电流方向，由法拉第电磁感应定律可求出感应电动势大小而产生的热量则是由焦耳定律求出。由楞次定律知，通过由图象分析可知，通过电阻 R1上的电流方向为从 b到 a， A选项错误；在 0至 t1时间内由法拉第电磁感应定律有 E ，由闭合电路欧姆定律有 I1 ,通过电阻 R1上的电流大小为 ， B选项正确；通过电阻 R1上的电量， C选项正确，通过电阻 R1上产生的热量，故 D选项正确。本题考查楞次定律来判定感应电流方向，由法拉第电磁感应定律来求出感应电动势
4、大小注意有效面积的求解，还可求出电路的电流大小，及电阻消耗的功率同时磁通量变化的线圈相当于电源 考点：法拉第电磁感应定律 闭合电路欧姆定律 焦耳定律 如图所示电路中，定值电阻 R大于电源内阻 r，当滑动变阻器滑动端向右滑动后，理想电流表 A1、 A2、 A3的示数变化量的绝对值分别为 I1、 I2、 I3，理想电压表示数变化量的绝对值为 U，下列说法中正确的是 ( ) A电流表 A2的示数一定变小 B电压表 V的示数一定增大 C I3一定大于 I2 D U与 I1比值一定小于电源内阻 r 答案： BD 试题分析：当滑动变阻器滑动端向右滑动后，分析变阻器接入电路的电阻如何变化，分析外电路总电阻如
5、何变化，确定总电流的变化情况，即可知电流表 A3的示数变化情况根据串联电路的特点分析并联部分电压的 变化情况，确定电流表 A2的示数变化情况，根据并联电路的电流规律，分析 A2与 A3的变化量大小。根据闭合电路欧姆定律分析 U与 I1比值当滑动变阻器滑动端向右滑动后，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，则总电流减小所以电流表 A3的示数减小，路端电压增大，电压表示数一定增大，故 A选项错误，B选项错误；根据串联电路分压的特点分析可知，并联部分电压增大，即电压表 V的示数增大，电流表 A2的示数变大，根据并联电路的电流规律 I3=I1+I2，由于 A1的示数 I1变小， A2的示数 I2
6、变大， A3的示数 I3变小，则知 I3一定小于 I2， I1 一定大于 I3，故 C 选项错误，根据闭合电路欧姆定律 U=E-I3r 可知，而 I1大于 I3，所以 ，故 D正确。故本题选： BD本题是一道闭合电路的动态分析题，分析清楚电路结构、明确电表所测电压即可正确解题。 考点：闭合电路欧姆定律 如图所示是用阴极射线管演示电子在磁场中受洛仑兹力的实验装置，图中虚线是电子的运动轨迹，那么下列关于此装置的说法正确的有 ( ) A A端接的是高压直流电源的负极 B A端接的是高压直流电源的正极 C C端是蹄形磁铁的 S极 D C端是蹄形磁铁的 N 极 答案： AD 试题分析：阴极射线管电子从
7、A极射向 B极，电子带负电，可以判断 A、 B所接电源的极性如图，电子从 A极射向 B极，电子带负电，则 B端应接正极，A端应接负极。故 A选项正确， B选项错误电子束向下偏转，洛伦兹力方向向下，根据左手定则判断可知， C端是蹄形磁铁的 N 极故 C选项错误， D选项正确。左手定则应用时要注意四指指向负电荷运动的反方向 考点：本题考查对阴极射线管结构、特性及左手定则理解和应用能力 一个质点 a做简谐运动的图象如图所示，下列结论正确的是 ( ) A质点的振幅为 4 cm B 质点的振动频率为 0.25 Hz C质点在 10 s内通过的路程是 20 cm D质点从 t1 1.5 s到 t2 4.5
8、 s的过程中经过的路程为 6 cm 答案： BC 试题分析：由简谐运动的图象知质点的振幅为 A=2 cm，周期 T=4s， A 选项错误， B选项正确；质点在 10 s 内通过的路程 =20 cm， C 选项正确；由于质点在向着平衡位置运动的 时间内的位移大于 ,故质点从 t1 1.5 s到 t2 4.5 s的过程中经过的路程大于 6 cm， D选项错误。 考点：简谐运动的图象 周期 路程 一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生交变电流的电动势为 e 220sin100t V，对于这个交变电流的说法正确的是 ( ) A此交变电流的频率为 100 Hz，周期为 0.01 s B此交变电流电动势的有效值
9、为 220 V C耐压为 220 V的电容器能够在该交变电路中使用 D t 0时，线圈平面与中性面垂直，此时磁通量为零 答案： B 试题分析：由交变电流的瞬时值的表达式知 e Emsin V，故频率Hz，周期 s， A选项错误；交变电流电动势的有效值 =220V， B选项正确；电容器的耐压值为交变电流 的最大值，即 220 V,故 C选项错误；t 0 时，感应电动势的瞬时值 ，磁通量的变化率为零，此时磁通量为最大，D选项错误。 考点：交变电流的瞬时值的表达式 有效值 最大值 磁通量 中性面 如图所示 ,表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直于纸面向外、磁感应强度为 B的匀强磁场中质量为 m
10、、带电荷量为 +Q 的小滑块从斜面顶端由静止下滑。在滑块下滑的过程中 ,下列判断正确的是 ( ) A滑块受到的摩擦力不变 B滑块到达地面时的动能与 B的大小无关 C滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下 D B很大时 ,滑块可能 静止于斜面上 答案： C 试题分析： 滑块受到重力、洛伦兹力、弹力、摩擦力四个力的作用，如图所示。洛伦兹力，由于 ，弹力随滑块速度的增大，故 知滑块受到的摩擦力增大 A选项错误，虽然洛伦兹力不做功，但由于弹力受洛伦兹力影响，使得摩擦力增大，摩擦力做功增大，故滑块到达地面时的动能与 B的大小有关， B选项错误；由左手定则知洛伦兹力垂直斜面向下， C选项正确；由，知物体的最终
11、状态为沿斜面匀速下滑， B增大仅能影响匀速运动的速度的大小，故 B很大时 ,滑块也不能静止于斜面上，故D选项错误。 考点：洛伦兹力 牛顿第二定律 如图所示 ,空间有一水平方向的匀强电场 ,一带电微粒以一定初速度从 A点沿直线运动到 B点，微粒除受到电场力和重力外，不再受其它力，则此过程微粒( ) A电势能增加 B电势能减小 C动能增加 D动能不变 答案： A 试题分析： 如图所示，微粒受到电场力和重力，它们的合力方向一定与 AB在同一条直线上，斜向左下方，微粒运动过程中，电场力做负功，电势能增加， A 选项正确，B选项错误；由动能定理，合外力做负功，动能减小，故 C、 D选项错误。 考点：电场
12、力做功与电势能变化的关系 动能定理 如图所示， L是一个带铁芯的线圈， R为纯电阻，两条支路直流电阻阻值相等，那么在接通和断开电键的瞬间，电流表的读数大小关系是 ( ) A I1I2 B I1I2 I1 I2 D I1 I2 I1I2 答案： B 试题分析：电键接通瞬间，由于自感现象， L产生自感电动势阻碍电流 I1的增加，故 I1I2，电键断开瞬间，直流电流 I2瞬间减为零，而由于自感现象， L产生自感电动势阻碍电流 I1的减小， A1、 A2构成了一个闭合回路电流相等，既 I1 I2，故只有 B选项正确。 考点：自感现象 如图所示， MN 为半径较大的光滑圆弧轨道的一部分，把小球 A放在
13、MN的圆心处，再把另一小球 B放在 MN 上离最低点 C很近的 B处，今使两球同时自由释放，则在不计空气阻力时有 ( ) A A球先到达 C点 B B球先到达 C点 C两球同时到达 C点 D无法确定哪一个球先到达 C点 答案： A 试题分析：小球 A做自由落体运动，由 ，解得 ，小球 B做简谐运动，简谐运动的周期为 ，到达 C 点的时间为 ，故 ， A球先到达 C点， A选项正确。 考点：自由落体运动 简谐运动的周期 弹簧振子以 O 点为平衡位置，在水平方向上的 A、 B两点间做简谐运动，以下说法正确的是 ( ) A振子在 A、 B两点时的速度和加速度均为零 B振子在通过 O 点时速度的方向将
14、发生改变 C振子的加速度方向总跟速度方向相反 D振子离开 O 点运动总是减速运动，靠近 O 点的运动总是加速运动 答案： D 试题分析：弹簧振子以 O 点为平衡位置，在水平方向上的 A、 B两点间做简谐运动，故 A、 B为最大位移处，速度为零，而加速度最大，故 A选项错误；振子在通过 O 点时速度的方向不发生改变，故 B选项错误；由简谐运动规律的定义振子的加速度方向总跟位移的方 向相反，跟振子的运动方向有时相同，有时相反，故 C选项错误；振子离开 O 点运动后的运动方向与加速度方向相反，故为减速运动，振子靠近 O 点的运动方向与加速度方向相同故为加速运动，所以D选项正确。 考点：简谐运动 弹簧
15、振子 如图所示为点电荷 a、 b（左为 a，右为 b）所形成电场的电场线分布图，以下几种说法中正确的是 ( ) A a、 b为异种电荷， a的电荷量大于 b的电荷量 B a、 b为异种电荷， a的电荷量小于 b的电荷量 C a、 b为同种电荷， a的电荷量大于 b的电荷量 D a、 b为同种电荷， a的电荷量小于 b的电荷量 答案： B 试题分析：由于电场线分布情况可知， a、 b 为异种电荷，而电场线分布不对称，b处电场线的比较密集，故 a的电荷量小于 b的电荷量，所以 B选项正确。 考点：电场线的特点 实验题 （ 8分）图甲是一个将电流表改装成欧姆表的示意图，此欧姆表已经调零，用此欧姆表测
16、一阻值为 R的电阻时，指针偏转至满刻度 处，现用该表测一未知电阻，指针偏转到满刻度的 处，则该电阻的阻值为 。再用多用表的欧姆档进行测量，将选择开关置于 “10W”档，将两表笔短接调整欧姆档调零旋钮，使表针指向电阻刻度线右端的零刻度线，将电阻接在两表笔间，发现指针偏角较小，换用 档重新调零测量（填 “1W”或 “100W”），指针所指位置如图乙所示，此被测电阻的阻值约为 _W。 答案： R 100W 3000 试题分析：设欧姆表的内阻为 r，电流表的的满偏电流为 ，由闭合电路欧姆定律得 ， ， ，解得 ；若发现指针偏角较小，则待测电阻的阻值偏大，故需换用 “100W”档重新调零测量，其读数为3
17、000W。 考点：欧姆表的原理 欧姆表的读数 （ 6分 ）下面是一些准备用来测量待测电阻 Rx阻值的实验器材，器材及其规格如下： A待测电阻 Rx（阻值在 9001000）一只 B电压表 V（量程 10V，内阻 Rv约为 3k）一只 C电流表 A（量程 10mA，内阻 RA约为 1） D滑动变阻器 R（最大阻值 50，额定电流 1.5A） E滑动变阻器 R（最大阻值 10k，额定电流 0.5A） F电源 E （电动势 9V， 内阻不计） G开关一个，导线若干 请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量待测电阻 Rx的实验电路。要求能多次测量，尽可能减少测量误差，试在方框内画出 符合要求的实验电
18、路图，滑动变阻器应选用 （选填器材前的字母）。 答案： D 试题分析：测量待测电阻 Rx要求能多次测量，尽可能减少测量误差，故选择分压电路，由于 ， 故选择内接法，故电路图如上图，为了便于调节，滑动变阻器选择 D。 考点：伏安法测电阻 计算题 （ 10 分）如图所示， abcd 是一边长为 l 的匀质正方形导线框，总电阻为 R，今使线框以恒定速度 v水平向右穿过方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域已知磁感应强度为 B，磁场宽度为 3l，求线框在进入磁场区和穿出磁场区两个过程中 a b两点间电势差的大小 答案：导线框在进入磁场区过程中 ，导线框在穿出磁场区过程中试题分析：导线框在进入磁场区过程中，
19、ab相当于电源，等效电路如图甲所示外电路总电阻为 内电阻为 则 Uab两端电压为 导线框全部进入过程中，磁通量不变，感应电流 ，但 导线框在穿出磁场区过程中， cd相当于电源，等效电路如图乙所示外电路总电阻为 内电阻为 由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律 ， 则 Uab两端电压为 考点：法拉第电磁感应定律 闭合电路欧姆定律 欧姆定律 （ 12分）如图所示，一束电子的电荷量为 e，以速度 v垂直左边界 射入磁感应强度为 B、宽度为 d的有界匀强磁场中，穿过磁场时的速度方向与原来电子的入射方向的夹角 是 30，则电子的质量是多少？电子穿过磁场的时间又是多少？ 答案： 试题分析： 电子在匀强磁场
20、中运动时，只受洛伦兹力作用，故其轨道是圆弧的一部分又因洛伦兹力与速度 v垂直，故圆心应在电子穿入和穿出时洛伦兹力延长线的交点上从图中可以看出， AB弧所对的圆心角 30 ， OB即为半径 r 由几何关系可得： r 2d 由牛顿第二定律得： qvB 解得： m 带电粒子通过 AB弧所用的时间，即穿过磁场的时间为： t T . 考点：牛顿第二定律 洛伦兹力 （ 12分）一台发电机最大输出功率为 4000kW,电压为 4000V，经变压器 T1升压后向远方输电。输电线路总电阻 R=1k到目的地经变压器 T2降压，使额定电压为 220V的用电器正常工作。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的 10
21、%， T1和 T2为理想变压器，发电机处于满负荷工作状态，试求： (1) 输电线上的功率损失和电压损失。 (2) T1和 T2原、副线圈匝数比各为多少？ 答案： (1)400kw 20A V(2) ， 试题分析： (1)输电线上的功率损失 P 损 为： P 损 =10%P=10%4000kw=400kw 由 P 损 = 联立解得 =20A 设输电线上电压损失为 ： V (2) 变压器 T1的副线圈的电压 由理想变压器的变压比与匝数成正比 ， 则 T1原、副线圈匝数比各为 变压器 T2的原线圈两端的电压 则 T2原、副线圈匝数比各为 考点：输电线上的功率 理想变压器的变压比 远距离输电 （ 14
22、分）处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距 1m，导轨平面与水平面成 37角，下端连接电阻或电容器匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度的大小 B 2T，质量为 0.02 kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触。若将下端连接阻值为 R20的电阻，如图所示， (g取 10 m/s2， sin 37 0.6， cos 37 0.8) (1) 当金属棒下滑速度达到稳定时，求该速度的大小 (2) 当金属棒下滑速度达到 0.4m/s时，求加速度的大小 (3) 若将下端连接的电阻换成电容为 C=10000F的电容器，求金属棒下滑的加速度 答案：（ 1） 0.6m/s（ 2） a1=2m/s2（ 3） a1=2m/s2 试题分析：（ 1）当金属棒速度稳定时，金属棒匀速运动， 当金属棒速度稳定时： 由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律 ， 解得： （ 2）当速度 v1=0.4m/s时：由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律， 由牛顿第二定律知： 解得： a1=2m/s2 （ 3）换成电容器时 t时刻棒的速度为 v，则棒产生的电动势和电容器充电电量， 解得： 在 时间内电荷量变化为 故 则牛顿第二定律知 即 解得： m/s2 考点：法拉第电磁感应定律 闭合电路欧姆定律 物体平衡 牛顿第二定律
