1、2013-2014学年河北省石家庄市第一中学高二上学期期中考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 在物理学建立的过程中，有许多伟大的科学家作出了贡献 . 关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（ ） A安培成功地发现了电流的磁效应 B洛伦兹通过实验测定了磁场对电流的作用力 C卡文迪许利用卡文迪许扭秤首先较准确地测定了静电力常量 D法拉第通过大量的实验研究发现了电磁感应现象 答案： D 试题分析：安培提出了分子电流假说奥斯特首先发现了电流的磁效应 .洛伦兹通过实验测定了磁场对运动电荷的作用 ,既洛伦兹力 ,故 B选项错误 ;卡文迪许首先通过实验测出万有引力常量 ,故 C选项作为法拉第通过大量的实
2、验研究发现了磁生电 ,故 D选项正确 . 本题考查物理学史，要与科学家的成就、重要的发现等一起记忆，不能张冠李戴 考点：物理学史 如图所示，在第二象限内有水平向右的匀强电场，电场强度为 E，在第一、第四象限内分别存在如图所示的匀强磁场，磁感应强度大小相等。有一个带电粒子以初速度 v0垂直 x轴，从 x轴上的 P点进入匀强电场，恰好与 y轴成 45角射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于 x轴进入下面的磁场。已知 OP之间的距离为 d，则 带电粒子（ ） A在电场中运动的时间为 B在磁场中做圆周运动的半径为 C自进入磁场至第二次经过 x轴所用时间为 D自进入电场至在磁场中第二次经过 x轴的时间为
3、答案： AD 试题分析：带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，水平方向做匀加速直线运动，竖直方向做匀速直线运动，出电场时与 y轴成 45角， 则水平速度与竖直速度相等，则由水平方向 ，故 A选项正确；竖直方向的位移：y=v0t=2d，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，恰好垂直于 x轴进入下面的磁场，如图所示，由几何关系可求出粒子的半径 ，所以 B选项错误；由匀速圆周运动运动规律知 , ，解得 ，粒子垂直进入下面磁场中继续做匀速圆周运动，又垂直 x轴出磁场，粒子自进入磁场至第二次经过 x轴所用时间为 ，选项 C选项错误，自进入电场至在磁场中第二次经过 x轴的时间为 ，故选项 D正确。本题的解题关键
4、是画出运动的示意图。 考点：匀变速曲线运动规律 匀速圆周运动 带电粒子在电场和磁场中的运动 如图所示，水平放置的两个平行的金属板 A、 B带等量的异种电荷， A板带正电荷， B板接地。两板间有一正试探电荷固定在 C点，以 C表示电容器的电容， U表示两板间的电势差， 表示 C点的电势， W表示正电荷在 C点的电势能 .若将 B板保持不动，将正极板 A 缓慢向下平移一小段距离 l（仍然在 C 上方）的过程中，各物理量与正极板移动距离 x的关系图象中，正确的是（ ） 答案： CD 试题分析：当将 A板缓慢向下平移一小段距离 l时，平行板之间的距离为 d-x变小，由公式 C= 得， C= 知电容 C
5、随 x增大而增大，但不是成正比变化，故 A图错误；由题意知电容器的带电量不变，由 Q CU可知，得 U随 x的增大成线性减小；由 U E(d-x)，所以知， E不变，由 于 C点到 B板的距离不变，故 CB之间的电压不变，故 C点的电势不变，既 , 不变与 x无关，故 B图错误；由 得 U随 x的增大成线性减小应选 C选项正确，正电荷在 C点的电势能 ,知电势能不随 x变化， D选项正确。 考点：电容器电容 匀强电场电场强度与电势差的关系 电势 电势能 如图，将一阴极射线管置于一通电螺线管的左方，则 A通电螺线管内部的磁场方向向右 B通电螺线管内部的磁场方向向左 C阴极射线管中的电子束将向纸面
6、外偏转 D阴极射线管中的电子束将向纸面内偏转 答案： BD 试题分析：由安培定则知通电螺线管产生的磁场方向向左，螺线管左为 N 极，故 A选项错误， B选项正确；由左手定则阴极射线管中的电子束将向纸面内偏转 ，故 C选项错误， D选项正确。 考点：安培定则 左手定则 在图中 a、 b所示的两电路中，电阻 R、电流表、电压表都是相同的，电池的内阻相对于电阻 R的大小可以忽略。闭合开关后，图 a和 b电路中电压表和电流表的示数， 、 和 、 的大小不相同，它们的关系正确的是 A B C D 答案： AC 试题分析：由于电池的内阻相对于电阻 R的大小可以忽略，故 b图电压表测定的是电动势，而 a图电
7、压表测的是部分电压，所以 ，由 a图知 并 =，由 b图知 ，所以 ， C选项正确， D选项错误。 考点：伏安法测电阻 如图所示，在粗糙的斜面上固定一点电荷 Q，在 M点无初速度释放带有恒定电荷的小物块，小物块在 Q 的电场中沿斜面运动到 N 点停下。则从 M到 N的过程中，下列说法正确的是（ ） A小物块所受的电场力减小 B小物块的电势能减小 C M点的电势一定低于 N 点的电势 D小物块电势能变化量的大小一定小于克服摩擦力做的功 答案： ABD 试题分析：根据点电荷 Q 的电场强度的公式 知， r越大， E越小，故从M到 N 的过程中小物块所受的电场力减小， A选项正确；由于小物块从 M点
8、无初速度释放沿斜面运动到 N 点停下，小物块先做加速后做减速运动，而在整个过程中，电场力做正功，电势能减小， B选项正确；由于不能判定出场源电荷Q 的正负，所以不能确定 M、 N 两点电势的高低，故 C选项错误；根据动能定律： W 电 +WG-Wf=0，所以电场力所做的正功小于物块克服摩擦力所做的功，而电场力做了多少功，电势能就减小多少，所以 D选项正确。 考点：点电荷 Q 的电场强度 电场力做功与电势能的关系 动能定理 在固定的等量异种电荷连线上， a点是连线的中点，如图所示，静止在 a点的点电荷在电场力作用下向 b点运动。在运动过程中，以下判定正确的是（ ） A点电荷的速度越来越大 B点电
9、荷的加速度越来越小 C点电荷的电势能越来越大 D点电荷通过的各点电势越来越低 答案： AD 试题分析：等量异种电荷连线上，从正电荷到负电荷场强先减小后增大，中点a的场强最小，场强方向由正电荷指向负电荷，静止在 a点的点电荷在电场力作用下向 b点运动，电荷一定做加速度增大的加速运动，则点电荷的速度越来越大，点电荷的加速度越来越大，故 A选项正确， B选项错误；由于 电场力做正功，电荷的电势能一定减小，故 C选项错误；沿电场线方向电势越来越低，故D选项正确。 考点：等量异种电荷连线上电场和电势的分布 电场力做功与电势能的关系 如图甲所示为一个质量为 m、带电荷量为 +q的圆环，可在水平放置的足够长
10、的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为 B的匀强磁场中。现给圆环向右初速度 v0，其中， 在以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能是图乙中的（ ） 答案： D 试题分析：由左手定则可判断洛伦兹力方向向上，圆环受到竖直向下的重力、垂直细杆的弹力及向左的摩擦力，由于 ，故洛伦兹力初始时刻大于重力时，弹力方向竖直向下， ，圆环做减速运动，速度减小，洛伦兹力减小，弹力减小，当弹力减小到零的过程中，摩擦力逐渐减小到零，此时，之后圆环做匀速直线运动，故圆环先做加速度逐渐减小的减速运动，摩擦力为零时，开始做匀速直线运动，故只有 D正确。本题的解题关键是杆对圆环的弹力方向的判定，如果题中没有给出 v0限制条
11、件，则杆对圆环的弹力可能竖直向上，可能竖直向下，也可能为 0。 考点：左手定则 牛顿第二定律 AB为均匀带有电荷量为 +Q 的细棒， C为 AB棒附近的一点， CB垂直于AB。 AB棒上电荷形成的电场中 C点的电势为 ， 可以等效成 AB棒上电荷集中于 AB上某点 P处、带电荷量为 +Q 的点电荷所形成的电场在 C点的电势。若 PC的距离为 r，由点电荷电势的知识可知 。若某点处在多个点电荷形成的电场中，则电势为每一个点电荷在该点所产生的电势的代数和。根据题中提供的知识与方法，我们可将 AB棒均分成两段，并看成两个点电荷，就可以求得 AC 连线中点 处的电势为（ ） A B C 2 D 4 答
12、案： C 试题分析： AB棒上电荷集中于 AB上某点 P处 ,由题意知， P为 AB的中点，CP=r，现将 AB棒 均分成两段，则左半段中点 E处等效电荷为 ，右半段中点D处等效电荷为 ，由几何关系 ， AC 连线中点 处的电势，故选项 C正确。解决本题的关键是等效点电荷的位置。 考点：电势 电势的叠加 如图所示，导线框 abcd放在光滑导轨上向右运动 (abcd与导轨接触良好 )，G1和 G2是两只电流表，则 ( ) A只有 G2偏转 B只有 G1偏转 C G1、 G2都会偏转 D G1、 G2都不偏转 答案： C 试题分析：根据图可得当导线框 abcd在光滑导轨上向右运动时 ,最左边的线圈
13、的面积在增大，所以穿过的磁通量在变化，产生感应 电流，而两电表并联在该线圈中，故两电表都会发生偏转，故选项 C正确，选项 ABD错误。解决本题的关键是知道当穿过闭合线圈的磁通量发生变化时，线圈中产生感应电流。 考点：考查了感应电流产生条件 在磁感应强度为 B、方向如图所示的匀强磁场中，金属杆 PQ在宽为 l的平行金属导轨上以速度 v向右匀速滑动，若 PQ的电阻为 R/3；则 P、 Q 之间的电压及通过电阻 R的感应电流方向为（ ） A Blv， ab B 3Blv/4， ab C Blv/4， ab D Blv， ba 答案： B 试题分析：由右手定则可以判断感应电流的方向为 Q 到 P，所以
14、流经电阻 R的感应电流方向 ab ，再由法拉第电磁感应定律 ，由闭合电路欧姆定律， P、 Q 之间的电压 = ，故 B选项正确。 考点：右手定则 法拉第电磁感应定律 闭合电路欧姆定律 比值定义法是物理学中一种常用的方法，下面表达式中不属于比值定义法的是（ ） A电流 B磁感应强度 C场强 D电势 答案： A 试题分析：根据欧姆定律 ,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比 ,跟导体的电阻成反比 ,所以 A选项不是用比值法的定义的物理量 ;垂直磁场方向放置的通电导线所受的安培力 F与电流 I和导线的长度 L的乘积 IL的比值 ,叫通电导线所在处的磁感应强度 ,故 B选项是用比值法定义的物理量 ;放
15、在电场中的某点的电荷所受到的电场力与电荷量的比值叫该点的电场强度 ,故电场强度也是用比值法定义的物理量 ;电荷在电场中某点所具有的电势能与电荷量的比值 ,叫该点的电势 ,故电势是用比值法定义的物理量 ,故 BCD均不符合题意 . 考点：比值法 下列关于感应电动势的说法中， 不正确 的是（ ） A不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势 B感应电动势的大小跟穿过电路的磁通量的变化量成正比 C感应电动势的大小跟穿过电路的磁通量的变化率成正比 D感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量多少无关，但跟单位时间内穿过回路的磁通量变化有关 答案： B 试题分析：当穿过电路的磁通量发生
16、变化时，电路中就有感应电动势，当电路闭合时，电路才有感应电流，故 A选项正确根据法拉第电磁感应的定律感应电动势的大小跟穿过电路的磁通量的变化率成正比故 B选项的说法错误， C选项的说法正确；由法拉第电磁感应定律知感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量多少无关，但跟单位时间内穿过回路的磁通量变化有关，故 D选项的说法正确；符合本题条件的 选项是 B。本题考查产生电动势的条件，即穿过电路的磁通量变化发生变化就有感应电动势产生 考点：感应电动势产生的条件 法拉第电磁感应定律 霍尔元件能转换哪两个量（ ） A把温度这个热学量转换为电阻这个电学量 B把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量 C把力转换为电
17、压这个电学量 D把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量 答案： B 试题分析：霍尔原件的工作原理：外部磁场使运动的载流子受到洛伦兹力，在导体板的一侧聚集，在导体板的另一侧会感应出另一种电荷，从而形成横向电场；横向电场对电子施加 与洛伦兹力方向相反的静电力。当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板左右两侧会形成稳定的电压。霍尔元件的特性：霍尔电压，式中 d 为薄片的厚度， k 为霍尔系数，它的大小与薄片的材料有关。一个霍尔元件的 d、 k为定值，再保持 I恒定，则霍尔电压 UH的变化就与磁感应强度 B成正比（如图所示）。所以霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量， B选项正确。 考
18、点：考查对霍尔原件的工作原理的理解 下列说法正确的是（ ） A导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流 B电磁感应现象中，感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反 C只要闭合线圈在磁场中转动，就一定能产生感应电流 D穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中一定有感应电流 答案： D 试题分析：试题分析：产生感应电流的条件为 闭合电路 磁通量变化。而导体做切割磁感线运动时只能确定切割部分的导体一定产生感应电动势，但电路是否闭合不确定，故只能说导体内可能会产生感应电流，故 A选项错误；由楞次定律知感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，当磁通量增加时感应电流的磁场跟原来的磁场方向相反，当
19、磁通量减少时感应 电流的磁场跟原来的磁场方向相同，即可记为 “增反减同 ”的意义，故 B选项错误；闭合线圈在磁场中转动，若磁通量变化，就一定有感应电流产生，但若磁通量不变化，就一定无感应电流产生，故 C选项错误；根据楞次定律，无论用什么方法，只要穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中一定有感应电流，故 D选项正确。 考点：电磁感应现象产生的条件 如图所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的 N 极朝下，当磁铁向下运动时 (但未插入线圈内部 )( ) A线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引 B线圈中感应 电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥 C线圈中感应电
20、流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引 D线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥 答案： D 试题分析：首先明确闭合线圈没有外加电流，其次根据楞次定律的内容：来拒去留，可知感应电流的磁场与原磁场方向相反，磁铁与线圈相互排斥，故选择D正确。 考点：楞次定律的应用 在如图所示电路中，电源电动势为 12 V，电源内阻为 1.0 ，电路中的电阻R0为 1.5 ，小型直流电动机 M的内阻为 0.5 。闭合开关 S后，电动机转动，电流表的示数为 2.0 A。则以下判断中正确的是 ( ) A电动机的输出功率为 14 W B电动机两端的电压为 7 V C电动机产生的热功率为 4 W
21、 D电源输出的电功率为 24 W 答案： B 试题分析：本题考查非纯电阻电路的基本计算。电动机与定值电阻 R0串联电流相等，大小等于电流表示数 2.0A，由闭合电路欧姆定律可得，电动机两端电压的大小为 UM E-I(r R0) 7V，所以电动机的输出功率为： P UMI-I2RM 12W，A错误， B正确；电动机的热功率： PrM I2RM 2W， C错误；电源的输出功率为： P 出 EI-I2r 20W， D错误。 考点：闭合电路欧姆定律在非纯电阻电路中的应用 输出功率 热功率 如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点 O 处的电势为 0 ，点 A处的电势为
22、 6 V, 点 B处的电势为 3 V, 则电场强度的大小为 A 200V/m B 200 V/m C 100 V/m D 100 V/m 答案： A 试题分析：由于 UAO= =6V，则在坐标为（ 3,0）的点的电势为 3V。匀强电场的方向垂直于点（ 3,0）与 B点的连线，由几何关系可得 O 到点（ 3,0）与B点的连线的距离 d=1.5cm，匀强电场 =200V/m，故 A 选项正确。 考点：匀强电场电场场强与电势差的关系 实验题 我们可以通过以下实验，来探究产生感应电流的条件 给 绲氖滴锿贾校 胗帽驶 叽 娴枷卟谷 笛榈缏罚 br 接好电路，合上开关瞬间，电流表指针 （填 “偏转 ”或
23、“不偏转 ”）； 电路稳定后，电流表指针 （填 “偏转 ”或 “不偏转 ”）； 根据以上实验可得：产生感应电流的条件 。 答案： 电路如图 (2分 ) （ 2）偏转 (1分 )（ 3）不偏转 (1分 )（ 4）闭合回路磁通量发生变 化 (1分 ) 试题分析：（ 1）根据探究产生感应电流的条件，将螺线管 B和电流表构成一个闭合回路，将螺线管 A、电源、滑动变阻器构成一个闭合回路，如图所示；（ 2）合上开关瞬间，通过 A螺线管的电流增大，则通过螺线管 B的磁通量增大，根据感应电流产生的条件判定：有感应电流产生，电流表的指针偏转；（ 3）电路稳定后，通过 A螺线管的电流不变，则通过螺线管 B的磁通量
24、不变，根据感应电流产生的条件判定：无感应电流产生，电流表的指针不偏转；（ 4）感应电流产生的条件为：只要闭合回路磁通量发生变化，就有感应电流产生。 考点：实验探究产生感应电流的条件 某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用。他将一条形磁铁放在转盘上，如图甲，磁铁随转盘一起转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边，当转盘（及磁铁）转动时，引起磁感应强度测量值周期性地变化。经过操作，该同学在计算机上得到了如图乙的图象。 （ 1）在图像记录的这段时间内，圆盘转动的快慢情况是 _。 （ 2）圆盘匀速转动时的周期是 s。 （ 3）圆盘匀速转动时的角速度是 rad/s。 答案：（ 1）先快慢不变，后越来越慢（
25、 2） 0.2（ 3） 或 31.4 试题分析：由磁感应强度传感器知：圆盘每转过一周，两次磁场最强，但方向相反，故由 B-t图象知，周期先不变，后变慢，故圆盘先做匀速圆周运动，由图知： T=0.2s，根据角速度的公式 rad/s。 考点：磁感应强度传感器 周期 角速度 在 “测定金属丝的电阻率 ”的实验中，某同学进行了如下测量： （ 1）用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度测量 3次，求出其平均值 L.其中一次测量结果如图甲所示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐，图中读数为 _ cm.用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量 3次，求出其平均值 d.其中一次测量结果如图乙所
26、示，如图乙中读数为_mm。 （ 2）采用如图丙所示的电路测量金属丝的电阻电阻的测量值比真实值_(填 “偏大 ”或 “偏小 ”)最后由公式 _计算出金属丝的电阻率（用直接测量的物理量表示） 答案：（ 1） 24.1224.14， 0.5180.519；（ 2）偏小， 试题分析：毫米刻度尺读数要估读到 0.1mm，螺旋测微器读数 =固定刻度读数 +半刻度读数 +可动刻度读数；从原理图中看出是安培表外接法中，误差原因是电压表的分流作用会使电 流测量值 I偏大，根据欧姆定律 ，故电阻测量值偏小；根据欧姆定律和电阻定律列式求解电阻率（ 1）毫米刻度尺读数要估读到 0.1mm，故读数为 241.3mm=2
27、4.13cm；读出在 24.1224.14均合理，螺旋测微器固定刻度读数为 0，半刻度读数 0.5mm，可动刻度读数 1.80.01=0.018mm，故毫米刻度尺读数为 0.518mm；由于估读，故在 0.5180.519范围内均合理。（ 2） （ 2）由于采用了安培表外接法，电压表的分流作用会使电流测量值 I偏大，而电压测量值 U 准确，故根据欧姆定律 ，电阻测量值偏小 ；根据欧姆定律：根据电阻定律： ，其中： ；故 。 考点：毫米刻度尺和螺旋测微器的读数 欧姆定律和电阻定律 计算题 （ 10分）一个 200匝、面积为 20cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成 30角，若磁感应强
28、度在 0.05s内由 0.1 T增加到 0.5T，在此过程中磁通量变化了多少？磁通量的平均变化率是多少？线圈中感应电动势的大小是多少伏？ 答案： 10-4 Wb 810-3 Wb/s 1.6V 试题分析：磁通量的变化量是由磁场的变化引起的，应该用公式 BSsin 来计算，所以 BSsin (0.5-0.1)2010-40.5 Wb 410-4 Wb。 （ 3分） 磁通量的变化率： 810-3 Wb/s （ 3分） 根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小为 E 200810-3 V 1.6 V （ 4分） 考点：磁通量的变化量 磁通量的变化率 法拉第电磁感应定律 （ 12分）一个质量为 m带电
29、荷量为 +q的小球每次均以水平初速度 v0自 h高度做平抛运动。不计空气阻力，重力加速度为 g，试回答下列问题： （ 1）若在空间竖直方向加一个匀强电场，发现小球水平抛出后做匀速直线运动，求电场强度 E ？ （ 2）撤消匀强电场，小球水平抛出至第一落地点 P，则位移 S的大小是多少？ （ 3）恢复原有匀强电场，再在空间加一个垂直纸面向外的匀强磁场，发现小球第一落地点仍然是 P点，试问磁感应强度 B是多大？ 答案：（ 1） 方向竖直向上（ 2） （ 3）试题分析：（ 1）小球水平抛出后做匀速直线运动，故所受电场力和小球的重力平衡： mg=qE (1分 ) 解得 (1分 ) 方向竖直向上 (1分
30、) （ 2）撤消匀强电场，小球做平抛运动，由平抛运动规律 ， (2 分 ) 得到 (1分 ) （ 3）恢复原有匀强电场，再在空间加一个垂直纸面向外的匀强磁场，则带电小球做匀速圆周运动 由几何关系知： R2=x2+（ R-h） 2 (1分 ) 解得： (2分 ) 由 (1分 ) 解得： = (2分 ) 考点：物体的平衡 平抛运动规律 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的规律 牛顿第二定律 （ 16分）如图所示，在坐标系 xoy的第一、第三象限内存在相同的匀强磁场，磁场方向垂直于 xoy面向里；第四象限内有沿 y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为 E。一质量为 m、带电荷量为 +q的粒子自 y轴的 P点沿 x轴正方向射入第四象限，经 x轴上的 Q 点进入第一象限，随即撤去电场，以后仅保留磁场。已知 OP=d， OQ=2d，不计粒子重力。 （ 1）求粒子过 Q 点时速度的大小和方向。 （ 2）若磁感应强度的大小为一定值 B0，粒子将以垂直 y轴的方向进入第二象限，求 B0； （ 3）若磁感应强度的大小为另一确定值，经过一段时间后粒子将再次经过 Q点，且速度与第一次过 Q 点时相同，求该粒子相邻两次经过 Q 点所用的时间。 答案： (1) (2) (3)
