2018-2019学年陕西省榆林二中高二（下）期初物理试卷

2018-2019学年陕西省榆林二中高二（下）期初物理试卷
一、单选题（本大题共10小题，共30.0分）
1．（3分）关于物理科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（　　）
A．奥斯特发现了电流的磁效应，并发现了电磁感应现象
B．库仑提出了库仑定律，并最早用实验测得元电荷e的数值
C．焦耳首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究
D．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说
2．（3分）初速度为v0电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子初始运动方向如图，则（　　）

A．电子将向左偏转，速率不变
B．电子将向左偏转，速率改变
C．电子将向右偏转，速率不变
D．电子将向右偏转，速率改变
3．（3分）如图所示为电阻R1和R2的伏安特性曲线，并且把第一象限分为了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域．现把R1和R2并联在电路中，消耗的电功率分别用P1和P2表示；并联的总电阻设为R．下列关于P1与P2的大小关系及R的伏安特性曲线应该在的区域正确的是（　　）

A．特性曲线在Ⅰ区，P1＜P2 B．特性曲线在Ⅲ区，P1＜P2
C．特性曲线在Ⅰ区，P1＞P2 D．特性曲线在Ⅲ区，P1＞P2
4．（3分）一电子在电场中由a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示，图中平行实线是等势面．则下列说法中正确的是（　　）

A．a点的电势比b点低
B．电子在a点的加速度方向向右
C．电子从a点到b点动能减小
D．电子从a点到b点电势能减小
5．（3分）在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和2.0V．重新调节R使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V．则这台电动机正常运转时输出功率为（　　）

A．32 W B．44 W C．47 W D．48 W
6．（3分）如图所示，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为a和b，内有带电量为q的某种自由运动电荷．导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，内部磁感应强度大小为B．当通以从左到右的稳恒电流I时，测得导电材料上、下表面之间的电压为U，且上表面的电势比下表面的低．由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为（　　）

A．，负 B．，正 C．，负 D．，正
7．（3分）如图所示，在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场，MN是一竖直放置的感光板．从圆形磁场最高点P以速度v垂直磁场射入大量的带正电的粒子，且粒子所带电荷量为q、质量为m．不考虑粒子间的相互作用力，关于这些粒子的运动以下说法正确的是（　　）

A．只要对着圆心入射，出射后均可垂直打在MN上
B．即使是对着圆心入射的粒子，其出射方向的反向延长线也不一定过圆心
C．对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中通过的弧长越短，时间越长
D．只要速度满足v＝，沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上
8．（3分）如图所示，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电荷量为q的液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动。已知电场强度为E，磁感应强度为B，则液滴的质量和环绕速度分别为（　　）

A．， B．， C．B， D．，
9．（3分）如图1中所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向，当磁场的磁感应强度B随时间t按如图2变化时，下列四图中正确表示线圈中感应电动势E随时间t变化的是（　　）

A． B．
C． D．
10．（3分）如图甲所示，两个点电荷Q1、Q2固定在x轴上距离为L的两点，其中Q1带正电荷位于原点O，a、b是它们的连线延长线上的两点，其中b点与O点相距3L．现有一带正电的粒子q以一定的初速度沿x轴从a点开始经b点向远处运动（粒子只受电场力作用），设粒子经过a，b两点时的速度分别为va、vb，其速度随坐标x变化的图象如图乙所示，则以下判断不正确的是（　　）

A．Q2带负电且电荷量小于Q1
B．b点的场强一定为零
C．a点的电势比b点的电势高
D．粒子在a点的电势能比b点的电势能小
二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）
11．（4分）在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，平行板电容器C的两金属板水平放置，R1和R2为定值电阻，P为滑动变阻器R的滑动触头，G为灵敏电流表，A为理想电流表．开关S闭合后，C的两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态．在P向上移动的过程中，下列说法不正确的是（　　）

A．A表的示数变大
B．油滴向上加速运动
C．G中有由a至b的电流
D．电源的输出功率一定变大
12．（4分）彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面，下图中穿过线圈的磁通量可能为零的是（　　）
A． B．
C． D．
13．（4分）一匀强磁场，磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正．在磁场中有一细金属圆环，圆环平面位于纸面内，如图所示．现令磁感应强度B随时间t变化，先按图中所示的Oa图线变化，后来又按图线bc和cd变化．用E1、E2、E3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I1、I2、I3分别表示对应的感应电流，则（　　）

A．E1＞E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向
B．E1＜E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向
C．E1＜E2，I2沿顺时针方向，I3沿逆时针方向
D．E2＝E3，I2沿逆时针方向，I3沿顺时针方向
14．（4分）一个一价和一个二价的静止铜离子，经过同一电压加速后，再垂直射入同一匀强偏转电场，然后打在同一屏上，屏与偏转电场方向平行，下列说法正确的是（　　）

A．二价铜离子打在屏上时的速度小
B．离子进入偏转电场后，二价铜离子飞到屏上用的时间短
C．离子通过加速电场过程中，电场力对二价铜离子做的功大
D．在离开偏转电场时，两种离子在电场方向上的位移不相等
15．（4分）如图所示，光滑斜面固定在水平地面上，匀强电场平行于斜面下，弹簧另一端固定，滑块处于静止状态．现给滑块一个沿斜面向下的初速度，滑块最远能到达P点．在些过程中（　　）

A．滑块的动能一定减小
B．弹簧的弹性势能一定增大
C．滑块电势能的改变量一定小于重力与弹簧弹力做功的代数和
D．滑块机械能的改变量等于电场力与弹簧弹力做功的代数和
三、实验题探究题（本大题共2小题，共15.0分）
16．（6分）在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
①从图中读出金属丝的直径为　 　mm．
②为此取两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材：
A．电压表0～3V，内阻10kΩ
B．电压表0～15V，内阻50kΩ
C．电流表0～0.6A，内阻0.05Ω
D．电流表0～3A，内阻0.01Ω
E．滑动变阻器，0～10Ω
F．滑动变阻器，0～100Ω
要求较准确地测出其阻值，应选用的器材有　 　（只填代号）．

17．（9分）某同学测量一只未知阻值的电阻Rx

①他先用多用电表进行测量，指针偏转如图甲所示．为了使多用电表的测量结果更准确，该同学应选用　 　挡位，更换挡位重新测量之前应进行的步骤是　 　．
②接下再用“伏安法”测量该电阻，所用仪器如图乙所示，其中电压表内阻约为5kΩ，电流表内阻约为5Ω，滑动变阻器最大阻值为100Ω．图中部分连线已经连接好，为了尽可能准确地测量电阻，请你完成其余的连线．
③该同学用“伏安法”测量的电阻Rx的值将　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）被测电阻的实际值．
四、计算题（本大题共3小题，共35分）
18．（8分）轻质细线吊着一质量为m＝0.64kg、边长为L＝0.8m的单匝正方形线圈abcd，线圈总电阻为R＝1Ω．边长为d＝0.4m的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图（甲）所示．磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化如图（乙）所示，从t＝0开始经t0时间细线开始松弛，取g＝10m/s2．求：

（1）线圈abcd中产生的感应电动势E和电功率P；
（2）求t0的值．
19．（12分）如图所示，一带电荷量为+q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止。重力加速度取g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．求：
（1）水平向右电场的电场强度；
（2）若将电场强度减小为原来的，小物块的加速度是多大；
（3）电场强度变化后小物块下滑距离L时的动能。

20．（15分）如图所示，在xoy坐标系中，y＞0的范围内存在着沿y轴正方向的匀强电场，在y＜0的范围内存在着垂直纸面的匀强磁场（方向未画出）。已知oa＝oc＝cd＝L，ob＝．现有一个带电粒子，质量为m，电荷量大小为q（重力不计）。t＝0时刻，这个带电粒子以初速度v0从a点出发，沿x轴正方向开始运动。观察到带电粒子恰好从d点第一次进入磁场，然后从O点第﹣次离开磁场。试回答：
（1）判断匀强磁场的方向；
（2）匀强电场的电场强度；
（3）若带电粒子在y轴的a、b之间的不同位置以相同的速度v0进入电场，第一次离开磁场的位置坐标x与出发点的位置坐标y的关系式。




2018-2019学年陕西省榆林二中高二（下）期初物理试卷
参考答案与试题解析
一、单选题（本大题共10小题，共30.0分）
1．【解答】解：A、奥斯特发现了电流的磁效应，是法拉第发现了电磁感应现象，故A错误。
B、库仑提出了库仑定律，是密立根最早用实验测得元电荷e的数值，故B错误。
C、法拉第首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究，故C错误。
D、安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，揭示了磁现象的电本质，故D正确。
故选：D。
2．【解答】解：由安培定则可知导体右侧磁场方向垂直纸面向里，然后跟左手定则可知运动电子所受洛伦兹力向右，因此电子将向右偏转，洛伦兹力不做功，故其速率不变，故ABD错误，C正确。
故选：C。
3．【解答】解：把R1和R2并联在电路中，并联的总电阻R比R1和R2都小，则R的伏安特性曲线的斜率大于R1和R2的伏安特性曲线的斜率，则R的伏安特性曲线应该Ⅰ区。R1和R2并联在电路中，电压相等，由图读出流过电阻R1的电流较大，则功率P1＞P2。
故选：C。
4．【解答】解：A、根据电子的运动轨迹可知，电子受的电场力向下，电场线与等势面垂直，由此可知电场线的方向向上，沿电场线的方向，电势降低，所以a点的电势比b点高，所以A错误。
B、由A的分析可知，电子受的电场力向下，所以电子在a点的加速度方向向下，所以B错误。
C、从A点到B点的过程中，电场力做负功，所以电子从a点到b点动能减小，所以C正确。
D、电场力做负功，电势能增加，所以电子从a点到b点电势能增加，所以D错误。
故选：C。
5．【解答】解：当电动机停止转动时，由题得电动机的电阻：R＝＝＝4Ω；
当电动机正常转动时，电动机的总功率：P＝U1I1＝24V×2A＝48W；
电动机的发热功率：PR＝I12R＝（2A）2×4Ω＝16W；
电动机正常运转时的输出功率是：P输出＝P﹣PR＝48W﹣16W＝32W．故A正确，BCD错误。
故选：A。
6．【解答】解：因为上表面的电势比下表面的低，根据左手定则，知道移动的电荷为负电荷。因为qvB＝q，解得v＝，因为电流I＝nqvs＝nqvab，解得n＝．故C正确，A、B、D错误。
故选：C。
7．【解答】解：A、对着圆心入射的粒子，出射后不一定垂直打在MN上，与粒子的速度有关，故A错误。
B、带电粒子的运动轨迹是圆弧，根据几何知识可知，对着圆心入射的粒子，其出射方向的反向延长线也一定过圆心，故B错误。
C、对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中轨迹半径越大，弧长越长，轨迹对应的圆心角越小，由t＝知，运动时间t越小，故C错误。
D、速度满足v＝时，粒子的轨迹半径为r＝＝R，入射点、出射点、O点与轨迹的圆心构成菱形，射出磁场时的轨迹半径与最高点的磁场半径平行，粒子的速度一定垂直打在MN板上，故D正确。
故选：D。
8．【解答】解：液滴在重力场、匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动，可知，液滴受到的重力和电场力是一对平衡力，重力竖直向下，所以电场力竖直向上，与电场方向相同，故可知液滴带正电。
磁场方向向里，洛伦兹力的方向始终指向圆心，由左手定则可判断液滴的旋转方向为逆时针；由液滴做匀速圆周运动，得知电场力和重力大小相等，得：
mg＝qE…①
得：m＝
液滴在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动的半径为：
R＝ …②
①②联立得：v＝
故选：D。
9．【解答】解：在0﹣1s内，根据法拉第电磁感应定律，．根据楞次定律，感应电动势的方向与图示箭头方向相同，为正值；在1﹣3s内，磁感应强度不变，感应电动势为零；在3﹣5s内，根据法拉第电磁感应定律，＝＝．根据楞次定律，感应电动势的方向与图示方向相反，为负值。故A正确，B、C、D错误。
故选：A。
10．【解答】解：A、在b点前做减速运动，b点后做加速运动，在b点的加速度为0，则在b点受到两点电荷的电场力平衡，Q1带正电荷，则Q2带负电，且根据库仑定律知，|Q2|＜|Q1|．故A正确。
B、粒子通过b点的加速度为零，说明电场力为零，则b点的场强一定为零，故B正确。
CD、粒子从a运动到b的过程中，粒子的动能先减小，根据能量守恒知其电势能增大。根据正电荷在电势高处电势能大，可知粒子在a点的电势能比b点的电势能小，a点的电势比b点的电势低，故D正确，C不正确；
本题选判断不正确的，故选：C。
二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）
11．【解答】解：粒子原来处于平衡状态，重力和静电力平衡；电容器与电阻R、电阻R2相并联后与R1串联，
A、滑片向上移动，电阻R变大，电路总电阻变大，电流变小，则A表的示数变小，故A错误；
B、电容器两端电压为：U＝E﹣I（r+R1），故电容器两端电压变大，带电量变大，电场力变大，粒子向上加速，故B正确；
C、电容器充电，故电流从b到a，故C错误；
D、根据当外电阻等于内电阻时，此时电源输出功率最大，虽外电阻在变大，但不知与内电阻的关系，因此无法确定输出功率的大小关系，故D错误。
本题选错误的，故选：ACD。
12．【解答】解：A．根据安培定则，电流I1在第一象限磁场方向是垂直纸面向里，I2在第一象限磁场方向是垂直纸面向外，所以磁通量可能为零，故A正确。
B．根据安培定则，电流I1在第一象限磁场方向是垂直纸面向外，I2在第一象限磁场方向是垂直纸面向里，所以磁通量可能为零，故B正确。
C．根据安培定则，电流I1在第一象限磁场方向是垂直纸面向里，I2在第一象限磁场方向是垂直纸面向里，所以磁通量不可能为零，故C错误。
D．根据安培定则，电流I1在第一象限磁场方向是垂直纸面向外，I2在第一象限磁场方向是垂直纸面向外，所以磁通量不可能为零，故D错误。
故选：AB。
13．【解答】解：由法拉第电磁感应定律可知E＝n，由图知应有第1段中磁通量的变化率较小，而bc、cd两段中磁通量的变化率相同，故有E1＜E2＝E3。
由楞次定律可判断出I1沿逆时针方向，I2与I3均沿顺时针方向。故ACD均错误；B正确；
故选：B。
14．【解答】解：A、两粒子都打到极板上，在偏转电场中所经历的电压均为，所以在偏转电场中电场力做功为：q；粒子在全程中电场力做功为：qU+q＝mv2，由于两粒子质量相同，电荷量之比为1：2，所以末速度之比为 1：，故A错误；
B、粒子在偏转电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，
所以竖直方向：y＝at2＝t2，由于竖直方向位移y相同，所以电量大的粒子所用时间少，故B正确；
C、粒子经过加速电场加速时，只有电场力做功，由动能定理得：qU＝mv02
解得：v0＝，两种粒子的电荷量之比为1：2，质量加速电压都相同，加速电场做功为1：2，故C正确；
D、在离开偏转电场时，两种离子在电场方向上的位移均为极板宽度的一半，故D错误；
故选：BC。
15．【解答】解：A、滑块原来处于静止状态，受力平衡，当给滑块一个沿斜面向下的初速度时，弹簧的弹力不断增大，合力沿斜面向上，则滑块做减速运动，动能一定减小，故A正确。
B、若电场力沿斜面向上，弹簧原来处于压缩状态，则弹簧的弹性势能先减小后增大，故B错误。
C、滑块的动能减小，根据动能定理可知：重力、电场力与弹簧弹力做功的代数和等于动能的变化量，而电场力做功等于电势能的改变量，则知滑块电势能的改变量一定大于重力与弹簧弹力做功的代数和，故C错误。
D、由功能原理可知：滑块机械能的改变量等于电场力与弹簧弹力做功得代数和，故D正确。
故选：AD。
三、实验题探究题（本大题共2小题，共15.0分）
16．【解答】解：①由图所示螺旋测微器可知，其示数为0.5mm+18.0×0.01mm＝0.680mm；因此金属丝的直径在0.679mm～0.681mm．
②两节新的干电池，电源电动势为3V，若选取电压表15V，测量读数误差较大，因此电压表选A；电路最大电流约为I＝＝＝0.6A，电流表应选C；
金属丝的电阻大约为5Ω，为方便实验操作滑动变阻器应选E．
故答案为：①0.680；②A、C、E．
17．【解答】解：①欧姆表的指针偏角过小，说明待测电阻阻值很大，应选择倍率较大的挡，所以应选用×100挡，换挡后应该重新调零；
　②欧姆表的读数为R＝100×10Ω＝1000Ω，由于满足，所以电流表应用外接法；
由于滑动变阻器的全电阻远小于待测电阻，所以变阻器应采用分压式接法，即电路应是分压内接法，连线图如图①②所示：

③根据欧姆定律＝＝，所以测量值应大于待测电阻的实际值．
故选：①×100，重新调零；②如图；③大于
四、计算题（本大题共3小题，共35分）
18．【解答】解：（1）由法拉第电磁感应定律E＝
而△?＝
由乙图得
＝5T/s
解得：E＝0.4V
而功率P＝
得P＝0.16W
（2）在t0时刻mg＝BId
再依据闭合电路欧姆定律，I＝
根据图象，B＝10+5t0；
解得：t0＝6s
答：（1）线圈abcd中产生的感应电动势0.4V和电功率0.16W；
（2）则t0的值6s．
19．【解答】解：（1）小物块静止在斜面上，受重力、电场力和斜面支持力，
FNsin37°＝qE①
FNcos37°＝mg②
由1、②可得电场强度
（2）若电场强度减小为原来的，则变为
mgsin37°﹣qEcos37°＝ma③
可得加速度a＝0.3g。
（3）电场强度变化后物块下滑距离L时，重力做正功，电场力做负功，
由动能定理则有：
mgLsin37°﹣qE'Lcos37°＝Ek﹣0④
可得动能Ek＝0.3mgL
答：（1）水平向右电场的电场强度是；
（2）若将电场强度减小为原来的，小物块的加速度是0.3g；
（3）电场强度变化后小物块下滑距离L时的动能是0.3mgL。

20．【解答】解：（1）粒子在电场中逆电场线的方向运动，所以粒子带负电，要使粒子能从O点射出，磁场方向应垂直于纸面向里。
（2）粒子在电场中作类平抛运动，有：
解得：θ＝45°
即vy＝v0，
所以，：由动能定理有：
解得：E＝
同时，由几何关系可得，粒子在磁场中作圆周运动，，半径，
洛伦兹力提供向心力，有：
解得：
（3）记粒子从y处射出，进入磁场时，横坐标为x，与x轴的夹角为θ，则有：x＝v0t………
解得：
同理，记射出点到x的距离为△x，则有：
△x＝2Rsinθ
带入B解得：△，
故△x＝x，所以粒子第一次离开磁场的位置坐标原点，与位置坐标y无关
答：（1）匀强磁场的方向垂直于纸面向外；
（2）匀强电场的电场强度是；
（3）若带电粒子在y轴的a、b之间的不同位置以相同的速度v0进入电场，第一次离开磁场的位置坐标x与出发点的位置坐标y的关系式