2019-2020學(xué)年黑龍江省大慶市鐵人高二上學(xué)期期末考試物理試題 解析版

黑龍江省大慶市鐵人2019-2020學(xué)年高二上學(xué)期期末考試物理試題解析版試題說明：1、本試題滿分110分，答題時間90分鐘。2、請將答案填寫在答題卡上，考試結(jié)束后只交答題卡。第Ⅰ卷選擇題部分（60分）一、單選題（本題共8小題，每題5分，共40分。）1.關(guān)于靜電場的等勢面，下列說法正確的是A.兩個電勢不同的等勢面可能相交B.電場線與等勢面處處相互垂直C.同一等勢面上各點電場強度一定相等D.將一負(fù)的試探電荷從電勢較高的等勢面移至電勢較低的等勢面，電場力做正功【答案】B【解析】【詳解】A．等勢面相交，則電場線一定相交，故在同一點存在兩個不同的電場強度方向，與事實不符，故A錯誤；B．電場線與等勢面垂直，B正確；C．同一等勢面上的電勢相同，但是電場強度不一定相同，C錯誤；D．將負(fù)電荷從高電勢處移動到低電勢處，受到電場力方向是從低電勢指向高電勢，所以電場力方向與運動方向相反，電場力做負(fù)功，D錯誤；2.如圖所示，空間某區(qū)域存在勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向上(與紙面平行)，磁場方向垂直于紙面向里，三個帶正電的微粒a、b、c電荷量相等，質(zhì)量分別為ma、mb、mc，已知在該區(qū)域內(nèi)，a在紙面內(nèi)做勻速圓周運動，b在紙面內(nèi)向右做勻速直線運動，c在紙面內(nèi)向左做勻速直線運動，下列選項正確的是()A.mambmc B.mbmamcC.mcmamb D.mcmbma【答案】B【解析】【詳解】由題意：a在紙面內(nèi)做勻速圓周運動，所以；b在紙面內(nèi)向右做勻速直線運動，所以；c在紙面內(nèi)向左做勻速直線運動所以，根據(jù)公式可解的：，故B正確，ACD錯誤．3.用電場線能很直觀很方便地比較電場中各點的強弱．如圖所示，左邊是等量異種點電荷形成電場的電場線，右邊是場中的一些點：O是電荷連線的中點，E、F是連線中垂線上相對O對稱的兩點，B、C和A、D也相對O對稱，則下列認(rèn)識不正確的是A.B、C兩點場強大小和方向都相同B.A、D兩點場強大小相等，方向相反C.E、F兩點場強大小和方向都相同D.從E到F過程中場強先增大后減小【答案】B【解析】【詳解】A．根據(jù)對稱性看出，B、C兩處電場線疏密程度相同，則B、C兩點場強大小相同．這兩點場強的方向均由B→C，方向相同，故A正確；B．根據(jù)對稱性看出，A、D兩處電場線疏密程度相同，則A、D兩點場強大小相同．由圖看出，A、D兩點場強方向相同，故B錯誤；C．由圖看出，E、F兩點中，電場線疏密程度相同，兩點場強方向相同，故C正確；D．由圖看出，從E到F過程，電場線先變密，再變疏，所以場強先增大后減小，故D正確．4.三根通電長直導(dǎo)線P、Q、R互相平行、垂直紙面放置．三根導(dǎo)線中電流大小相同、方向均垂直紙面向里，且每兩根導(dǎo)線間的距離均相等．則P、Q中點O處的磁感應(yīng)強度方向為（）A.方向豎直向上 B.方向豎直向下 C.方向水平向右 D.方向水平向左【答案】D【解析】【分析】該題考查了磁場的疊加問題．用右手螺旋定則首先確定三根通電直導(dǎo)線在a點產(chǎn)生的磁場的方向，利用矢量的疊加分析疊加后磁場大小和方向，從而判斷各選項．【詳解】用右手螺旋定則判斷通電直導(dǎo)線在O點上所產(chǎn)生的磁場方向，如圖所示：

直導(dǎo)線P在O點產(chǎn)生磁場與直導(dǎo)線Q在O點產(chǎn)生磁場方向相反，大小相等．則合磁場為零；而直導(dǎo)線R在O點產(chǎn)生磁場，方向從Q指向P，即為水平向左；故選D．【點睛】磁感應(yīng)強度既有大小，又有方向，是矢量．它的合成遵循矢量合成的平行四邊形法則．5.如圖所示，為定值電阻，為可變電阻，E為電源電動勢，r為電源的內(nèi)電阻，以下說法中不正確的是A.當(dāng)時，上獲得最大功率B.當(dāng)時，上獲得最大功率C.當(dāng)時，上獲得功率一定最大D.當(dāng)時，電源的輸出功率可能最大【答案】B【解析】【詳解】A．將R1等效到電源的內(nèi)部，R2上的功率等于等效電源的輸出功率，當(dāng)?shù)刃щ娫吹耐怆娮璧扔趦?nèi)阻時，即R2=R1+r時，輸出功率最大，即R2上的功率最大。故A正確，不符合題意。

BC．根據(jù)P=I2R，電流最大時，R1上的功率最大。當(dāng)外電阻最小時，即R2=0時，電流最大。故B錯誤，符合題意；C正確，不符合題意。

D．當(dāng)外電阻等于內(nèi)阻時電源的輸出功率最大，則當(dāng)R2=0且R1=r時，電源的輸出功率最大，故D正確，不符合題意；故選B。6.如圖所示，閉合金屬圓環(huán)用絕緣細(xì)線掛于O點，將圓環(huán)拉離平衡位置并釋放，圓環(huán)擺動過程經(jīng)過水平勻強磁場區(qū)域，虛線為該磁場的豎直邊界，已知磁場區(qū)域的寬度大于圓環(huán)的直徑若不計空氣阻力，則A.圓環(huán)在擺動過程中始終產(chǎn)生感應(yīng)電流B.圓環(huán)在擺動過程中，機械能始終守恒C.圓環(huán)在磁場區(qū)域中擺動時，機械能守恒D.圓環(huán)最終將靜止豎直方向上【答案】C【解析】【詳解】A．只有當(dāng)圓環(huán)進入或離開磁場區(qū)域時磁通量發(fā)生變化，會產(chǎn)生電流。故A錯誤。B．當(dāng)圓環(huán)進入或離開磁場區(qū)域時磁通量發(fā)生變化，會產(chǎn)生電流，機械能向電能轉(zhuǎn)化，所以機械能不守恒。故B錯誤。C．整個圓環(huán)進入磁場后，磁通量不發(fā)生變化，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，機械能守恒。故C正確。D．在圓環(huán)不斷經(jīng)過磁場，機械能不斷損耗過程中圓環(huán)越擺越低，最后整個圓環(huán)只會在磁場區(qū)域來回擺動，因為在此區(qū)域內(nèi)沒有磁通量的變化一直是最大值，所以機械能守恒，即圓環(huán)最后的運動狀態(tài)為在磁場區(qū)域來回擺動，而不是靜止在平衡位置。故D錯誤。故選C。7.如圖所示，MN、PQ是水平方向的勻強磁場的上下邊界，磁場寬度為L．一個邊長為a的正方形導(dǎo)線框（L>2a）從磁場上方下落，運動過程中上下兩邊始終與磁場邊界平行．線框進入磁場過程中感應(yīng)電流i隨時間t變化的圖象如右圖所示，則線框從磁場中穿出過程中線框中感應(yīng)電流i隨時間t變化的圖象可能是以下的哪一個（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【詳解】由題意可知，線框進入磁場過程中感應(yīng)電流i隨時間t變化的圖象如圖（乙）所示，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，線框勻速進入磁場，由于L＞2a，當(dāng)完全進入磁場后，因磁通量不變，則沒有感應(yīng)電流，線框只受到重力，使得線框速度增加，當(dāng)出磁場時，速度大于進入磁場的速度，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，出磁場的感應(yīng)電流大于進磁場的感應(yīng)電流，導(dǎo)致出磁場時的安培力大于重力，導(dǎo)致線框做減速運動，根據(jù)牛頓第二定律，BIL-mg=ma，則做加速度在減小的減速運動，故B正確，ACD錯誤；故選B．【點睛】由題意可知，線框進入磁場時，做勻速直線運動，根據(jù)L＞2a，則可知，出磁場時，速度與進入磁場的速度相比較，從而確定線框的運動性質(zhì)，進而由法拉第電磁感應(yīng)定律，可求得感應(yīng)電流的大小如何變化，即可求解．8.在如圖所示的電路中，、、和皆為定值電阻，為可變電阻，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，設(shè)電流表的讀數(shù)為，電流表的讀數(shù)為，電壓表V1的示數(shù)為，電壓表的讀數(shù)為，當(dāng)?shù)幕瑒佑|點向a端移動過程中，電流表的讀數(shù)變化量大小為，電流表的讀數(shù)變化量大小，電壓表的讀數(shù)變化量大小為，電壓表的讀數(shù)變化量大小為，則（）A.變大，，不變B.變大、，不變C.變小，變小，變小D.變小，變小，變大【答案】A【解析】【詳解】C．當(dāng)R5的滑動觸點向圖中a端移動時，R5變小，外電路總電阻變小，由閉合電路歐姆定律知，總電流I1變大，路端電壓變小，U1變小。根據(jù)閉合電路歐姆定律知：U2=E-I1（r+R1+R3），I1增大，則U2變小，因此I2變小。故C錯誤。AB．U1的變化量等于U2的變化量與R1，R3的電壓變化量之和，U1變小，U2變小，而R1，R3的電壓變化量之和增加，則知：△U1＜△U2。由閉合電路歐姆定律知：U1=E-I1r，則，不變。故A正確，B錯誤。D．由于，則可知不變；故D錯誤。

故選A。二、多選題（本題共4小題，選全對得5分，選不全得3分，錯選得0分，共20分。）9.金屬探測器是用來探測金屬的儀器，如圖所示，關(guān)于其工作原理，下列說法中正確的是（）A.探測器內(nèi)的探測線圈會產(chǎn)生變化的磁場B.只有有磁性的金屬物才會被探測器探測到C.探測到金屬物是因為金屬物中產(chǎn)生了渦流D.探測到金屬物是因為探測器中產(chǎn)生了渦流【答案】AC【解析】【詳解】金屬探測器利用渦流探測金屬物品原理是：線圈中交變電流產(chǎn)生交變的磁場，會在金屬物品產(chǎn)生交變的感應(yīng)電流，而金屬物品中感應(yīng)電流產(chǎn)生的交變磁場會在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，引起線圈中交變電流發(fā)生變化，從而被探測到。

A．探測器內(nèi)的探測線圈會產(chǎn)生變化的磁場，與結(jié)論相符，選項A正確；B．只有有磁性的金屬物才會被探測器探測到，與結(jié)論不相符，選項B錯誤；C．探測到金屬物是因為金屬物中產(chǎn)生了渦流，與結(jié)論相符，選項C正確；D．探測到金屬物是因為探測器中產(chǎn)生了渦流，與結(jié)論不相符，選項D錯誤；故選AC。10.如圖所示，abcd為水平放置的平行“匸”形光滑金屬導(dǎo)軌，間距為l，導(dǎo)軌間有垂直與導(dǎo)軌平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，導(dǎo)軌電阻不計。已知金屬桿MN傾斜放置，與導(dǎo)軌成角，單位長度的電阻為r，保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向滑動金屬桿滑動過程中與導(dǎo)軌接觸良好。則下列說法中錯誤的是（）A.電路中感應(yīng)電動勢大小為B.電路中感應(yīng)電流的大小為C.金屬桿所受安培力的大小為D.金屬桿的熱功率為【答案】CD【解析】【詳解】A．電路中感應(yīng)電動勢為：故A正確，不符合題意。B．電路中感應(yīng)電流的大小為：故B正確，不符合題意。C．金屬桿所受安培力的大小為：故C錯誤，符合題意。D．金屬桿的熱功率為：故D錯誤，符合題意。故選CD。11.如圖所示，帶電小球a由絕緣細(xì)線PM和PN懸掛而處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中PM水平，地面上固定一絕緣且內(nèi)壁光滑的圓弧細(xì)管道GH，圓心P與a球位置重合，管道底端H與水平地面相切，一質(zhì)量為m可視為質(zhì)點的帶電小球b從G端口由靜止釋放，當(dāng)小球b運動到H端時對管道壁恰好無彈力，重力加速度為g。在小球b由G滑到H過程中，下列說法中正確的是（）A.小球b機械能保持不變B.小球b所受庫侖力大小始終為2mgC.細(xì)線PM的拉力先增大后減小D.小球b加速度大小一直變大【答案】ACD【解析】【詳解】A．小球b所受庫侖力和管道的彈力始終與速度垂直，即只有重力做功，所以小球b機械能守恒，故A正確；B．小球b機械能守恒，從G滑到H過程中，有：H處有：則有：F庫=3mg故B錯誤；

C．設(shè)PN與豎直方向成α角，對球a受力分析，將其分解：

豎直方向上有：FPNcos

α=mg+F庫sin

θ水平方向上有：F庫cos

θ+FPNsin

α=FPM。解得：下滑時θ從0增大90°，細(xì)線PM的拉力先增大后減小，故C正確；

D．設(shè)b與a的連線與水平方向成θ角，則有：任意位置加速度為向心加速度和切向加速度合成，即為：可知小球的加速度一直變大，故D正確。

故選ACD。12.如圖所示，以直角三角形AOC為邊界的有界勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度為B，∠A＝60°，AO＝L，在O點放置一個粒子源，同時向磁場內(nèi)各個方向均勻發(fā)射某種帶正電的粒子（不計重力作用和粒子間的相互作用），粒子的比荷為，發(fā)射速度大小都為v0，且滿足。對于粒子進入磁場后的運動，下列說法正確的是（）A.一定有粒子打到C點B.與OC邊的夾角為θ＝30°飛入的粒子在磁場中運動時間最長C.從OC邊飛出的粒子數(shù)與從AC邊飛出的粒子數(shù)之比為1:2D.在AC邊界上有粒子射出的區(qū)域長度大于L【答案】AD【解析】【詳解】A．由公式，可知粒子的運動半徑r=2L，因CO=L因此當(dāng)即入射時，粒子恰好從C點飛出，故A正確；

B．由弦長越長，運動時間越長可知，粒子從C點射出，時，粒子在磁場中運動時間最長，故B錯誤；

C．因，則從AC邊上射出的粒子的入射角范圍大于60°，可知從OC邊飛出的粒子數(shù)與從AC邊飛出的粒子數(shù)之比為小于1:2，故C錯誤；

D．根據(jù)圖所示，若垂直AC邊射出，射出區(qū)域長度為1.5L，因此在AC邊界上有粒子射出的區(qū)域長度會大于L，故D正確。

故選AD。第Ⅱ卷非選擇題部分（50分）三、實驗題（每空2分，共16分。）13.（1）圖1螺旋測微器讀數(shù)為__________mm，圖2游標(biāo)卡尺讀數(shù)為__________mm。（2）選擇電流表的量程為，則圖3中電流表的讀數(shù)為___________

A?！敬鸢浮?1).0.900(2).14.45(3).0.35【解析】【詳解】（1）[1]．圖1螺旋測微器讀數(shù)為：0.5mm+0.01mm×40.0=0.900mm；[2]．圖2游標(biāo)卡尺讀數(shù)為：14mm+0.05mm×9=14.45mm。（2）[3]．選擇電流表的量程為0.6A，則圖3中電流表的讀數(shù)為0.35A.14.某同學(xué)利用如圖所示的電路可以測量多個物理量．實驗室提供的器材有：兩個相同的待測電源內(nèi)阻，電阻箱最大阻值為，電阻箱最大阻值為，電壓表內(nèi)阻約為，電流表內(nèi)阻約為，靈敏電流計G，兩個開關(guān)、．主要實驗步驟如下：按圖連接好電路，調(diào)節(jié)電阻箱和至最大，閉合開關(guān)和，再反復(fù)調(diào)節(jié)和，使電流計G的示數(shù)為0，讀出電流表A、電壓表V、電阻箱、電阻箱的示數(shù)分別為、、、；反復(fù)調(diào)節(jié)電阻箱和與中的電阻值不同，使電流計G的示數(shù)為0，讀出電流表A、電壓表V的示數(shù)分別為、．回答下列問題：（1）電流計G的示數(shù)為0時，電路中A和B兩點的電勢和的關(guān)系為______；（2）電壓表的內(nèi)阻為______，電流表的內(nèi)阻為______；（3）電源的電動勢E為______，內(nèi)阻r為______。【答案】(1).φA=φB(2).(3).(4).(5).【解析】【詳解】（1）[1]．電流計G的示數(shù)為0時，由歐姆定律知，G的電壓為零，說明A、B兩點的電勢相等，即φA=φB．

（2）[2][3]．由于電流計G的示數(shù)為0，所以電流表的示數(shù)等于電壓表的電流與電阻R1的電流之和．則在步驟1中，通過電壓表的電流電壓表的內(nèi)阻為左右兩個電源兩極間的電壓相等，則有：U1=I1（RA+R2）解得電流表的內(nèi)阻（3）[4][5]．根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E=U1+I1rE=U2+I2r解得三、計算題（15題8分，16題10分，17題16分，共34分。）15.如圖所示，電源電動勢E=40V，內(nèi)阻r=1Ω，電阻R=24Ω，M為一線圈電阻RM=0.4Ω的電動機，電流表為理想電流表，求：（1）當(dāng)開關(guān)S斷開時，電源輸出功率P1是多少？（2）當(dāng)開關(guān)S閉合時，電流表的示數(shù)為4.0A，則通過電動機的電流及電動機輸出功率P2是多少？【答案】(1)61.44W；(2)87.5W；【解析】【詳解】（1）當(dāng)開關(guān)S斷開時，根據(jù)閉合電路歐姆定律，電流為：電源輸出功率為：P1=I2R=1.62×24=61.44W；

（2）開關(guān)S閉合時，電流表的示數(shù)為4.0A，故路端電壓為：U=E-Ir=40-4×1=36V，

通過電阻R的電流：故流過電動機的電流為：I2=I-I1=4-1.5=2.5A，

故電動機的機械功率為：P2=UI2-I22RM2×0.4=87.5W；16.如圖所示，兩條相距d的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，其右端接一阻值為R的電阻．質(zhì)量為m的金屬桿靜置在導(dǎo)軌上，其左側(cè)的矩形勻強磁場區(qū)域MNPQ的磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向下．當(dāng)該磁場區(qū)域以速度v0勻速地向右掃過金屬桿后，金屬桿的速度變?yōu)関．導(dǎo)軌和金屬桿的電阻不計，導(dǎo)軌光滑且足夠長，桿在運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸．求：（1）MN剛掃過金屬桿時，桿中感應(yīng)電流的大小I；（2）MN剛掃過金屬桿時，桿的加速度大小a；（3）PQ剛要離開金屬桿時，感應(yīng)電流的功率P．【答案】（1）；（2）；（3）；【解析】【分析】本題的關(guān)鍵在于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生電動勢E=Blv，切割的速度（v）是導(dǎo)體與磁場的相對速度，分析這類問題，通常是先電后力，再功能．（1）根據(jù)電磁感應(yīng)定律的公式可得知產(chǎn)生的電動勢，結(jié)合閉合電路的歐姆定律，即可求得MN剛掃過金屬桿時，桿中感應(yīng)電流的大小I；（2）根據(jù)第一問求得的電流，利用安培力的公式，結(jié)合牛頓第二定律，即可求得MN剛掃過金屬桿時，桿的加速度大小a；（3）首先要得知，PQ剛要離開金屬桿時，桿切割磁場的速度，即為兩者的相對速度，然后結(jié)合感應(yīng)電動勢的公式以及功率的公式即可得知感應(yīng)電流的功率P．【詳解】（1）感應(yīng)電動勢感應(yīng)電流解得（2）安培力牛頓第二定律解得（3）金屬桿切割磁感線的速度，則感應(yīng)電動勢電功率解得【點睛】該題是一道較為綜合題，考查了電磁感應(yīng)，閉合電路的歐姆定律以及電功電功率．對于法拉第電磁感應(yīng)定律是非常重要的考點，經(jīng)常入選高考物理壓軸題，平時學(xué)習(xí)時要從以下幾方面掌握．（1）切割速度v的問題切割速度的大小決定了E的大?。磺懈钏俣仁怯蓪?dǎo)體棒的初速度與加速度共同決定的．同時還要注意磁場和金屬棒都運動的情況，切割速度為相對運動的速度；不難看出，考電磁感應(yīng)的問題，十之八九會用到牛頓三大定律與直線運動的知識．（2）能量轉(zhuǎn)化的問題電磁感應(yīng)主要是將其他形式能量（機械能）轉(zhuǎn)化為電能，可由于電能的不可保存性，很快又會想著其他形式能量（焦耳熱等等）轉(zhuǎn)化．（3）安培力做功的問題電磁感應(yīng)中，安培力做的功全部轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)全部的熱能，而且任意時刻安培力的功率等于系統(tǒng)中所有電阻的熱功率．（4）動能定理的應(yīng)用動能定理當(dāng)然也能應(yīng)用在電磁感應(yīng)中，只不過同學(xué)們要明確研究對象，我們大多情況下是通過導(dǎo)體棒的．固定在軌道上的電阻，速度不會變化，顯然沒有用動能定理研究的必要．17.如圖所示，在