北京市第二十四中学高二上学期期末考试物理试题

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精一、单项选择题(共48分)1．真空中有两个静止的点电荷q1、q2．若保持它们之间的距离不变，而把它们的电荷量都变为原来的2倍，则两电荷间的静电力将变为原来的(）A．2倍 B．4倍 C．8倍 D．16倍【答案】B【解析】试题分析：由库仑定律可得：变化前F=;而变化后，F′==4F;故=4，故选B．考点：库仑定律．2．如图所示,平行板电容器中间充有电介质，现要使此电容器的电容增大，下列措施中正确的是（）A．将电介质从电容器中抽出 B．增大两极板间的距离C．减小两极板间的距离 D．减小极板间的正对面积【答案】C【解析】试题分析:由平行板电容器的决定式C=得知，电容与极板间的距离成反比，与正对面积成正比,插入电介质，电容增大,所以要让电容器的电容增大，可减小两极板间的距离、增大正对面积，或在极板间插入电介质．故C正确,A、B、D错误．故选：C．考点：电容器的动态分析．3．点电荷A的电荷量与点电荷B的电荷量之比为3：2，则A对B的作用力大小跟B对A的作用力的大小之比为（）A．3：2 B．2：3 C．1：1 D．6：1【答案】C【解析】试题分析：由点电荷库仑力的公式F=k,库仑力大小与电量的乘积有关，而A对B的作用力大小跟B对A的作用力大小是属于作用力与反作用力，因此不论电量大小如何,则它们的大小相等，即1：1，所以C正确,ABD错误．故选：C．考点：库仑定律；物体的弹性和弹力．4．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．图表示验电器上感应电荷的分布情况，其中正确的是（）A． B． C． D．【答案】B【解析】试题分析:由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故验电器的上端应带上与小球异号的电荷，而验电器的箔片上将带上与小球同号的电荷;故只有B符合条件．故选:B．考点：静电现象的解释．5．如图,条形磁铁平放于水平桌面上，在它的正中央上方固定一根直导线，导线与磁场垂直，现给导线中通以垂直于纸面向外的电流，则下列说法正确的是（）A．磁铁对桌面的压力减小 B．磁铁对桌面的压力增大C．磁铁对桌面的压力不变 D．桌面对磁铁有摩擦力【答案】A【解析】试题分析:A、在磁铁外部，磁感线从N极指向S极，长直导线在磁铁的中央上方，导线所在处磁场水平向左；导线电流垂直于纸面向外，由左手定则可知，导线受到的安培力竖直向下；由牛顿第三定律可知,导线对磁铁的作用力竖直向上，因此磁铁对桌面的压力减小,小于磁铁的重力,故A正确，BC错误．D、由于导线处于磁铁正中央，磁铁受到的导线的磁场力竖直向上，因此磁铁对桌面没有运动趋势，故D错误,故选：A．考点：安培力;物体的弹性和弹力；共点力平衡的条件及其应用．6．如图所示,A、B为两个用绝缘细线悬挂起来的质量相同的带电介质小球,左边放一个带正电的球C时，两悬线都保持竖直方向（两线长度相同）．若把C球移走,两球没有发生接触,那么下面四个图中,哪个图可以正确表示A、B两球的位置（)A． B． C． D．【答案】B【解析】试题分析：存在C球时，对A、B球受力分析，由于悬线都沿竖直方向，说明水平方向各自合力为零,说明A球带负电而B球带正电，去掉C球后，两球将互相吸引．又由于两球质量相等,在平衡时两悬线与竖直方向间的夹角应该相等，因此B选项正确．故选B．考点:静电场中的导体．7．如图所示，一个带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底端时的速度为v，若加上一个垂直纸面向外的磁场，则滑到底端时（）A．v变大 B．v变小C．v不变 D．v先变大再变小【答案】B【解析】试题分析：加上磁场后，由左手定则可知，物体受洛伦兹力垂直于斜面,故物体对斜面的压力增大,则摩擦力也将增大；则在下滑过程中摩擦力做功增多,则由动能定理可知，滑到底端时的速度减小;故选:B．考点：动能定理的应用;洛仑兹力．8．如图中a、b、c是匀强电场中同一平面上的三个点,各点的电势分别是φa=5V,φb=2V,φc=4V，则在下列各示意图中能表示该电场强度方向的是(）A． B． C． D．【答案】D【解析】试题分析：由题意可知，各点的电势分别为Ua=5V，Ub=2V,Uc=4V，则ab连线上离a点处的电势为4V，所以该点与c点的连线,即为等势线．由于沿着电场线方向，电势降低．故D正确，ABC错误；故选:D考点：电场强度；电势．9．如图所示，用绝缘细绳悬吊一质量为m、电荷量为q的小球,在空间施加一匀强电场，使小球保持静止时细线与竖直方向成θ角，则电场强度的最小值为()A． B． C． D．【答案】A【解析】试题分析：小球保持静止时受到重力mg、电场力F和细线的拉力T，作出力图如图．根据作图法可知,当电场力F与细线垂直时,电场力最小，最小值为：F=mgsinθ，则场强的最小值为：E==,故选：A。考点：电场强度；共点力平衡的条件及其应用．10．如图甲所示，直线AB是某电场中的一条电场线．若有一质子仅在电场力的作用下以某一初速度沿直线AB由A运动到B,其速度图象如图乙所示，下列关于A、B两点的电场强度EA、EB和电势φA、φB，以及质子在A、B两点所具有的电势能εA、εB和动能EKA、EKB，判断错误的是（）A．EA＜EB B．φA＞φB C．εA＞εB D．EKA＜EKB【答案】A【解析】考点：电场线；电势差与电场强度的关系．11．一带电粒子沿如图所示的曲线穿过匀强电场，重力不计,关于粒子带何种电荷以及该粒子在a、b两点动能的大小,下列结论正确的是（）A．负电,在a点动能大 B．正电，在a点动能大C．负电，动能相等 D．正电，在b点动能大【答案】D【解析】试题分析:A、由于电荷只受电场力作用，电场力将指向运动轨迹的内侧，电场力方向与电场方向一致,故粒子带正电，从A到B电场力做正功,电势能减小、动能增加，故A、B、C错误；D正确；故选D.考点:带电粒子在匀强电场中的运动；电势能．12．如图，一水平放置的矩形闭合线框abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内，如图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，在这个过程中,线圈中感应电流（）A．沿abcd流动B．沿dcba流动C．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动D．由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动【答案】A【解析】试题分析:磁铁产生的磁场如图所示，线圈从位置1到位置2的过程中，穿过线圈的向上的磁通量减小,则产生感应电流的磁场方向向上，由右手定则知电流沿abcd方向；线圈从位置2到位置3的过程中，线圈内穿过的向下的磁通量增加,则感应电流的磁场方向向上，由右手定则知感应电流方向沿abcd方向，故选:A．考点:电磁感应，楞次定律。13．正方形区域ABCD中有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个粒子(不计重力）以一定速度从AB边的中点M沿既垂直于AB边又垂直于磁场的方向射入磁场，正好从AD边的中点N射出．若将磁感应强度B变为原来的2倍，其他条件不变,则这个粒子射出磁场的位置是(）A．A点 B．ND之间的某一点C．CD之间的某一点 D．BC之间的某一点【答案】A【解析】试题分析：粒子射入磁场中做匀速圆周运动，第一次轨迹的圆心在N点，半径为正方形边长的，若将磁感应强度B变为原来的2倍，根据半径公式R=可知，半径变为正方形边长的，由几何知识得知，粒子转动半周从A点射出磁场．故A正确，BCD错误．故选A考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力．14．如图所示电路,电源内阻不可忽略，开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中,正确的是（）A．电压表与电流表的示数都增大B．电压表与电流表的示数都减小C．电压表的示数增大,电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大【答案】B【解析】试题分析：在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小,则外电路总电阻减小,电路中总电流增大,电源的内电压增大，则由闭合电路欧姆定律可知，路端电压减小,故电压表示数减小;由欧姆定律可知，R1上的分压增大，而路端电压减小，故并联部分电压减小，即可知电流表示数减小，故B正确，ACD错误；故选：B．考点：闭合电路的欧姆定律，动态电路．15．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示．这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙．下列说法正确的是()A．离子从电场中获得能量B．离子由加速器的边缘进入加速器C．加速电场的周期随粒子速度增大而增大D．离子从D形盒射出时的动能与加速电场的电压有关【答案】A【解析】试题分析：A、由于洛伦兹力并不做功，而离子通过电场时有qU=mv2，故离子是从电场中获得能量．故A正确；B、要加速次数最多最终能量最大，则被加速离子只能由加速器的中心附近进入加速器，而从边缘离开加速器，故B错误．C、据回旋加速器的工作原理知，电场的周期等于粒子在磁场运动的周期．所以T==，与离子的速度大小无关．故C错误；D、离子在磁场中洛伦兹力提供向心力,所以qvB=，所以r=，据表达式可知，离子获得的最大动能取决于D形盒的半径，所以最大动能为，与加速电场的电压无关．故D错误．故选:A。考点：质谱仪和回旋加速器的工作原理．16．在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环．规定导体环中电流的正方向如图甲所示，磁场方向竖直向上为正．当磁感应强度B随时间t按图乙变化时，下列能正确表示导体环中感应电流随时间变化情况的是（）A． B． C． D．【答案】B【解析】试题分析：根据法拉第电磁感应定律有：E=n=ns,因此在面积、匝数不变的情况下，感应电动势与磁场的变化率成正比,即与B﹣t图象中的斜率成正比，由图象可知：0﹣2s，斜率不变，故形成的感应电流不变，根据楞次定律可知感应电流方向顺时针即为正值，而2﹣4s斜率不变,电流方向为逆时针，即为负值,整个过程中的斜率大小不变,所以感应电流大小不变，故ACD错误，B正确．故选：B．考点：法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律．二、实验题17．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需测量一个标有“3V，1.5W”灯泡两端的电压和通过灯泡的电流．现有如下器材：直流电源（电动势3。0V,内阻不计）电流表A1(量程3A，内阻约0。1Ω）电流表A2（量程600mA,内阻约5Ω）电压表V1(量程3V，内阻约3kΩ）电压表V2（量程15V,内阻约200kΩ）滑动变阻器R1（阻值0～10Ω，额定电流1A)滑动变阻器R2（阻值0～1kΩ，额定电流300mA）①在该实验中，电流表应选择（填“A1”或“A2"），电压表应选择（填“V1”或“V2”），滑动变阻器应选择（填“R1”或“R2”）．②某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接成如图甲所示的电路，请在方框中完成实验的电路图．③该同学连接电路后检查所有元器件都完好，电流表和电压表已调零,经检查各部分接触良好．但闭合开关后,反复调节滑动变阻器,小灯泡的亮度发生变化，但电压表和电流表示数不能调为零，则断路的导线为．④下表是学习小组在实验中测出的6组数据，某同学根据表格中的数据在方格纸上已画出了5个数据的对应点，请你画出第4组数据的对应点，并作出该小灯泡的伏安特性曲线U（V）I（A）10020。50。1731.00。3041。50。3952.00。4562。50。49⑤若将该灯泡与一个6。0Ω的定值电阻串联,直接接在题中提供的电源两端，请估算该小灯泡的实际功率P=W(保留两位有效数字）．（若需作图，可直接画在第④小题图中）【答案】①A2,V1，R1；②电路图如图1所示;③h；④图象如图2所示；⑤0。34．【解析】考点:描绘小电珠的伏安特性曲线．三、计算题（共42分)18．将电荷量为6×10﹣6C的负电荷从电场中A点移到B点，克服电场力做了3×10﹣5J的功,再将该电荷从B点移到C点，电场力做了1.2×10﹣5J的功，则AC两点间的电势差是多少？【答案】3V．【解析】试题分析：AB间的电势差，BC间的电势差．所以UAC=UAB+UBC=3V．故AC间的电势差为3V．考点：电势能；电势差．19．“220V,66W"的电风扇，线圈的电阻为20欧，接在220V的电路中，电风扇转化为机械能的功率和发热功率各是多少?如果在工作时扇叶突然被卡住不能转动,求电动机消耗的功率和发热功率各是多少?【答案】电风扇转化为机械能的功率是64。2W,发热功率是1。8w;如果电风扇的风叶被卡住，不能转动，电电动机消耗的功率和发热功率相等，是2420W．【解析】试题分析：正常工作时，由P=UI可得电流为：I===0。3A；线圈电阻发热功率为：PQ=I2r=1.8w；机械功率为：P机=P﹣PQ=64.2W；当叶片不转动时，作纯电阻电路处理，根据欧姆定律，有:I==11A;电动机消耗的功率和发热功率相等，为：P=UI=I2r=11×11×20=2420w．考点：电功、电功率．20．如图,绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E．在与环心等高处放有一质量为m、带电+q的小球,由静止开始沿轨道运动．(1）小球在运动过程中机械能守恒吗？说明理由．（2）小球经过环的最低点时对轨道压力？【答案】（1）不守恒；不只重力做功；（2)3（mg+qE）。【解析】试题分析:（1）小球运动过程中电场力做功，不是只有重力做功，机械能不守恒．（2)小球从最高点到最低点的过程，根据动能定理得：(mg+qE)R=又由，联立解得：N=3（mg+qE）．由牛顿第三定律可知，小球在最低点对轨道的压力为3（mg+qE）．考点：机械能守恒的条件，动能定理。21．如图所示，宽为0。5m的光滑水平金属框架固定在方向竖直向下、磁感应强度大小为B=0.80T的匀强磁场中，框架左端连接一个R=0。4Ω的电阻，框架上面置一电阻r=0。1Ω的金属导体ab，ab长为0。5m．ab始终与框架接触良好且在水平恒力F作用下以v=1.25m/s的速度向右匀速运动（设水平金属框架足够长．轨道电阻及接触电阻忽略不计)．（1）试判断金属导体ab两端哪端电势高；（2）求通过金属导体ab的电流大小:（3）求水平恒力F对金属导体ab做功的功率．【答案】（1）a端的电势高．（2）1A;（3）0。5W.【解析】试题分析：(1)根据右手定则知,ab棒中的感应电流方向为b到a，ab棒相当于电源,所以a端的电势高．（2）因为电动势E=BLv，则电流I=．（3）因为水平恒力等于安培力,即F=FA=BIL=0。8×1×0.5N=0.4N则P=Fv=0。4×1。25W=0.5W．考点：导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；电磁感应中的能量转化．22．如图所示为质谱仪的原理图，电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后，进入粒子速度选择器，选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的场强为E，方向水平向右．带电粒子能够沿直线穿过速度选择器,从G点既垂直直线MN又垂直于磁场的方向射入偏转磁场．偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场．带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的H点．已知偏转磁场的磁感应强度为B2，带电粒子的重力可忽略不计．求：（1）粒子从加速电场射出时速度的大小；（2）粒子速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小和方向；（3)带电粒子进入偏转磁场的G点到照相底片H点的距离L．【答案】（1）；(2)E,方向垂直纸面向外；(3）．【解析】试题分析：（1）粒子在电场中运动只有电场力做功，根据动能定理可得,qU=mv2可以求得粒子从加速电场射出时速度v的大小v为，v=（2)粒子在速度选择器中受力平衡，所以qE=qvB1，所以磁感应强度B1的大小为B1==E，根据左手定则可知，磁感强度B1的方向垂直纸面向外；(3）粒子垂直进入磁场，做圆周运动