江西省宜春市物理高二上学期自测试题及答案解析

江西省宜春市物理高二上学期自测试题及答案解析一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、下列关于电流的说法中正确的是()A.电流有方向，它是一个矢量B.在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安C.通过导体横截面的电荷量越多，电流越大D.导体中有电荷运动就形成电流答案：B解析：A选项：电流虽然有方向，但其运算并不遵循平行四边形定则，因此电流是标量，不是矢量。所以A选项错误。B选项：在国际单位制中，电流的基本单位是安培，简称安，符号为A。所以B选项正确。C选项：电流的大小不仅与通过导体横截面的电荷量有关，还与时间有关。根据电流的定义式I=qt，可知电流I与电荷量qD选项：导体中有电荷运动，但如果这些电荷的运动是无规则的，那么它们并不会形成电流。只有当导体中的电荷发生定向移动时，才会形成电流。所以D选项错误。2、关于静电的利用和防止，以下说法中正确的是()A.静电除尘的原理是使空气电离，含尘气体在电场中被电分离，尘粒在电场力的作用下吸附到电极上B.静电复印是利用静电吸附的原理工作的C.静电喷漆的原理是使油漆微粒带电，在电场力的作用下，油漆微粒向被喷工件运动，并吸附在其表面D.油罐车拖一条铁链的目的是把静电导入大地，避免放电产生的电火花带来危害答案：A；B；C；D解析：A选项：静电除尘的原理是通过使空气电离，形成电场。在这个电场中，含尘气体会被电分离，尘粒会带上电荷。由于电场力的作用，这些带电的尘粒会被吸附到电极上，从而达到除尘的效果。所以A选项正确。B选项：静电复印也是利用静电吸附的原理工作的。在复印过程中，墨粉会带上电荷，然后在电场力的作用下被吸附到纸张上，形成文字或图像。所以B选项正确。C选项：静电喷漆的原理是使油漆微粒带电。在电场力的作用下，这些带电的油漆微粒会向被喷的工件运动，并吸附在其表面。这样，就可以实现均匀、快速的喷漆效果。所以C选项正确。D选项：油罐车拖一条铁链的目的是为了把油罐车在运输过程中产生的静电导入大地，避免静电积累到一定程度后放电产生的电火花带来危害。这是一种有效的静电防止措施。所以D选项正确。3、下列说法正确的是()A.在电场中某点放入一试探电荷，该点的电场强度等于试探电荷所受的电场力与其电荷量的比值B.在电场中某点不放入试探电荷，该点电场强度为零C.正电荷在电场中某点所受电场力的方向即为该点的电场强度方向D.电场中某点的电场强度与该点有无试探电荷无关答案：C；D解析：A选项：电场强度是由电场本身决定的，与试探电荷无关。在电场中某点放入一试探电荷，该点的电场强度并不等于试探电荷所受的电场力与其电荷量的比值（这个比值实际上是该点电场强度的测量值），而是该点电场强度本身的值。所以A选项错误。B选项：电场强度是电场本身的性质，与是否放入试探电荷无关。即使在电场中某点不放入试探电荷，该点的电场强度也不为零（除非该点不在电场中）。所以B选项错误。C选项：电场强度的方向定义为正电荷在该点所受电场力的方向。因此，正电荷在电场中某点所受电场力的方向即为该点的电场强度方向。所以C选项正确。D选项：电场强度是电场本身的性质，与试探电荷无关。无论该点有无试探电荷，该点的电场强度都不会改变。所以D选项正确。4、关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是()A.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动B.行星绕太阳运动时，太阳位于行星轨道的中心处C.离太阳越近的行星的运动周期越长D.所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等答案：D解析：A选项：根据开普勒第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，但每个行星的轨道都是不同的，因此不能说所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动。故A错误。B选项：同样根据开普勒第一定律，行星绕太阳运动时，太阳位于行星椭圆轨道的一个焦点上，而不是轨道的中心处。故B错误。C选项：根据开普勒第三定律，离太阳越近的行星，其公转周期越短，因为轨道半径（或轨道半长轴）越小，公转周期就越短。故C错误。D选项：这正是开普勒第三定律的表述，所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值是一个常数，这个常数与行星无关，只与太阳有关。故D正确。5、在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。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，该效应揭示了电和磁之间存在联系B.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C.法拉第在实验中观察到，在通电导线附近的静止小磁针会发生偏转D.楞次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；B；D解析：A选项：奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，即通电导线附近的小磁针会发生偏转，这个效应揭示了电和磁之间存在联系，是电磁学领域的一个重要发现。故A正确。B选项：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，认为在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流–分子电流，使每个微粒成为微小的磁体，分子的两侧相当于两个磁极。故B正确。C选项：通电导线附近的静止小磁针会发生偏转，这是电流的磁效应，是奥斯特发现的，而不是法拉第。法拉第的主要贡献是发现了电磁感应现象。故C错误。D选项：楞次在分析了许多实验事实后，总结出楞次定律，即感应电流应具有这样的方向，总是试图阻碍产生它的磁通量的变化。故D正确。6、关于元电荷的理解，下列说法正确的是()A.元电荷就是电子B.元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量C.元电荷就是质子D.物体所带的电荷量不是元电荷的整数倍答案：B解析：A选项：元电荷不是指具体的粒子，如电子或质子，而是指电荷量的大小。电子带有负电荷，其电荷量的大小等于元电荷，但电子本身并不是元电荷。故A错误。B选项：元电荷是电荷量的最小单元，其数值等于电子（或质子）所带的电荷量。在任何带电体所带电荷都是元电荷的整数倍。故B正确。C选项：与A选项类似，质子带有正电荷，其电荷量的大小也等于元电荷，但质子本身并不是元电荷。故C错误。D选项：根据电荷的量子化理论，任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍。故D错误。7、在下列给出的条件中，若条件能推出a∥α，则在横线上填“OK”；若条件不能推出a∥α，则在横线上补足条件，从而推出a∥α．(1)条件：a∥b，b⊂α，________，结论：a∥α；(2)条件：α∩β=b，a∥β，________，结论：a∥α．对于条件：a∥b，b⊂α，我们需要找到一个条件来确保由于b在平面α内，而a与b平行，那么a要么与α平行，要么包含在α内。为了确保a与α平行，我们需要排除a⊂因此，补充条件为：a⊂β，且β∩α=这样，由于a与b平行且都在平面β内，而b又是平面α与β的交线，所以a必然与α平行。对于条件：α∩β=b，a∥由于a与平面β平行，且平面α与β的交线是b，那么a要么与α平行，要么与交线b平行。为了确保a与α平行，我们需要排除a∥因此，补充条件为：a⊈α且这样，a既不在平面α内，也不与交线b平行，所以a必然与α平行。故答案为：(1)a⊂β，且(2)a⊈α且二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、：下列说法正确的是()A.磁感线是磁场中实际存在的曲线B.条形磁铁外部的磁感线从N极指向S极，内部从S极指向N极C.磁体间的相互作用是通过磁场发生的D.地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近A、磁感线是为了形象地描述磁场而假想的线，实际并不存在，故A错误；B、磁体外部的磁感线从N极出发，回到S极，磁体内部的磁感线从S极出发，回到磁体的N极，故B正确；C、磁体间的相互作用是通过磁场发生的，故C正确；D、地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近，故D正确。故选：BCD。2、：关于电流的方向，下列说法正确的是()A.金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B.在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向就是正离子定向移动的方向C.正电荷定向移动的方向规定为电流的方向D.电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同

本题主要考察电流方向的规定以及电流形成的微观解释。A选项，金属导体中的电流是由自由电子的定向移动形成的，但电流的方向与自由电子定向移动的方向相反，因为电流方向被定义为正电荷定向移动的方向，而自由电子带负电，所以A选项错误。B选项，在电解质溶液中，确实存在自由的正离子和负离子，但电流的方向并不是仅由正离子定向移动决定的。实际上，溶液中的电流是由正负离子共同定向移动形成的，但电流的方向仍定义为正电荷定向移动的方向，即与正离子定向移动的方向相同，所以B选项错误。C选项，电流的方向定义为正电荷定向移动的方向，这是电流方向的基本规定，所以C选项正确。D选项，电流的方向总是与正电荷定向移动的方向相同，而与负电荷定向移动的方向相反。所以D选项的说法是错误的。综上所述，正确答案是C。3、：关于磁感线，下列说法正确的是()A.磁感线是磁场中实际存在的曲线B.磁体周围的磁感线从磁体的N极出发，回到S极C.磁感线只分布在磁体外，不能分布在磁体内D.在磁体外部，磁感线从N极指向S极；在磁体内部，磁感线从S极指向N极

本题主要考查磁感线的理解。磁感线是为了形象地描述磁场而假想的线，它并不真实存在，但我们可以根据磁感线的分布和疏密程度来判断磁场的分布和强弱。A选项：磁感线是为了形象地描述磁场而假想的线，它并不真实存在于磁场中。因此，A选项错误。B选项：磁体外部的磁感线确实是从磁体的N极出发，回到S极，但磁体内部的磁感线则是从S极指向N极，形成闭合曲线。所以，B选项的描述不完整，错误。C选项：磁感线不仅分布在磁体外，也分布在磁体内，形成闭合曲线。因此，C选项错误。D选项：在磁体外部，磁感线从N极指向S极；在磁体内部，磁感线从S极指向N极。这是磁感线分布的正确描述，因此D选项正确。综上所述，正确答案是D。三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题题目：在江西省宜春市某高中物理课堂上，老师做了如下的实验：将一个带电小球A固定在竖直放置的绝缘支架上，在左侧放置一个不带电的金属球B，并使B与A等高但不接触。现把小球C（大小与B相同）用绝缘细线悬挂于B球右侧，并使C与A、B在同一水平面上。若先将C球远离B球后释放，则C球将做（）A.简谐运动B.阻尼振动C.向心运动D.离心运动答案：B解析：本题主要考察库仑定律、带电体在电场中的受力分析以及阻尼振动的概念。首先，我们分析实验中的物理过程。当小球C被释放后，由于小球A带电且处于静止状态，它会在其周围产生静电场。而小球B虽然不带电，但由于静电感应，其左侧会感应出与A相反的电荷，右侧则感应出与A相同的电荷。这样，小球B的右侧（即面向C的一侧）就对小球C产生了静电吸引力。接着，我们分析小球C的受力情况。小球C受到重力、细线的拉力和小球B的静电吸引力。在刚开始运动时，由于静电吸引力大于重力在切线方向上的分力，小球C会向小球B一侧偏转。但是，随着小球C的偏转，它进入了一个更强的电场区域，受到的静电吸引力也随之增大。然而，由于细线的存在，这个增大的静电吸引力并不能完全转化为小球C的动能，而是有一部分用来增加细线的拉力。随着小球C的继续偏转，静电吸引力继续增大，但细线的拉力也在增大，且拉力的增大速度更快。这是因为细线的拉力是随着小球C偏离平衡位置的角度增大而迅速增大的（遵循胡克定律或类似规律，尽管这里细线可能不是弹性体，但可以用类似的思想理解）。因此，小球C在偏转过程中会受到一个与其运动方向相反的阻尼力，使得它的振幅逐渐减小。最终，小球C将停止振动，达到一个稳定的平衡状态。这个过程就是阻尼振动的典型表现。因此，选项B“阻尼振动”是正确的。选项A“简谐运动”是指没有阻尼力作用下的振动，与本题不符；选项C“向心运动”和D“离心运动”是描述物体在圆周运动中的状态，与本题中的振动现象无关。第二题题目：在宜春市某高中物理实验室中，进行了一项关于电磁感应的实验。实验装置包括一个长直导线，一个闭合的金属圆环以及电源、开关等辅助设备。当开关闭合，长直导线中电流突然增大时，观察到金属圆环有扩张的趋势。请解释这一现象，并说明圆环中感应电流的方向（假设圆环中感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反）。答案：解释：当长直导线中电流突然增大时，根据奥斯特实验，我们知道电流周围会产生磁场，且磁场强度与电流大小成正比。因此，长直导线周围的磁场会突然增强。根据楞次定律，当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中会产生感应电动势，进而产生感应电流。感应电流的方向总是试图阻止引起感应电流的原因，即阻止磁通量的变化。在这个实验中，磁通量的增加是由于长直导线中电流的增大，所以感应电流产生的磁场会与原磁场方向相反，以试图抵消磁通量的增加。由于感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反，根据安培定则（右手螺旋定则），我们可以判断出圆环中感应电流的方向。由于题目没有给出具体的长直导线电流方向或圆环的放置方式，我们无法直接给出感应电流的具体方向，但可以说明其方向是使得圆环中产生与原磁场方向相反的磁场的。解析：本题主要考察电磁感应现象以及楞次定律的应用。首先，理解电流产生磁场的基本原理是解题的关键。其次，掌握楞次定律的内容，即感应电流的方向总是试图阻止引起感应电流的原因，是解答此类问题的基本思路。最后，通过安培定则（右手螺旋定则）可以判断出感应电流的具体方向，但需要注意题目中给出的具体条件。在本题中，虽然无法直接给出感应电流的具体方向，但可以通过分析感应电流产生的磁场方向与原磁场方向的关系，以及利用安培定则的原理，来说明感应电流的方向。这种方法在解决电磁感应问题时非常有用。第三题题目：在宜春市某高中物理实验课上，学生使用单摆测量重力加速度g。已知单摆的摆长为L，摆球的质量为m，某次测量中摆球做简谐运动的周期为T。请利用这些物理量推导出重力加速度g的表达式，并简述实验过程中可能产生的误差来源及如何减小这些误差。答案：重力加速度g的表达式为：g解析与误差讨论：推导过程：单摆做简谐运动的周期公式为：T从上式解出g，得：g此式即为重力加速度g与摆长L及周期T的关系式。误差来源及减小方法：摆长测量误差：摆长L应精确测量到摆线的悬点到摆球球心的距离。误差可能来源于卷尺读数不准确或悬点位置判断不精确。减小方法包括使用精度更高的测量工具，多次测量取平均值，以及确保悬点位置标记清晰准确。周期测量误差：周期T的测量可能受到人为计时不准确的影响，尤其是当摆球振动周期较短时。减小方法包括使用电子计时器或光电门等自动计时装置，提高计时的准确性和稳定性。空气阻力与摆线质量影响：实际实验中，空气阻力和摆线质量（虽小但非零）会对摆球的运动产生影响，导致测量值与理论值存在偏差。减小方法包括在真空或低气压环境中进行实验，或选择质量小、密度大、形状规则的摆球，以及尽可能选用细且不易伸长的摆线。摆角控制：为了保证单摆做简谐运动，摆角应控制在较小范围内（通常小于5°）。过大的摆角会导致运动偏离简谐运动，引入额外误差。因此，在实验过程中应严格控制摆角大小。通过以上分析和措施，可以有效减小实验过程中产生的误差，提高重力加速度g的测量精度。第四题题目：在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s²，测得所用重物的质量为1.00kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm，根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于_______J，动能的增加量等于_______J（取三位有效数字）。答案：7.62；7.56解析：本题主要考察“验证机械能守恒定律”的实验数据处理及误差分析。首先，我们需要计算重物由O点运动到C点重力势能的减少量。重力势能减少量等于重物重力与重物下降高度的乘积，即ΔEp=mghO根据题目给出的数据，m=1.00kg，g=接着，我们需要计算重物由O点运动到C点动能的增加量。动能增加量等于重物在C点的动能减去在O点的动能，但由于在O点重物静止，所以动能为0。因此，动能增加量就等于重物在C