学年江西省高安二中高二上学期物理期末考试模拟题试题 解析版.docx

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学年江西省高安二中高二上学期物理期末考试模拟题试题解析版

江西省高安二中2017–2018学年（上）高二物理期末模拟卷4

一、选择题

1.在赤道上空，竖直放置一根通以由下向上的电流的直导线，则此导线（　　）

A.受到竖直向上的安培力B.受到由东向西的安培力

C.受到由南向北的安培力D.受到由西向东的安培力

【答案】B

【解析】赤道上空地磁场的方向由南向北，根据左手定则：

伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向北穿过手心，则手心朝南．四指指向电流方向，则由下向上，拇指指向安培力方向：

由东向西．故选B.

点睛：

本题考查左手定则的应用能力，关键要了解地磁场的分布情况：

地磁场的北极在地球的南极附近，地磁场的南极在地球的北极附近.

2.下列说法中正确的是（　　）

A.电荷在磁场中一定受到洛伦兹力

B.运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力

C.某运动电荷在某处受到洛伦兹力，该处的磁感应强度一定不为零

D.洛伦兹力可以改变运动电荷的速度大小

【答案】C

【解析】静止的电荷或者运动方向与磁场平行时，电荷在磁场中不受洛伦兹力，选项A错误；运动方向与磁场平行时，电荷在磁场中不受到洛伦兹力，选项B错误；某运动电荷在某处受到洛伦兹力，该处的磁感应强度一定不为零，选项C正确；洛伦兹力方向与速度方向垂直，则不改变运动电荷的速度大小，只改变速度的方向，选项D错误；故选C.

3.电子在匀强磁场中做匀速圆周运动．下列说法正确的是（　　）

A.速率越大，半径越大

B.速率越小，半径越大

C.速率越大，周期越大

D.速率越小，周期越大

【答案】A

【解析】根据

可知，速率越大，半径越大，选项A正确，B错误；根据

可知，周期与速率无关，选项CD错误；故选A.

4.如图所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管，则电路中（）

A.始终有自a向b的感应电流流过电流表G

B.先有a→G→b方向的感应电流，后有b→G→a方向的感应电流

C.先有b→G→a方向的感应电流，后有a→G→b方向的感应电流

D.将不会产生感应电流

【答案】B

【解析】条形磁铁从左向右进入螺线管的过程中，原磁场方向向右，且磁通量在增加，根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的变化，所以感应电流的磁场向左，由安培定则，知感应电流的方向a→G→b．条形磁铁从左向右离开螺线管的过程中，原磁场方向向右，且磁通量在减少，根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的变化，所以感应电流的磁场向右，由安培定则，知感应电流的方向b→G→a．故ACD错误，B正确；故选B．

点睛：

解决本题的关键掌握用楞次定律判断感应电流方向的步骤，先判断原磁场的方向以及磁通量是增加还是减小，再根据楞次定律判断出感应电流的磁场方向，最后根据安培定则，判断出感应电流的方向．

5.穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最大的是（　　）

A.0～2sB.2s～5sC.5s～6sD.5s～10s

【答案】B

【解析】图线斜率表示磁通量的变化率，根据法拉第电磁感应定律知，在2-5s内磁通量与时间的图线斜率最大，则磁通量变化率最大，感应电动势最大．故B正确，ACD错误．故选B．

6.如图所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q（q>0）的固定点电荷．已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为（k为静电力常量）（　　）

A.k

B.k

C.k

D.k

【答案】D

【解析】电荷量为q的点电荷在b处产生电场强度为

，方向向右；由于b点处的场强为零，

则圆盘在此处产生电场强度大小也为

，方向向左。

那么圆盘在此d产生电场强度大小仍为

，方向向右。

而电荷量为q的点电荷在d处产生电场强度大小为

，方向向右。

则d处电场强度为两者大小相加。

所以两者在d处产生电场强度为

，故B正确，ACD错误。

故选：

B。

点睛：

由题意可知，在b点处的场强为零，说明电荷量为q（q＞0）的固定点电荷与电荷量为Q的圆盘上电荷在b处各自产生的电场强度大小相等，方向相反。

那么在d点处场强的大小即为两者之和．因此根据点电荷的电场强度为

即可求解。

视频

7.磁场中某区域的磁感线，如图所示，则（　　）

A.a、b两处的磁感应强度的大小相等，Ba=Bb

B.a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜Bb

C.同一通电导线放在a处受力不一定比放在b处受力大

D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小

【答案】C

【解析】磁场中某区域的磁感线如图所示：

a处的磁感线比b处密集，则a点磁感强度比b点强．故AB错误．当将一小段通电导线放入磁场时所受的磁场力与导线的放置方式有关，当通电导线垂直磁场时，受到的磁场力最大，当通电导线平行磁场时，受到的磁场力为零，则同一通电导线放在a处受力不一定比放在b处受力大，选项C正确，D错误；故选C.

点睛：

磁感线的疏密程度来表示磁感应强度的大小．密的地方磁感应强度大，疏的地方磁感应强度小．这些特点和电场中的电场强度的方向和大小非常类似．

8.一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场．粒子的一段径迹如图所示．径迹上的每一小段都可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电量不变）．从图中情况可以确定（　　）

A.粒子从a到b，半径增大

B.粒子从a到b，半径减小

C.粒子从b到a，半径增大

D.粒子从b到a，半径减小

【答案】D

【解析】由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小，速度逐渐减小，根据粒子在磁场中运动的半径公式

可知，粒子的半径逐渐的减小，所以粒子的运动方向是从b到a，所以D正确．故选D．

点睛：

根据

可知，粒子运动的半径与速度的大小有关，根据半径的变化来判断粒子的运动的方向，这是解决本题的关键．

9.长方体物体块放在匀强磁场中，有电流通过物体块，如图所示，则下面说法正确的是（　　）

A.物体块上下表面电势相等

B.若自由电荷为正物体块上表面电势高于下表面电势

C.若自由电荷为负物体块上表面电势低于下表面电势

D.无法比较两表面的电势高低

【答案】BC

【解析】若自由电荷为正，则从左向右运动，根据左手定则，电荷向上偏转，上表面带正电，下表面带负电，所以上表面的电势高于下表面的电势．若自由电荷为负，则从左向右运动，根据左手定则，负电荷向上偏转，上表面带负电，下表面带正电，所以上表面的电势低于下表面的电势．故BC正确，AD错误．故选BC．

点睛：

注意用左手定则判断洛伦兹力的方向时，若是负电荷，四指要指运动的反方向，其实还是电流的方向.

10.通电长直导线中有恒定电流I，方向竖直向上，矩形线框与直导线在同一竖直面内，现要使线框中产生如图所示方向的感应电流，则应使线框（）

A.稍向右平移B.稍向左平移

C.稍向上平移D.以ad边为轴开始匀速转动时

【答案】AD

【解析】由安培定则判断知，线框所在处磁场方向向里，使线框向右平移，穿过线框的磁通量将减小，产生感应电流，根据楞次定律判断知感应电流方向沿顺时针方向，与图示相同，故A正确．使线框向左平移，穿过线框的磁通量将增加，产生感应电流，根据楞次定律判断知感应电流方向沿逆时针方向，与图示相反，故B错误．线框稍向上平移，穿过线框的磁通量不变，不产生感应电流．故C错误．以ad直导线为轴开始匀速转动时，穿过线框的磁通量减小，根据楞次定律判断知感应电流方向沿顺时针方向，与图示相同，故D正确．故选AD．

点睛：

穿过线框的磁通量变化有几种方式，有磁场变化导致磁通量变化，也有面积变化导致磁通量变化，还有磁场与面积均变化导致磁通量变化的，最后有磁场与面积均没有变，而是放置的角度变化导致磁通量变化．

11.边长为h的正方形金属导线框，从图所示位置由静止开始下落，通过一匀强磁场区域，磁场方向水平，且垂直于线框平面，磁场区高度为H，上、下边界如图中虚线所示，H>h，从线框开始下落到完全穿过磁场区的全过程中（　　）

A.线框中总有感应电流存在

B.线框中感应电流方向是先逆时针后顺时针

C.线框中感应电流方向总是逆时针

D.线框受到磁场力时的方向总是向上

【答案】BD

【解析】因为H＞h，故可以分为三个过程：

①从下边开始进入磁场到全部进入磁场；②从全部开始进入磁场到下边开始离开磁场；③下边开始离开磁场到全部离开磁场．从全部开始进入磁场到下边开始离开磁场，磁通量不变，无电流，故A错误．根据楞次定律，线框在进磁场过程中，磁通量增大，感应电流磁场方向与原磁场反向，由安培定则知感应电流是逆时针方向；离开磁场过程中，磁通量减小，感应电流磁场方向与原磁场方向相同，由安培定则知感应电流顺时针方向，所以线框中感应电流是先逆时针后顺时针，故B错误，C正确；线框在进入和穿出磁场的过程中由楞次定律和左手定则得有感应电流，且受到安培力的合力方向始终向上，故D正确．故选CD.

12.变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是因为（　）

A.增大涡流，提高变压器的效率B.增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量

C.减小涡流，提高变压器的效率D.增大铁芯中的电阻，以减小发热量

【答案】CD

【解析】变压器的铁芯，在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象，要损耗能量，不用整块的硅钢铁芯，其目的是增大电阻，从而为了减小涡流，减小发热量，提高变压器的效率，故CD正确，AB错误；故选CD．

点睛：

本题考查了变压器的变压原理，涡流现象的知识，注意理解不是采用一整块硅钢的目的是解题的关键．

13.如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，而使电路产生了感生电动势，下列说法正确的是（　）

A.磁场变化时，会在空间激发一种电场

B.使电荷定向移动形成电流的是电场力

C.使电荷定向移动形成电流的是磁场力

D.以上说法都不对

【答案】AB

.........

点睛：

本题考查了麦克斯韦电磁场理论的两条基本假设，注意变化的电（磁）场才能产生磁（电）场，同时注意电流的产生条件及理解电场力驱使电荷定向移动的．

14.如图所示，A、B两灯和线圈的电阻均为R，S接通时，两灯正常发光，则在S断开的瞬间（）

A.A灯逐渐熄灭

B.B灯立即熄灭

C.有电流通过A灯，方向与原电流方向相反

D.有电流通过B灯，方向与原电流方向相同

【答案】ABC

【解析】该电路可以看做是左右两部分并联后又串联起来．S接通后，稳定时通过L的电流与通过灯A的电流是相等的．S断开时，L和A构成自感回路，B不在回路中，所以S断开时，B立刻熄灭，A灯逐渐熄灭．故AB正确，D错误；S断开时，L和A构成自感回路，电流的方向与L中的电流的方向相同，与A的电流的方向相反．故C正确．故选ABC.

点睛：

对于线圈要抓住双重特性：

当电流不变时，它是电阻不计的导线；当电流变化时，产生自感电动势，相当于电源．

15.一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e＝220sin100πtV，则（）

A.交流电的频率是50HzB.t＝0时，线圈与磁场垂直

C.交流电的周期是0.01sD.t＝0.05s时，e有最大值

【答案】AB

【解析】产生的感应电动势e=220sin100πtV，交流电的频率是f=

=50Hz，周期T=1/f=0.02s，故A正确，C错误；当t=0时e=0，此时线圈处在中性面上，线圈与磁场垂直，故B正确．t=0.05 s时，e=0，故D错误；故选AB．

点睛：

对于交流电的产生和描述要正确理解，要会推导交流电的表达式，明确交流电表达式中各个物理量的含义．

16.如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关S断开，当S接通时，以下说法中正确的是（　）

A.副线圈两端M、N的输出电压减小B.通过灯泡L1的电流增大

C.副线圈输电线的等效电阻R上的电压将增大D.原线圈中的电流增大

【答案】CD

【解析】变压器的输出电压由输入的电压和变压器的匝数比决定，由于输入的电压和变压器的匝数比都不变，所以变压器的输出电压也不变，即副线圈两端M、N的输出电压不变，所以A错误．由于副线圈的输出电压不变，当S接通时，副线圈的电阻减小，所以总的电流变大，所以副线圈输电线等效电阻R上的电压增大，所以C正确．由于副线圈的输出电压不变，副线圈输电线效电阻R上的电压增大，所以灯泡L1的电压减小，通过灯泡L1的电流减小，所以B错误．根据电流与匝数成反比可知，由于变压器的匝数比不变，所以副线圈的电流变大时，原线圈的电流也就要变大，所以D正确．故选CD．

点睛：

和闭合电路中的动态分析类似，可以根据副线圈电阻的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，再根据电压不变，来分析其他的原件的电流和电压的变化的情况．

二．填空题

17.某实验小组在用伏安法测电阻的过程中，收集了如图所示两个电表的读数情况．

（1）若待测电阻约为0.8Ω，则电流表读数应为I＝________，电压表读数应为U＝________.

（2）若待测电阻约为20Ω，则电流表读数应为I′＝______，电压表读数应为U′＝________.

【答案】

（1）.

（1）2.40A

（2）.2.20V（3）.

（2）0.48A（4）.11.0V

【解析】如图，电流表在两个不同量程时的读数分别为0.48A和2.4A；电压表在两个不同量程时的读数分别为：

2.2V和11.0V；

（1）若待测电阻约为0.8Ω，因

，则电流表读数应为I＝2.40A，电压表读数应为U＝2.20V.

（2）若待测电阻约为20Ω，因

，则电流表读数应为I′＝0.48A，电压表读数应为U′＝11.0.

18.一个边长为10cm的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框匝数n=100，线框平面与磁场垂直，电阻为20Ω。

磁感应强度随时间变化的图象如图所示．则前两秒产生的电流为__

【答案】0.05A

【解析】根据B-t图中同一条直线磁通量的变化率是相同的，所以电动势为定值，即为：

；感应电流：

19.如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R（指拉直时两端的电阻），磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为R的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为________

【答案】Bav/5

【解析】当摆到竖直位置时，导体棒产生的感应电动势为：

E=B•2a

=2Ba

=Bav；AB两端的电压是路端电压，外电路电阻：

；根据欧姆定律得：

AB两端的电压大小为：

点睛：

本题是电磁感应与电路的结合问题，关键是弄清电源和外电路的构造，然后根据电学知识进一步求解，容易出错之处是把AB间的电压看成是内电压，导致结果错误．

20.如图所示，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a__________时针______速旋转（填“顺”或“逆”、“加”或“减”）

【答案】

（1）.顺

（2）.减

点睛：

本题综合考查电流的磁场（安培定则），磁通量，电磁感应，楞次定律，磁场对电流的作用力，左手定则等．应用假设法研究一种情况可得另一种相反情况的结果；注意本题中的b线圈面积越小，磁通量越大．

三．计算题

21.水平放置的两根平行金属导轨ad和bc，导轨两端a、b和c、d两点分别连接电阻R1和R2，组成矩形线框，如图所示，ad和bc相距L＝0.5m，放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B＝1T，一根电阻为0.2Ω的导体棒PQ跨接在两根金属导轨上，在外力作用下以8m/s的速度，向右匀速运动，如果电阻R1＝0.3Ω，R2＝0.6Ω，导轨ad和bc的电阻不计，导体与导轨接触良好．求：

（1）导体棒PQ中产生的感应电流的大小；

（2）导体棒PQ上感应电流的方向；

（3）导体棒PQ向右匀速滑动的过程中，外力做功的功率．

【答案】

（1）10A

（2）电流方向Q→P（3）40W

【解析】试题分析：

（1）由E=BLv求出PQ产生的感应电动势．由欧姆定律求出电流．

（2）由右手定则判断出感应电流方向．（3）由安培力公式求出安培力，由平衡条件求出外力，由功率公式求出外力的功率．

（1）根据法拉第电磁感应定律

，

又

，

则感应电流的大小

（2）根据右手定则判定电流方向Q→P

（3）导体棒PQ匀速运动，则

，

故外力做功的功率

．

22.如图所示，在y＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外，磁感强度为B．一带负电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为θ．若粒子射出磁场的位置与O点的距离为l，求:

（1）该粒子的电量和质量之比，（要求画出轨迹和必要分析图）．

（2）粒子在磁场中运动时间。

【答案】

（1）

（2）

【解析】

（1）如图作出粒子在轨迹如图所示；

粒子运动轨迹如图所示：

由几何关系可知：

2rsinθ=l，粒子轨道半径：

粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：

qv0B=m

，

所以

（2）如上图所示，粒子在磁场中转过的圆心角α＝2θ，所以粒子在磁场中运动的时间：

本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，关键是解题步骤，定圆心，求半径，画轨迹，注意判断粒子受洛伦兹力方向时，四指指运动的反方向，这是一道基础题．

23.发电机输出功率为100kW，输出电压是250V，用户需要的电压是220V，输电线电阻为10Ω.若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的1%，试求：

（1）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比.

（2）画出此输电线路的示意图.

（3）用户得到的电功率是多少？

【答案】

（1）1:

40；495:

11

（2）如图所示；

（3）99kW

【解析】

（1）输电线损耗功率P线=100×1% kW=1 kW，

又P线=I22R线

输电线电流I2=I3=10 A

原线圈中输入电流I1=

＝400A

所以

这样U2=U1

=250×40 V=10000 V

U3=U2-U线=10000-10×10 V=9900 V

所以

（2）输电线路的示意图如图所示；

（3）用户得到的电功率：

P出=100×99% kW=99kW

点睛：

远距离输电问题，关键是弄清输电原理图，搞清输送的电压、导线上损失的电压与用户得到的电压的关系；搞清能量损失与输送的能量之间的关系.