1、2018-2019 学年山东省菏泽市高二（上）期末物理试卷一、单选题（本大题共 6 小题，共 24.0 分）1.关于磁感线，下列说法正确的是（ ）A. 磁感线可以表示磁场的方向和强弱B. 磁感线从磁体的 N 极出发，终止于磁体的 S 极C. 磁铁能产生磁场，电流不能产生磁场D. 同一磁场的两条磁感线可能相交【答案】A【解析】【详解】磁感线可以表示磁场的方向和强弱，磁感线上任意一点的切线方向表示磁场的方向，疏密表示强弱，故 A 正确；在磁体外部从 N 极到 S 极，内部从 S 极到 N 极，是闭合的曲线，故 B 错误；电流和磁铁都能产生磁场，故 C 错误；因为同一点的磁场方向是确定的，同一磁场的
2、两条磁感线不可能相交，故 D 错误。所以 A 正确，BCD 错误。2.下列说法正确的是（ ）A. 两分子间距离增大时，分子势能一定增大B. 两分子间距离减小时，分子间引力和斥力都增大C. 物体的动能和重力势能也是其内能的一部分D. 布朗运动是指在显微镜下观察到的组成悬浮颗粒的固体分子的无规则运动【答案】B【解析】【详解】当分子间的距离增大时，分子之间的引力和斥力均同时减小，但斥力减小的更快，分子力的合力可能表现为引力，也可能表现为斥力；若是引力，分子势能增加；若是斥力，分子势能减小，故 A 错误；两分子间距离减小时，分子间引力和斥力都增大，只是斥力增大的快，故 B 正确；内能是组成物质的分子动
3、能和分子势能之和，与宏观的动能和势能无关，故 C 错误；布朗运动是指在显微镜下观察到的组成悬浮颗粒的无规则运动，反映液体分子的运动，故 D 错误。所以 B 正确，ACD 错误。3.甲、乙两小球都在水平面上做匀速圆周运动，它们的线速度大小之比为 1：2，角速度大小之为 3：2，则两球的向心加速度大小之比为（ ）A. 1：2 B. 2：1 C. 3：4 D. 3：2【答案】C【解析】【详解】根据向心加速度公式 ，而 v=r，则有：a= v，所以两球的向心加速度大小=2之比为 3：4，故 ABD 错误，C 正确。4.甲、乙两地原来用 500kV 的超高压输电，输电线上损耗的电功率为 P，在保持输送电
4、功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用 1000kV 的特高压输电。若不考虑其他因素的影响，且电路仍能正常输送电能，则输电线上损耗的电功率将变为（ ）A. B. C. 4P D. 16P16 4【答案】B【解析】【详解】当以不同电压输送时，有 P=U1I1=U2I2，而在线路上损失的功率为P=I 2R= 可22知，损失的功率与电压的平方成反比，即P 1：P 2=4： 1，所以输电线上损失的功率为 ，4故 B 正确，ACD 错误。5.如图所示，从空中同一点沿水平方向同时抛出两个小球，它们的初速度大小分别为4m/s、9m/s ，而初速度的方向相反，从两小球被抛出到两小球的速度方向之间的夹角变为90
5、的过程中，两小球在空中运动的时间为（空气阻力不计，取 g=10m/s2） （ ）A. B. C. D. 0.3 0.4 0.6 0.9【答案】C【解析】【详解】若其中一个球与水平方向的夹角为 ，则另一个小球与水平方向的夹角为 90-。则有： ， ，则 ，代入数据解得：t =0.6s，故 C 正确，ABD 错误。=10=10 10=206.如图所示，正方形区域 ABCD 中有垂直于纸面向里的匀强磁场，M、N 分别为 AB、AD边的中点，一带正电的粒子(不计重力) 以某一速度从 M 点平行于 AD 边垂直磁场方向射入，并恰好从 A 点射出。现仅将磁场的磁感应强度大小变为原来的 ，下列判断正确的是1
6、2A. 粒子将从 D 点射出磁场B. 粒子在磁场中运动的时间将变为原来的 2 倍C. 磁场的磁感应强度变化前后，粒子在磁场中运动过程的动量变化大小之比为 ：12D. 若其他条件不变，继续减小磁场的磁感应强度，粒子可能从 C 点射出【答案】AC【解析】【分析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据题意求出粒子轨道半径，根据粒子在磁场中转过的圆心角与粒子做圆周运动的周期公式，应用牛顿第二定律分析解题。【详解】设正方形的边长为 a，由题意可知，粒子从 A 点射出时在磁场中做圆周运动的轨道半径为 a/4，粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得： ，当磁场的磁
7、感应强度大小变为原来的 1/2 时，粒子轨道半径变 2 =为原来的 2 倍，即：a/2，粒子将从 N 点射出，故 A 错误；由运动轨迹结合周期公式：可知，当磁场的磁感应强度大小变为原来的 1/2 时：T 1=T2/2，粒子从 A 点离开磁场=2的情况下，在磁场中运动的时间 t1=T1/2，粒子从 N 点离开磁场的情况下，在磁场中运动的时间 t2=T2/4，可得：t 1=t2，即 粒子在磁场中运动的时间不变，故 B 错误；磁场的磁感应强度变化前，粒子在从磁场中运动过程的动量变化大小为 2mv，磁场的磁感应强度变为原来的 1/2 后，粒子在磁场中运动过程中的动量变化大小为 mv，即动量变化大小之比
8、为 ：2 21，故 C 正确；无论磁场的磁感应强度大小如何变化，只要磁感应强度的方向不变，粒子都不可能从 C 点射出，故 D 错误。故选 C。【点睛】本题考查了带电粒子在磁场中的运动，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力；解题关键是根据几何关确定圆心的位置，及由半径和周期的公式确定半径和周期的关系，根据题意作出粒子运动轨迹是关键。二、多选题（本大题共 4 小题，共 16.0 分）7.关于绕地球做匀速圆周运动的同步卫星和月球，下列说法正确的是A. 月球到地心的距离比同步卫星到地心的距离大B. 月球的线速度比同步卫星的线速度大C. 月球的角速度比同步卫星的角速度大D. 月球的向心加速度比
9、同步卫星的向心加速度小【答案】AD【解析】【分析】地球同步卫星即地球同步轨道卫星，又称对地静止卫星，是运行在地球同步轨道上的人造卫星，距离地球的高度约为 36000km，卫星的运行方向与地球自转方向相同、运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道、运行周期与地球自转一周的时间相等，其运行角速度等于地球自转的角速度；【详解】A、月球绕地球运行的周期 天，同步卫星绕地球运动的周期 天，显130 2=1然 ，根据开普勒第三定律有： ，解得 ，故选项 A 正确；123121=3222 12B、由 结合 ，可得： ，故选项 B 错误；2=2 12 12 12 12【点睛】本题考查了地球同步卫星的相关知识点，同
10、时注意结合开普勒第三定律，关键掌握万有引力提供向心力这一理论，并能灵活运用。8.图示电路中，灯泡 L1 和 L2 完全相同，线圈 L 的自感系数很大，直流电阻忽略不计下列说法正确的是（ ）A. 闭合开关 S 时， 和 同时亮1 2B. 闭合开关 S 时， 先亮， 后亮2 1C. 断开开关 S 时， 立刻熄灭， 过一会儿才熄灭2 1D. 断开开关 S 时，灯泡 中的电流方向从 c 到 d2【答案】BD【解析】【详解】当开关 S 闭合时，灯 L2 立即发光。通过线圈 L 的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，产生自感电动势，根据楞次定律线圈产生的感应电动势与原来电流方向相反，阻碍电流的增大，所以电路的
11、电流只能逐渐增大，L 1 逐渐亮起来。所以 L2 先亮，L 1 后亮。由于线圈直流电阻忽略不计，当电流逐渐稳定时，线圈不产生感应电动势，两灯电流相等，亮度相同。最终两灯一样亮，故 A 错误，B 正确；稳定后当电键 K 断开后，线圈产生自感电动势，相当于电源，与两灯构成闭合回路，根据楞次定律线圈产生的感应电动势与原来电流方向相同，那么通过灯泡 L2 中的电流方向从 c 到 d，由于回路中的电流只能慢慢减小，因此两灯都过一会儿熄灭，故 C 错误，D 正确。所以 BD 正确，AC 错误。9.如图所示，理想变压器的输入电压保持不变。副线圈通过输电线接两个相同的灯泡L1、L 2 和电阻 R开始时，开关
12、S 闭合，当 S 断开后，下列说法正确的是（ ）A. 灯泡 变暗 B. 理想电压表示数增大1C. 变压器的输出功率减小 D. 理想电流表示数增大【答案】BC【解析】【详解】由于输入的电压的大小和变压器的匝数比不变，所以变压器的输出的电压始终不变，当 S 断开后，电路的总电阻增大，总电流变小，所以电阻 R 上消耗的电压变小，所以灯泡 L1 的电压增大，即电压表示数增大，故 A 错误，B 正确；当 S 断开后，电路的总电阻增大，总电流变小，变压器的输出电压不变，输出电流变小，所以输出功率变小，根据输入功率等于输出功率可得输入功率变小，则理想电流表示数变小，故 C 正确，D 错误。所以 BC 正确，
13、AD 错误。10.如图甲所示，在粗糙的固定斜面上有一闭合金属线圈，线圈上半部处于方向垂直斜面且分布均匀的磁场中，若取垂直斜面向上为磁场的正方向，磁感应强度 B 随时间 t 变化的图象（余弦函数）如图乙所示，线圈始终处于静止状态，则（ ）A. 时，线圈受到沿斜面向下的摩擦力=1B. 时，线圈受到沿斜面向上的摩擦力=2C. 内线圈受到的摩擦力减小0 1D. 内线圈受到的摩擦力先增大后减小3 4【答案】BD【解析】【详解】由图乙所示图象可知，t=1s 时 B=0，由 F=BIL 可知，线圈受到的安培力为零，线框在重力作用下有向下的运动趋势，线框受到的摩擦力平行于斜面向上，故 A 错误；由图乙所示图象
14、可知，t=2s 时磁感应强度的变化率为零，穿过线框的磁通量变化率为零，由法拉第电磁感应定律可知，线框产生的感应电动势为零，线框中没有感应电流，线框不受安培力作用，线框受到沿斜面向上的摩擦力作用，故 B 正确；由图乙所示图象可知，t =0s 时磁通量变化率为零，感应电动势为零，线框中没有感应电流，线框所受安培力作用，t=1s时 B=0，线框所受安培力为零，01s 时间内，线框受到的安培力先增大后减小，由楞次定律与左手定则可知，线框所受安培力平行于斜面向上，由平衡条件得：mgsin=f +F，由于安培力 F 先增大后减小，则摩擦力：f =mgsin-F 先减小后增大，故 C 错误； 由图乙所示图象
15、可知，t=3s 时 B=0，线框所受安培力为零，t =4s 时磁通量变化率为零，感应电动势为零，线框中没有感应电流，线框所受安培力作用，34s 时间内，线框受到的安培力先增大后减小，由楞次定律与左手定则可知，线框所受安培力平行于斜面向下，由平衡条件得：mgsin+F=f，由于安培力 F 先增大后减小，则摩擦力：f=mgsin+ F 先增大后减小，故D 正确。所以 BD 正确，AC 错误。三、实验题探究题（本大题共 2 小题，共 15.0 分）11.图甲、乙和丙所示均为教材中的演示实验实物图。在电路连接正确的情况下，回答下列问题。（1）图甲中，将条形磁铁插入线圈和拔出线圈时，灵敏电流计指针偏转方
16、向_（填“相同”或“相反 ”） 。（2）图乙中，导体棒 AB 以大小不同的速度沿相同方向切割磁感线时，灵敏电流计指针偏转大小_（填“相同” 或“不同”） 。（3）图丙中，下列操作能使灵敏电流计指针偏转的是_。 （填选项前的字母）A闭合开关的瞬间B保持开关闭合，快速移动滑动变阻器的滑片C保持开关断开，快速移动滑动变阻器的滑片【答案】 (1). 相反 (2). 不同 (3). AB【解析】【详解】 （1）将条形磁铁插入线圈和拔出线圈时，线圈中原磁场方向相同，拔出和插入时磁通量变化正好相反，根据楞次定律可知，产生感应电流方向相反； （2）根据 E=BLv 可知，导体棒速度不同则产生感应电动势不同，产
17、生感应电流则不同，则灵敏电流计指针偏转大小不同。 （3）闭合开关的瞬间，电流从无到有，产生磁场从无到有，则 B 中磁通量发生变化，故有电流产生，故 A 正确；保持开关闭合，快速移动滑动变阻器的滑片，电流发生变化，产生磁场变化，则 B 中磁通量发生变化，故有电流产生，故 B 正确；保持开关断开，不论怎么移动滑片，A 中无电流，则无磁场产生，故 B 中无电流产生，故 C 错误。 所以 AB 正确，C 错误。12.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图，实验前，应对实验装置反复调节，直到槽末端切线水平。取 g=9.8m/s2，计算结果均保留三位有效数字。（1）实验过程中，每次让小球从同一位置由静止
18、释放，其目的是_。（2）图乙是根据实验数据所得的平抛运动的曲线，其中 O 为抛出点，则小球做平抛运动的初速度大小 v=_m/s。（3）在另一次实验中，将白纸换成方格纸，每小格的边长 L=4.90cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示。可知该小球做平抛运动的初速度大小v0=_m/s，B 点在竖直方向的分速度大小 vyB=_m/s。【答案】 (1). 保证小球平抛运动的初速度相同 (2). 1.6 (3). 1.47 (4). 1.96【解析】【详解】 （1）每次让小球从同一位置由静止释放，目的是保证小球平抛运动的初速度相同。（2）根据 ，可得：=122 =2=20.1969.
19、8=0.2小球平抛运动的初速度为： 。=0.320.2/=1.6/（3）在竖直方向上，根据y =2L=gT2 得： =2=24.901029.8=0.1小球的初速度为： 0=3=34.901020.1/=1.47/B 点的竖直分速度为： 。=8=84.901020.2/=1.96/四、计算题（本大题共 4 小题，共 45.0 分）13.如图所示，绝热足够长的汽缸放在光滑水平面上，用横截面积 S=0.2m2 光滑绝热薄活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞杆的另一端固定在墙上。外界大气压强=1.0lO5 Pa当气体温度 T1=300K 时， 密闭气体的体积 V1=0.03m3现把气体温度缓慢
20、升高 T2 =500K。求：(1)虹内气体温度为 T2 时的体积 V2(2)气体量度升高的过程中，气体对外界所做的功 W。【答案】(1) V 2=0.05m3 （2）W=2000J【解析】（1）气体做等压变化，由盖吕萨克定律有： 11=22解得：V 2=0.05m3（2）气体对外界所做的功为:W=P 2(V2-V1)解得：W=2000J14.参考消息网 1 月 4 日报道，中国于 1 月 3 日成功实现“嫦娥四号”探测器在月球背面着陆，开启了人类月球探测新篇章。若“嫦娥四号”在离月球中心距离为 R 的轨道上做匀速圆周运动，已知月球的半径为 R0，月球表面的重力加速度为 g，引力常量为 G，球的
21、体积V= r3（r 为球的半径） ，求：43（1） “嫦娥四号” 做匀速圆周运动的线速度大小 v；（2）月球的平均密度 。【答案】 （1） （2）0 340【解析】【详解】 （1）嫦娥五号”做匀速圆周运动，万有引力做向心力，故有： =m2 2所以“嫦娥五号”做匀速圆周运动的线速度为：v=又有物体在月球表面的重力即万有引力，故有：20=联立解得：v= 。0（2）根据 ，可得月球的平均密度为： = = = 。20= 204303 34015.如图所示，在平面直角坐标系 xOy 中的某区域（图中未画出）内，有磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标平面向外的匀强磁场，坐标原点 O 为磁场边界上的一点。一质
22、量为m、电荷量为 q 的带正电粒子从坐标原点 O 沿 y 轴正方向以大小为 v0 的速度射入该匀强磁场，粒子经过磁场区域后，最终从 x 轴上的 P 处穿过 x 轴，且其经过 P 点时的速度方向与x 轴正方向的夹角 =30粒子重力不计。求：（1）P 点到 O 点的距离 L；（2）粒子从 O 点运动到 P 点所用的时间 t。【答案】 （1） （2） 。30 (23+3)【解析】【详解】 （1）粒子在磁场中做顺时针匀速圆周运动，离开磁场后做匀速直线运动；故 P 点速度方向和粒子离开磁场时的速度方向一致；粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示：洛伦兹力做向心力，故有： 0=20所以轨道半径 ；=
23、0根据几何关系可得：P 点到 O 点的距离 ；： =+=3=30（2）根据几何关系可得：粒子在磁场中转过的中心角为 120；故由几何关系可得：粒子从 O 点运动到 P 点的路程为 ： =23+30=(23+3)所以，粒子从 O 点运动到 P 点所用的时间 。： =0=(23+3)16.如图所示，质量为 m、边长为 l 的单匝正方形导线框 abab套在横截面为正方形但边长略小于 l 的 N 磁极上，其 aa边和 bb边处于磁极的夹缝间，磁极的夹缝间存在水平方向的磁感应强度大小为 B 的匀强磁场 (可认为其他区域无磁场)，导线框由电阻率为 、横截面积为 S 的金属丝制成。导线框由静止开始释放，其平
24、面在下落过程中保持水平。磁场区域在竖直方向足够长，不计空气阻力，重力加速度大小为 g。(1)求导线框下落的最大速度 vm；(2)求导线框下落的加速度大小为 0.5g 时，导线框的发热功率 P；(3)若导线框从被释放至达到最大速度( vm)的过程中，下落的高度为 h，求导线框在下落 2h的过程中产生的焦耳热 Q.【答案】(1) (2) (3) =2 =2242 =(2222224)【解析】【详解】 （1）设导线框下落的速度为 v 时，导线框中产生的感应电动势为 E，感应电流为I，导线框受到的竖直向上的安培力大小为 F，有：E=2Blv ；其中： = =4F=2BIl解得 =2可见，F 随速度 v 增大而增大，当 F 等于导线框受到的重力时，达到最大速度 vm，则： 2 =解得 =2（2）设当导线框下落的加速度为 0.5g 时，导线框中的电流为 I1，此时导线框受到的安培力为 F1，由牛顿第二定律：1=0.5其中 F1=2BI1l导线框的发热功率：P=I 12R解得 =2242（3）导线框的速度达到最大速度 vm 后将以速度 vm 做匀速直线运动，在导线框下落 2h 过程中，由能量守恒： 2=122+解得： =(2222224)【点睛】解答这类问题的关键是通过受力分析，正确分析安培力的变化情况，找出最大速度的运动特征电磁感应与电路结合的题目，感应电动势是中间桥梁
