湖南省师范大学附属中学2017-2018学年高二上学期期末考试物理（文）试题含解析

www.ks5u.com湖南师大附中2017－2018学年度高二第一学期期末考试

物　理(文科)[来源#:中教网@~%^]

一、选择题

1. 关于对元电荷的理解，下列说法正确的是[中国#教^&育出*@版网]

A. 元电荷就是电子

B. 元电荷就是质子

C. 元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量

D. 元电荷是带电荷量最小的带电粒子

2. 关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是

A. 磁感线总是不闭合的[来源@~^:中#教网%]

B. 磁场的方向就是该处小磁针静止时北极的指向

C. 沿磁感线方向，磁场逐渐减弱

D. 磁感线是可能相交的

3. 在真空中有两个点电荷，二者的距离保持一定，若把它们各自的电荷量都增加为原来的3倍，则两电荷的库仑力将增大到原来的

A. 3倍    B. 6倍    C. 9倍    D. 2倍

4. 如右图所示为某静电场中的某一条电场线，a、b为该电场线上的两点，则下列判断中正确的是[来@源:中*&国~%教育出版网]

A. b点的电场强度可能比a点的电场强度小

B. a点的电场强度一定等于b点的电场强度

C. 负电荷在b点受到的电场力方向向左

D. 正电荷在运动中通过a点时，其运动方向一定沿ba方向

5. 关于电流，下列说法中正确的是

A. 通过导线截面的电荷量越多，电流越大

B. 电子运动的速度越大，电流越大

C. 单位时间内通过导体截面的电荷量越多，导体中的电流越大

D. 因为电流有方向，所以电流是矢量

6. 如右图所示，环形导线中通有顺时针方向的电流I，则该环形导线中心处的磁场方向为

A. 水平向右    B. 水平向左

C. 垂直于纸面向里    D. 垂直于纸面向外

7. 如图所示为磁场B方向，通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受磁场力F的方向，其中正确的是

A. A    B. B    C. C    D. D

8. 某电子在一匀强磁场中沿垂直于磁场方向运动，以下说法正确的是

A. 电子的运动轨迹为一抛物线

B. 电子的运动轨迹为一直线

C. 洛伦兹力对电子做功，将使电子的速率不断增大

9. 如图所示，可以将电压降低供给电灯的变压器是

A. A    B. B    C. C    D. D

10. 如图所示，在探究电磁感应现象时得出如下结论，其中正确的是

A. 开关接通，滑片P不动，电流表偏转

B. 开关接通，滑片P移动，电流表不偏转[来^%@源#*:中教网]

C. 当闭合电路大螺线管中磁通量变化时，会产生电流

D. 以上结论都正确

11. 下列现象能说明电磁波具有能量的是

①电磁波能在真空中传播

②微波炉能利用电磁波加热食物

③太阳能热水器能将太阳能转化为内能

④电磁波是纵波，其中电场和磁场的方向处处相互垂直

A. ①②    B. ①③    C. ②③    D. ③④

12. 关于法拉第电磁感应定律，下面说法正确的是

A. 线圈中的磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势就越大

B. 线圈中的磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势就越大[来源@:&^%zzste#p.com]

C. 线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势就越大

D. 线圈放在磁场越强的地方，线圈中产生的感应电动势就越大

二、填空题

13. 下图为某电场的部分电场线．由图可知A、B两点的电场强度大小关系为EA________EB(选填“>”“ <”或“＝”)．

14. 导体中的电流是5 μA，那么在3.2 s内有________ C的电荷定向移动通过导体的横截面，相当于________个电子通过该截面．

15. 画出下图中带电粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力的方向________．

三、计算题

16. 某导体的电阻为R＝1 Ω.试求当有I＝1 A的电流流过时，该导体1 min内产生的热量Q和此时的热功率P.

17. 如图所示，在一个范围足够大、垂直纸面向里的匀强磁场中，用绝缘细线将金属棒吊起，使其呈水平状态．已知金属棒长L＝0.1 m，质量m＝0.05 kg，棒中通有I＝10 A的向右的电流，取g＝10 m/s2.

(1)若磁场的磁感应强度B＝0.2 T，求此时金属棒受到的安培力F的大小；

(2)若细线拉力恰好为零，求磁场的磁感应强度B的大小．

18. 如图所示，在真空中有A、B两个带电小球，A被固定，B被一绝缘轻线悬挂于O点．当B静止时，A、B在同一水平线上，轻线与竖直方向的夹角为θ.已知B球质量为m，电荷量为q，A、B球均可视为质点．[中~国#教育出版网&^%]

(1)试说明小球B带正电还是带负电；

(2)计算小球A在小球B处所激发的电场强度的大小；

(3)要使θ角变大，可以采用什么方法？[来源:zz@s&te~p.c%o#m]

[来源&:中教网@*#^]

湖南师大附中2017－2018学年度高二第一学期期末考试

物　理(文科)[来源#:中教网@~%^]

一、选择题

1. 关于对元电荷的理解，下列说法正确的是[中国#教^&育出*@版网]

A. 元电荷就是电子

B. 元电荷就是质子

C. 元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量

D. 元电荷是带电荷量最小的带电粒子

【答案】C

【解析】元电荷是一个电子带的电荷量，不是电子，也不是质子，元电荷又称“基本电量”或“元电荷”，是物理学的基本常数之一，常用符号e表示，是一个电子或一个质子所带的电荷量，任何带电体所带电荷都是e的整数倍。故ABD错误，C正确；

故选C。[w@w&w.zz*step.com#~]

【点睛】元电荷是一个电子带的电荷量，不是电子，也不是质子，是一个电子或一个质子所带的电荷量，任何带电体所带电荷都是e的整数倍。

2. 关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是

A. 磁感线总是不闭合的[来源@~^:中#教网%]

B. 磁场的方向就是该处小磁针静止时北极的指向

C. 沿磁感线方向，磁场逐渐减弱

D. 磁感线是可能相交的

【答案】B

............

故选B。

【点睛】磁感线是闭合曲线，规定小磁针的北极所指的方向为磁感线的方向。磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S极，在磁体内部磁感线从S极到N极。磁感线上每一点的切线方向都表示该点的磁场方向。

3. 在真空中有两个点电荷，二者的距离保持一定，若把它们各自的电荷量都增加为原来的3倍，则两电荷的库仑力将增大到原来的

A. 3倍    B. 6倍    C. 9倍    D. 2倍

【答案】C[中~&国^教育出%版网@]

【解析】由库仑力的公式，当距离保持不变，把它们各自的电量都增加为原来的3倍时，则有：，故C正确，ABD错误；

故选C。

【点睛】由库仑力的公式求解。

4. 如右图所示为某静电场中的某一条电场线，a、b为该电场线上的两点，则下列判断中正确的是[来@源:中*&国~%教育出版网]

A. b点的电场强度可能比a点的电场强度小

B. a点的电场强度一定等于b点的电场强度

C. 负电荷在b点受到的电场力方向向左

D. 正电荷在运动中通过a点时，其运动方向一定沿ba方向

【答案】A

【解析】AB、由于一根电场线其疏密程度无法确定，所以也无法比较两点的电场强度，故A正确，B错误；

C、负电荷在b点受到的电场力方向与该点的电场强度方向相反，而该点的电场强度方向即为该点的切线方向，所以负电荷在b点受到的电场力方向向右，故C错误；

D、正电荷所受电场力方向与该点的电场强度方向相同，所以正电荷在运动中通过a点时，电场力方向一定向右，而运动方向并不一定沿ba方向，故D错误；

故选A。

【点睛】由于一根电场线其疏密程度无法确定，所以也无法比较两点的电场强度，负电荷在b点受到的电场力方向与该点的电场强度方向相反。

5. 关于电流，下列说法中正确的是

A. 通过导线截面的电荷量越多，电流越大

B. 电子运动的速度越大，电流越大

C. 单位时间内通过导体截面的电荷量越多，导体中的电流越大

D. 因为电流有方向，所以电流是矢量

【答案】C[来源^:zz#~&s@tep.com]

【解析】AC、据可知，单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大，并非导线横截面的电量越多，电流就越大，故A错误，C正确；

B、电子运动的速率越大，根据电流的微观表达式，可知，电流不一定越大，还与单位体积内电子数目n、横截面积S有关，故B错误；

D、电流有大小和方向，但是标量，故D错误；

故选C。

【点睛】单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大，电流有大小和方向，但是标量。

6. 如右图所示，环形导线中通有顺时针方向的电流I，则该环形导线中心处的磁场方向为

A. 水平向右    B. 水平向左

C. 垂直于纸面向里    D. 垂直于纸面向外

【答案】C

【解析】解：图中电流为环形电流，由右手螺旋定则可得：弯曲四指指向电流方向，大拇指方向为内部磁场方向，所以内部磁场应垂直于纸面向里．

故选：C．[w%ww^.zzste&p.*co#m]

【点评】右手螺旋定则在应用过程中容易出现错误，要加强练习，增加熟练程度．

7. 如图所示为磁场B方向，通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受磁场力F的方向，其中正确的是

A. A    B. B    C. C    D. D

【答案】C

【解析】试题分析：熟练应用左手定则是解决本题的关键，在应用时可以先确定一个方向，然后逐步进行，如可先让磁感线穿过手心，然后通过旋转手，让四指和电流方向一致或让大拇指和力方向一致，从而判断出另一个物理量的方向，用这种程序法，防止弄错方向．

解：A、如图所示，由安培定则可知，安培力方向垂直于电流方向向上，故A错误；[中国&教育%出~版网^*]

B、如图所示，由安培定则可知，电流方向与磁场方向平行，因此不受安培力作用，故B错误；

C、如图所示，由安培定则可知，安培力方向竖直向下，故C正确；

D、如图所示，由安培定则可知，安培力垂直于导线向外，故D错误．

故选C．

【点评】左手定则中涉及物理量及方向较多，在应用过程中容易出现错误，要加强练习，增加熟练程度．判断通电导线的安培力方向，既要会用左手定则，又要符合安培力方向的特点：安培力方向既与电流方向垂直，又与磁场方向垂直．

8. 某电子在一匀强磁场中沿垂直于磁场方向运动，以下说法正确的是

A. 电子的运动轨迹为一抛物线

B. 电子的运动轨迹为一直线

C. 洛伦兹力对电子做功，将使电子的速率不断增大

D. 洛伦兹力对电子不做功

【答案】D

【解析】AB、电子在匀强磁场中沿垂直于磁场方向运动，所受的洛伦兹力在垂直于磁场的平面内，电子将做匀速圆周运动，运动轨迹为一圆周，故AB错误；

CD、电子所受的洛伦兹力方向与速度方向始终垂直，对电子不做功，所以不能改变电子的速率，故C错误，D正确；

故选D。

【点睛】电子在匀强磁场中沿垂直于磁场方向运动，所受的洛伦兹力在垂直于磁场的平面内，电子将做匀速圆周运动，电子所受的洛伦兹力方向与速度方向始终垂直，对电子不做功，不能改变电子的速率。

9. 如图所示，可以将电压降低供给电灯的变压器是

A. A    B. B    C. C    D. D

【答案】B

【解析】AD图中原线圈接入恒定电流，变压器不能工作，故AD错误；

B图中，原线圈匝数比副线圈匝数多，所以是降压变压器，故B正确；

C图中，原线圈匝数比副线圈匝数少，所以是升压变压器，故C错误；

故选B。[ww*&w.zzstep^#.co@m]

【点睛】理想变压器的工作原理是原线圈输入变化的电流时，导致副线圈的磁通量发生变化，从而导致副线圈中产生感应电动势，原副线圈电压与匝数成正比。

10. 如图所示，在探究电磁感应现象时得出如下结论，其中正确的是

A. 开关接通，滑片P不动，电流表偏转

B. 开关接通，滑片P移动，电流表不偏转[来^%@源#*:中教网]

C. 当闭合电路大螺线管中磁通量变化时，会产生电流

D. 以上结论都正确

【答案】C

【解析】A、开关接通，滑片P不动，穿过大线圈的磁通量不变，没有感应电流产生，电流表不偏转，故A错误；[来~源:#zzstep*.c&o%m]

C、当闭合电路大螺线管中磁通量变化时，产生了电流，故C正确；

D、由以上分析可知，AB错误，故D错误；

故选C。[来源:中%^国@教育出~版网&]

【点睛】根据感应电流产生的条件分析答题；穿过闭合回路的磁通量发生变化，电路中有感应电流产生。

11. 下列现象能说明电磁波具有能量的是

①电磁波能在真空中传播

②微波炉能利用电磁波加热食物

③太阳能热水器能将太阳能转化为内能

④电磁波是纵波，其中电场和磁场的方向处处相互垂直

A. ①②    B. ①③    C. ②③    D. ③④

【答案】C

【解析】①、电磁波能在真空中传播，则说明自身也是一种物质，不能体现能量，故①错误；

②、微波炉能利用电磁波加热食物，则说明电磁波具有能量，，故②正确；

③、太阳能热水器能将太阳能转化为内能，从而体现电磁波具有能量，故③正确；

④、电磁波是纵波，其中电场和磁场的方向处处相互垂直，但不能体现能量，故④错误；

故选C。

【点睛】考查电磁波的产生原理及电磁波的特点，电磁波具有能量。

12. 关于法拉第电磁感应定律，下面说法正确的是

A. 线圈中的磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势就越大

B. 线圈中的磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势就越大[来源@:&^%zzste#p.com]

C. 线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势就越大

D. 线圈放在磁场越强的地方，线圈中产生的感应电动势就越大

【答案】B

【解析】试题分析：根据法拉第电磁感应定律，得感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比．磁通量变化越大，则不知磁通量的变化时间，故不一定越大，故A错误；磁通量变化的快慢用表示，磁通量变化得快，则比值就大，根据法拉第电磁感应定律有产生的感应电动势就越大，故B正确；磁通量越大，是Φ大，但△Φ及，则不一定大，故C错误；虽然磁感应强度越强的磁场中，可能没有磁通量的变化，则感应电动势可能为零，故D错误．故选B。

考点：法拉第电磁感应定律

【名师点睛】磁通量Φ=BS，磁通量的变化△Φ=Φ2-Φ1，磁通量的变化率是磁通量的变化和所用时间的比值，法拉第电磁感应定律告诉我们感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比．正确理解磁通量、磁通量的变化和磁通量的变化率是解决本题的关键。

二、填空题

13. 下图为某电场的部分电场线．由图可知A、B两点的电场强度大小关系为EA________EB(选填“>”“ <”或“＝”)．

【答案】>

【解析】电场线的疏密程度表示电场的强弱，密处电场强，疏处电场弱，故；

14. 导体中的电流是5 μA，那么在3.2 s内有________ C的电荷定向移动通过导体的横截面，相当于________个电子通过该截面．

【答案】    (1). 1.6×10－5；     (2). 1.0×1014；

【解析】解：根据电流的定义式I=得，3.2S内通过导体横截面的电荷量q=It=5×10﹣6×3.2C=1.6×10﹣5C[www.zz^s%~@tep#.com]

n===1.0×1014（个）[中^%&国#教育@出版网]

故答案为：1.6×10﹣5，1.0×1014

【点评】本题中用到元电荷e，其数值为e=1.6×10﹣19C，是自然界最小的电荷量，所有带电体的电荷量都是它的整数倍．

15. 画出下图中带电粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力的方向________．

【答案】如图所示：[来源:中国%教育出版@#~*网]

【解析】试题分析：本题考查了左手定则的直接应用，根据左手定则即可正确判断磁场、运动方向、洛伦兹力三者之间的关系，特别注意的是四指指向和正电荷运动方向相同和负电荷运动方向相反．[ww~w.zz^%st#ep.co&m]

解：根据左手定则可得，带电粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力的方向，如图所示：

[来源&#%:中^*教网]

【点评】安培定则、左手定则、右手定则是在电磁学中经常用到的，要掌握它们的区别，并能熟练应用．

三、计算题

16. 某导体的电阻为R＝1 Ω.试求当有I＝1 A的电流流过时，该导体1 min内产生的热量Q和此时的热功率P.

【答案】60J，1W；[来源#*:中国^教育出~&版网]

【解析】【分析】根据焦耳定律求解导体1分钟产生的热量Q，由功率公式求出热功率P。

解：据

得

据

得

17. 如图所示，在一个范围足够大、垂直纸面向里的匀强磁场中，用绝缘细线将金属棒吊起，使其呈水平状态．已知金属棒长L＝0.1 m，质量m＝0.05 kg，棒中通有I＝10 A的向右的电流，取g＝10 m/s2.

(1)若磁场的磁感应强度B＝0.2 T，求此时金属棒受到的安培力F的大小；

(2)若细线拉力恰好为零，求磁场的磁感应强度B的大小．

【答案】(1) 0.2 N；(2)0.5 T；

【解析】试题分析：根据左手定则，让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是导线受的安培力的方向．根据F=BIL来计算安培力的大小即可．

解：（1）导体棒长为L=0.1m，磁感应强度B=0.2T，电流为I=10A，并且导体棒和磁场垂直，[来源#:&zzstep^%@.com]

所以导体棒受到的安培力大小为

F=BIL=0.2×10×0.1N=0.2N，

（2）悬线拉力恰好为零，金属棒受重力和安培力，由金属棒静止可得[w%ww^.zzste&p.*c#om]

F=BIL=mg

所以B==0.5T

答：（1）金属棒受到的安培力F的大小为0.2N；

（2）若细线拉力恰好为零，求磁场的磁感应强度B的大小为0.5T．

【点评】本题是安培力的分析和计算问题．安培力大小的一般计算公式是F=BILsinα，α是导体与磁场的夹角，当B、I、L互相垂直的时候安培力最大为F=BIL．[www%.zz@s&te~p.co*m]

18. 如图所示，在真空中有A、B两个带电小球，A被固定，B被一绝缘轻线悬挂于O点．当B静止时，A、B在同一水平线上，轻线与竖直方向的夹角为θ.已知B球质量为m，电荷量为q，A、B球均可视为质点．[中~国#教育出版网&^%]

(1)试说明小球B带正电还是带负电；

(2)计算小球A在小球B处所激发的电场强度的大小；

(3)要使θ角变大，可以采用什么方法？[来源:zz@s&te~p.c%o#m]

【答案】（1）正电；（2）；(3) ①增加小球A所带正电荷．②增加小球B所带正电荷．③使A球与B球靠得近些．

【解析】【分析】因为小球B被小球A排斥，已知小球A带正电，所以B球带正电；以小球B为分析对象，它受到重力mg、电场力F1和拉力F2，由三个力平衡求出电场强度的大小，要使θ角变大，就要增大电场力。

解：(1)因为小球B被小球A排斥，已知小球A带正电，所以B球带正电

(2)以小球B为分析对象，它受到重力mg、电场力F1和拉力F2，

这三个力平衡，可得

球A在球B处所激发的电场强度为E，由电场强度定义知

(3)可以采用如下的一些方法：[来%#&源*:@中教网]

①增加小球A所带正电荷，②增加小球B所带正电荷，③使A球与B球靠得近些。