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1、2018-2019学年山西省太原市高二（上）期末物理试卷（理科）一、选择题1.关于电场强度与磁感应强度，以下说法正确的是（）A. 电场强度是反映电场的强弱和方向的物理量，与放入的试探电荷无关B. 由E可知，当r趋于0时，电场强度趋于无限大C. 电流元在磁场中不受安培力则该处磁感应强度为零D. 磁感应强度的方向与垂直磁场方向放入的通电导体受的安培力方向相同【答案】A【解析】【详解】电场强度是由电场本身决定的，与放入电场中的试探电荷无关，故A正确；根据库仑定律的使用条件可知，当r趋于0时，公式E不再成立。故B错误；电流元在磁场中不受安培力可知是电流元与磁场的方向平行，该处磁感应强度不一定为零。故C
2、错误；根据左手定则可知，磁感应强度的方向与垂直磁场方向放入的通电导体受的安培力方向垂直，故D错误；故选A。2.如图，矩形线圈abcd的长与宽分别为2L和L，虚线内有界匀强磁场的磁感应强度为B，O1、O2分别为ad、bc的中点，下列判断正确的是（）A. 此时穿过线圈abcd的磁通量为2BL2B. 线圈绕ab边向纸外旋转60角时，穿过线圈的磁通量为BL2C. 线圈绕cd边向纸外旋转60角时，穿过线圈的磁通量为BL2D. 在线圈绕bc边向纸外旋转60角的过程中，穿过线圈磁通量的变化量为BL2【答案】B【解析】【分析】在匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量为=BS，图中S有磁感线穿过线圈的
3、面积，即为有效面积。当线圈以不同的边为轴从图中位置转过60的瞬间，线圈在垂直于磁场方向投影的面积。【详解】只有一半的线圈在磁场中，所以磁通量为：1BLLBL2，故A错误；当线圈以ab为轴从图中位置转过60的瞬间，线圈在垂直于磁场方向投影的面积为：SL2Lcos60L2，磁通量：2BL2，故B正确；线框以cd边为轴转过60时，线圈在垂直于磁场方向投影的面积为0，磁通量：30故C错误；线框以bc边为轴转过60时，线圈在垂直于磁场方向投影的面积为：SLLcos600.5L2，磁通量：40.5BL2，所以穿过线框的磁通量变化量是0.5BL2，故D错误；故选B。【点睛】本题考查对于匀强磁场中磁通量的求解
4、能力。对于公式=BScos，Scos为线圈在在垂直于磁场方向投影的面积。3.关于静电力、安培力与洛伦兹力，下列说法正确的是（）A. 电荷放入静电场中一定会受静电力，静电力的方向与该处电场强度的方向相同B. 通电导线放入磁场中一定受安培力，安培力的方向与该处磁场方向垂直C. 电荷放入磁场中就会受到洛伦兹力，洛伦兹力的方向与该处磁场方向垂直D. 当电荷的速度方向与磁场方向垂直时受到的洛伦兹力最大，方向与磁场方向垂直【答案】D【解析】【详解】电荷放入静电场中一定会受静电力，正电荷受到的静电力的方向与该处电场强度的方向相同，负电荷受到的静电力的方向与该处电场强度的方向相反，故A错误；通电导线放入磁场中
5、不一定受安培力，例如电流方向与磁场方向平行时不受安培力，故B错误；静止的电荷放入磁场中不受洛伦兹力，运动电荷的速度方向与磁感应线平行时也不受洛伦兹力，故C错误；当电荷的速度方向与磁场方向垂直时受到的洛伦兹力最大，即FqvB，方向与磁场方向垂直，故D正确。故选D。4.如图，当逻辑电路中的A、B两端分别输入电信号“1”和“0”时，在C和D端输出的电信号分别为（）A. 1和0 B. 1和1 C. 0和1 D. 0和0【答案】B【解析】【分析】与门的特点是当所有条件都满足，事件才能发生，非门的特点是输入状态和输出状态完全相反【详解】当A端输入电信号“1”，B端输入电信号“0”时，则非门输出为1，即D端
6、输出为1。1和1又输入与门，所以输出端C为1。故选B。5.如图，长为3L的直导线折成边长分别为acL、cd2L直角导线，置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B当在该导线中通以大小为I、方向如图的电流时，该通电导线受到的安培力大小为（）A. 3BIL B. BIL C. BIL D. BIL【答案】B【解析】【分析】根据几何关系计算出有效长度，由安培力公式F=BIL进行计算安培力大小即可。【详解】导线在磁场内有效长度为：L，故该通电导线受到安培力大小为FBILBIL，故B正确，ACD错误。故选B。【点睛】本题主要是考查安培力的计算，解答本题要掌握安培力的计算公式，知道公式中各量表示的
7、物理意义。6.如图是磁敏报警装置中的一部分电路，其中RB是磁敏传感器，它的电阻随金属异物的出现而减小；a、b接报警器。闭合S，当传感器RB所在处出现金属异物时，电流表的电流I、ab两端的电压U将（）A. I减小，U减小 B. I减小，U增大C. I增大，U减小 D. I增大，U增大【答案】C【解析】【分析】由图可知磁敏电阻与R1并联后与R2串联，由题意可知，出现金属异物磁敏电阻的阻值减小，则由闭合电路欧姆定律可得出电路中电流的变化，由电流的变化可得出内电压的变化，即可判断路端电压的变化，由并联电路的电流规律可得出电流表的示数变化。【详解】出现金属异物，磁敏电阻的阻值减小，则总阻值减小，由闭合电
8、路的欧姆定律可知，电路中电流增大，内电压增大，故路端电压即ab间电压减小；因干路电流增大，R2两端的电压增大，则并联电路两端的电压减小，故流过R1的电流减小，则流过电流表的电流增大，故C正确，ABD错误；故选C。【点睛】闭合电路的欧姆定律的动态分析类题目一般按外电路、内电路、外电路的分析思路进行，要掌握其解决的方法。7.如图，在正三角形ABC的B、C两点垂直纸面放置电流均为I的长直导线，电流方向如图所示，每条直线中电流在A点产生的磁感应强度大小均为B空间内有平行于三角形ABC平面的匀强磁场，磁感应强度为B0已知A点的磁感应强度为零，则（）A. 匀强磁场B0的方向平行于BC向左B. 匀强磁场B0
9、的方向平行于BC向下C. B0BD. B0B【答案】D【解析】【分析】根据右手螺旋定则得出两根通电导线在A点的磁感应强度的方向，根据平行四边形定则得出合场强的大小。【详解】如图，两磁感应强度为B，方向夹角为60，根据平行四边形定则得到，合磁感应强度大小为B2Bcos30B，平行于BC向左，A点的磁感应强度为零，则匀强磁场，磁感应强度为B0B，平行于BC向右；故ABC错误，D正确。故选D。【点睛】解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断通电电流周围的磁场方向，以及知道磁感应强度是矢量，合成遵循平行四边形定则。8.如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速度沿与x轴成60
10、角从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为（）A. 1：2 B. 2：1 C. 1： D. 1：1【答案】A【解析】【分析】带电粒子以一定的速度垂直进入匀强磁场，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动粒子受到的洛伦兹力提供向心力；粒子在磁场中运动的周期仅与粒子的比荷及磁场有关，粒子速度的偏向角等于轨迹的圆心角，根据t=T求运动时间【详解】正电子进入磁场后，在洛伦兹力作用下向上偏转，而负电子在洛伦兹力作用下向下偏转。由T，知两个电子的周期相等。正电子以30入射，从y轴离开磁场时，速度方向与y轴的夹角为30，则轨迹对应的圆心角为60，正电子在磁场中运动时间为。同理，负电子电子从x轴上射出磁场时
11、，根据几何知识得知，速度与x轴的夹角为60，则负电子速度的偏向角为2120，其轨迹对应的圆心角也为120，则负电子在磁场中运动时间为，所以正电子与负电子在磁场中运动时间之比为t1：t21：2。故选A。【点睛】带电粒子在磁场中运动的题目解题步骤为：定圆心、画轨迹、求半径则可画出正、负离子运动轨迹，由几何关系可知答案9.如图所示，质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以速度v0从A点沿AB边射入边长为a的等边三角形的匀强磁场区域中，磁场方向垂直纸面向里，大小为B，不考虑粒子的重力，则（）A. 若v0，则粒子从A、C之间某点离开磁场B. 若v0，则粒子刚好从C点离开磁场C. 若v0，则粒子从B、C边中点
12、离开磁场D. 若v0，则粒子从B、C之间某点射出磁场【答案】B【解析】【分析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，作出粒子运动轨迹，求出粒子临界轨道半径，然后应用牛顿第二定律求出粒子临界速度，再分析答题。【详解】粒子恰好从C点离开磁场时运动轨迹如图所示：由几何知识得：60，粒子轨道半径：r，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：qvBm，解得：v，粒子速度越小，粒子轨道半径越小，当v0时粒子从C点离开磁场，v0时粒子从AC边射出磁场，当v0时粒子从BC边射出磁场，故B正确，ACD错误；故选B。【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，根据题意分析清楚粒子运动过程、作
13、出粒子运动轨迹是解题的关键，应用牛顿第二定律与几何知识可以解题。10.如图所示的电路中，E6V、r100，R010，滑动变阻器R（040），不计电表对电路的影响。以下判断正确的是（）A. 当R10时电源的输出功率最大B. 当R的滑片从左向右滑动的过程中，电源的输出功率先增大后减小C. 当R10时R0上消耗的功率最大D. 当R20时滑动变阻器R上消耗的功率最大【答案】D【解析】【分析】据结论（推导如下）：当电源的内电阻和外电阻相等的时候，电源的输出功率最大，利用数学知识判断当滑动变阻器的阻值为零时，电源的输出功率最大，利用公式求出输出功率即可；可将R看成电源的内电阻，根据结论：当电源的内电阻和外
14、电阻相等的时候，滑动变阻器的输出功率最大，进行分析。【详解】设电源的内阻为r，外阻R，电源的输出功率为：，据此可知，当Rr 时，电源的输出功率最大；当Rr时，该表达式为减函数；当Rr时，该表达式为增函数。据结论：当电源的内电阻和外电阻相等的时候，电源的输出功率最大；由于电源内阻是10，固定电阻是10等于内阻，所以当滑动变阻器阻值为零时，电源的输出功率最大，向左滑动外阻增加，输出功率减小，AB错误。因R0是固定电阻，其电流越大功率越大，则R0时，其消耗功率越大，则C错误；根据结论：当电源的内电阻和外电阻相等的时候，电源的输出功率最大；由于R0是定值电阻可等效为内阻，所以当滑动变阻器的阻值为R（R
15、0+r）20时，此时滑动变阻器的消耗最大，D正确。故选D。【点睛】解题关键利用结论分析，它是本题的难点，通常的分析方法都是把R和电源看做一个整体来分析电源的输出功率的变化情况。11.下列说法正确的是（）A. 奥斯特发现了电流的磁效应B. “分子电流假说”认为永磁体的磁场和电流的磁场均由运动电荷产生C. 根据“分子电流假说”，磁体受到高温或猛烈撞击时可能会失去磁性D. 地球上各个位置的磁偏角均相同且不随时间变化【答案】ABC【解析】【详解】根据物理学史可知，奥斯特发现了电流的磁效应。故A正确；分子电流假说是由安培提出来的；根据安培的分子电流假说可知，磁铁及通电导线的磁性是由于内部运动电荷产生的磁场叠加而成的；故B正确；根据“分子电流假说”，磁铁在高温和强烈振动下分子电流会变的杂乱，从而使磁性减弱；故C正确；根据地球的磁场的特点可知，地球上各个位置的磁偏角并不相同，且都随时间变化。故D错误。故选
