云南省曲靖市宜良县第八中学学年下学期份高二月考物理试题含答案解析.docx
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云南省曲靖市宜良县第八中学学年下学期份高二月考物理试题含答案解析
云南省曲靖市宜良县第八中学【最新】下学期3月份高二月考物理试题
学校:
___________姓名:
___________班级:
___________考号:
___________
一、单选题
1.如图所示,电场中a、b、c三点,ab=bc,则把点电荷+q从a点经b移到c的过程中,电场力做功的大小关系有( )
A.Wab>WbcB.Wab=WbcC.Wab<WbcD.无法比较
2.如图所示,条形磁铁用细线悬桂在O点,O点正下方固定一个水平放置的铝线圈.让磁铁在竖直面内摆动列说法中正确的是()
A.磁铁左右摆动一次,线圈内感应电流的方向改变两次
B.磁铁始终受到感应电流的磁场的斥力作用
C.磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力
D.磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力,有时是动力
3.如图所示,回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,D形盒半径为R.用该回旋加速器加速质子(质量数为1,核电荷数为1)时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电周期为T.(粒子通过狭缝的时间忽略不计)则
A.质子在D形盒中做匀速圆周运动的周期为2T
B.质子被加速后的最大速度可能超过
C.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关
D.不改变B和T,该回旋加速器也能用于加速α粒子(质量数为4,核电荷数为2)
4.下列物质不能被磁铁吸引的是( )
A.铁B.钴C.镍D.铝
5.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10:
1,R1=20
,R2=30
,C为电容器.已知通过R1的正弦交流电如图乙所示,则()
A.交流电的频率为0.02Hz
B.原线圈输入电压的最大值为200
V
C.电阻R2的电功率约为6.67W
D.通过R3的电流始终为零
6.如图所示,用两根同样的绝缘细线把甲、乙两个质量相等的带电小球悬挂在同一点上,甲、乙两球均处于静止状态.已知两球带同种电荷,且甲球的电荷量大于乙球的电荷量,F1、F2分别表示甲、乙两球所受的库仑力,则下列说法中正确的是( )
A.F1一定大于F2
B.F1一定小于F2
C.F1与F2大小一定相等
D.无法比较F1与F2的大小
7.如图所示实线表示某静电场等势面的分布,电荷量为1.6×10-9C的正电荷从A经B、C到达D点.从A到D,静电力对电荷做的功为( )
A.4.8×10-8JB.-4.8×10-8J
C.8.0×10-8JD.-8.0×10-8J
8.如图为真空中两点电荷A、B形成的电场中的一簇电场线,已知该电场线关于虚线对称,O点为A、B电荷连线的中点,a、b为其连线的中垂线上对称的两点,则下列说法正确的是( )
A.A、B可能为带等量异号的正、负电荷
B.A、B可能为带不等量的正电荷
C.a、b两点处无电场线,故其电场强度可能为零
D.同一试探电荷在a、b两点处所受电场力大小相等,方向一定相反
9.如图所示,图线a是某一电源的U-I曲线,图线b是一定值电阻的U-I曲线.若将该电源与该定值电阻连成闭合电路(已知该电源的内阻r=2.0Ω),则说法错误的是( )
A.该定值电阻为6Ω
B.该电源的电动势为20V
C.将2只这种电阻串联作为外电阻,电源输出功率最大
D.将3只这种电阻并联作为外电阻,电源输出功率最大
10.场源电荷+Q对电荷A、电荷B的电场力FA、FB如图所示,下列说法正确的是( )
A.FA是电荷A产生的电场施加的
B.FA是电荷B产生的电场施加的
C.FB是电荷B产生的电场施加的
D.FB是电荷+Q产生的电场施加的
11.在匀强磁场中,一带电粒子沿着垂直磁感应强度的方向运动.现将该磁场的磁感应强度增大为原来的2倍,则该带电粒子受到的洛伦兹力( )
A.增大为原来的 2 倍
B.增大为原来的 4 倍
C.减小为原来的一半
D.改变为零
12.如图所示,金属球(铜球)下端有通电的线圈,今把小球拉离平衡位置后释放,此后关于小球的运动情况是(不计空气阻力)( )
A.振动幅度不变
B.振动幅度减小
C.振动幅度不断增大
D.无法判定
二、多选题
13.如图所示,在O点正下方有一个具有理想边界的磁场,铜环在A点由静止释放,向右摆至最高点B,不考虑空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.A、B两点在同一水平线上
B.A点高于B点
C.A点低于B点
D.铜环最终在磁场中来回不停的摆动
14.北半球海洋某处,地磁场水平分量
,竖直分量
,海水向北流动。
海洋工作者测量海水的流速时,将两极板竖直插入此处海水中,保持两极板正对且垂线沿东西方向,两极板相距
,如图所示,与两极板相连的电压表
可看作理想电压表
示数为
,则
A.西侧极板电势高,东侧极板电势低
B.西侧极板电势低,东侧极板电势高
C.海水的流速大小为
D.海水的流速大小为
15.如图所示,螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上,当B中通过的电流I减小时( )
A.环A有缩小的趋势
B.环A有扩张的趋势
C.螺线管B有缩短的趋势
D.螺线管B有伸长的趋势
16.如图所示,六面体真空盒置于水平面上,它的ABCD面与EFGH面为金属板,其他面为绝缘材料.ABCD面带正电,EFGH面带负电.从小孔P沿水平方向以相同速率射入三个质量相同的带正电液滴A、B、C,最后分别落在1、2、3三点,则下列说法正确的是
A.三个液滴在真空盒中都做平抛运动
B.三个液滴的运动时间一定相同
C.三个液滴落到底板时的速率相同
D.液滴C所带电荷量最多
三、实验题
17.王同学用如图所示电路测量一节干电池的电动势和内阻.
①请按该同学电路图,以笔画线代替导线继续完成实物连接图.
②该同学根据实验数据,在图中作出的路端电压U与电流I的U-I图象,通过该图象可知电源的电动势为__________V,电源的内阻为________Ω.(均保留三位有效数字)
18.用伏安法测量一个定值电阻的电阻值,现有的器材规格如下:
A.待测电阻Rx(大约100Ω)
B.直流毫安表A1(量程0~10mA,内阻约100Ω)
C.直流毫安表A2(量程0~40mA,内阻约40Ω)
D.直流电压表V1(量程0~3V,内阻约5kΩ)
E.直流电压表V2(量程0~15V,内阻约15kΩ)
F.直流电源(输出电压4V,内阻不计)
G.滑动变阻器R(阻值范围0~50Ω,允许最大电流1A)
H.开关一个、导线若干
(1)根据器材的规格和实验要求,为使实验结果更加准确,直流毫安表应选________,直流电压表应选________.
(2)在方框内画出实验电路图_________,要求电压和电流的变化范围尽可能大一些.
(3)用铅笔按电路图将实物图连线__________.
四、解答题
19.一个重力不计的带电粒子,以大小为v的速度从坐标(0,L)的a点,平行于x轴射入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域,并从x轴上b点射出磁场,射出速度方向与x轴正方向夹角为60°,如图.求:
(1)带电粒子在磁场中运动的轨道半径;
(2)带电粒子的比荷
及粒子从a点运动到b点的时间;
(3)其他条件不变,要使该粒子恰从O点射出磁场,求粒子入射速度大小.
20.一绝缘楔形物体固定在水平面上,左右两斜面与水平面的夹角分别为α和β,α=37°、β=53°.如图所示,现把两根质量均为m、电阻为均R、长度均为L的金属棒的两端用等长的电阻不计的细软导线连接起来,并把两棒分别放在楔形体的两个光滑的斜面上,在整个楔形体的区域内存在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场,在细软导线刚好拉直后由静止释放两金属棒,不计一切摩擦阻力,细软导线足够长,两导线一直在斜面上,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度为g.
(1)求金属棒的最大加速度;
(2)求金属棒的最大速度.
21.如图所示,带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两板间,距下板0.8cm,两板间的电势差为300V。
如果两板间电势差减小到60V,则带电小球运动到极板上需多长时间(g=10m/s2)?
22.如图所示,电路中E=3V,r=0.5Ω,
,变阻器的最大阻值R=10Ω.
(1)在变阻器的阻值R为多大时,变阻器上消耗的功率最大?
最大为多大?
(2)在变阻器的阻值R为多大时,定值电阻
上消耗的功率最大?
最大为多大?
参考答案
1.C
【详解】
电场线疏密表示场强的大小,由图象知从左到右场强逐渐增大,电场力做功
W=qU=qEd,ab=bc
所以Wab<Wbc,故C正确.
2.C
【详解】
磁铁向下摆动时,根据楞次定律可判断,线圈中产生逆时针方向的感应电流(从上往下看),磁铁受到感应电流对它的作用力为斥力,阻碍它靠近;磁铁向上摆动时,根据楞次定律可判断,线圈中产生顺时针方向的感应电流(从上往下看),磁铁受到感应电流对它的作用力为引力,阻碍它远离,所以磁铁左右摆动一次过程中,电流方向改变四次,感应电流对它的作用力始终是阻力。
故选C。
3.C
【解析】
试题分析:
回旋加速器粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等.故A错误;当粒子从D形盒中出来时速度最大,
故B错误;根据
,得
,与加速的电压无关.故C正确。
根据
,知质子换成α粒子,比荷发生变化,则在磁场中运动的周期发生变化,回旋加速器粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等,故需要改变磁感应强度或交流电的周期.故D错误.
考点:
回旋加速器的工作原理
4.D
【解析】
根据磁性的定义可知,具有磁性的物体叫磁体.磁体吸引的物质是铁钴镍等物质.铝等很多种金属它都不吸引.故D正确,ABC错误.
5.C
【解析】
【详解】
试题分析:
根据变压器原理可知原副线圈中电流的周期、频率相同,周期为0.02s,频率为50赫兹,A错,由图乙可知通过R1的电流最大值为Im=1A、由欧姆定律可得其最大电压为Um=ImR1=20V,原副线圈的电压之比等于匝数之比即
可得原线圈输入电压的最大值为U1=200V,B错;由并联电路特点可得电阻R2的电流有效值为
,电阻R2的电功率为
C对;因为电容器有通交流、阻直流的作用,所以有电流通过R3和电容器,D错;所以本题选择C.
考点:
交变电流变压器
6.C
【解析】甲电荷所受的库仑力是乙电荷产生的电场对它的作用力,乙电荷所受的库仑力是甲电荷产生的电场对它的作用力。
两个力大小相等。
所以F1=F2,故A正确,BCD错误。
7.B
【解析】
试题分析:
电场力做功只与初末位置的电势差有关,与路径无关,所以从A到D或从A经B、C到达D点,电场力做功为
-4.8×10-8J,B对;故选B
考点:
考查电场力做功
点评:
难度较小,明确电场力做功与运动路径无关,只与粒子的初末位置有关,注意公式中W和U的下脚标
8.D
【详解】
AB.电场线的特点,从正电荷出发到负电荷终止可以判断,则由电场线分布可知,A、B是两个等量同种正电荷,故AB错误;
C.电场线只是形象描述电场的假想曲线,a、b两点处无电场线,其电场强度也不为零,故C错误;
D.由对称性可知,在a、b两点处场强大小相等方向相反,则同一试探电荷所受电场力大小相等,方向一定相反,故D正确。
故选D。
9.C
【详解】
A.图线b的斜率
k=
=6Ω
则定值电阻的阻值:
R=k=6Ω
故A正确,不符合题意;
B.由图读出交点的电压U=15V,电流I=2.5A,根据闭合电路欧姆定律得,电源的电动势
E=U+Ir=15V+2.5×2V=20V
故B正确,不符合题意;
CD.定值电阻的阻值R=6Ω,电源的内阻r=2.0Ω;对于电源,当内外电路的电阻相等时输出功率最大,则将3只这种电阻并联作为外电阻,电源输出功率最大;故C错误,符合题意;D正确,不符合题意。
10.D
【详解】
FA是电荷+Q产生的电场施加,不是电荷A或B产生的电场施加的,故AB错误;FB是电荷+Q产生的电场施加,不是电荷B产生的电场施加的,故C错误,D正确.所以D正确,ABC错误.
11.A
【解析】
根据洛伦兹力公式
,将该磁场的磁感应强度增大为原来的2倍,则该带电粒子受到的洛伦兹力增加为原来的2倍,A正确.
12.B
【解析】
金属球在通电线圈产生的磁场中运动,金属球中产生涡流,故金属球要受到安培力作用,阻碍它的相对运动,做阻尼振动.
13.BD
【解析】
铜环在穿越磁场时,产生电能,如AB两点在同一水平线,违反了能量守恒定律,故A错误;铜环在穿越磁场时,产生电能,机械能减小,则A点高于B点,故B正确,C错误;由上分析,铜环振幅先不断减小,完全在磁场内运动时,将不再产生电能,机械能不变,最终做等幅摆动,故D正确.所以BD正确,AC错误.
14.AD
【详解】
正负离子向北流动,受到洛伦兹力,正离子向西侧极板偏转,负离子向东侧极板偏转,两极板间形成电场,最终正负离子受电场力和洛伦兹力处于平衡,则有
代入数据解得
,西侧极板带正电,东侧极板带负电,所以西侧极板电势高,东侧极板电势低,故选AD。
15.AD
【解析】
对通电螺线管,当通入的电流突然减小时,螺线管每匝间的相互吸引力也减小,所以匝间距增大;对金属环,穿过的磁通量也随之减少,由于它包围通电螺线管的内外磁场,只有减小面积才能阻碍磁通量的减少,金属环有缩小的趋势.选项A、D正确.
综上所述本题答案是:
AD
16.BD
【详解】
A.三个液滴在水平方向受到电场力作用,水平方向不是匀速直线运动,所以三个液滴在真空盒中不是做平抛运动,选项A错误;
B.由于三个液滴在竖直方向做自由落体运动,三个液滴下落的高度相同,三个液滴的运动时间相同,选项B正确;
C.三个液滴落到底板时竖直分速度相等,而水平分速度不相等,所以三个液滴落到底板时的速率不相同,选项C错误;
D.由于液滴C在水平方向位移最大,而运动时间和初速度相同,说明液滴C在水平方向加速度最大,所带电荷量最多,选项D正确.
17.
1.44~1.46V均可,1.70~1.80Ω均可
【解析】①根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:
②由U-I图象
所示可知,图象与纵轴交点坐标值是1.45V,电源电动势E=1.45V,电源内阻为:
。
18.A2V1
【详解】
(1)0-15V范围的电压表测量4V电压时,误差较大,所以选用电压表V1,但是选用电压表V1后待测电压最大为3V,所以电路中的最大电流为
(2)电压和电流的变化范围尽可能大一些,所以采用滑动变阻器的分压接法,因为被测电阻较小,所以采用电流表的外接法,如图所示
(3)实物图如图所示
19.
(1)2L
(2)
(3)
【详解】
(1)画出粒子运动的轨迹如图,由几何知识:
解得:
(2)由洛伦兹力提供向心力,得:
所以:
粒子运动的周期:
时间:
.
(3)要使粒子能从O点射出磁场,则
由
可知
.
20.
(1)0.2g
(2)
【解析】
试题分析:
当金属棒刚释放时,安培力为零,此时加速度最大.两棒下滑过程,先做加速度减小的变加速运动,最后做匀速运动.匀速运动时,速度最大.由平衡条件和电磁感应知识可求出最大速度.
(1)根据牛顿第二定律:
mg(sinβ-sinα)=ma
化简则:
a=0.2g
(2)棒受力平衡时,两棒速度v最大.因两棒速度大小相等,但切割B的有效速度不同,感应电流的方向为逆时针
则在t时间内感应电动势E=
=BLv(cosα-cosβ)
其感应电流:
I=
安培力:
Fb=IBL
设细线对棒的力为F,对右棒:
mgsinβ+Fbcosβ-F=0
对左棒:
F-Fbcosα-mgsinα=0
联立解:
v=
点睛:
本题主要考查了运用感应电动势公式E=Blvsinα时,要注意vsinα是有效的切割速度,即垂直于磁感线的分速度.
21.
【详解】
取带电小球为研究对象,设它带电量为q,则带电小球受重力mg和电场力qE的作用。
当U1=300V时,小球平衡
当U2=60V时,带电小球向下板做匀加速直线运动
又
h=
at2
得
【名师点睛】
本题是应用牛顿第二定律和运动学公式结合分析和处理带电粒子在电场中匀加速运动的问题,只要转变观念,把电场力当作一种力,方法与力学相同,一定会正确作答。
22.2Ω
(2)0
【解析】
(1)此种情况可以把R0归入电源内阻,这样变阻器上消耗的功率,也就是电源的输出功率.
即当R=r+R0=2Ω时,R消耗功率最大为:
(2)定值电阻R0上消耗的功率可以表述为:
P=I2R0,因为R0不变,当电流最大时功率最大,此时应有电路中电阻最小,即当R=0时,R0上消耗的功率最大:
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