内蒙古乌兰察布市集宁一中学年高二上学期第二次月考物理试题份解析版.docx
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内蒙古乌兰察布市集宁一中学年高二上学期第二次月考物理试题份解析版
2019-2020学年内蒙古乌兰察布市集宁一中高二(上)第二次月考物理试卷(12月份)
一、单选题
1.如图所示,一平行板电容器充电后与电源断开,这时电容器的电荷量为Q,P是电容器内一点,电容器的上极板与大地相连,下列说法正确的是( )
A.若将电容器的上极板左移一点,则两板间场强减小
B.若将电容器的下极板上移一点,则P点的电势升高
C.若将电容器的下极板上移一点,则两板间电势差增大
D.若将电容器的下极板上移一点,则两板间电势差减小
【答案】D
【解析】
【详解】A、平行板电容器充电后与电源断开后,电容器的电量不变,电容器上板左移,正对面积减小,电容C减小,由U=Q/C分析可知U增大,板间场强E=U/d,d不变,则E增大.故A错误;
BCD、将电容器的下板上移一点,板间距离减小,电容C增大,由U=Q/C分析得知:
Q不变,两板间电势差减小.又由E=U/d=4πkQ/S,可知板间场强不变,则P与上板的电势差不变,上板电势为零,则P点电势不变.故BC错误,D正确.
2.关于闭合电路,下列说法中正确的是( )
A.闭合电路中,电流总是从电势高的地方流向电势低的地方
B.闭合电路中,电源的路端电压越大,电源的输出功率就越大
C.闭合电路中,电流越大,电源的路端电压就越大
D.闭合电路中,外电阻越大,电源的路端电压就越大
【答案】D
【解析】
试题分析:
根据闭合电路欧姆定律分析电流与外电阻的关系,得出内电压和路端电压的变化.根据推论,当电源的外电阻等于内电阻时,输出功率最大.在闭合电路的外电路中,电流总是从电势高的地方流向电势低的地方.
解:
A、在闭合电路的外电路中,电流总是从电势高的地方流向电势低的地方,而在内电路中,电流总是从电势低的地方流向电势高的地方.故A错误.
B、闭合电路中,电源的路端电压越大,说明外电阻越大,根据推论:
当电源的外电阻等于内电阻时,输出功率最大,可知,电源的输出功率不一定越大.故B错误.
C、闭合电路中,电流越大,内电压越大,则电源的路端电压就越小.故C错误.
D、在闭合电路中,外电阻越大,由闭合电路欧姆定律知,电路中的电流越小,内电压越小,则电源的路端电压就越大.故D正确.
故选D.
点评:
闭合电路中,路端电压随外电阻的增大而增大,减小而减小.抓住电源的内电阻不变,内电压与电流成正比是关键.
3.关于地磁场的下列说法中正确的是( )
A.地理位置的南北极与地磁场的南北极重合
B.在赤道上的磁针的N极在静止时指向地理南极
C.在赤道上的磁针的N极在静止时指向地理北极
D.在北半球上方磁针静止时与地面平行且N极指向地理北极
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.地理北极的附近是地磁南极,地理南极的附近是地磁北极,地理位置的南北极与地磁场的南北极并不重合,所以在赤道上的磁针的N极在静止时指向地理北极,故AB错误,C正确;
D.除在赤道上空外,小磁针不与地球表面平行,在南半球N极斜向上,在北半球N极斜向下,故D错误;
4.如图所示,磁场方向竖直向下,通电直导线ab由水平位置1绕a点在竖直平面内转到位置2,通电导线所受安培力是()
A.数值变大,方向不变B.数值变小,方向不变
C.数值不变,方向改变D.数值和方向均改变
【答案】B
【解析】
安培力F=BIL,电流不变,垂直直导线的有效长度减小,安培力减小,安培力的方向总是垂直BI所构成的平面,所以安培力的方向不变,B对;
5.如图,等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M、N与直流电源两端相接,已如导体棒MN受到的安培力大小为F,则线框LMN受到的安培力的大小为
A.2FB.1.5FC.0.5FD.0
【答案】B
【解析】
【详解】设每一根导体棒的电阻为R,长度为L,则电路中,上下两路电阻之比为
,根据并联电路两端各电压相等的特点可知,上下两路电流之比
.如下图所示,由于上路通电的导体受安培力的有效长度为L,根据安培力计算公式
,可知
,得
,根据左手定则可知,两力方向相同,故线框LMN所受的合力大小为
,故本题选B.
二、多选题
6.如图,三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距,均通有电流I,L1中电流方向与L2中的相同,与L3中的相反,下列说法正确的是()
A.L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直
B.L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直
C.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为
D.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.同向电流相互吸引,反向电流相互排斥.对L1受力分析,如图所示,可知L1所受磁场力的方向与L2、L3所在的平面平行,故A错误;
B.对L3受力分析,如图所示,可知L3所受磁场力的方向与L1、L2所在的平面垂直,故B正确;
CD.设三根导线两两之间的相互作用力为F,则L1、L2受到的磁场力的合力等于F,L3受的磁场力的合力为
,即L1、L2、L3单位长度受到的磁场力之比为
,故C正确,D错误.
【点睛】先根据安培定则判断磁场的方向,再根据磁场的叠加得出直线电流处磁场的方向,再由左手定则判断安培力的方向,本题重点是对磁场方向的判断、大小的比较.
7.如图所示,空间某处存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,一个带负电的金属小球从M点水平射入场区,经一段时间运动到N点,关于小球由M到N的运动,下列说法正确的是( )
A.小球可能做匀变速运动B.小球一定做变加速运动
C.小球动能可能不变D.小球机械能守恒
【答案】BC
【解析】
【详解】小球从M到N,在竖直方向上发生了偏转,所以受到的竖直向下的洛伦兹力,并且速度方向变化,则洛伦兹力方向变化,所以合力方向变化,故不可能做匀变速运动,一定做变加速运动,A错误B正确;若电场力和重力等大反向,则过程中电场力和重力做功之和为零,而洛伦兹力不做功,所以小球的动能可能不变,重力势能减小,这种情况下机械能不守恒,若以电场力和重力不等大反向,则有电场力做功,所以机械能也不守恒,故小球的机械能不守恒,C正确D错误.
【点睛】带电粒子在复合场中运动问题的分析思路
1.正确的受力分析
除重力、弹力和摩擦力外,要特别注意电场力和磁场力的分析.
2.正确分析物体的运动状态
找出物体的速度、位置及其变化特点,分析运动过程.如果出现临界状态,要分析临界条件
带电粒子在复合场中做什么运动,取决于带电粒子
受力情况.
(1)当粒子在复合场内所受合力为零时,做匀速直线运动(如速度选择器).
(2)当带电粒子所受的重力与电场力等值反向,洛伦兹力提供向心力时,带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动.
(3)当带电粒子所受的合力是变力,且与初速度方向不在一条直线上时,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子的运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物线,由于带电粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区,因此粒子的运动情况也发生相应的变化,其运动过程也可能由几种不同的运动阶段所组成.
8.如图所示,在边界上方存在着垂直纸面向里
匀强磁场,有两个电荷量、质量均相同的正、负粒子(不计重力),从边界上的O点以相同速度先后射入磁场中,入射方向与边界成θ角,则正、负粒子在磁场中
A.运动轨迹的半径相同
B.重新回到边界所用时间相同
C.重新回到边界时速度大小和方向相同
D.重新回到边界时与O点的距离不相等
【答案】AC
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律得:
得:
,由题q、v、B大小均相同,则r相同.故A正确.粒子的运动周期
,则知T相同.根据左手定则分析可知,正离子逆时针偏转,负离子顺时针偏转,重新回到边界时正离子的速度偏向角为2π-2θ,轨迹的圆心角也为2π-2θ,运动时间t=
T.同理,负离子运动时间t=
T,显然时间不等.故B错误.
正负离子在磁场中均做匀速圆周运动,速度沿轨迹的切线方向,根据圆的对称性可知,重新回到边界时速度大小与方向相同.故C正确.根据几何知识得知重新回到边界的位置与O点距离S=2rsinθ,r、θ相同,则S相同.故D错误.
三、实验题
9.在“测定电池的电动势和内阻”的实验中,已连接好部分实验电路.
(1)按如图甲所示的实验电路,把图乙中剩余的电路连接起来____________.
(2)在图乙
电路中,为避免烧坏电表,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于________端(填“A”或“B”)
(3)图丙是根据实验数据作出的UI图象,由图可知,电源的电动势E=________V,内阻r=________Ω,短路电流I短=________A
【答案】
(1).图见解析
(2).B(3).1.50(4).1(5).1.50
【解析】
【详解】
(1)[1].由原理图可知滑动变阻器为限流接法,电压表并联在滑动变阻器两端,由原理图连接实物图所示;
(2)[2].为保证实验安全,在开始时电路中电流应为最小值,故滑动变阻器应接入最大阻值,由图可知,滑动变阻器接入部分为左半部分;故滑片应接到B端;
(3)[3].由U-I图可知,电源的电动势E=1.50V;
[4].当路端电压为1V时,电流为0.5A,则由闭合电路欧姆定律可知:
;
[5].短路电流
10.某同学用多用电表测量二极管的反向电阻.完成下列测量步骤:
⑴检查多用电表的机械零点.
⑵将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔,将选择开关拨至电阻测量挡适当的量程处.
⑶将红、黑表笔________,进行欧姆调零.
⑷测反向电阻时,将_____表笔接二极管正极,将_____表笔接二极管负极,读出电表示数.
⑸为了得到准确的测量结果,应让电表指针尽量指向表盘________(填“左侧”、“右侧”或“中央”);否则,在可能的条件下,应重新选择量程,并重复⑶、⑷.
⑹测量完成后,将选择开关拨向___________位置.
【答案】
(1).短接
(2).红(3).黑(4).中央(5).OFF
【解析】
【详解】第一空.将红、黑表笔短接,进行欧姆调零.
第二空、第三空.测反向电阻时,将红表笔接二极管正极,将黑表笔接二极管负极,读出电表示数.
第四空.为了得到准确的测量结果,应让电表指针尽量指向表盘中央.
第五空.测量完成后,将选择开关拔向Off挡或交流电压最高挡位置.
【点睛】要掌握欧姆表的使用方法及注意事项,二极管正向偏压很小,二极管反向偏压电阻很大,相当于断路.
四、计算题
11.如图所示,半径为r的圆形空间内,存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子(不计重力),从A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中,并从B点射出,
,求该带电粒子在磁场中运动的半径和时间?
【答案】
,
【解析】
【分析】
本题考查带电粒子在磁场中的运动。
【详解】由图可知,粒子转过
圆心角为
,则粒子运动的半径为
转过的弧长为
则运动所用时间
故该带电粒子在磁场中运动的半径为
,时间为
。
12.如图所示,水平放置的两导轨P、Q间的距离L=0.5m,垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B=2T,垂直于导轨放置的ab棒的质量m=1kg,系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量G=3N的物块相连.已知ab棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.2,电源的电动势E=10V、内阻R=0.1Ω,导轨的电阻及ab棒的电阻均不计.要想ab棒处于静止状态,R应在哪个范围内取值?
(g取10m/s2)
【答案】
【解析】
依据物体的平衡条件可得
ab棒恰不右滑时:
G-μmg-BI1L=0
ab棒恰不左滑时:
BI2L-G-μmg=0
依据闭合电路欧姆定律可得:
E=I1(R1+r)
E=I2(R2+r)
由以上各式代入数据可解得:
R1=9.9Ω,R2=1.9Ω
所以R的取值范围为:
1.9Ω≤R≤9.9Ω
13.如图所示xOy坐标系,在第二象限内有水平向右的匀强电场,在第一、第四象限内分别存在匀强磁场,磁感应强度大小相等,方向如图所示.现有一个质量为m、电量为q的带正电的粒子在该平面内从x轴上的P点,以垂直于x轴的初速度v0进入匀强电场,恰好经过y轴上的Q点,且与y轴成450角射出电场,再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入第四象限的磁场.已知OP之间的距离为d(不计粒子的重力).求:
(1)O点到Q点的距离;
(2)磁感应强度B的大小;
(3)带电粒子自进入电场至在磁场中第二次经过x轴所用的时间.
【答案】①2d②
③
【解析】
【详解】
(1)设Q点的纵坐标为h,到达Q点的水平分速度为vx,则由类平抛运动的规律可知
竖直方向匀速直线运动,有:
水平方向匀加速直线运动平均速度
,
根据速度的矢量合成
可得
(2)粒子在磁场中的运动轨迹如图所示:
设粒子在磁场中运动的半径为R,周期为T.则由几何关系可知:
带电粒子进入磁场时
速度大小为
则由牛顿第二定律得:
联立解得:
(3)粒子在磁场中运动的周期为
设粒子在电场中的运动时间为
,则
设粒子在磁场中的运动时间为
,
则总时间为
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