四川省成都外国语学校2020-2021学年高二物理4月月考试题.doc

四川省成都外国语学校2020-2021学年高二物理4月月考试题

四川省成都外国语学校2020-2021学年高二物理4月月考试题

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12

四川省成都外国语学校2020-2021学年高二物理4月月考试题
满分100分
一． 选择题（1-8为单选，9-12为多选，每题4分，共48分）
1．物理学的发展是许多物理学家奋斗的结果，下面关于一些物理学家的贡献说法正确的是(　　)
A．安培通过实验发现了通电导线对磁体有作用力，首次揭示了电与磁的联系
B．奥斯特认为安培力是带电粒子所受磁场力的宏观表现，并提出了著名的洛伦兹力公式
C．库仑在前人工作的基础上通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力遵循的规律——库仑定律
D．安培不仅提出了电场的概念，而且采用了画电场线这个简洁的方法描述电场
2.如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知(　　)
A．带电粒子在R点时的速度大于在Q点时的速度
B．带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大
C．带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大
D．带电粒子在R点的加速度小于在Q点的加速度
3.如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关后，滑动变阻器滑片P向左移动一小段距离后．下列结论正确的是(　　)
A．电流表读数变小，电压表读数变大
B．小灯泡L变亮
C．电容器C上电荷量减小
D．电源的总功率变大
4.如图所示，O点为弹簧振子的平衡位置，小球在B、C间做无摩擦的往复运动.若小球从C点第一次运动到O点历时0.1 s，则小球振动的周期为(　　)
A． 0.1 s
B． 0.2 s
C． 0.3 s
D． 0.4 s
5.如图所示，真空中固定着两个等量异号点电荷＋Q、－Q，图中O点是两电荷连线的中点，a、b两点与＋Q的距离相等，c、d是两电荷连线垂直平分线上关于O点对称的两点，bcd构成一个等腰三角形．则下列说法正确的是(　 　)
A．a、b两点的电场强度相同
B．c、d两点的电势相同
C．将电子由b移到c的过程中电场力做正功
D．质子在b点的电势能比在O点的电势能小

6.如图所示的四种情形，下列说法正确的是(　　)

A．(1)图中的圆形线圈水平，直导线在其某一条直径的正上方，直导线中通入变化的电流时，下面的线圈中会产生感应电流
B．(2)图中蹄形磁铁绕轴(虚线)旋转时，其下方静止不动的铜盘里会产生感应电流
C．若(3)图中导体棒沿图示方向在磁场中运动会产生感应电动势
D．(4)图中由于导体线圈不闭合，所以磁铁靠近导体线圈的过程中，导体线圈中无感应电动势
7. 如图所示的电路中，a、b、c为三个相同的灯泡，线圈L的自感系数很大，电阻不计，电源E内阻不计，下列判断正确的有(　　)
A．S闭合的瞬间，a、b、c三灯一样亮
B．S闭合的瞬间，b灯最亮
C．电路稳定后，将S断开的瞬间，a、c两灯立即熄灭
D．电路稳定后，将S断开，a、c两灯亮度相同且逐渐变暗
8. 如图表示一交流电随时间而变化的图象．此交流电流的有效值是(　 　)
A．5A
B．5 A
C．4A
D．3.5 A
9. 某物理兴趣小组设计了如图所示的火情报警系统，其中M是理想变压器，将a、b接在恒定电压的正弦交流电源上，RT为用半导体热敏材料制成的传感器(其电阻率随温度升高而减小)，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R2为定值电阻．若传感器RT所在处出现火警时，以下说法中正确的是(　　)
A．电流表A1的示数不变，电流表A2的示数增大
B．电流表A1的示数增大，电流表A2的示数减小
C．电压表V1的示数增大，电压表V2的示数增大
D．电压表V1的示数不变，电压表V2的示数变小
10. 如图所示，有一矩形线圈，面积为S，匝数为N，整个线圈的电阻为r，在磁感应强度为B的磁场中，线圈绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电阻为R，当线圈由图示位置转过90°的过程中，下列说法中正确的是(　 　)
A．磁通量的变化量为ΔΦ＝NBS
B．平均感应电动势为＝
C．电阻R所产生的焦耳热为Q＝
D．通过电阻R的电荷量为q＝
11. 在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN，相距为L，导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下．有两根质量均为m的金属棒a、b，先将a棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接，连接a棒的细线平行于导轨，由静止释放c，此后某时刻，将b也垂直导轨放置，a、c此刻起做匀速运动，b棒刚好能静止在导轨上．a棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻不计．则(　　)
A． 物块c的质量是2msinθ
B．b棒放上导轨前，物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能
C．b棒放上导轨后，物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能
D．b棒放上导轨后，a棒中电流大小是
12. 如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面、磁感应强度为B.将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动．导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g.下列选项正确的是(　　)

A．P＝2mgvsinθ
B．P＝3mgvsinθ
C． 当导体棒速度达到0.5v时加速度大小为0.5gsinθ
D． 在导体棒速度达到2v以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功
二．实验题（每空1分，做图题2分，共10分）
13. 某同学做“测定电源的电动势和内阻”实验．
(1)他采用如图所示的实验电路进行测量．
(2)根据实验数据做出U－I图象，如图所示，蓄电池的电动势E＝______ V，内电阻r＝______Ω.

(3)这位同学对以上实验进行了误差分析．其中正确的是______．
A．实验产生的系统误差，主要是由于电压表的分流作用
B．实验产生的系统误差，主要是由于电流表的分压作用
C．实验测出的电动势小于真实值
D．实验测出的内阻大于真实值
14. 现在要测量一段电阻丝的电阻率ρ，其阻值Rx约为0.5 Ω，允许通过的最大电流为0.5 A.现有如下器材可供选择：
电流表A(量程0.6 A，内阻约为0.6 Ω)
电压表V(量程3 V，内阻约为3 kΩ)
待测电阻丝Rx(阻值约为0.5 Ω)
标准电阻R0(阻值5 Ω)
滑动变阻器R1(5 Ω，2 A)
滑动变阻器R2(200 Ω，1.5 A)
直流电源E(E＝6 V，内阻不计)
开关S、导线若干
(1)图为四位同学分别设计的测量电路的一部分，你认为合理的是________；

(2)实验中滑动变阻器应该选择________(选填“R1”或“R2”)，并采用________接法；
(3)根据你在(1)(2)中的选择，在图甲上完成实验电路的连接；

(4)实验中，如果两电表的读数分别为U和I，测得拉直后电阻丝的长度为L、直径为D，则待测电阻丝的电阻率ρ的计算式为ρ＝________；
(5)用螺旋测微器测量待测电阻丝的直径时读数如图乙所示，则该电阻丝的直径D＝________.
三. 计算题（15题9分，16题9分，17题9分，18题15分，共42分）
15. 长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个带电荷量为＋q、质量为m的带电粒子，以初速度v0紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时速度恰与下极板成30°角，如图所示，不计粒子重力，求：
(1)粒子末速度的大小；
(2)匀强电场的场强；
(3)两板间的距离.

16. 某小型水力发电站的发电机输出功率为24.5 kW，输出电压为350 V，输电线总电阻为4 Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220 V，所以在用户处需安装降压变压器，输电电路图如图所示，求：
(1)输电线上的电流；
(2)升压变压器的原、副线圈的匝数之比；
(3)降压变压器的原、副线圈的匝数之比．

17. 如图甲所示为一台小型发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动．若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示．已知发电机线圈内阻为1.0 Ω，外接灯泡的电阻为9.0 Ω.求：
(1)写出流经灯泡的瞬时电流的表达式；
(2)转动过程中穿过线圈的最大磁通量；
(3)线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功．

18. 在如图所示的直角坐标系中，x轴的上方存在与x轴正方向成45°角斜向右下方的匀强电场，场强的大小为E＝×104V/m。x轴的下方有垂直于xOy面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B＝2×10－2T．把一个比荷为＝2×108C/kg的正电荷从坐标为(0,1)的A点处由静止释放．电荷所受的重力忽略不计．
(1)求电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间；
(2)求电荷在磁场中做圆周运动的半径；(保留两位有效数字)
(3)当电荷第二次到达x轴时，电场立即反向，而场强大小不变，试确定电荷到达y轴时的位置坐标．

高二物理参考答案
一、 选择题

题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
C
A
A
D
B
B
D
B
BD
BD
AD
AC

二、 实验题
13. 【答案】
(2)2.0　3.75　(3)AC
【解析】(2)根据串并联电路路端电压U＝E－Ir，可得U－I图象与纵轴的交点即电源电动势．根据图象可得E＝2.0 V，斜率大小代表内阻，所以r＝Ω＝3.75 Ω.(3)电压表读数为路端电压，但电流表读数并不是干路电流，没有考虑到电压表分流，所以系统误差就是电压表分流，选项A对C错．当电压为0时，电压表不再分流，此时电流是准确的，即图象与横轴的交点(电压为0)是准确的，其他位置，电压对应的电流偏小，实际图象如下图，我们可以发现所测量电动势偏小，内阻偏小，选项C对D错．

14.【答案】　(1)C　(2)R1　分压　(3)　(4)(－R0)　(5)1.205(±0.002) mm
【解析】　(1)电阻Rx两端的最大电压U＝IRx＝0.25 V，约为电压表量程的，需要在待测电阻Rx两端串联分压电阻，即串联标准电阻R0，此时R0＋Rx＜，电流表采用外接法，选项C正确.
(2)滑动变阻器若选用R2并采用限流接法，调控范围小，操作不便，而电源内阻不计，不用考虑大电流时电源电动势的变化，因而选择R1，并采用分压接法.
(3)根据测量电路图和滑动变阻器的分压式接法，实物连线如图所示.

(4)待测电阻Rx＝－R0.
由电阻定律有Rx＝＝，联立解得ρ＝(－R0).
(5) 螺旋测微器的读数为1 mm＋0.01×20.5 mm＝1.205 mm.
三、计算题
15.【答案】　(1)　(2)　(3)L
【解析】　(1)粒子离开电场时，合速度与水平方向夹角为30°，由几何关系得合速度：v＝＝.
(2)粒子在匀强电场中做类平抛运动，
在水平方向上：L＝v0t，
在竖直方向上：vy＝at，
vy＝v0tan 30°＝，
由牛顿第二定律得：qE＝ma
解得：E＝.
(3)粒子做类平抛运动，
在竖直方向上：d＝at2/2，解得：d＝L.
16.【答案】(1)17.5 A　(2)1∶4　(3)133∶22
【解析】(1)输电线上功率损失
P损＝5%P1＝5%×24.5 kW＝1 225 W.
又因为P损＝IR线，
所以，输电线上的电流为
I2＝＝A＝17.5 A.
(2)升压变压器原线圈上的电流
I1＝＝＝70 A，
升压变压器原、副线圈的匝数之比为
n1∶n2＝I2∶I1＝17.5∶70＝1∶4.
(3)输电线上电压损失ΔU＝I2R线＝U2－U3，
则降压变压器输入电压
U3＝U2－ΔU＝U1－I2R线
＝(4×350－17.5×4) V＝1 330 V.
降压变压器原、副线圈的匝数之比为
n3∶n4＝U3∶U用＝1 330∶220＝133∶22.
17.【答案】(1)i＝0.6sin 100πt(A)　(2)2.7×10－2Wb
(3)7.2×10－2J
【解析】(1)由题图得e＝Emsinωt＝6sin 100πt(V)
则电流i＝＝0.6sin 100πt(A)
(2)Em＝BSω
Em＝6V
ω＝100π
Φm＝BS＝＝2.7×10－2Wb
(3)E＝＝6 V
外力所做的功W＝Q＝T＝7.2×10－2J
18.【答案】(1)10－6s　(2)0.71 m　(3)(0,8)
【解析】(1)如图，电荷从A点匀加速运动到x轴上C点的过程：
位移s＝AC＝m

加速度a=Eq/m＝2×1012m/s2
时间t＝＝10－6s.
(2)电荷到达C点的速度为
v＝at＝2×106m/s
速度方向与x轴正方向成45°角，在磁场中运动时
由
得R＝m
即电荷在磁场中的偏转半径为0.71 m.
(3)轨迹圆与x轴相交的弦长为Δx＝R＝1 m，所以电荷从坐标原点O再次进入电场中，且速度方向与电场方向垂直，电荷在电场中做类平抛运动．

设电荷到达y轴的时间为t′，则：
tan 45°＝
解得t′＝2×10－6s
则类平抛运动中垂直于电场方向的位移
L＝vt′＝4m
y＝＝8 m
即电荷到达y轴时位置坐标为(0,8)．