2017-2018学年安徽省淮北市第一中学高二下学期第一次月考物理试题 解析版

2017-2018学年安徽省淮北市第一中学高二下学期第一次月考物理试题 解析版

安徽省淮北市第一中学2017-2018学年高二下学期 第一次月考物理试题 一、选择题：‎ ‎1. 关于感应电流，下列说法中正确的是 A. 只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流 B. 当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流 C. 只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流 D. 若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流 ‎【答案】B ‎【解析】当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流，选项A错误，B正确；只要闭合电路的部分导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流，选项C错误；若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，但是穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合电路中也会有感应电流，选项D错误；故选B.‎ ‎2. 某电场的电场线分布如图所示，下列说法正确的是 A. c点的电势高于d点的电势 B. 若将一试探电荷+q由a点释放，它将沿电场线运动到b点 C. b点的电场强度可能小于d点的电场强度 D. a点和b点的电场强度的方向相同 ‎【答案】A ‎【解析】顺着电场线电势逐渐降低，则c点的电势高于d点的电势，选项A正确；由图可知，该电场不是匀强电场，a到b的电场线是曲线，说明电场的方向是不断变化的，所以若将一试探电荷+q由a点释放，它不可能沿电场线运动到b点．故B错误；据电场线的分布可知，d点的电场线比b点的电场线稀疏，即b点的电场强度大于d点的电场强度；故C错误；电场线的分布可知，a点与b点位于同一条曲线上，切线的方向不同，所以a点和b点的电场强度的方向不相同，故D错误．故选A.‎ ‎3. 一个电流表的满偏电流Ig=1mA，内阻为500Ω，要把它改装成一个量程为10V的电压表，则应在电流表上 A. 串联一个10kΩ的电阻 B. 并联一个10kΩ的电阻 C. 串联一个9.5kΩ的电阻 D. 并联一个9.5kΩ的电阻 ‎【答案】C ‎...............‎ ‎4. 如图所示，一个带正电荷的物块m由静止开始从斜面上A点下滑，滑道水平面BC上的D点停下来，已知物块与斜面及水平面间的动摩擦因数相同，且不计物块经过B处时的机械能损失．现在ABC所在空间加竖直向下的匀强电场，第二次让物块m从A点由静止开始下滑，结果物块在水平面上的D′点停下来．后又撤去电场，在ABC所在空间加水平向里的匀强磁场，再次让物块m从A点由静止开始下滑，结果物块沿斜面滑下并在水平面上的D″点停下来，则以下说法中正确的是 A. D′点一定在D点左侧 B. D′点一定与D点右侧 C. D″点一定在D点右侧 D. D″点一定与D点重合 ‎【答案】C ‎【解析】设物体的质量为m，电量为q，电场强度大小为E，斜面的倾角为θ，动摩擦因数为μ； 不加电场时，根据动能定理得：mgSABsinθ-μmgSABcosθ-μmgSBD=0          ①‎ ‎ 加电场时：（mg+qE）SABsinθ-μ（mg+qE）SABcosθ-μ（mg+qE）SBD′=0  ② 将①②两式对比得到，SBD=SBD′，则D'点一定与D点重合；故AB错误；‎ 加磁场时，根据动能定理得：mgSABsinθ-μSAB（mgcosθ-Bqv）-μ（mg-Bqv′）SBD″=0     ③ 比较①③两式可得：SBD″＞SBD，所以D″点一定在D点右侧，故C正确，D错误；故选C．‎ 点睛：本题考查运用动能定理处理问题的能力，也可以应用等效的思维方法进行选择：加电场时相当于物体的重力增加，而物体在水平面滑行的距离与重力无关．‎ ‎5. 在静电场中，一个电子由a点移到b点时电场力做的功为5eV，则下列说法中正确的是 A. 电子的电势能增加5eV B. 电子的电势能减少5J C. 电场强度的方向一定由b沿直线指向a D. a、b两点间的电势差Uab=-5V ‎【答案】D ‎【解析】一个电子由a点移到b点时电场力做功为5eV，电子的电势能减少5eV．故AB错误；由题，电子由a点移到b点，电场力做功5eV，电子的受到的电场力的方向不一定在ab直线上，电场强度的方向不一定由b指向a．故C错误；a、b两点电势差．故D正确．故选D．‎ 点睛：在应用公式U＝W/q解题时，U、W、q都要代入符号求解，还要注意电荷移动的方向和电势差的顺序． ‎ ‎6. 一矩形线圈abcd位于一随时间变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面向里，如图甲所示，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，以I表示线圈中的感应电流（以顺时针方向为电流的正方向），则下列选项中能正确表示线圈中电流I随时间t变化规律的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：感应定律和欧姆定律得，所以线圈中的感应电流决定于磁感应强度B随t的变化率．由图2可知，0～1时间内，B增大，增大，感应磁场与原磁场方向相反（感应磁场的磁感应强度的方向向外），由右手定则感应电流是逆时针的，因而是负值．所以可判断0～1为负的恒值；1～2为正的恒值；2～3为零；3～4为负的恒值；4～5为零；5～6为正的恒值，故C正确，ABD错误。‎ 考点：法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律 ‎【名师点睛】此类问题不必非要求得电动势的大小，应根据楞次定律判断电路中电流的方向，结合电动势的变化情况即可得出正确结果。‎ 视频 ‎7. 图示是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路，则增大电容器两极板距离的过程中 A. 电容器电容变大 B. 电阻R中没有电流 C. 电阻R中有从a流向b的电流 D. 电阻R中有从b流向b的电流 ‎【答案】C ‎【解析】由C=，当两板间距d增大时，电容C减小，由C=Q/U知，电容C减小，电压U不变，则电荷量Q减小，故电容器放电，A板带正电荷，B板带负电荷，故放电时通过电阻R的电流方向从a流向b．故C正确，ABD错误．故选C．‎ ‎8.‎ ‎ 英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会再空间激发感生电场，如图所示，一个半径为r的绝缘细圆环放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，环上套一带电荷量为+q的小球．已知磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是 A. 0 B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，故感应电动势为：；根据楞次定律，感应电动势的方向为顺时针方向；小球带正电，小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是：W=qU=πr2qk，故选D。‎ 考点：法拉第电磁感应定律；楞次定律 视频 ‎9. 如图甲所示，边长L=0.4m的正方形线框总电阻R=1Ω（在图中用等效电阻画出），方向垂直纸面向外的磁场充满整个线框平面，磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示，则下列说法中正确的是 A. 回路中电流方向沿逆时针方向 B. 线框所受安培力逐渐减小 C. 5s末回路中的电动势为0.08V D. 0-6s内回路中产生的电热为3.84×10-2J ‎【答案】CD ‎【解析】由楞次定律可判断出感应电流的方向为顺时针方向，故A错误；由图象可知，磁通量变化率是恒定的，根据法拉第电磁感应定律，则有感应电动势一定，依据闭合电路欧姆定律，则感应电流大小也是一定的，再依据安培力表达式F=BIL，安培力大小与磁感强度成正比，故B错误；根据感应电动势：，故C正确；根据闭合电路欧姆定律，则有感应电流为：；再根据焦耳定律，那么在0～6s内线圈产生的焦耳热：Q=I2Rt=0.082×1×6=3.84×10-2J，故D正确；故选CD．‎ 点睛：本题是法拉第电磁感应定律、欧姆定律、焦耳定律和楞次定律等知识的综合应用，这些都是电磁感应现象遵守的基本规律，要熟练掌握，并能正确应用．‎ ‎10. 在方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里，如图所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中 A. b、d两点的磁感应强度大小相等 B. a、b两点的磁感应强度大小相等 C. c点的磁感应强度的值最大 D. a点的磁感应强度的值最大 ‎【答案】AD ‎【解析】用右手螺旋定则判断通电直导线在abcd四个点上所产生的磁场方向，如图所示：‎ ‎ a点有向上的磁场，还有电流产生的向上的磁场，电流产生的磁感应强度和原磁感应强度方向相同，叠加变大．b点有向上的磁场，还有电流产生的水平向左的磁场，磁感应强度叠加变大，方向向左上．c点电流产生的磁感应强度和原磁感应强度方向相反，叠加变小．d点有向上的磁场，还有电流产生的水平向右的磁场，叠加后磁感应强度的方向向右上．d点与b点叠加后的磁场大小相等，但是方向不同．a、b两点的磁感应强度大小不相等；a点的磁感应强度的值最大，c点最小；选项BC错误，选项AD正确．故选AD．‎ ‎11.‎ ‎ 速度相同的一束粒子（不计重力）经过速度选择器后射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是 A. 该束带电粒子带负电 B. 速度选择器的P1极板带负电 C. 能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于E/B D. 若粒子在磁场中运动半径越大，则该粒子的比荷越小 ‎【答案】CD ‎【解析】由图可知，带电粒子进入匀强磁场B2时向下偏转，所以粒子所受的洛伦兹力方向向下，根据左手定则判断得知该束粒子带正电。故A错误。在平行金属板中受到电场力和洛伦兹力两个作用而做匀速直线运动，由左手定则可知，洛伦兹力方向竖直向上，则电场力方向向下，粒子带正电，电场强度方向向下，所以速度选择器的P1极板带正电。故B错误。粒子能通过狭缝，电场力与洛伦兹力平衡，则有：qvB1=qE，解得：v=．故C正确。粒子进入匀强磁场B2中受到洛伦兹力而做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：qvB=m，解得：r=．可见，由于v是一定的，B不变，半径r越大，则越小。故D正确。故选CD.‎ 点睛：本题关键要理解速度选择器的原理：电场力与洛伦兹力，粒子的速度一定。明确粒子在磁场中偏转时，由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律则可得到半径。‎ ‎12. 如图所示，在一矩形区域内，不加磁场时，不计重力的带电粒子以某初速度垂直左边界射入，穿过此区域的时间为t，若加上磁感应强度为B、垂直纸面向外的匀强磁场，带电粒子仍以原来的初速度入射，粒子飞出磁场时偏离原方向60°，利用以上数据可求出下列物理量中的 A. 带电粒子的比荷 B. 带电粒子在磁场中运动的周期 C. 带电粒子的初速度 D. 带电粒子在磁场中运动的半径 ‎【答案】AB ‎【解析】试题分析：这种由已知量，来确定可以求那些量的题目，要从给定情形中的已知量涉及的公式，来进行尝试变化，组合．最终能消掉公式中未知量的，就是可以求出的量．而在尝试变化，组合之后仍不能消掉的，即为求不出来的．‎ 解：‎ 由带电粒子在磁场中运动的偏转角可知，带电粒子运动轨迹所对的圆心角为60°，由几何关系得磁场宽度d=rsin60°=sin60°，又由未加磁场时有d=vt，所以可求得比荷，故A正确 周期：可求出，故B正确 因初速度未知，无法求出CD，故C、D错误．‎ 故选AB ‎【点评】这种题目需要公式很熟练，且组合变化条理，才能得到哪些是可求的，哪些是不可求的．综合应用公式得能力要求比较高．‎ 二、实验填空题 ‎13. 在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按图甲接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系，然后按图乙将电流表与线圈B连成一个闭合电路，将线圈A、电源、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路，在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央）．在图乙中：（以下均填“向左”或“向右”或“不”）‎ ‎（1）S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针____________偏转．‎ ‎（2）线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表指针____________偏转．‎ ‎（3）线圈A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表指针____________偏转．‎ ‎【答案】 (1). 右； (2). 右； (3). 左 ‎【解析】在图甲中，闭合开关，电流从正接线柱流入电流表，电流表指针向左偏转，即电流从哪个接线柱流入，指针就向哪侧偏转；在图乙中，闭合开关后，由安培定则可知，线圈A中的电流产生的磁场，导致线圈B中的磁通量变化，从而产生感应电流，因此指针会偏转； （1）将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，穿过B的磁场向上，磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将右偏转； （2）螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向上，将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时，穿过B的磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将右偏转； （3）螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向上，突然切断开关S时，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将向左偏转。‎ 点睛：由安培定则判断出判断出线圈A产生的磁场方向，然后判断出穿过线圈B的磁通量如何变化，最后由楞次定律判断出感应电流的方向，确定电流表指针的偏转方向。‎ ‎14. 用甲图测量电源电动势E和内阻r除了图中所给的器材，还有一只多用电表可用，通过多用电表来测量电源的路段电压和电路的电流，完成下面的实验步骤：‎ ‎①断开开关S1、S2，把电阻箱的阻值调至最________（填“大”或“小”）；‎ ‎②多用电表接a、b，选择直流电压5V挡，闭合开关S1、S2，调节电阻箱的阻值，此时表盘指针指在如图乙的P位置，则读得U1=________V，断开开关S1、S2；‎ ‎③多用电表改接c、d，选择直流电流500mA挡，保持电阻箱阻值不变，闭合开关________，此时表盘指针指在如图乙的Q位置，则读得I1=________A，断开开关；‎ ‎④用U1和I1列出计算电动势E和内阻r的表达式：________．‎ ‎【答案】 (1). （1）①大； (2). （2）②1.20~1.28； (3). （3）； (4).‎ ‎ 0.350~0.358 (5). （4）‎ ‎【解析】试题分析：①为保护电路，在开关闭合前，电阻箱阻值调到最大；②由图知测量电压为1 25V；③闭合开关S1，电表读数为0 355A；④由题意知测量值U1为电路的路端电压，I1为干路电流，所以根据闭合电路的欧姆定律：E=U1+I1r 考点：本题考查多用电表的读数 三、计算题 ‎15. 如图所示，放在马蹄形磁铁两极之间的导体棒ab，当通有自b到a的电流时，导体棒受到方向向右、大小F=1N的磁场力的作用，已知导体棒在马蹄形磁铁内部的长度L=5cm，通过导体棒的电流大小I=10A，求：‎ ‎（1）导体棒中的电流在其正右侧位置所形成的磁场的磁场方向；‎ ‎（2）马蹄形磁铁中导体棒所在位置的磁感应强度B的大小；‎ ‎【答案】（1）磁场方向竖直向上（2）2T ‎【解析】（1）由安培定则可知，导体棒中的电流在其正右侧所形成的磁场方向竖直向上．‎ ‎（2）由公式F＝ILB，可知 解得：B＝2T ‎16. 如图所示，一带电液滴的质量为m、电荷量为-q（q>0），在竖直向下的匀强电场中刚好与水平面成30°角以速度向上做匀速直线运动，重力加速度为g ‎（1）求匀强电场的电场强度的大小；‎ ‎（2）若电场方向改为垂直速度方向斜向下，仍要使液滴做直线运动，电场强度为多大？液滴前进多少距离后可返回？‎ ‎【答案】（1）（2） ‎ ‎【解析】（1）因为液滴处于平衡状态，所以有Eq＝mg 解得：‎ ‎（2）电场方向改变，液滴受力分析如图所示．‎ 解得：‎ 液滴在运动方向的反方向上的合力F＝mgsin30°‎ 做减速运动的加速度大小 液滴可前进的距离 ‎17. 如图所示，匀强磁场宽L=m，磁感应强度大小B=1.67×10-3T，方向垂直纸面向里，一质子以水平上的v=6×105m/s垂直磁场边界从小孔C射入磁场，打到照相底片上的A点，已知质子的质量m=1.67×10-27kg，带电荷量e=1.6×10-19C，不计质子的重力，求：‎ ‎（1）质子在磁场中运动的轨迹半径r；‎ ‎（2）A点距入射线方向上的O点的距离H；‎ ‎（3）质子从C孔射入到A点所需的时间。‎ ‎【答案】（1）r=1m（2）H=0.5m（3）‎ ‎【解析】（1）质子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，有 即：‎ 解得：r＝1m ‎（2）设圆弧对应的圆心角为q，则由几何关系可知：‎ ‎ ‎ H＝r（1－cosq）‎ 解得：q＝60°，H＝0.5m ‎（3）质子在磁场中转动的角度q＝60°，则运动的时间为：‎ 而：‎ 解得： （或6.54×10－6s）．‎ 点睛：带电粒子仅在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，洛伦兹力只改变速度的方向不改变速度的大小，洛伦兹力对粒子也不做功．同时运动圆弧对应的圆心落在入射点与出射点连线的中垂线上．最后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．‎ ‎18. 在一范围足够大、方向竖直向下、磁感应强度大小B=0.2T的匀强磁场中，有一水平放置的光滑导体框架，其宽度L=0.4m，如图所示，框架上放置一质量m=0.5kg，电阻R=1Ω的金属杆cd，框架的电阻不计，若cd杆在水平外力的作用下以加速度a=2m/s2由静止开始向右做匀变速直线运动，求：‎ ‎（1）前5s内金属杆的平均感应电动势；‎ ‎（2）第5s末回路中的电流；‎ ‎（3）第5s末作用在cd杆上的水平外力大小。‎ ‎【答案】（1）0.4V（2）0.8A（3）1.064N ‎【解析】（1）5s内cd杆的位移：‎ ‎5s内cd杆的平均速度 故平均感应电动势 ‎（2）第5s末金属杆的速度v＝at＝10m/s 此时感应电动势E＝BLv 则回路中电流 ‎（3）杆匀加速运动，则F-F安＝ma 即：F＝BIL＋ma＝1.064N ‎ ‎