【物理】四川省成都市双流中学2019-2020学年高二下学期3月月考试题（解析版）

【物理】四川省成都市双流中学2019-2020学年高二下学期3月月考试题（解析版）

双流中学 2019-2020 学年下期高 2018 级 3 月考试 物理试题 一、选择题：满分42分。本题共12小题。在每小题给出的四个选项中，第1-6题每小题3分，且只有一项符合题目要求，第7-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。‎ ‎1.静电现象在自然界中普遍存在，下列不属于静电现象的是（　　）‎ A. 冬天睡觉脱毛衫时，常常会听到噼里啪啦的响声 B. 梳过头发的塑料梳子会吸起纸屑 C. 将闭合小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流 D. 将一绝缘枕形导体靠近带电小球时，枕形导体两端出现等量异种电荷 ‎【答案】C ‎【解析】A．睡觉脱毛衫时衣服与头发摩擦会产生静电，常常会听到噼里啪啦的响声，是静电现象，选项A不符合题意。‎ B．梳子与头发摩擦会产生静电，吸起纸屑，是静电现象，选项A不符合题意。‎ C．线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流属于电磁感应现象，不属于静电现象，选项C符合题意。‎ D．将一绝缘枕形导体靠近带电小球时，枕形导体两端出现等量异种电荷，也是静电现象，选项D不符合题意。故选C。‎ ‎2.下列说法正确的是（　　）‎ A. 由场强定义式E=可知，某电场的场强E与q成反比，与F成正比 B. 电阻率是反映材料的导电性能的物理量 C. 由R=可知，导体两端的电压越大，导体的电阻越大 D. 摩擦起电的过程就是电荷的创造过程 ‎【答案】B ‎【解析】A．电场强度的定义式E=F/q可知，电场强度由电场本身决定，与有无检验电荷无关，故A错误。‎ B．电阻率是反映材料导电性能的物理量，电阻率越大导电性能越弱，故B正确。‎ C．导体的电阻为导体本身的性质，与两端的电压和电流无关，故C错误。‎ D．电荷不能凭空产生，摩擦起电只是电荷的移动，故D错误。故选B。‎ ‎3.一带正电的小球A，带电荷量为+Q，在它左侧用丝线悬挂带电量为+q的小球B，如图所示，下列说法正确的是（　　）‎ A. 若小球A向右平移一小段距离，则稳定后丝线与竖直方向的夹角减小 B. 小球A对小球B的库仑力比小球B对小球A的库仑力大 C. 若增加小球A的带电量，则稳定后丝线与竖直方向夹角不变 D. 若使小球A带电荷量为﹣Q，则稳定后丝线与竖直方向夹角不变 ‎【答案】A ‎【解析】A．根据共点力平衡得，小球受到的库仑力F=k=mgtanθ，若小球A向右平移一小段距离，r增大，小球受到A的库仑力F越小，丝线与竖直方向夹角θ越小，故A正确。‎ B．根据牛顿第三定律，A球对小球B库仑力与小球B对A球的库仑力是一对作用力和反作用力，大小总是相等的，故B错误。‎ C．若增加A球带电量，根据共点力平衡得，小球受到的电场力F=k=mgtanθ，则各丝线与竖直方向夹角增大，故C错误。‎ D．保持各小球带电情况不变，若使A球带﹣Q，则小球受到库仑引力，向右偏转，与A球的距离减小，库仑力都增大，则丝线与竖直方向夹角将增大，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎4.两定值电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示，把两电阻串联后接入电路时，R1、R2的电功率分别为P1、P2．把两电阻并联后接入电路时，R1、R2的电功率分别为P'1、P'2．则（　　）‎ A. R1=，，P1：P2=1：3 B. R1：R2=1：3，P1：P2=1：3‎ C. R1：R2=3：1，P1′：P2′=3：1 D. R1=，R2=，P1′：P2′=3：1‎ ‎【答案】B ‎【解析】I﹣U图象的斜率的倒数表示电阻的阻值，所以两电阻的阻值之比为 把两电阻串联后接入电路，通过它们的电流相等，根据P=I2R得：；‎ 当把两电阻并联接入电路中时，加在它们两端的电压相等，根据得 ‎．‎ A．R1=，，P1：P2=1：3，与结论不相符，选项A错误；‎ B．R1：R2=1：3，P1：P2=1：3，与结论相符，选项B正确；‎ C．R1：R2=3：1，P1′：P2′=3：1，与结论不相符，选项C错误；‎ D．R1=，R2=，P1′：P2′=3：1，与结论不相符，选项D错误；故选B。‎ ‎5.一带电粒子只在电场力的作用下沿图中曲线MN穿过一匀强电场，a、b、c为该电场的等势面，各个等势面的电势关系为，则（　　）‎ A. 粒子带负电 B. 从M到N粒子的动能减小 C. 从M到N粒子的电势能增加 D. 粒子从M到N运动过程中的动能与电势能之和保持不变 ‎【答案】D ‎【解析】A．由运动轨迹可知电场力方向竖直向上，由电势的高低可知电场线方向竖直向上，则电性为正，故A错误。‎ ‎ BCD．粒子由M到N电场力做正功，则动能增加，电势能减小，由于不计重力，根据能量守恒定律知：动能与电势能之和不变。故BC错误，D正确。故选D。‎ ‎6.如图所示，一带电粒子以水平速度v0（v0＜）先后进入方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域，已知电场方向竖直向下，两个区域的宽度相同且紧邻在一起，在带电粒子穿过电场和磁场的过程中，（其所受重力忽略不计），电场和磁场对粒子所做的功为W1；若把电场和磁场正交重叠，如图所示，粒子仍以初速度v0穿过重叠场区，在带电粒子穿过电场和磁场的过程中，电场和磁场对粒子所做的总功为W2，比较W1和W2，则（　　）‎ A. 一定是W1＞W2 B. 一定是W1=W2‎ C. 一定是W1＜W2 D. 可能是W1＜W2，也可能是W1＞W2‎ ‎【答案】A ‎【解析】不论带电粒子带何种电荷，粒子穿过重叠场区时，电场力的方向与洛伦兹力的方向的夹角大于90°，所以带电粒子在电场中的偏转位移比重叠时的偏转位移大，所以不论粒子带何种电性，甲中带电粒子在电场中偏转位移一定大于乙中的偏转位移，而洛伦兹力对带电粒子不做功，只有电场力做功，所以一定是W1＞W2。‎ A．一定是W1＞W2，与结论相符，选项A正确；‎ B．一定是W1=W2，与结论不相符，选项B错误；‎ C．一定是W1＜W2，与结论不相符，选项C错误；‎ D．可能是W1＜W2，也可能是W1＞W2，与结论不相符，选项D错误；故选A。‎ ‎7.一小型发电机产生的电动势随时间变化的规律如图甲所示，已知发电机线圈内阻为1.0 Ω，外接一个电压表和一个电阻为10 Ω的灯泡，如图乙所示．下列说法正确的是(　 　)‎ A. 产生的交变电流的频率为5 Hz B. 通过灯泡的电流为2.2 A C. 电压表读数20 V D. 灯泡的实际功率为40 W ‎【答案】CD ‎【解析】由图可知T=0.02s，则频率f=1/T=50Hz，选项A错误；电动势有效值为，可知通过灯泡的电流为，选项B错误；电压表读数，选项C正确；灯泡的实际功率：P=IU=40W；选项D正确；故选CD.‎ ‎8.如图所示，A、B两灯相同，L是带铁芯的电阻可不计的线圈，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 开关K合上瞬间，A、B两灯同时亮起来 B. K合上稳定后，A、B同时亮着 C. K断开瞬间，A、B同时熄灭 D. K断开瞬间，B立即熄灭，A过一会儿再熄灭 ‎【答案】AD ‎【解析】当把开关闭合时，线圈产生自感电动势，在线圈和A的两端会分担电压，A会亮起来，B的电流等于A和线圈电流之和，B也会亮起来．所以A选项正确．开关闭合等电路稳定后，由于线圈不再产生自感，而且线圈没有电阻，仅相当于导线，所以A被短路,A灯不亮B灯亮．所以B选项错误．开关断开的瞬间，线圈产生自感，并且与A形成闭合回路，所以A灯会重新亮一会在熄灭，而B灯马上熄灭，所以C选项错误D选项正确．答案选AD．‎ ‎9.在如图所示的下列四种情况中，能产生感应电流的有（　　）‎ A. 闭合线圈沿磁场方向向上运动 B. 铜盘在两磁极间转动 C. 闭合电路中ab杆在磁场中向右运动 D. 条形磁铁静止在线圈上方 ‎【答案】BC ‎【解析】A．保持线圈平面始终与磁感线垂直，闭合线圈在磁场中沿磁场方向向上运动，运动方向平行于磁场，磁通量不变，无感应电流，故A错误。‎ B．铜盘在两磁极间转动时，在磁场中的那一部分的铜盘相对于闭合电路的一部分在切割磁感线，所以有感应电流，故B正确。‎ C．闭合电路中ab杆在磁场中向右运动，闭合回路的磁通量发生变化，有感应电流，故C正确。‎ D．条形磁铁静止在线圈上方，穿过线框的磁通量不变，不能产生感应电流，故D错误。‎ 故选BC。‎ ‎10.如图所示，质量为m的环带+q电荷，套在足够长的绝缘杆上，动摩擦因数为µ，杆处于正交的匀强电场和匀强磁场中，杆与水平电场夹角为θ，若环能从静止开始下滑，则以下说法正确的是( )‎ A. 环在下滑过程中，加速度不断减小，最后为零 B. 环在下滑过程中，加速度先增大后减小，最后为零 C. 环在下滑过程中，速度不断增大，最后匀速 D. 环在下滑过程中，速度先增大后减小，最后为零 ‎【答案】BC ‎【解析】对环受力分如图 正电荷所受电场力与电场同向，洛伦兹力与速度方向垂直，方向如图．初始速度0.杆的弹力垂直杆向上，受到滑动摩擦力沿杆向上,且合力方向沿杆向下开始向下加速．随着速度增大，洛伦兹力增大，弹力减小，摩擦力减小，向下的加速度增大，当时，摩擦力等于0，加速度最大 ，此后速度继续增大，弹力变为垂直杆向下，随速度增大弹力增大摩擦力增大，加速度开始减小，知道加速度减小到0速度达到最大 ．即环在下滑过程中加速度先增大后减小到0，答案B对．整个过程加速度一直向下，因此速度一直增大，最后匀速答案C对．‎ ‎11.如图所示，有一带电液滴静止于电容器两极板间，电源内阻r不可忽略，现闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向b端移动少许，稳定后二个小灯泡仍能发光，则下列说法中正确的是（　　）‎ A. 小灯泡L1变亮，L2变暗 B. 液滴带负电，将竖直向下运动 C. 液滴带正电，将竖直向上运动 D. 电流表中始终存在从左至右的电流 ‎【答案】AB ‎【解析】A．变阻器的滑片向b端移动少许，变阻器接入电路的电阻减小，根据“串反并同”，灯泡L1与变阻器串联，灯泡L2与变阻器并联，所以灯泡L1变亮，L2变暗，故A正确；‎ B．由电路图可知，电容器上极板与电源正极相连，所以上极板带正电，带电液滴能够静止，则受电场力方向向上，故液滴带负电。滑片向下滑动，电容器两板间电压降低，则板间场强变小，液滴受电场力变小，则液滴受合力方向向下，将向下运动，故B正确。‎ C．由上面B的分析可知，C错误；‎ D．在移动滑片过程中，电容器两端电压降低，电容器带电荷量减少，电容器应该放电，所以电流表中存在自右向左的电流，故D错误。故选AB。‎ ‎12.如图所示，在x＞0，y＞0的真空中有方向垂直于xoy平面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B．现有一质量为m、电荷量大小为q的带电粒子，从x轴上的某点P沿着与x轴成30°角的方向以任意大小的速度v射入磁场。不计粒子重力，则下列说法中正确的是（　　）‎ A. 只要粒子的速度大小合适，粒子就可能通过坐标原点 B. 粒子在磁场中运动所经历时间可能为 C. 粒子在磁场中运动所经历的时间可能为 D. 粒子在磁场中运动所经历的时间可能为 ‎【答案】CD ‎【解析】A．如果粒子要从O点射出，则其运动轨迹如图所示，‎ ‎，‎ 从轨迹上看出粒子还未到达O点时已经从y轴射出磁场，故粒子不可能从O点射出磁场，故A错误。‎ BCD．如果粒子带负电，则粒子的运动轨迹如图所示：‎ ‎，‎ 根据几何知识可知，其轨迹所对的圆心角为：∠1=60°，‎ 所以粒子的运动时间为：‎ 当粒子带正电且从x轴射出磁场，其运动轨迹如图所示：‎ ‎，‎ 根据几何知识可知其圆心角为：∠2=300°，‎ 所以粒子在磁场中做圆周运动的时间为：‎ 如粒子带正电，且从y轴射出，其从y轴射出时的时间最大时，其轨迹刚好和y轴相切，轨迹如图所示：‎ ‎，‎ 根据几何知识可知，其圆心角为：∠3=240°，‎ 所以其运动的时间为：‎ 所以粒子从y轴射出时，其时间满足 综上可知，粒子在磁场中运动的时间为，以及 ，故B错误，CD正确。故选CD。‎ 第Ⅱ卷（选择题，满分58分）‎ 二、实验题（共16分）‎ ‎13.如图所示，用该实验研究闭合电路的欧姆定律，开关闭合前滑动变阻器R的滑片滑到_______（填“左侧”或“右侧”），根据实验测得的几组I、U数据作出图象如图所示，由图象可确定：该电源的电动势为_______V，电源的内电阻为_______Ω（结果保留到小数点后两位），所得内阻的测量值与真实值相比_______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。‎ ‎【答案】 (1). 左侧 (2). 1.40 (3). 0.57 (4). 偏小 ‎【解析】[1]由题中的电路图可知，滑动变阻器是限流接法，开关闭合前要求电路中电流最小，所以滑动变阻器的阻值应是最大，即将滑片滑到左侧。‎ ‎[2][3]由题意可知，本实验是伏安法测电源的电动势和内阻，由闭合电路欧姆定律可得 ‎ 即 所以图象与纵轴的截距为电源的电动势，斜率的绝对值为内阻，则 ‎[4]本实验的误差来源于电压表的分流，所以 即内阻的测量值比真实值偏小。‎ ‎14.二极管（LED）是一种节能、环保的元器件，被广泛应用到显示器、照明等各领域。某兴趣小组为探究工作电压是“1.4~4V”最大正向直流电源是“5~20mA”的LED管的曲线，设计了如图①所示的实验电路。实验室备有以下器材：‎ 电流表：量程0~50mA，内阻约为50Ω；‎ 电流表：量程0~200mA，内阻约为10Ω；‎ 电压表V：量程0~5V，内阻约为10kΩ；‎ 滑动变阻器R1：阻值范围0~15Ω，允许最大电流1A；‎ 滑动变阻器R2：阻值范围0~1kΩ，允许最大电流100mA；‎ 直流电源E：输出电压6V，内阻不计，开关（S）、导线若干。‎ ‎(1)为了提高实验结果的准确性，电流表应选择_______；滑动变阻器应选用_______（以上填器材代号）；‎ ‎(2)实验小组根据实验得到数据描点绘出如图②所示I－U图象。发光二极管（LED）的效率η与通过二极管的电流I的关系曲线如图③所示。其中发光二极管的效率η是指辐射的全部光功率P与供给发光二极管的电功率比值。则发光二极管效率达最大时其电阻＝_______Ω，辐射的光功率_______W。（保留3位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). (2). 267 0.00576‎ ‎【解析】(1)[1][2]由图可知，测量的电流值没有超过20mA；故只能选用A1进行测量；因本实验采用分压接法，则滑动变阻器应选择小电阻；故选R1。‎ ‎(2)[3]由图③可知，当效率达最大时，电流为6mA，由图②可知，电压为1.6V，则电阻 此时效率为60%；‎ ‎[4]功率 光功率 三、计算题（共42分）解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。‎ ‎15.有一个表头，其满偏电流Ig=1mA，内阻Rg=500Ω．求：‎ ‎（1）如何将该表头改装成量程U=3V的电压表？‎ ‎（2）如何将该表头改装成量程I=0.6A的电流表？‎ ‎【答案】（1）与表头串联一个2500Ω的分压电阻，并将表头的刻度盘按设计的量程进行刻度。‎ ‎（2）与表头并联一个0.83Ω的分流电阻，并将表头的刻度盘按设计的量程进行刻度。‎ ‎【解析】（1）电压表满偏时，由欧姆定律公式可知：U=Ig（R+Rg）‎ 解得：R=2500Ω 即与表头串联一个2500Ω的分压电阻，并将表头的刻度盘按设计的量程进行刻度。‎ ‎（2）电流表满偏时，由欧姆定律公式可知：IgRg=（I﹣Ig）r 解得：R≈0.83Ω 即与表头并联一个0.83Ω的分流电阻，并将表头的刻度盘按设计的量程进行刻度。‎ ‎16.如图甲所示，足够长光滑U形导轨处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，其宽度L ‎ ‎=1m，所在平面与水平面的夹角为=53o，上端连接一个阻值为R=0.40Ω的电阻．今有一质量为m=0.05kg、有效电阻为r=0.30Ω的金属杆ab沿框架由静止下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，其沿着导轨的下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图象中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，g=10m/s2（忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响），试求：‎ ‎（1）磁感应强度B的大小；‎ ‎（2）金属杆ab在开始运动的1.5s内，，通过电阻R的电荷量；‎ ‎（3）金属棒ab在开始运动的1.5s内，电阻R上产生的热量。‎ ‎【答案】（1）0.2T；（2）2C；（3）0.9J ‎【解析】（1）由图象得s时金属棒的速度为m/s 金属棒匀速运动处于平衡状态，由平衡条件得 代入数据解得T ‎（2）电荷量 代入数据解得 ‎（3）设电路中产生的总焦耳热为Q，根据能量守恒定律得 代入数据解得J 电阻产生的热量 解得J ‎17.如图所示，A、B是位于竖直平面内、半径R=0.5m的圆弧形的光滑绝缘轨道，其下端点B与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度E=1×104N/C.今有一质量为m=0.1kg、带电荷量＋q=7.5×10－5C的小滑块(可视为质点)从A点由静止释放．若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.05，取g=10m/s2，求：‎ ‎ ‎ ‎（1）小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点B时对B点的压力．‎ ‎（2）小滑块在水平轨道上通过的总路程．‎ ‎（3）判定小滑块最终能否停止运动，如能：计算其最终位置予以表述；如不能：定性判定其最终运动状态．（可能用到的三角函数：tan37°=0.75）‎ ‎【答案】（1）1.5N（2）2.5m（3）滑块将以与和圆心与竖直平面的夹角为37°的一点为中心来回做往复运动 ‎【解析】‎ ‎(1)、设滑块在B点速度为v，对滑块从A到B的过程应用动能定理 ‎ 设滑块在B点对B点压力为F，轨道对滑块支持力为F′，由牛顿第三定律得，两力大小满足 对滑块由牛顿第二定律得 得 由牛顿第三定律可知压力为1.5N；‎ ‎(2)、由于滑块在水平面上的滑动摩擦力 故滑块最终将会不会静止在水平轨道上；又由于圆弧轨道是光滑的，滑块在圆弧轨道上也不会静止；当滑块到达B的速度恰好等于0时，滑块在水平面内的路程最大：‎ 设滑块在水平轨道上通过的总路程为s，对全程应用动能定理得 得 ‎ (3)、由(2)的分析可得，滑块在水平轨道和圆弧轨道上都不会静止，滑块将以某一点为中心来回做往复运动；设其平衡位置和圆心与竖直平面的夹角为θ，则 所以θ=37°‎ 即：滑块将以与和圆心与竖直平面的夹角为37°的一点为中心来回做往复运动．‎ ‎18.如图所示，在平面坐标系xoy内，第Ⅱ、Ⅲ象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，第Ⅰ、Ⅳ 象限内存在半径为L的圆形边界匀强磁场，磁场圆心在M(L，0)点，磁场方向垂直于坐标平面向外．带电量为q、质量为m的一带正电的粒子（不计重力）从Q( - 2L，-L)点以速度υ0沿x轴正方向射出，恰好从坐标原点O进入磁场，从P(2L，0)点射出磁场．求：‎ ‎（1）电场强度E的大小；‎ ‎（2）磁感应强度B的大小；‎ ‎（2）粒子在磁场与电场中运动时间之比．‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】（1）设粒子的质量和所带正电荷分别为m和q，粒子在电场中运动，由平抛运动规律及牛顿运动定律得 联立得 ‎（2）设粒子到达O点得速度与水平方向得夹角，粒子到达O点沿+y方向得分速度； 粒子在磁场中的速度为 由 由几何关系得 解得 ‎（3）在磁场中运动时间 联立粒子在磁场中运动时间为 得