【物理】黑龙江省哈尔滨市尚志市尚志中学2019-2020学年高二上学期第三次月考试题（解析版）

【物理】黑龙江省哈尔滨市尚志市尚志中学2019-2020学年高二上学期第三次月考试题（解析版）

哈尔滨市尚志中学2019-2020学年高二上学期 第三次月考物理考题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。1-7题为单选，8-12题为多选。）‎ ‎1.丹麦物理学家奥斯特用实验证明了 A. 电荷周围存在磁扬 B. 电流周围存在磁场 C. 电流在磁场中受到力的作用 D. 运动电荷在磁场中受到力的作用 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】丹麦物理学家奥斯特用实验证明了电流周围存在磁场，B对；‎ ‎2.如图所示，两个相同的绝缘细圆环带有等量正电荷，电荷在圆环上的分布是均匀的，两圆环相隔一定距离同轴平行固定放置，B、D分别为两环圆心，C为BD中点．一带负电的粒子从很远处沿轴线向下依次穿过两环，若粒子只受电场力作用，则在粒子运动过程中下列说法正确的是 ‎ A. 粒子经过B点时加速度为零 B. 粒子经过B点和C点时动能相等 C. 粒子从A到C的过程中，电势能一直增大 D. 粒子从B到D的过程中，电场力做的总功为0‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意可知两个相同的绝缘细圆环带有等量正电荷，电荷在圆环上的分布是均匀的，所以两个圆环产生的电场关于C点是对称的，结合矢量合成的方法可得，C点的合场强为零．结合矢量合成的方法可得，C点以上场强的方向向上，C 点以下场强的方向向下，所以带负电的粒子在B点受到的电场力的方向向下，加速度不为零，故A错误；由于两个圆环产生的电场关于C点是对称的，所以粒子从B到C电场力做的功的绝对值与粒子从C到D粒子电场力做的功绝对值大小相等，总功等于零，所以粒子经过B点与经过D点时的动能相等，故D正确，B错误；粒子从A到C的过程中，受到的电场力的方向向下，电场力做正功，电势能一直减小，故C错误．所以D正确，ABC错误．‎ ‎3. 关于磁通量，下列说法正确的是（ ）‎ A. 穿过某个面的磁通量为零，该处的磁感应强度也为零 B. 穿过某一平面的磁通量越大，该处的磁感应强度也越大 C. 面积越大，通过这个面的磁通量就越大 D. 当平面跟磁场方向平行时，穿过这个平面的磁通量必为零 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：穿过某个面的磁通量为零，此处磁感应强度不一定为零，可能此平面与磁感线平行，故A错误；‎ 磁通量的大小除与磁感应强度有关，还与线圈的面积有关．故B错误；磁通量的大小除与磁感应强度有关，还与线圈的面积、线圈与磁感应强度之间的夹角有关，面积越大，通过这个面的磁通量不一定越大，故C错误；当平面跟磁场方向平行时，穿过这个平面的磁通量必为零．故D正确．故选D．‎ 考点：磁通量 ‎4.如图所示电路，是电流表，，是两个可变电阻，调节可变电阻，可以改变电流表示数．当、间的电压为6时，电流表的指针刚好偏转到最大刻度．将、间的电压改为5时，若要电流表的指针刚好偏转到最大刻度，下列方法中可行的是．‎ A. 保持不变，增大 B. 增大，减小 C. 减小，增大 D. 保持不变，减小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．保持R1不变，增大R2时，因这样R2两端的电压变大了，G的电压更小了，G的电流也更小了，选项A错误；‎ B．增大R1，同时减小R2时，R2的电压降低，R1电压变大，即G的电压变大，其电流变大，选项B正确；‎ C．减小R1，同时增大R2时，R2两端的电压变大了，G的电压小了，G的电流也小了，选项C错误；‎ D．保持R2不变，减小R1时，R2的电压变大，R1电压变小，即G的电压变小，其电流变小，选项D错误。‎ 故选B。‎ ‎5.如图所示，两光滑金属导轨倾斜放置，与水平面夹角为，导轨间距为. 一质量为的导体棒与导轨垂直放置，电源电动势恒定，不计导轨电阻. 当磁场竖直向上时，导体棒恰能静止，现磁场发生变化，方向沿顺时针旋转，最终水平向右，在磁场变化的过程中，导体棒始终静止. 则下列说法正确的是（ ）‎ A. 磁感应强度一直减小 B. 磁感应强度先变小后变大 C. 导体棒对导轨的压力变大 D. 磁感应强度最小值为 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 由图可知，当磁场方向顺时针旋转，由图可知安培力先变小后变大，电流恒定，则磁感应强度先变小后变大，安培力的最小值为Fmin=mgsin300=mg=BminIL，则磁感应强度最小为，B正确，AD错误；‎ 由图知N变小，C错误；故选B.‎ 点睛：此题实际上是平衡问题的动态分析，画出力的平行四边形，用图解法解答能够简单快捷.‎ ‎6.如图所示，把一重力不计的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以在空间自由运动，当导线通以图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看)( ) ‎ A. 顺时针方向转动，同时下降 B. 顺时针方向转动，同时上升 C. 逆时针方向转动，同时下降 D. 逆时针方向转动，同时上升 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】在导线两侧取两小段，左边一小段所受的安培力方向垂直纸面向外，右侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向里，从上往下看，知导线逆时针转动，当转动90°时，导线所受的安培力方向向下，所以导线的运动情况为，逆时针转动，同时下降。‎ A．顺时针方向转动，同时下降。故A不符合题意。‎ B．顺时针方向转动，同时上升。故B不符合题意。‎ C．逆时针方向转动，同时下降。故C符合题意。‎ D．逆时针方向转动，同时上升。故D不符合题意。‎ 故选C。‎ ‎7.如图，光滑绝缘圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c位于圆环最高点，ac连线与竖直方向成60°角，bc连线与竖直方向成30°角，三个小球均处于静止状态．下列说法正确的是 A. a、b、c小球带同种电荷 B. a、b小球带异种电荷 C. a、b小球电量之比 D. a、b小球电量之比为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB、对c分析，受到重力、环的支持力以及a与b的库仑力，其中重力与支持力的方向在竖直方向上，水平方向有a对c的库仑力的分力与b对c的库仑力的分力，由共点力平衡的条件可知，a与b对c的作用力都是吸引力，或都是排斥力，则a与b的电性必定是相同的；a与b带同种电荷，它们之间的库仑力是斥力，对a分析，a受到重力、环的支持力以及b、c对a的库仑力，重力的方向在竖直方向上，水平方向有支持力的向左的分力、b对a的库仑力向左的分力、c对a的库仑力的分力，若a要平衡，则c对a的库仑力沿水平方向的分力必须向右，所以c对a的作用力必须是吸引力，所以c与a的电性一定相反；即：a、b小球带同种电荷，b、c小球带异种电荷，故选项、B错误；‎ CD、设环的半径为R，三个小球的带电量分别为：、和，由几何关系可得， ，a与b对c的作用力都是吸引力，它们对c的作用力在水平方向的分力大小相等，则有，所以，故选项D正确，C错误；‎ 故选选项D．‎ ‎8.如图甲、图乙所示分别为定值电阻A和定值电阻B的曲线，则下列说法中正确的是( ) ‎ A. 由于曲线的斜率表示电阻的大小，则定值电阻A、B的阻值相等 B. 定值电阻A与定值电阻B的阻值之比为1:2‎ C. 如果在两电阻两端加相同的电压，流过两电阻的电流相同 D. 如果在两电阻两端加相同的电压，则相同时间内通过导体截面的电荷量之比为2:1‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 定值电阻图像的斜率即为电阻的阻值，通过图像可以求解电阻的大小，根据欧姆定律求解电流和电压值．‎ ‎【详解】AB．由欧姆定律可知：‎ A错误，B正确；‎ CD．由欧姆定律可知，两电阻两端加相同的电压时，流过两定值电阻的电流之比为2:1，又由公式可知，相同时间内通过导体截面的电荷量之比为2:1，C错误，D正确．‎ ‎【点睛】掌握图像斜率的物理意义和部分电路欧姆定律是解决本题的关键．‎ ‎9. 陶瓷传感器可以用于分析气体中酒精蒸气的含量，常用于检查酒后驾驶的人员．如果司机饮酒．血液中的酒精成分会扩散到呼出的气体中，呼出的气体喷吹传感器，传感器的电阻将随酒精蒸气浓度发生相应的变化，从而可以检测血液中的酒精含量 ．某种陶瓷气敏传感器的电导（即电阻的倒数）与气体中酒精蒸气浓度C的关系如图甲所示．现用其组成如图乙所示的检测电路（电池内阻为r，电流表内阻不计）．对此．以下说法正确的是( )‎ A. 此陶瓷气敏传感器的电阻与气体中酒精蒸气的浓度成正比 B. 气体中酒精蒸气的浓度越大，则电流表指针偏转的角度越大 C. 气体中酒精蒸气的浓度越大，则电池的路端电压越小，电阻R0两端的电压也越小 D. 电池用的时间长了，电动势降低，内阻变大，则会导致测得的酒精浓度偏低 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 试题分析：由图传感器的电阻与气体中酒精蒸汽的浓度成反比，故A错误；因为酒精蒸气的浓度C越大，电阻越小，电流越大，故B正确；酒精蒸气的浓度C越大，电阻越小，电流越大，路端电压越小，R电压越大，故C错误；若电池时间长了，电动势变小，内阻变大，则同样电流时，气敏传感器的电阻大，测量的C变小，故D正确．‎ 考点：电路中路端电压、电流的变化，欧姆定律的应用．‎ ‎10.如图所示，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场和匀强电场组成的速度选择器，然后通过平板S上的狭缝P进入另一匀强磁场（磁感应强度为B′），最终打在照相底片A1A2上，不计粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　）‎ A. 粒子带负电 B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C. 粒子打在照相底片A1A2上的位置越近P，粒子的比荷越大 D. 所有粒子在匀强磁场B中的运动时间都相等 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.带电粒子在磁场中向左偏转，根据左手定则，知该粒子带正电，故A项与题意不相符；‎ B.粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平衡，而粒子的电场力水平向右，那么洛伦兹力水平向左，粒子带正电，则磁场垂直纸面向外，故B项与题意相符；‎ C.经过速度选择器进入磁场B'粒子速度相等，根据 qvB＝m 可得 r 可知粒子打在AlA2上的位置越靠近P，则半径越小，粒子的比荷越大，故C项与题意相符；‎ D.所有打在AlA2上的粒子，在磁场B'中做匀速圆周运动，运动的时间等于t，粒子在磁场中运动的周期 T 则磁场中的运动时间 t 与带电粒子比荷有关，故D项与题意不相符．‎ ‎11.倾角为θ=53°的光滑绝缘斜面处在匀强电场和匀强磁场之中，电场的场强大小为E=10V/m、方向沿斜面向下，磁场的磁感应强度大小为B=5T、方向沿斜面水平向左。在离斜面底端距离为L=1m的点以初速度v0=10m/s沿斜面水平向右抛出一个带负电的小球，已知小球的质量为m=100g、电荷量为q=0.06C，斜面足够大，则 A. 小球将一直在斜面上运动 B. 小球在斜面上运动的时间为1s C. 小球在斜面上运动的位移大小为10m D. 小球在斜面上运动的位移大小为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．小球沿斜面向下做加速运动的加速度为 当小球离开斜面时沿斜面向下的速度要满足 其中vy=at 解得t=1s 选项A错误，B正确；‎ CD．小球沿斜面向下的位移 水平位移 ‎ 则小球在斜面上运动的位移大小为 选项C错误，D正确；故选BD.‎ ‎12.如图所示，在xOy平面内存在均匀、大小随时间周期性变化的磁场和电场，变化规律分别如图乙、丙所示(规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向、+y轴方向为电场强度的正方向)。在t=0时刻由原点O发射初速度大小为v0，方向沿+y轴方向的带负电粒子(不计重力)。其中已知且，粒子的比荷，x轴上有一点A，坐标为，则下列选择项正确的是 A. 带电粒子的位置坐标为 B. 带电粒子运动过程中偏离x轴的最大距离为 C. 带电粒子运动过程中偏离y轴的最大距离 D. 粒子经过经过A点 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在0～t0时间内，粒子做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力可得：‎ 得：‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 则在时间内转过的圆心角，所以在时，粒子的位置坐标为：（，），选项A正确；‎ BC．在t0～2t0时间内，粒子经电场加速后的速度为v，粒子的运动轨迹如图所示 ‎ 运动的位移：‎ ‎ ‎ 在2t0～3t0时间内粒子做匀速圆周运动，半径：‎ ‎ ‎ 故粒子偏离x轴的最大距离：‎ h＝x+r2＝，‎ 粒子以后做周期性运动，重复上述运动，则粒子偏离y轴无最大值；‎ 选项B正确，C错误； D．粒子在xOy平面内做周期性运动的运动周期为4t0 一个周期内向右运动的距离：‎ ‎ ‎ AO间的距离为：‎ 所以粒子运动至A点的时间为：‎ t=32t0‎ 选项D正确；故选ABD.‎ 二、实验题（共14分，每空2分）‎ ‎13.用螺旋测微器测金属棒直径为___________mm；用20分度游标卡尺测金属棒长度为________ cm．‎ ‎【答案】 (1). 6.124-6.126 (2). 10.230‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]．用螺旋测微器测金属棒直径为：6mm+0.01mm×12.5=6.125mm；‎ ‎[2]．用20分度游标卡尺测金属棒长度为：10.2cm+0.05mm×6=10.230cm．‎ ‎14.现有一节干电池（电动势约为1.5V，内阻约为0.30Ω），电压表V（量程为3V，内阻约3kΩ）；电流表A（量程为0.6A，内阻为0.70Ω），滑动变阻器R（10Ω，2A），电键一个及导线若干。‎ ‎（1）为了更准确地测出电源电动势和内阻，某组同学用右图所示电路测得多组电压和电流值，得到如图所示的U-I图线，由图可得该电源电动势E=_______V，内阻r=_______Ω。（结果均保留两位有效数字）‎ ‎（2）该组同学测得电源电动势_____，内阻_____。(填“>”“=”或“<”)。‎ ‎（3）某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，主要是由于电流表的分压作用 B．实验产生的系统误差，主要是由于电压表的分流作用 C．实验测出的内阻等于真实值 D．实验测出的电动势小于真实值 ‎【答案】 (1). 1.5 (2). 0.30 (3). = (4). ＞ (5). A ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1][2]．根据U=E-Ir以及图象可知，电源的电动势为：‎ E=1.5V 内阻为：‎ ‎；‎ 故 r=1.0-0.70=0.30Ω；‎ ‎（2）[3][4]．由于电流表内阻已知，若将电流表内阻等效为电源内阻，则电压表测量的是等效电源两端的电压，电流表测量的是通过等效电源的电流，则电动势的测量值等于真实值，内阻的测量值等于电源内阻与电流表内阻之和，则内阻测量值偏大；E测=E真，内阻r测>r真。‎ ‎（3）[5]．由（2）的分析可知；‎ AB．实验产生的系统误差，主要是由于电流表的分压作用，选项A正确，B错误；‎ C．实验测出的内阻大于真实值，选项C错误；‎ D．实验测出的电动势等于真实值，选项D错误；‎ 三、计算题（共三道计算题，其中15题11分，16题12分，17题15分。）‎ ‎15. 如右图所示，在方向竖直向下的匀强电场中，一个质量为m、带负电的小球从斜直轨道上的A点由静止滑下，小球通过半径为R的圆轨道顶端的B点时恰好不落下来．若轨道是光滑绝缘的，小球的重力是它所受的电场力2倍，试求：‎ ‎⑴A点在斜轨道上的高度h；‎ ‎⑵小球运动到最低点C时，圆轨道对小球的支持力．‎ ‎【答案】(1)R (2) 3mg ‎【解析】‎ 试题分析：由题意得：mg=2Eq 设小球到B点的最小速度为VB，则由牛顿第二定律可得：‎ mg-Eq=m；‎ 对AB过程由动能定理可得：‎ mg（h-2R）-Eq（h-2R）=mVB2；‎ 联立解得：h=R；‎ ‎（2）对AC过程由动能定理可得：‎ mgh-Eqh=mvc2；‎ 由牛顿第二定律可得：‎ F+Eq-mg=m 联立解得：F=3mg；由牛顿第三定律可得小球对轨道最低点的压力为3mg．‎ 考点：牛顿定律及动能定理．‎ ‎16.如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.4m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ ‎=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E=6V、内阻r=1Ω的直流电源．现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.75Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2．已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，求：‎ ‎（1）导体受到的安培力大小；‎ ‎（2）导体棒受到的摩擦力的大小和方向．‎ ‎（3）若感应强度的大小和方向可以改变，为了使导体静止在斜面上且对斜面无压力，此处磁场的磁感应强度B′的大小和方向．‎ ‎【答案】（1）0.32N（2）0.08 N 方向沿斜面向下（3）0.625T，方向水平向左 ‎【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小，并根据安培力的公式F=BIL求出安培力的大小；（2）导体棒受重力、支持力、安培力、摩擦力处于平衡，根据共点力平衡求出摩擦力的大小；（3）若导体棒静止在斜面上且对斜面没有压力，安培力的方向必须竖直向上，而且大小等于重力，并根据受力平衡来确定磁感应强度的大小和方向．‎ ‎【详解】（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：‎ 导体棒受到的安培力：‎ ‎（2）导体棒所受重力沿斜面向下的分力为：‎ 由于小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力 根据共点力平衡条件有：‎ 代入数据得：f=0.08N ‎（3）若导体棒静止在斜面上且对斜面没有压力，安培力的方向必须竖直向上，而且大小等于重力，即：‎ 解得：‎ 根据左手定则可以判定，磁场的方向水平向左．‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握闭合电路欧姆定律，安培力的大小公式，以及会利用共点力平衡去求未知力．‎ ‎17.如图甲所示，竖直面MN的左侧空间中存在竖直向上的匀强电场（上、下及左侧无边界）．一个质量为、电荷量为、可视为质点的带正电小球，以水平初速度沿PQ向右做直线运动．若小球刚经过D点时（t＝0），在电场所在空间叠加如图乙所示随时间周期性变化、垂直纸面向里的匀强磁场，使得小球再次通过D点时与PQ连线成60°角．已知D、Q间的距离为（＋1）L，t0小于小球在磁场中做圆周运动的周期，忽略磁场变化造成的影响，重力加速度为g，求 ‎（1）电场强度E的大小 ‎（2）t0与t1的比值 ‎（3）小球过D点后将做周期性运动， 则当小球运动的周期最大时，求出此时的磁感应强度的大小B0‎ 及运动的最大周期Tm ‎【答案】（1） （2） （3） ；‎ ‎【解析】（1）未加磁场时，小球做匀速运动，由受力平衡得 ‎（2）加上磁场后小球的运动情况如图所示：‎ 在 时间内，小球做匀速运动 ‎，‎ 在 时间内，小球做圆周运动，则 ‎ ‎，，‎ 解得 ‎（3）由几何关系知;‎ ‎，‎ 洛伦兹力提供的向心力 在此段时间内走过的总位移为 ‎，‎ 由运动学公式得：‎ 综上所述本题答案是：（1） （2） （3） ；‎ 点睛：本题考查了复合场的问题，对复合场中运动电荷运动分析，把复杂的运动拆解成几个分运动，使复杂问题简单化，做复合场的题，比较重要的是找正确的几何关系．‎