【物理】北京市顺义一中2019-2020学年高二上学期月考试题(解析版)

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【物理】北京市顺义一中2019-2020学年高二上学期月考试题(解析版)

高二物理练习题 一、选择题(在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的。)‎ ‎1.在下列物理量中,属于矢量的是(  )‎ A. 动量 B. 电势差 C. 电势能 D. 电压 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】动量是矢量,电势差、电势能、电压是标量,故A正确,BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎2.真空中有两个静止点电荷q1和q2,它们之间的距离若保持不变,而把它们的电荷量都变为原来的4倍,则这两个电荷间的静电力变为原来的(  )‎ A. 2倍 B. 4倍 C. 8倍 D. 16倍 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由库仑定律有 故D正确,ABC错误。‎ 故选D。‎ ‎3.图为描述某静电场电场线,a、b、c是同一条电场线上的三个点,其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec,关于Ea、Eb、Ec的比较,下列说法正确的是( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】电场线越密集则场强越大,a点最稀疏,c点最密集,可知;‎ A.,与结论不相符,选项A错误;‎ B.,与结论相符,选项B正确;‎ C.,与结论不相符,选项C错误;‎ D.,与结论不相符,选项D错误;‎ ‎4.在一段导体两端加上电压,已知在10s内通过此导体横截面的电荷量是‎8C,则通过这段导体的电流是(  )‎ A. ‎40A B. ‎0.8A C. ‎0.4A D. ‎‎14A ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】通过这段导体的电流 ‎ ‎ 故B正确,ACD错误 故选B。‎ ‎5.“电子伏特(符号:eV)”,属于下列哪一物理量的单位( )‎ A. 电荷量 B. 能量 C. 电流 D. 电压 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】电子伏特(符号:eV)是指一个电子被1V电压加速得到的能量,即电子伏特是能量的单位。故选B。‎ ‎6.用电流表和电压表测量电阻的电路如图所示,其中为待测电阻.电表内阻对测量结果的影响不能忽略,下列说法中正确的是( )‎ A. 电流表的示数小于通过Rx的电流 B. 电流表的示数大于通过Rx的电流 C. 电压表的示数小于Rx两端的电压 D. 电压表的示数大于Rx两端的电压 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电压表测量的是与其并联电路的电压值,电流表测量的是与之串联电路的电流值,据此分析问题同;‎ ‎【详解】A、由电路图可知,实验采用电流表外接法,电流表所测电流等于通过电阻的电流与通过电压表的电流之和,电流表的示数大于通过的电流,故A错误,B正确;‎ C、由电路图可知,电压表与待测电阻并联,测量待测电阻两端电压,电压表的示数等于两端的电压,故CD错误.‎ ‎7.某同学对四个电阻各进行了一次测量,把每个电阻两端的电压和通过它的电流在U-I坐标系中描点,得到了如图所示的a、b、c、d四个点,其中电阻值最小的是(  )‎ A. a点对应的电阻 B. b点对应的电阻 C. c点对应的电阻 D. d点对应的电阻 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】电阻的U-I图像上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的阻值,由图可知,d点对应的电阻的阻值最小。故D正确,ABC错误。‎ 故选D。‎ ‎8.面积是‎1.50m2‎的导线环,处于磁感应强度为2.0×10-2T的匀强磁场中,环面与磁场垂直。则穿过该导线环的磁通量等于(  )‎ A. 2.5‎‎×10-2Wb B. 1.5×10-2Wb C. 3.0×10-2Wb D. 4.0×10-2Wb ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】穿过该导线环的磁通量 故C正确,ABD错误。‎ 故选C。‎ ‎9.一个固定电容器在充电过程中,两个极板间的电压U随电容器所带电荷量Q的变化而变化.下图中正确反映U和Q关系的图像是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 明确电容器的电容由本身的性质决定,与Q和U无关,根据Q=CU,知U与Q成正比.‎ 详解】根据,可知,由于电容器不变,因此电压U和电量Q成正比,故A正确BCD错误.‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握电容的定义式为,知道C与Q和U无关,根据Q=CU,知Q与U成正比,同时根据电容器的决定式理解电容器电容大小与那些因素有关 ‎10.如图,在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动,MN中产生的感应电动势为E1;若磁感应强度增为3B,其他条件不变,MN中产生的感应电动势变为E2。则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比分别为(  )‎ A. c→a,3∶1 B. a→c,1∶3‎ C. a→c,3∶1 D. c→a,1∶3‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由右手定则可知,电流方向为由N到M,则通过电阻R电流方向为a→c,由可知E1∶E2=1∶3。故B正确,ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎11.如图所示,一个闭合导体圆环固定在水平桌面上,一根条形磁铁沿圆环的轴线运动,使圆环内产生了感应电流.下列四幅图中,产生的感应电流方向与条形磁铁的运动情况相吻合的是(  )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由图示可知,在磁铁S极上升过程中,穿过圆环的磁场方向向上,在磁铁远离圆环时,穿过圆环的磁通量变小,由楞次定律可知,从上向下看,圆环中的感应电流沿逆时针方向,故A错误;‎ B.由图示可知,在磁铁S极下落过程中,穿过圆环的磁场方向向下,在磁铁靠近圆环时,穿过圆环的磁通量变大,由楞次定律可知,从上向下看,圆环中的感应电流顺时针方向,故B错误;‎ C.同时,在磁铁N极上升过程中,穿过圆环的磁场方向向上,在磁铁远离圆环时,穿过圆环的磁通量变大,由楞次定律可知,从上向下看,圆环中的感应电流沿顺时针方向,故C错误;‎ D.由图示可知,在磁铁N极下落过程中,穿过圆环的磁场方向向下,在磁铁靠近圆环时,穿过圆环的磁通量变大,由楞次定律可知,从上向下看,圆环中的感应电流逆时针方向,故D正确。‎ 故选D。‎ ‎12.一台直流电动机,其线圈的电阻值为0.5Ω。当电动机两端所加电压为8V时,电动机正常工作,通过线圈的电流是‎2A。由此可知(  )‎ A. 电动机消耗的电功率为72W B. 电动机输出的机械功率为12W C. 电动机线圈的发热功率为2W D. 电动机的工作效率为50%‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.电动机消耗的电功率 故A错误;‎ C.电动机线圈的发热功率 故C正确; ‎ B.电动机输出的机械功率 故B错误;‎ D.电动机的工作效率 ‎ 故D错误。故选C。‎ ‎13.如图所示为某同学利用传感器研究电容器放电过程的实验电路,实验时先使开关S与1 端相连,电源向电容器充电,待电路稳定后把开关S 掷向2 端,电容器通过电阻放电,传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的i﹣t曲线,这个曲线的横坐标是放电时间,纵坐标是放电电流。仅由这个i﹣t曲线所提供的信息可以估算出 A. 电容器的电容 B. 一段时间内电容器放电的电荷量 C. 某时刻电容器两极板间的电压 D. 一段时间内电阻产生的热量 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC.根据电流的定义:‎ 可知图线和时间轴围成的面积所表示的物理量为电荷量,通过对格子进行计数可以求解一段时间内电容器放电的电荷量;根据电容的定义:‎ 可知,无法求解电容器的电容和极板间电压,故AC错误,B正确;‎ D.根据焦耳定律:‎ 电流无法准确求解,所以产生的焦耳热无法求解,故D错误。‎ 故选B。‎ ‎14.已知A、B为由一个负电荷形成的电场中一条电场线上的两点,若把另一个负电荷从A移动到B的过程中电场力做负功,则(  )‎ A. , B. ,‎ C. , D. ,‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】另一个负电荷从A移动到B的过程中电场力做负功,说明其受到斥力,负电荷在B点右侧,电场线由A指向B。距离点电荷越近,电场越强,故,沿电场线方向电势降低,故。故D正确,ABC错误。‎ 故选D。‎ ‎15.某兴趣小组为探究测定电流产生磁场的磁感应强度的方法,在实验精度要求不高的情况下,设计了如下实验:在一根南北方向放置的直导线的正下方A处放一个罗盘.导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的N极)指向北方;当给导线通入电流时,发现罗盘的指针偏转一定角度,根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度.现已知此地的地磁场水平分量B地=5.0×10-5‎ T,通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置,如图所示.由此得出该通电直导线在A处产生磁场的磁感应强度大小为(  )‎ A. 5.0‎‎×l0-5T B. l.0×10-4T ‎ C. 8.66×l0-5T D. 7.07×l0-5T ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 本题考查了磁场的合成,小磁针后来的指向为合磁场方向,因此根据平行四边形定则,已知某个磁场大小和方向与合磁场方向,可以求出另一个磁场大小;‎ ‎【详解】各个分磁场与合磁场关系如图所示:‎ ‎ 地磁场水平分量,所以根据三角函数关系可得: 即有:,故ABD错误,C正确.‎ ‎【点睛】物理中力、电场强度、磁场强度等均为矢量,在合成时遵循平行四边形定则,因此要熟练应用平行四边形定则进行矢量的合成.‎ ‎16.某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中,为了能让质子进入癌细胞,首先要实现质子的高速运动,该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度,然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示,来自质子源的质子(初速度为零),经加速电压为U的加速器加速后,形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S,其等效电流为I;质子的质量为m,其电量为e.那么这束质子流内单位体积的质子数n是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】质子被加速时:‎ ‎ ‎ 由于 ‎ ‎ 解得 A.,与结论不相符,选项A错误;B.,与结论不相符,选项B错误;‎ C.,与结论不相符,选项C错误;D.,与结论相符,选项D正确;‎ 故选D.‎ 二、计算题解答要求:写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。‎ ‎17.如图所示,足够长的U形光滑导体框水平放置,宽度为L,一端连接的电阻为R。导体框所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。电阻为r的导体棒MN放在导体框上,其长度恰好等于导体框的宽度,且相互接触良好。其余电阻均可忽略不计。在水平拉力作用下,导体棒向右匀速运动,速度大小为v。‎ ‎(1)求回路中感应电流I和导体棒两端的电压U;‎ ‎(2)求水平拉力F多大?‎ ‎【答案】(1) ;(2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 感应电动势 回路中感应电流 导体棒两端的电压即路端电压 ‎ ‎ ‎(2) 导体棒向右匀速运动,有 ‎18.如图甲所示,表示三块相同的蹄形磁铁并列放在水平桌面上,可以认为磁极间的磁场是匀强磁场。将一根直导体棒水平悬挂在磁铁的两极之间,导体棒与磁感应强度的方向垂直。导体棒的重力为G,导体棒在匀强磁场中的有效长度为L。当导体棒中通过的电流为I时,导体棒向外侧偏转(但仍在磁极之间),静止时悬线与竖直方向的夹角为θ,此时的导体棒在其横截面上的受力图如图乙所示,其中安培力F水平向右。求:‎ ‎(1)导体棒所受的安培力F的大小;‎ ‎(2)该匀强磁场的磁感应强度B的大小。‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)如图所示,导体棒所受的安培力:‎ F=Gtanθ ‎(2)匀强磁场的磁感应强度大小 ‎19.密立根用如图所示的实验装置来测定很小的带电油滴所带的电荷量。油滴从喷雾器喷出时由于摩擦而带电,并落入两块相互平行的极板M、N之间的区域(M板带正电、N板带负电),透过显微镜寻找那些刚好悬浮在极板间的油滴。根据观测数据算出油滴的质量,再根据油滴悬浮时受到的电场力和重力平衡,可计算出油滴所带的电荷量。‎ ‎(1)若P为从显微镜中观察到的悬浮油滴,则可推知P带哪种电荷?‎ ‎(2)已知极板M、N之间的距离为d,电压为U,求两板之间的电场强度E的大小;‎ ‎(3)油滴P可视为球体,并测得其半径为R。已知油的密度为ρ,重力加速度为g,极板M、N之间的距离为d,电压为U。求该油滴的电荷量q。(提示:球的体积公式)‎ ‎【答案】(1) 负电(2) (3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)油滴受向上的电场力,而上极板带正电,可知P带负电.‎ ‎(2)两板之间的电场强度 ‎(3)∵油滴P悬浮∴油滴P受到的重力和电场力平衡 即:‎ 而:‎ 联立以上各式,可得:‎ ‎20.质量为m、电荷量为e的电子,由静止从P点出发,经电压为U的电场加速后,沿两块正对的平行极板M、N正中间的直线PQ方向射入两板间。已知极板M、N间只存在着磁感应强度为B、方向垂直纸面向里且具有理想边界的匀强磁场,如图所示。不计电子所受重力。求:‎ ‎(1)电子射出电场时的速度υ的大小;‎ ‎(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径R;‎ ‎(3)当极板M、N的间距恰好等于极板长时,电子恰好能从极板的右边缘射出磁场,则极板的长度L是多少?‎ ‎【答案】(1) (2) (3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由动能定理 ‎(2)洛伦兹力提供向心力 ‎∴‎ ‎(3)由几何关系可得 ‎∴‎ ‎21.如图所示,两根相距为L的光滑金属导轨CD、EF固定在水平面内,并处在方向竖直向下的磁场中,导轨足够长且电阻不计。在导轨的左端接入一阻值为R的定值电阻,将质量为m、电阻可忽略不计的金属棒MN垂直放置在导轨上,MN棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,不计空气阻力。‎ ‎(1)金属棒MN以恒定速度v向右运动过程中且所加匀强磁场的磁感应强度为B且保持不变,试从磁通量变化、电动势的定义、自由电子的受力和运动、或功能关系等角度入手,选用两种方法推导MN棒中产生的感应电动势E的大小E=BLv;‎ ‎(2)为使回路DENM 中产生正弦(或余弦)交变电流,请你展开“智慧的翅膀”,提出一种可行的设计方案,自设必要的物理量及符号,写出感应电动势瞬时值的表达式 ‎【答案】见解析 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 方法一:磁通量变化角度 穿过闭合回路的磁通量的变化量为 ‎ ‎ 根据法拉第电磁感应定律 ‎ ‎ 方法二:功能关系角度 由功能关系可知,金属棒克服安培力做的功等于电路中的总电能,有 又因为 解得 ‎(2) B不变化,金属棒以初始位置为中心做简谐运动,即 感应电动势瞬时值
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