【物理】辽宁省丹东市2019-2020学年高二上学期期末质量监测试题（解析版）

【物理】辽宁省丹东市2019-2020学年高二上学期期末质量监测试题（解析版）

‎2019～2020学年度（上）期末质量监测 高 二 物 理 一、选择题 ‎1.如图所示，某半导体热敏电阻的IU图线可能是(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】由于热敏电阻特性随温度的升高电阻减小，随着电压的增大，半导体温度逐渐升高，其电阻减小；据I-U图象的意义，图像的点与O点连线的斜率的倒数等于阻值，所以B选项的斜率逐渐增大，其倒数减小，即阻值减小，故B正确，ACD错误。‎ ‎2.安培的分子环流假说，不能用来解释的是（ ）‎ A. 磁体受到高温或猛烈撞击时会失去磁性 B. 永久磁铁产生磁场的原因 C. 通电线圈产生磁场的原因 D. 铁质类物体被磁化而具有磁性原因 ‎【答案】C ‎【解析】安培的分子环形电流假说是说核外电子绕原子核作圆周运动，故安培的分子环形电流假说可以解释磁化、退磁现象 A．磁铁内部的分子电流的排布是大致相同的，故每个分子电流产生磁场相互加强，但在高温时或猛烈撞击时，分子电流的排布重新变的杂乱无章，每个分子电流产生的磁场相互抵消，故对外不显磁性，故安培的分子电流假说可以用来解释磁体在高温时或猛烈撞击时失去磁性，故A正确；‎ B．安培提出的分子环形电流假说，解释了为什么磁体具有磁性，说明了磁现象产生的本质，故B正确；‎ C．通电导线的磁场是由自由电荷的定向运动形成的，即产生磁场的不是分子电流，故安培的分子环形电流假说不可以用来解释通电导线周围存在磁场，故C错误；‎ D．铁磁类物质放入磁场后磁铁内部的分子电流的排布是大致相同的，故每个分子电流产生磁场相互加强，对外显现磁性，故安培的分子电流假说可以用来解释铁磁类物质放入磁场后具有磁性，故D正确。‎ ‎3.下列关于通电直导线在匀强磁场中受安培力的说法，正确的是（ ）‎ A. 若导线所在处的磁感应强度为0导线受到的磁场力必为0‎ B. 若导线受到的磁场力为0，导线所在处的磁感应强度必为0‎ C. 安培力的方向必与磁场方向垂直，磁场方向必与电流方向垂直 D. 若某段通电导线在匀强磁场中取某一方向时受到的磁场力最大，此时导线不一定与磁场方向垂直 ‎【答案】A ‎【解析】A．安培力是磁场对电流的作用力，若导线所在处的磁感应强度为0导线受到的磁场力必为0，故A正确；‎ B．安培力的大小除了跟磁场的强弱和电流大小有关，还跟导线在磁场中的长度以及导线与磁场的夹角有关。若导线平行于匀强磁场的方向放置，则导线不受磁场力，故B错误；‎ C．根据左手定则可知，安培力必定与磁场方向垂直，也必定与电流方向垂直，但磁场方向可与电流方向不垂直，可成任意角，故C错误；‎ D．引用公式F=BIL时，注意要求磁场与电流垂直，若不垂直应当将导线沿磁场与垂直于磁场分解，因此垂直时安培力最大，最大为F=BIL，所以某段导线在磁场中取某一方向时受到的磁场力最大，此时导线必与磁场方向垂直，故D错误。故选A。‎ ‎4.法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机。如图所示，紫铜做的圆盘水平放置，在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与灵敏电流表G连接起来形成回路，转动摇柄，使圆盘逆时针匀速转动，电流表的指针发生偏转。下列说法正确的是（ ）‎ A. 回路中电流大小变化，方向不变 B. 回路中电流大小不变，方向变化 C. 回路中电流的大小和方向都周期性变化 D. 回路中电流方向不变，从a导线流进电流表 ‎【答案】D ‎【解析】铜盘转动产生的感应电动势为 其中B、L、ω不变，则E不变，电流为 电流大小恒定不变，由右手定则可知，回路中电流方向不变，从a导线流进电流表，故ABC错误，D正确。故选D。‎ ‎5.关于下列器材的原理和用途，正确的是（ ）‎ A. 变压器既可以改变交变电压也可以改变频率 B. 电磁炉的面板是用金属材料制造而成的 C. 真空冶炼炉的工作原理是炉内的金属中产生涡流使金属熔化 D. 磁电式仪表用来做线圈骨架的铝框能起电磁驱动作用 ‎【答案】C ‎【解析】A．变压器原、副线圈的磁通量的变化率相等，所以它只能改变交变电压，不能改变频率，故A错误；‎ B．电磁炉的工作原理是电磁感应现象，面板不能用金属材质，故B错误；‎ C．真空冶炼炉的工作原理是炉内的金属导体内产生涡流使其熔化，故C正确；‎ D．铝框做支架能在线圈转动过程中产生电磁感应现象，感应电流的安培力对线圈的转动起阻尼作用，故D错误。故选C。‎ ‎6.如图甲所示电路，已知电阻，和并联的D是理想二极管（正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大），在A、B之间加一个如图乙所示的交变电压（时电压为正值）。则R2两端电压的有效值为（　　）‎ A. 5V B. 10 V C. 5V D. 10V ‎【答案】A ‎【解析】因为是交流电所以应该分两种情况考虑，当电源在正半轴时A点电位高于B点电位二极管导通即R1被短路，R2电压为电源电压为 电源在负半轴时B点电位高于A点电位二极管截止R1，R2串联分压，则 即为 解得 故A正确，BCD错误。故选A。‎ ‎7.如图所示，LA和LB是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数很大的线圈，其电阻值与R相同。由于存在自感现象，下列说法正确的是（ ）‎ A. 开关S闭合瞬间，A、B两灯亮度相同 B. 开关S闭合时，B灯比A灯先亮 C. 开关S闭合，电路达到稳定后，断开开关S时，A、B两灯同时熄灭 D. 开关S闭合，电路达到稳定后，断开开关S时，B灯立即熄灭，A灯稍迟熄灭 ‎【答案】D ‎【解析】AB．开关闭合瞬间，L相当于断路，AB同时亮，A的电流大于B的，故A比B亮，故AB错误；‎ CD．开关S闭合，电路达到稳定后，断开开关S时，B灯立即熄灭，L相当于电源与A灯串联，A灯稍迟熄灭，故C错误，D正确。故选D。‎ ‎8.如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中，O为M、N连线中点，连线上a、b两点关于O点对称．导线通有大小相等、方向相反的电流I。已知通电长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度，式中k是常数，I是导线中的电流，r为点到导线的距离。一带负电的小球（图中未画出）以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点。关于上述过程，下列说法正确的是（ ）‎ A. 小球先做加速运动后做减速运动 B. 小球一直做匀速直线运动 C. 小球对桌面的压力先增大后减小 D. 小球对桌面的压力一直在增大 ‎【答案】B ‎【解析】根据右手螺旋定制可知直线MN处的磁场方向垂直于MN向里，磁场大小先减小后增大，根据左手定则可知，带负电的小球受到的洛伦兹力方向在竖直向下，根据F=qvB可知，其大小是先减小后增大，由此可知，小球将做匀速直线运动，小球对桌面的压力先减小后增大，故ACD错误，B正确。故选B ‎9.如图所示为汽车蓄电池与车灯（电阻不变）、启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为1Ω。电动机内部绕线电阻为2.0Ω，电流表和电压表均为理想电表。只接通S1时，电流表示数为20A，电压表示数为60V；再接通S2，启动电动机工作，电压表示数变为45V，则此时通过启动电动机的电流是（ ）‎ A. 20A B. 22.5 A C. 30A D. 45 A ‎【答案】A ‎【解析】只接通S1时，由闭合电路欧姆定律得，电源的电动势 灯泡的电阻 再接通S2后，流过电动机的电流为 故A正确，BCD错误。故选A。‎ ‎10.如图所示，两个垂直纸面的匀强磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B，磁场区域宽度均为a，一正三角形(中垂线长为a)导线框ABC从图示位置方向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在下图中感应电流i与线框移动距离x的关系图象正确的是( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】电路的电阻是不变的，电流的变化规律就是电动势的变化规律，整个图线可分为三段，在第一段内，有效切割长度越来越大，电动势线性增大，电流的方向是逆时针的；在第二段内， BCA和BA都在切割，而且产生的电流方向相同，被加强，是顺时针的，所以选项C正确，其余的选项均被排除．‎ ‎11.如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U，带电粒子（不计重力）以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U、B、比荷（）、v0的变化情况为（　　）‎ A. d随v0增大而增大，d与U无关 B. d随v0增大而增大，d随U增大而增大 C. d随U增大而减小，d与v0无关 D. d随B增大而减小，d随比荷增大而减小 ‎【答案】AD ‎【解析】带电粒子在电场中做类平抛运动，可将射出电场的粒子速度v分解成初速度方向与加速度方向，设出射速度与水平夹角为θ，则有 而在磁场中做匀速圆周运动，设运动轨迹对应的半径为R，由几何关系可得，半径与直线MN夹角正好等于θ，则有 得 根据 得带电粒子在磁场中的运动的半径 则有 所以d与m、v0成正比，与B、q成反比，与U无关，故AD正确、BC错误。故选AD。‎ ‎12.如图所示，20匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小为的水平匀强磁场中，线框面积S=1m2，线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω=100rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈线接入一只“220V，60W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为5A，下列说法正确的是（ ）‎ A. 图示位置穿过线框的磁通量为零 B. 图示位置通过线框的磁通量变化率最大 C. 变压器原、副线圈匝数之比为100︰11 D. 允许变压器输出的最大功率为10kW ‎【答案】CD ‎【解析】AB．由图可知，线圈与磁场垂直，故图示位置穿过线框的磁通量最大，感应电动势最小为零，即图示位置通过线框的磁通量变化率最小，故AB错误；‎ C．电动势最大值为 则交流电压的有效值为 则原副线圈的匝数比为 故C正确；‎ D．因为保险丝的最大电流为5A，则最大功率为 故D正确。故选CD。‎ ‎13.如图，电流表A1（00.6A）和A2（03A）是由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接人电路。闭合开关S，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是（　　）‎ A. A1、A2的读数之比为1：5 B. Al、A2的读数之比为1：1‎ C. A1、A2的指针偏转角度之比为1：1 D. Al、A2的指针偏转角度之比为1：5‎ ‎【答案】AC ‎【解析】这两个电流表是并联接入电路的，所以这两个电流计也是并联的，且两个电流计两端电压相等，所以通过这两个电流计的电流相等，即两个电流表的指针偏转角度相同，因为他们的量程之比为1：5，所以两个电流表的读数之比为1：5，故AC正确，BD错误。‎ 故选AC。‎ ‎14.如图所示，由某种粗细均匀的总电阻为6R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中（ ）‎ A. PQ中电流先减小后增大 B. 拉力的功率先增大后减小 C. 线框消耗的电功率先减小后增大 D. bc边通过电流一直增大 ‎【答案】AD ‎【解析】根据数学知识可知，当PQ位于中点时，外电阻最大，最大值为 A．导体棒由靠近ad边向bc边匀速滑动的过程中，产生的感应电动势E=BLv，保持不变，外电路总电阻先增大后减小，则总电流先减小后增大，由欧姆定律分析得知PQ中的电流先减小后增大，故A正确；‎ B．导体棒匀速运动，PQ上外力的功率等于回路的电功率，而回路的总电阻先增大后减小，由分析得知，PQ上拉力的功率先减小后增大，故B错误；‎ C．线框作外电路，总电阻最大值为 从最左端达到中间位置的过程中，导体棒PQ上的电阻先大于线框的外电阻、达到某位置时等于线框外电阻、再移动一端距离小于线框外电阻，运动到中间外电阻最大，根据对称性可知，从中间向最右端运动过程中，电阻先一直减小；根据闭合电路的功率的分配关系与外电阻的关系可知，当外电路的电阻值与电源的内电阻相等时外电路消耗的电功率最大，所以可得线框消耗的电功率先增大后减小、再增大再减小，故C错误；‎ D．导体棒由靠近ad到运动到中间位置的过程中，外电路的电阻增大，所以外电路的电压增大，而bc所在支路电阻减小，根据欧姆定律可知，通过bc的电流增大，当导体棒由中间位置向bc运动时，外电路的电阻不断减小，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流不断增大，而bc的电阻不断减小，根据并联电流电流和电阻成反比可知，bc的电流也不断增加，故D正确。故选AD。‎ 二、实验题 ‎15.在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为30kΩ，电压表的内阻约为10kΩ，电流表的内阻约为500Ω，测量电路中电流表的连接方式如图甲或图乙所示，则图_____（填甲或乙）更接近待测电阻的真实值，且测量值_____（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。‎ ‎【答案】 (1). 甲 (2). 大于 ‎【解析】[1]由于待测电阻满足 所以电流表应用内接法，即Rx更接近真实值，故应选甲图 ‎[2]根据串并联规律可知，采用内接法时真实值应为 即测量值大于真实值 ‎16.某实验小组欲测定一电源的电动势和内电阻，已知待测电源的电动势约为4V。实验室提供了下列器材：‎ A．定值电阻R0=2Ω B．直流电流表（量程0～1A，内阻不能忽略）‎ C．电压表（量程 0～5V内阻较大）‎ D．滑动变阻器（阻值范围0～10Ω、额定电流2A）‎ E．滑动变阻器（阻值范围0～200Ω、额定电流1A）‎ F．电键及导线若干 ‎(1)实验时滑动变阻器应选用__________；（填 “D”或“E”）‎ ‎(2)某同学将选定的器材进行了部分实物图连接，请你以笔画线做导线完成剩余部分的电路连接；‎ ‎(3)按正确操作完成实验，根据实验记录，将测量数据描点做出拟合图线如图所示，由图象可得该电源的电动势是_______V，内电阻是_____Ω； （计算结果保留二位有效数字）‎ ‎(4)本次实验产生系统误差的原因是_________________________。‎ ‎【答案】 (1). D (2). (3). 3.9 2.1 (4). 电压表分流 ‎【解析】‎ ‎(1)[1]为了测量方便，要求电流不能太小，所以滑动变阻器选用阻值较小、额定电流较大的的，故选D ‎(2)[2]由原理图可知滑动变阻器为限流接法，伏安法测电源电动势与内阻，电压表测路端电压，电流表测电路电流，实物电路图如图所示 ‎(3)[3]由图示电路图可知，电源电动势 ‎[4]电源内阻 ‎(4)[5]由图示实物电路图可知，由于电压表的分流作用，电流表的测量值小于流过电源的电流，电压表的分流作用是造成实验误差的原因。‎ 三、计算题 ‎17.一台发电机输出功率为2000kW，电压为4000V，经升压变压器向远方输电。输电线路总电阻为r=800Ω，到目的地经降压变压器降压，负载为多个正常发光的灯泡（每个灯泡的额定电压220V、额定功率40W）。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的4%，升压变压器、降压变压均为理想变压器，求：‎ ‎(1)升压变压器原、副线圈匝数比是多少？‎ ‎(2)有多少盏灯泡能正常发光？‎ ‎【答案】(1)1：50；(2)4.8x104‎ ‎【解析】(1)设升压变压器的输入电压为U1，输入电流为I1，输出电压为U2，输出电流为I2，则由P=I1U1得I1=500A 因为ΔP=4%P 又ΔP= 所以I2=10A 则N1：N2=I2：I1=1：50‎ ‎(2)用户得到的功率P用=96%P，则P用=NPL 得N=4.8x104(盏)‎ ‎18.如图所示，在以直角坐标系xOy的坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直xOy所在平面的匀强磁场。一质量为m、电量为q带电粒子由磁场边界与x轴的交点A处，以某一速度沿x轴负方向射入磁场，粒子恰好能从磁场边界与 y轴的交点C处，沿y轴正方向飞出磁场，不计带电粒子所受重力。‎ ‎(1)求粒子的速度v0；‎ ‎(2)若该粒子从A处以v0的速度沿x轴负向射入磁场，求该粒子在磁场中运动的时间。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】(1)由图可知，粒子的运动半径R=r 由洛伦兹力提供向心力即 得 ‎(2)粒子的运动轨迹如图，设其半径为R′‎ 由上问可得 又 得 由得 粒子在磁场中运动的时间为 ‎19.如图所示，固定在水平桌面上的金属框架cdef，处在竖直向下匀强磁场中，金属棒ab 放置在框架上，接触良好、可无摩擦滑动，此时abed构成一个边长为L的正方形，其左端接有阻值为2r的电阻，棒的电阻为r，其余部分电阻不计，开始时磁感应强度为B0。‎ ‎(1)若从t=0时刻起，磁感应强度B均匀增加，每秒增量为k，同时保持棒静止，求t=t1秒时需加的垂直于棒的水平拉力；‎ ‎(2)若从t=0时刻起，磁感应强度B逐渐减小，当棒以恒定速度v向右做匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感应强度B应怎样随时间t变化？（写出B与t的关系式）‎ ‎(3)若磁感应强度大小始终为1T，导体棒ab质量为m=0.2kg、L=1m、r=0.5Ω，棒在水平向右、垂直于棒的F=6N恒力作用下从静止开始沿导轨运动距离1.9m时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直），试求金属棒在这一过程中产生的焦耳热。‎ ‎【答案】(1)，方向水平向右；(2)；(3)1.1J ‎【解析】(1)由法拉第电磁感应定律知回路中感应电动势 感应电流 当t=t1时安培力大小 方向水平向右 ‎(2)为了使棒中不产生感应电流,则回路中总磁通量不变即B0L2=BS 其中S为t时间内增加的面积S=L(L+vt)‎ 所以，从t=0开始，磁感应强度随时间的变化规律是 ‎(3)棒达到最大速度时有 得 由功能关系 得Q=3.3J 则有 解得Qr=1.1J