物理卷·2019届山东省泰安市宁阳第四中学高二上学期12月教学质量检测试题（解析版）x

物理卷·2019届山东省泰安市宁阳第四中学高二上学期12月教学质量检测试题（解析版）x

山东省宁阳第四中学2017—2018学年度上学期高二教学质量检测物理试题 一、选择题 ‎1. 两根完全相同的金属裸导线,如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍,把另一根对折后绞合起来,然后给它们分别加上相同电压后,则在相同时间内通过它们的电荷量之比为（ ）‎ A. 1∶4 B. 1∶8 C. 16∶1 D. 1∶16‎ ‎【答案】D ‎【解析】设原来的电阻为R，其中的一根均匀拉长到原来的2倍，横截面积变为原来的，根据电阻定律，电阻R1=4R，另一根对折后绞合起来，长度减小为原来的一半，横截面积变为原来的2倍，根据电阻定律，电阻R2= R，则两电阻之比为16：1；电压相等，根据欧姆定律，电流比为1：16，根据q=It知相同时间内通过的电量之比为1：16，故D正确，A、B、C错误；‎ 故选D。‎ ‎2. 某静电场中的电场线方向不确定，分布如图所示，带电粒子在电场中仅受静电力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是( )‎ A. 粒子必定带正电荷 B. 该静电场一定是孤立正电荷产生的 C. 粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度 D. 粒子在M点的速度大于它在N点的速度 ‎【答案】C ‎【解析】A、由电荷的运动轨迹可知，电荷所受的电场力斜向上，由于电场线的方向未知，所以不能确定电荷的电性，故A错误．B、孤立正电荷的电场线从正电荷出发到无穷远处终止的直线，故该静电场不一定是孤立正电荷产生的．故B错误．C、电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，由图可知，N点的场强大于M点的场强的大小，在N点的受力大于在M的受力，所以粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度，故C正确．D、正电荷沿着电场的方向运动，所以电场力做正功，电荷的电势能减小，动能增加，所以粒子在M点的速度小于它在N点的速度动能，故D错误．故选C．‎ ‎【点睛】此题根据物体做曲线运动的条件，掌握住电场线的特点，即可解决本题．‎ ‎3. 如图所示的情况中，a、b两点电势相等、电场强度也相同的是（ ）‎ A. 带等量异种电荷的平行金属板之间的两点 B. 离点电荷等距的任意两点 C. 两等量同种电荷其连线的中垂线上与连线中点等距的任意两点 D. 两等量异种电荷其连线的中垂线上与连线中点等距的任意两点 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：电势是标量，只要大小相等即可，而场强为矢量，必须是大小和方向都相同才行．‎ A图中的电场为匀强电场，两点的电场强度相同，但沿电场方向电势降低，a点电势大于b点电势，A错误；B图中点电荷电场，a、b两点在同一等势面上，电势相同，根据可知两点的电场强度大小相同，但方向不同，B错误；两等量同种电荷其连线的中垂线上与连线中点等距的任意两点电势相等而场强的方向不同，C错误；两等量异种电荷其连线的中垂线上与连线中点等距的任意两点电势为零，场强相同，D正确．‎ ‎4. 图示电路中，电源的电动势E=6V，内阻不计，闭合开关S后，某时刻电路出现故障，此时理想电压表的示数U=6V，可知该故障可能为 A. 小灯泡L断路 B. 电阻或断路 C. 小灯泡L和电阻都断路 D. 电阻或短路 ‎【答案】B ‎【解析】电压表有示数，说明电压表之外电路有短路或电压表之内电路有断路，所以故障可能为小灯泡短路或者电阻或断路，B正确．‎ ‎5. 在一静止点电荷的电场中，任一点的电势与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势a已在图中用坐标（ra，a）标出，其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。下列选项正确的是 （ ）‎ A. Ea：Eb=4:1‎ B. Ec：Ed=2:1‎ C. Wab:Wbc=4:1‎ D. Wbc:Wcd=1:3‎ ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：由点电荷场强公式可求场强之比；利用公式和分别计算电场力做的功，从而求电场力做功之比．‎ 由点电荷场强公式可得，，故A正确B错误；从a到b电场力做功为：，从b到c电场力做功为：，从c到d电场力做功为：，所以有，，故CD错误．‎ ‎6. 如图所示，平行金属导轨竖直放置，仅在虚线MN下面的空间存在着匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，导轨上端跨接一定值电阻R，质量为m、电阻r的金属棒两端各套在导轨上并可在导轨上无摩擦滑动，导轨的电阻不计，将金属棒从图示位置由静止释放，则进入磁场后（　　）‎ A. a点的电势高于b点的电势 B. 金属棒中产生的焦耳热小于金属棒机械能的减少量 C. 金属棒受到的最大安培力大小为mg D. 金属棒刚进入磁场过程中可能做匀减速运动 ‎【答案】B ‎【解析】根据右手定则判断可知：ab中产生的感应电流方向从a到b，a点相当于电源的负极，b点相当于电源的正极，则a点的电势低于b点的电势．故A错误．金属棒进入磁场时回路中产生电能转化为电阻R和金属棒的内能，根据能量转化和守恒定律得知：金属棒中产生的焦耳热小于金属棒机械能的减少量，故B正确．若棒做减速运动，最终做匀速运动，此时安培力最小，为mg；若棒做加速运动，最终做匀速运动，此时安培力最大为mg；若匀速运动，安培力不变，大小为mg，故C错误．金属棒刚进入磁场的过程中，若安培力大于重力，棒做减速运动，随着速度的减小，根据安培力公式可知，安培力不断减小，合力减小，加速度减小，所以棒做加速度减小的变减速运动，不可能做匀减速运动，故D错误．故选B．‎ ‎7. 如图所示，甲是一个带正电的小物块，乙是一个不带电的足够长的绝缘板，甲、乙之间有摩擦，它们叠放在一起置于光滑的水平地板上，地板上方有水平方向的匀强磁场．现用水平恒力F拉乙使之开始运动，观察到甲、乙间发生了相对滑动，则在观察较长时间内，能较准确反应二者运动情况的v﹣t图象是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】乙受重力、甲的压力，甲给的摩擦力及地面的支持力作用；甲物体运动以后，甲受重力、支持力和向下的洛仑兹力以及乙给的摩擦力的作用；在拉力作用下，乙物体向左做加速运动；由于甲乙两物体间有摩擦力的作用；则乙带动甲向前运动，随着甲的速度的增大，洛仑兹力增大，甲对乙的压力增大，则甲乙间的摩擦力增大；故乙做加速度减小的加速运动，甲做加速增大的加速运动，最后二者达到共同速度时相对静止，做匀加速直线运动，A正确．‎ ‎8. 心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其部分电路简化如图所示。交流电源U0与电阻R串联在理想变压器的初级线圈上，定值电阻R0接在次级线圈上。电阻R受心肌收缩的影响，阻值可以变化；R0是扩音器的阻值，为定值。如果交流电源的电压有效值为22V，R0=1100,当R的阻值等于11时，扩音器功率最大。则下列说法正确的是( )‎ A. 理想变压器初级线圈与次级线圈的匝数之比为1：5‎ B. 当R的阻值等于11时，电阻R两端电压为11V C. 交流电源的输出功率为11W D. 通过扩音器的电流为0.01A ‎【答案】B ‎【解析】采用等效法，将电阻R等效为交流电源的内阻，将变压器看成一个电阻R′，当R′=R=11Ω时，变压器原线圈输入的功率最大，扩音器功率最大；变压器原线圈电流 ;变压器原线圈输入功率；电阻R两端的电压U=IR=1×11V=11V；交流电源的输出功率 ， 通过扩音器的电流 ‎ 根据电流与匝数成反比， ，故B正确，ACD错误；故选B.‎ 点睛：本题难度较大，不单纯考查变压器的特点，巧妙地考查了闭合电路欧姆定律中当外阻等于内阻时输出功率最大.‎ ‎9. 如图所示，甲、乙两电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成的，下列说法正确的是( )‎ A. 甲作为电流表使用，R增大时量程增大 B. 甲作为电流表使用，R增大时量程减小 C. 乙作为电压表使用，R增大时量程增大 D. 乙作为电压表使用，R增大时量程减小 ‎【答案】BC ‎【解析】AB：并联分流，表头与变阻器并联是改装成电流表，且电流表量程，R增大时量程减小。A项错误，B项正确。‎ CD：串联分压，表头与变阻器串联是改装成电压表，且电压表量程，R增大时量程增大。C项正确，D项错误。‎ ‎10. 如图甲所示的陀螺可在圆轨道的外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，被称为“魔力陀螺”，该玩具深受孩子们的喜爱．其物理原理可等效为如图乙所示的模型：半径为R的磁性圆轨道竖直固定，质量为m的小铁球（视为质点）在轨道外侧转动，A、B两点分别为轨道上的最高、最低点．铁球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小不变，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是 ( )‎ A. 铁球绕轨道转动时机械能守恒 B. 铁球在A点的速度可能等于 C. 铁球在A、B两点与轨道的弹力差值一定等于5mg D. 要使铁球不脱轨，轨道对铁球的磁性引力至少为5mg ‎【答案】AD ‎【解析】对小铁球进行受力分析，小球受竖直向下的重力mg，沿半径向外的轨道弹力N，指向圆心的磁性引力F，轨道弹力N与磁性引力F时刻与速度方向垂直不做功，只有重力做功所以铁球的机械能守恒，故A正确；对小球在最高点受力分析，根据沿半径方向的合力提供向心力，在A点对物体有： ，因为N是大小变化的力，而且存在与F相等的可能，所以铁球在A点的速度可能等于，故B正确；设小球在最高点的速度为vA，在最低点的速度为vB，由动能定理得：2mgR=mvB2-mvA2；在最高点设环对杆的支持力方向向上，则： ，在最低点： ，联立可得：NB-NA=6mg．‎ 故C错误．磁性引力最小值的临界条件为：小球从最高点A由静止运动到B点时，恰好在B点与轨道间的弹力N=0，恰好重力和磁性引力的合力提供向心力，从A到B对小铁球运用动能定理：2mgR=mvB2，在B点对小球运用牛顿第二定律： ，两式子联立得磁性引力的最小值为F=5mg，故D正确．故选ABD.‎ 点睛：本题是一道综合的问题，考查点包括竖直平面圆周运动，向心力，动能定理以及机械能守恒定律．大家要认真读题，根据题中已知建立物理模型．运用等效代替的方法去分析ABC三个选项可提高解题效率．分析D选项时，关键是要分析出磁性引力最小值的临界条件：小球从最高点A由静止运动到B点时，恰好在B点与轨道间的弹力N=0，恰好重力和磁性引力的合力提供向心力．‎ ‎11. 如图所示，分别在M、N两点固定放置两个点电荷和，以MN连线的中点O为圆心的圆周上有A、B、C、D四点，规定无穷远电势为零，下列说法正确的是（　　）‎ A. A点场强小于B点场强 B. C点场强与D点场强相同 C. O点电势小于零 D. C点和D点电势相等 ‎【答案】ACD ‎【解析】A：电荷 附近B处的电场线比附近A处的电场线密集，则A点场强小于B点场强；故A正确。‎ B：根据场强的叠加可知：C点场强方向斜向右下，D点场强方向斜向右上；则C点场强与D点场强方向不同。故B错误。‎ C：O点电势： ，因，O点电势小于零；故C正确。‎ D：电场线从到，关于MN对称，C点和D点电势相等；故D正确。‎ 点睛：场强是矢量，叠加遵循平行四边形定则；电势是标量，叠加直接代数和。‎ ‎12. 粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如下图所示（ ）‎ A. 四种情况下ab两端的电势差都相等 B. 四种情况下流过ab边的电流的方向都相同 C. 四种情况下流过线框的电荷量都相等 D. 四种情况下磁场力对线框做功的功率都相等 ‎【答案】BCD ‎【解析】上述四个图中，切割边所产生的电动势大小均相等（E），回路电阻均为4r（每边电阻为r），则电路中的电流亦相等，即I=，只有B图中，ab为电源，有Uab=I•3r=E；其他情况下，Uab=I•r=E，故A错误；四种情况穿过线框的磁通量均减小，根据楞次定律判断出感应电流方向均为顺时针方向，故B正确； 由q=n，△Φ相同，所以电荷量相同，故C正确；由P=Fv=BILv，因为I相同，所以P相等，故D正确．故选BCD．‎ 点睛：本题属于电磁感应与电路的结合，注意弄清电源和外电路的构造，明确a、b两点间的电势差是路端电压还是某一阻值电压．掌握电量的经验表达式q=n，并能灵活运用．‎ 二、实验题 ‎13. 有一个小灯泡上标有“4 V，2 W”的字样，现要描绘这个灯泡的伏安特性曲线。有下列器材供选用：‎ A．电压表（0—5 V，内阻约为10 k）‎ B．电压表（0—10 V，内阻约为20 k）‎ C．电流表（0—0．3 A，内阻约为l）‎ D．电流表（0—0．6 A，内阻约为0．4）‎ E．滑动变阻器（10，2 A）‎ F．学生电源（直流6 V）‎ 还有电键、导线若干 ‎（1）实验中所用电压表应选用_________（填A或B），电流表应选用_________（填C或D）。‎ ‎（2）实验时要求灯泡电压能从零开始调节，并尽量减小实验误差，请在方框内画出实验电路原理图_______。‎ ‎【答案】 (1). A (2). D (3). ‎ ‎【解析】（1）由灯泡的规格“4V，2W”可知，额定电压U=4V，额定电流，所以电压表应选A，电流表应选D；‎ ‎ ‎ ‎14. 为了测定干电池的电动势和内阻，现有下列器材:‎ A．干电池一节；‎ B．电压表V（0～3V～15V，内阻约为3kΩ，15kΩ）；‎ C．电流表A（0～0．6A～3A，内阻约为10Ω、2Ω）；‎ D．滑动变阻器（0～20Ω）；‎ E．开关、导线若干．‎ ‎（1）根据实验要求，用笔画线代替导线在图上连线_____．‎ ‎（2）某次实验记录如下：‎ 根据表中数据在坐标图上画出U—I图线_____，由图可求得E=______V，r=______Ω．‎ ‎（3）用你设计的电路做实验，测得的电动势与电池电动势的真实值相比______（填偏大、偏小或相等）；测得的内阻与电池内阻的真实值相比______（填偏大、偏小或相等）‎ ‎【答案】 (1). (2). (3). 1.50 V (4). 0.80 Ω (5). 偏小 (6). 偏小 ‎【解析】(1)电源的内阻是比较小的，为了减小误差，采用电流表的内接法，按伏安法测量电池的电动势和内电阻原理连实验实物图，如图 ‎(2)描点作图如图所示 在U-I图象中图象与纵坐标的交点等于电源的电动势，所以由图可以读出电源的电动势为1.50V，图象中的斜率表示电源的内阻，所以电源的内阻为 ‎(3) 因该接法中由于电压表的分流而导致电流表示数偏小，但电压表是准确的，故图象比真实图象要向上偏，同时，当电路短路时，电压表的分流是可以忽略的，故短路电流是准确的，故图象与横轴的交点不变，故所测电动势小于真实值；内阻也小于真实值；‎ 三、计算题 ‎15. 如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r=1Ω，电炉电阻R=19Ω，电解槽电阻r′=0.5Ω。当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为684W；S1、S2都闭合时电炉消耗功率为475W（电炉电阻可看做不变），试求： ‎ ‎（1）电源的电动势；‎ ‎（2）闭合时，流过电解槽的电流大小。‎ ‎【答案】（1）120V（2）20A ‎【解析】试题分析：S1闭合，S2断开时，已知电炉消耗功率，根据功率P=I2R公式求出电炉中的电流，由闭合电路欧姆定律求出电动势；S1、S2都闭合时，由电炉消耗功率求出电炉的电压和电流，由闭合电路欧姆定律求出干路中电流，得到电炉的电流； （1）当S1闭合、S2断开时电炉功率为，电炉中电流 电源电动势 ‎（2）当S1、S2都闭合时电炉功率为，电炉中电流 电炉路端电压为 通过电源的电流为 通过电解槽的电流为 ‎16. 如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=50cm。电源电E=36V，内阻r=1Ω，电阻R=9Ω。合合开关S，待电路稳定后，将一带正电的微粒从B板小孔以初速度 竖直向上射入两板间，微粒恰能别达A板。已知微粒带电荷量q=1.6×10-10C、质量m=2×10-10㎏，不考虑空气阻力，取g=10m/s2。求：‎ ‎（1）两金属板间的电压；‎ ‎（2）电源的输出功率。‎ ‎【答案】（1）6V（2）99W ‎（2）由闭合电路欧姆定律得：则得 滑动变阻器两端电压．‎ 电源输出功率：‎ 联立解得 ‎17. 如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，极板长l=80cm，两板间的距离d=40cm 电源电动势E=40V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω，闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度水平向右射入两板间，该小球可视为质点。若小球带电量q=1×10－2C，质量为m=2×10－2kg，不考虑空气阻力，电路中电压表、电流表均是理想电表。若小球恰好从A板右边缘射出(g取10m/s2)。求 ‎（1）滑动变阻器接入电路的阻值为多少？‎ ‎（2）此时电流表、电压表的示数分别为多少？‎ ‎（3）此时电源的输出功率是多少？‎ ‎【答案】（1）24Ω（2）1A，39V（3）39W ‎【解析】试题分析：（1）设小球在板间飞行时间为t，，根据d＝at2，‎ 得飞行加速度 对小球根据牛顿第二定律得 ‎，‎ 解得：，‎ 所以滑动变阻器的两端电压U滑＝UAB＝24 V．‎ 设通过滑动变阻器的电流为I，由欧姆定律得 滑动变阻器接入电路的阻值R滑＝＝24 Ω．‎ ‎（2）此时电流表的示数为1 A，电压表的示数为U＝E－Ir＝（40－1×1）V＝39 V．‎ ‎（3）电源的输出功率P出＝IU＝39 W．‎ 考点：带电粒子在电场中的运动；欧姆定律；电功率 ‎【名师点睛】本题是带电粒子在电场中类平抛运动和电路问题的综合，容易出错的是受习惯思维的影响，求加速度时将重力遗忘，要注意分析受力情况，根据合力求加速度。‎ ‎ ‎