广东省湛江市第一中学2020学年高二物理上学期第一次大考试题（卓越班）

广东省湛江市第一中学2020学年高二物理上学期第一次大考试题（卓越班）

湛江第一中学2020学年度第一学期第一次大考 ‎ 高二级物理B 测试内容：（电路 磁场 电磁感应） 满分110分 时间：9 0分钟 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题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，选对但选不全的得2分，有选错的得0分）．‎ ‎1．下列有关物理学家的贡献叙说错误的是（ ）‎ A．元电荷e的数值最早由美国物理学家密立根测定的 B．静电力常量k是卡文迪许通过扭秤实验测定的 C．丹麦物理学家奥斯特最早发现了电流的磁效应 D．法拉第首先提出在电荷或磁体周围存在电场或磁场并用电场线、磁感线形象地描述 ‎2.有一个电风扇，标有“220 V　50 W”，电动机线圈的电阻为0.4 Ω，把它接入 ‎220 V的电路中，以下几种计算时间t内产生热量的方法正确的是(　　)‎ A .Q＝ B.Q＝Pt C.Q＝Rt D.以上三种方法均正确 ‎3．如图，在一根竖直放置的铜管的正上方某处从静止开始释放一个强磁体，在强磁体沿着铜管中心轴线穿过铜管的整个过程中，不计空气阻力，那么(　　)‎ A．由于铜是非磁性材料，故强磁体运动的加速度始终等于重力加速度 B．由于铜是金属材料，能够被磁化，使得强磁体进入铜管时加速度大于重力加速度，离开铜管时加速度小于重力加速度 C．由于铜是金属材料，在强磁体穿过铜管的整个过程中，铜管中都有感应电流，加速度始终小于重力加速度 D ‎．由于铜是金属材料，铜管可视为闭合回路，强磁体进入和离开铜管时产生感应电流，在进入和离开铜管时加速度都小于重力加速度，但在铜管内部时加速度等于重力加速度 ‎4、如图甲所示，导体棒MN置于水平导轨上，PQ之间有阻值为R的电阻，PQNM所为的面积为S，不计导轨和导体棒的电阻。导轨所在区域内存在沿竖直方向的磁场，规定磁场方向竖直向上为正，在0~2t0时间内磁感应强度的变化情况如图乙所示，导体棒MN始终处于静止状态。下列说法正确的是 A.在0~t0和t0~2t0内，导体棒受到导轨的摩擦力方向相同 B.在t0~2t0内，通过电阻R的电流方向为P到Q C.在0~t0内，通过电阻R的电流大小为 D.在0~2t0内，通过电阻R的电荷量为 ‎5如图所示， 厚度为h，宽度为d的金属导体，当磁场方向与电流方向垂直时，在导体上下表面会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。下列说法正确的是(　　)‎ A．上表面的电势高于下表面电势 B．仅增大h时，上下表面的电势差增大 C．仅增大d时，上下表面的电势差减小 D．仅增大电流I时，上下表面的电势差减小 ‎6、．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随着温度变化的特性来工作的．如图甲所示，电源的电动势E＝9.0 V，内阻不计；G为灵敏电流表，内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示．闭合开关S，当热敏电阻的温度等于20 ℃时，电流表示数I1＝2 mA；当电流表的示数I2＝3.6 mA时，热敏电阻的温度是(　 　)‎ A．60 ℃ B．80 ℃ C．100 ℃ D．120 ℃‎ ‎7．如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电 ‎ 流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则(　 　)‎ A．电压表读数减小 B．电流表读数减小 C．质点P将向上运动 D．R1上消耗的功率逐渐增大 ‎8．法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是(　　)‎ A．若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定 B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动 C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化 D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍 ‎9．如图，正方形abcd中△abd区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，△bcd区域内有方向平行bc的匀强电场（图中未画出）。一带电粒子从d点沿da方向射入磁场，随后经过bd的中点e进入电场，接着从b点射出电场。不计粒子的重力。则 A．粒子带负电 B．电场的方向是由b指向c C．粒子在b点和d点的动能相等 D．粒子在磁场、电场中运动的时间之比为p∶2‎ ‎10．如图所示，三根通电长直导线都垂直于纸面放置，彼此之间的距离都相等，电流等大反向，电流方向相同，电流大小为电流大小的一半。已知受到所产生磁场的安培力为，若直线电流在某点所产生磁感应强度大小与电流成正比，与该点到直线电流的距离成反比，则下列说法正确的是 A．对作用力的合力大小等于 B．对作用力的合力方向垂直于连线 C．对作用力的合力方向垂直于连线 D．对作用力的合力大小等于 ‎11．如图所示，在半径为R的圆形区域内（圆心为O）有匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于圆平面（未画出）。一群具有相同比荷的负离子以相同的速率由P点在纸平面内向不同方向射入磁场中，发生偏转后又飞出磁场，若离子在磁场中运动的轨道半径大于R，则下列说法中正确的是（不计离子的重力）（ ）‎ A．沿PQ方向射入的离子飞出时偏转角最大 B．从Q点飞出的离子在磁场中运动的时间最长 C．在磁场中运动时间最长的离子不可能经过圆心O点 D．若轨道半径等于R，则所有离子飞出磁场时的动量一定相同 ‎12、如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B．将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g，下列选项正确的是 （ ）‎ A. P=2mgvsinθ B. P=3mgvsinθ C. 当导体棒速度达到v/2时加速度为 D. 在速度达到2v以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功 二、实验题：本题共3小题．共24分．‎ ‎13（4分）如图所示，游标卡尺读数为________mm，螺旋测微器读数为________mm.‎ ‎14(8分)二极管是一种半导体元件，电路符号为，其特点是具有单向导电性。某实验小组要对一只二极管正向接入电路时的伏安特性曲线进行测绘探究。据了解，该二极管允许通过的最大电流为50mA。‎ ‎（1）该二极管外壳的标识模糊了，同学们首先用多用电表的电阻挡来判断它的正负极：当将红表笔接触二极管的左端、黑表笔接触二极管的右端时，发现指针的偏角比较小，当交换表笔再次测量时，发现指针有很大偏转，由此可判断_______ （填“左”或“右”）端为二极管的正极。‎ ‎ （2） 实验探究中他们可选器材如下：‎ A．直流电源（电动势3V，内阻不计）；‎ B．滑动变阻器（0〜20Ω）；‎ C．电压表（15V、内阻约80KΩ）；‎ D．电压表（3V、内阻约50KΩ）；‎ E．电流表（0.6A、内阻约1Ω）；‎ F．电流表（50mA、内阻约50Ω）；‎ G．待测二极管；‎ H．导线、开关。‎ 为了提高测量精度，电压表应选用_______，电流表应选用_______。（填序号字母）‎ ‎（3） 实验中测量数据如下表,请在坐标纸上画出该二极管的伏安特性曲线。‎ 电流I/mA ‎0‎ ‎0‎ ‎0.2‎ ‎1.8‎ ‎3.9‎ ‎8.6‎ ‎14.0‎ ‎21.8‎ ‎33.5‎ ‎50.0‎ 电压U/V ‎0‎ ‎0.50‎ ‎0.75‎ ‎1.00‎ ‎1.25‎ ‎1.50‎ ‎1.75‎ ‎2.00‎ ‎2.25‎ ‎2.50‎ ‎ （4）同学们将该二极管与阻值为10Ω的定值电阻串联后接到电压恒为3V的电源两端，则 二极管导通时定值电阻的功率为_______W。‎ ‎15（12分）（1）某同学想测量一节干电池的电动势和内电阻。由于没有电流表，同学将一个表头的内阻为10W、满偏电流为100mA的毫安表改装成量程为0.5A的电流表，则应并联阻值为 的电 阻R1‎ ‎（2）实验电路如（a）所示。实验步骤如下，请完成相应的填空：‎ ‎①将滑动变阻器R的滑片移到B端，闭合开关S；‎ ‎②多次调节滑动变阻器的滑片，记下电压表的示数U和毫安表的示数I；某次测量时毫安表的示数如图（b）所示，其读数为_________mA。‎ ‎③以U为纵坐标，I为横坐标，作U - I图线，如图(c)所示；‎ ‎④根据图线求得电源的电动势E = ____________V，内阻r = ____________W。（结果均保留到小数点后两位）‎ ‎⑤忽略偶然误差，本实验测得的E测、r测与真实值比较：E测 E真，r测 ‎ r真。（选填“＜”、“＝”或“＞”）‎ 三计算题 本题共3小题．共38分 ‎16. （10分）如图所示，两根平行光滑金属导轨MP、NQ与水平面成θ=37°角固定放置，导轨电阻不计，两导轨间距L=0.5 m，在两导轨形成的斜面上放一个与导轨垂直的均匀金属棒ab，金属棒ab处于静止状态，它的质量为。金属棒ab两端连在导轨间部分对应的电阻为R2＝2Ω，电源电动势E＝2V，电源内阻r＝1Ω，电阻R1＝2Ω，其他电阻不计．装置所在区域存在一垂直于斜面MPQN的匀强磁场。（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，）求：‎ ‎（1）所加磁场磁感应强度方向；‎ ‎（2）磁感应强度B的大小．‎ ‎17（12分）如图甲，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面内，导轨间距为1.0m，左端连接阻值R=4.0Ω的电阻；匀强磁场磁感应强度B=0.5T、方向垂直导轨所在平面向下；质量m=0.2kg、长度l=1.0m、电阻r=1.0Ω的金属杆置于导轨上，向右运动并与导轨始终保持垂直且接触良好。 t=0时对杆施加一平行于导轨方向的外力F，杆运动的v-t图象如图乙所示。其余电阻不计。求：‎ ‎（1）从t=0开始，金属杆运动距离为5m时电阻R两端的电压；‎ ‎（2）在0~3.0s内，外力F大小随时间t变化的关系式。‎ ‎18．（16分）如图所示，在xOy坐标系中，在y＜d的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场，在d＜y＜2d的区域内分布有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，MN为电场和磁场的边界，在y＝2d处放置一垂直于y轴的足够大金属挡板，带电粒子打到板上即被吸收，一质量为m、电量为＋q的粒子以初速度v0由坐标原点O处沿x轴正方向射入电场，已知电场强度大小为 (粒子的重力不计) ．‎ ‎（1）要使粒子不打到挡板上，磁感应强度应满足什么条件？‎ ‎（2）通过调节磁感应强度的大小，可让粒子刚好通过点P（4d， 0）（图中未画出），求磁感应强度的大小．‎ 第一次大考高二物理（B）答案 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ B C C D C D BC AB ABD AD BCD AC ‎2答案　C 解析　通过电风扇的电流为I＝，因为电风扇不是纯电阻电路，所以其焦耳热为Q＝Rt，而不应该是Q＝或Q＝Pt，选项C正确。‎ ‎3解析：选C　铜是非磁性材料，不能够被磁化，B错误；铜是金属材料，在强磁体穿过铜管的整个过程中，铜管始终切割磁感线，铜管中都有感应电流，强磁体受到向上的磁场力，加速度始终小于重力加速度，C正确，A、D错误 ‎5解析：选C　A中金属导体中的自由电荷是带负电的电子，由电流方向向右可知电子的移动方向向左，根据左手定则，知这些自由电子受到向上的洛伦兹力而发生偏转，则上表面带负电，下表面带正电，下表面的电势高于上表面，故A错误；稳定时，电子受到的洛伦兹力与电场力相平衡，则evB＝e，解得U＝vBh，而根据I＝nevhd可知v＝，故U＝，故增大h，电势差不变，仅增大d时，上、下表面的电势差减小，故B错误、C正确；而仅增大I时，电势差增大，故D错误 ‎12【答案】AC ‎【解析】‎ 当导体棒的速度达到v时，对导体棒进行受力分析如图甲所示．， 解得；当导体棒的速度达到2v时，对导体棒进行受力分析如图乙所示．，解得，功率。故A正确；当导体棒速度达到时，对导体棒受力分析如图丙所示．‎ 解得，故C正确；当导体棒的速度达到2v时，安培力等于拉力和mgsinθ之和，所以以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力和重力做功之和，故D错误。综上分析，AC正确。‎ ‎13【答案】49.15（2分） 0.900（2分）‎ ‎14（8分）（1）左 （2分） （2） D、F （2分） （3）如图所示（2分） （4）0.025 （在0.020～0.030范围内均可）（2分）‎ ‎15．(1) 2.5W （2分） (2) ②68（2分）‎ ‎④1.48(1.47～1.49之间均可) （2分），0.45(0.43～0.48之间均可) （2分）“＝，“＝（2分）‎ ‎16、(10分 )（1）垂直斜面向下 （2）B=1.2T ‎（1）金属棒ab处于静止状态，又是垂直于斜面MPQN的匀强磁场，则所受安培力沿斜面向上，由左手定则可判断磁场的方向垂直斜面向下。（2分）‎ ‎（2）R1和R2并联的总电阻 , 1分 电路中的总电流 1分 通过导体棒的电流 1分 导体棒的受力分析如图所示 导体棒受到的安培力为 2分 由受力平衡得 1分 得 B=1.2T 2分 ‎17解析（1）根据v-t图象可知金属杆做匀减速直线运动时间Dt=3s，t=0时杆速度为v0=6m/s，由运动学公式得其加速度大小 ①1分 设杆运动了5m时速度为v1，则 ②1分 此时，金属杆产生的感应电动势 ③1分 回路中产生的电流 ④1分 电阻R两端的电压 U=I1R ⑤ 1分 联立①~⑤式解 U=1.6V ⑥ 1分 ‎（2）由t =0时，可分析判断出外力F的方向与v0反向。 ⑦‎ 金属杆做匀减速直线运动，由牛顿第二定律有 ⑧2分 设在t时刻金属杆的速度为v，杆的电动势为ε，回路电流为I，‎ 则 ⑨ 1分 又 ⑩1分 ‎ 1分 联立①⑦⑧⑨⑩式解得 F=0.1+0.1t 1分 ‎18、（16分）（1） （9分） ；‎ ‎（2）或（7分）‎ 解：（1）粒子先在电场中做类平抛运动有：‎ ‎ （1分）；‎ ‎ （1分）；‎ ‎（1分）；‎ 可得 （1分）‎ 进入磁场时的速度 （1分）‎ 速度与x轴夹角： 即 θ＝60°（1分）‎ 粒子刚好不打到挡板上时，轨迹与板相切，轨迹如图所示．设粒子在磁场中运动半径为R，洛仑兹力提供向心力 （1分）‎ 由几何关系 即 （1分） 得 故要使粒子不打到挡板上，磁感应强度应满足 （1分）‎ ‎（2）粒子再次回到x轴上，沿x轴方向前进的距离 ‎（2分）‎ 调节磁场使得 ， （1分）‎ 粒子通过P点，回旋次数（1分）‎ n为整数，只能取n＝2和n＝3（1分）‎ n＝2时，△x＝2d 此时磁场（1分）‎ n＝3时， 此时磁场（1分） ‎