2017-2018学年宁夏银川一中高二上学期第二次月考物理试题 解析版

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2017-2018学年宁夏银川一中高二上学期第二次月考物理试题 解析版

‎2017-2018学年宁夏银川一中高二上学期第二次月考物理试题 解析版 二、选择题 ‎1. 图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相同的电流,方向如图所示。一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向是( )‎ A. 向上 B. 向下 C. 向左 D. 向右 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析:带电粒子在磁场中受洛伦兹力,磁场为4根长直导线在O点产生的合磁场,根据右手定则,a在O点产生的磁场方向为水平向左,b在O点产生磁场方向为竖直向上,c在O点产生的磁场方向为水平向左,d在O点产生的磁场方向竖直向下,所以合场方向水平向左。根据左手定则,带正电粒子在合磁场中洛伦兹力方向向下。故选B。‎ 考点:洛伦兹力方向判定(左手定则)和直导线周围磁场的判定(右手螺旋定则)。‎ ‎ ‎ ‎2. 在如图所示的电路中,R1为定值电阻,R2为可变电阻,E为电源电动势,r为电源内阻(r< R1,r< R2).则以下说法中正确的是( )‎ A. 当R2=R1+r时,R1上获得最大功率 B. 当R1=R2+r时,R1上获得最大功率 C. 当R2=0时,电源的输出功率最大 D. 当R2=0时,电源的效率最大 ‎【答案】C ‎【解析】AB:R1为定值电阻,R2为可变电阻,E为电源电动势,r为电源内阻(r< R1,r< R2),R1上获得的功率,则R2=0时,R1上获得最大功率。故AB两项错误。‎ C: 电源的输出功率 ,当外电路电阻大于r时,外电路电阻越接近r,电源的输出功率越大,则当R2=0时,电源的输出功率最大。故C项正确。‎ D:电源的效率 ,当R2=0时,电源的效率最小。故D项错误。‎ ‎3. 电阻R和电动机M串连接到电路中,如图所示,已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等,开关接通后,电动机正常工作.设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2,经过时间t,电流通过电阻R做功为W1,产生热量为Q1,电流通过电动机做功为W2,产生热量为Q2.则有(  )‎ A. U1<U2,Q1=Q2‎ B. U1=U2,Q1=Q2‎ C. W1=W2,Q1>Q2‎ D. W1<W2,Q1<Q2‎ ‎【答案】A ‎【解析】试题分析:设开关接通后,电路中电流为I.对于电阻R,由欧姆定律得U1=IR;对于电动机,U2>IR,则U1<U2.根据焦耳定律得Q1=I2Rt,Q2=I2Rt,则Q1=Q2.故选A.‎ 考点:焦耳定律; 欧姆定律 ‎【名师点睛】本题把握纯电阻电路与非纯电阻电路区别的能力,抓住欧姆定律适用于纯电阻电路,不适用于非纯电阻电路,而焦耳定律对两种电路均适用.‎ ‎4. 在如图甲所示的电路中,L1、L2和L3‎ 为三个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,当开关S闭合后,电路中的总电流为0.25A.则此时(  )‎ A. L1的电压为L2电压的2倍 B. L1消耗的电功率为0.75W C. L2的电阻为12Ω D. L1、L2消耗的电功率的比值等于4:1‎ ‎【答案】B ‎【解析】A:由题意知,开关闭合后,L1的电流时L2的两倍,根据伏安特性曲线知,L1的电压不等于L2的两倍,所以A项错误。‎ B:由伏安特性曲线知,当L1的电流为0.25A时,电压为3.0V,故功率为0.75W,所以B项正确;‎ C:由题意知,L2的电流为0.125A,根据伏安特性曲线知电压约为0.3V,再根据知C项错误。‎ D:L1的电流为0.25A时,电压为3.0V;L2的电流为0.125A,电压约为0.3V。据知L1、L2消耗的电功率的比值不等于4:1。故D项错误。‎ ‎5. 如图,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r,闭合k,将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔV1、ΔV2、ΔV3,理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI,则下列说法正确的是(  )‎ A. A的示数减小 B. V2的示数增大 C. ΔV3与ΔI的比值大于r D. ΔV1小于ΔV2‎ ‎【答案】C ‎【解析】试题分析:理想电压表内阻无穷大,相当于断路.理想电流表内阻为零,相当短路,所以R与变阻器串联,电压表分别测量R、路端电压和变阻器两端的电压.当滑动变阻器滑片向下滑动时,接入电路的电阻减小,电路中电流增大,则A的示数增大,故A错误;根据闭合电路欧姆定律得:的示数,I增大,减小,故B错误;根据闭合电路欧姆定律得:,则得:,则△V3与△I的比值大于r,故C正确;根据闭合电路欧姆定律得:,则得:,据题:,则,故△V1大于△V2,故D错误.‎ 考点:考查了闭合回路欧姆定律的应用 ‎【名师点睛】本题是电路的动态分析问题,关键要搞清电路的结构,明确电表各测量哪部分电路的电压或电流,理想电压表内阻无穷大,相当于断路.理想电流表内阻为零,相当短路.分析电路的连接关系,根据欧姆定律和串、并联电路的规律分析 ‎6. 如图所示,带等量异种电荷的平行金属板a、b处于匀强磁场中,磁感应强度B垂直纸面向里,不计重力的带电粒子沿OO′方向从左侧垂直于电磁场入射,从右侧射出a、b板间区域时动能比入射时小.要使粒子射出a、b板间区域时的动能比入射时大,可以(  )‎ A. 适当减小金属板的正对面积 B. 适当增大金属板间的距离 C. 适当减小金属板间的磁感应强度 D. 使带电粒子的电性相反 ‎【答案】AC ‎【解析】试题分析:由题意可知,当原来“右侧射出a、b板间区域时动能比入射时小”,说明“电场力对粒子做负功”,电场力小于磁场力,即,则;现在,要“射出a、b板间区域时的动能比入射时大”,就是要“电场力对粒子做正功”,电场力大于磁场力;电容器带电量不变,根据、、,有;适当减小两金属板的正对面积,场强增加,可能满足,故A正确;电容器带电量不变,改变极板间距离时,根据,板间的场强不变,故电场力不变,故B错误;减小磁场的磁感应强度B,可能有 ‎,故C正确;根据左手定则,及正电荷受到的电场力与电场强度方向相同,负电荷与电场强度方向相反,则有:电场力大小与“粒子电性”无关,故D错误。‎ 考点:带电粒子在混合场中的运动 ‎【名师点睛】考查粒子在电场与磁场中,受到电场力与磁场力作用,掌握电场力对粒子做功,而磁场力对粒子不做功,并理解动能定理与左手定则的应用。‎ ‎7. 在同一光滑斜面上放同一导体棒,右、如图所示是两种情况的剖面图.它们所在空间有磁感应强度大小相等的匀强磁场,但方向不同,一次垂直斜面向上,另一次竖直向上:两次导体棒A分别通有电流I1和I2,都处于静止平衡.已知斜面的倾角为θ,则(  )‎ A. I1:I2=cosθ:1‎ B. I1:I2=1:1‎ C. 导体棒A所受安培力大小之比F1:F2=sinθ:cosθ D. 斜面对导体棒A的弹力大小之比N1:N2=cos2θ:1‎ ‎【答案】AD ‎【解析】试题分析:导体棒受力如图,‎ 根据共点力平衡得,F1=mgsinθ,N1=mgcosθ,F2=mgtanθ,.‎ 所以导体棒所受的安培力之比,斜面对导体棒的弹力大小之比,因为F=BIL,所以,故A、D正确,B、C错误.故选AD.‎ 考点:物体的平衡;安培力.‎ ‎8. 在半导体离子注入工艺中,初速度可忽略的磷离子P+和P3+,经电压为U的电场加速后,垂直进入磁感应强度大小为B ‎、方向垂直纸面向里,有一定的宽度的匀强磁场区域,如图所示.已知离子P+在磁场中转过θ=30°后从磁场右边界射出.在电场和磁场中运动时,离子P+和P3+ (  )‎ A. 在电场中的加速度之比为1:1‎ B. 在磁场中运动的半径之比为 C. 在磁场中转过的角度之比为1:2‎ D. 离开电场区域时的动能之比为1:3‎ ‎【答案】BCD ‎ ‎ 考点:带电粒子在电场及磁场中的运动 ‎【名师点睛】磁场中的圆周运动问题重点是要找出半径,然后通过合理的作图画出粒子的运动轨迹,基本就可以解决问题了,磁场中的轨迹问题是高考特别喜欢考查的内容,而且都是出大题,应该多做训练。‎ ‎ ‎ 三、非选择题:‎ ‎9. 某课外小组测一个电池的电动势和内电阻.已知这个电池的电动势约为l l V~13V ‎,内电阻小于3Ω,由于直流电压表量程只有3V,需要将这只电压表通过连接一固定电阻(用电阻箱代替),改装为量程为15V的电压表,然后再用伏安法测电源的电动势和内电阻,以下是实验操作过程:‎ ‎①把电压表量程扩大,实验电路如图甲所示,实验步骤如下,完成填空.‎ 第一步:按电路图连接实物 第二步:把滑动变阻器滑动片移到最右端,把电阻箱阻值调到零 第三步:闭合电键,把滑动变阻器滑动片调到适当位置,使电压表读数为3V 第四步:把电阻箱阻值调到适当值,使电压表读数为_______V 第五步:不再改变电阻箱阻值,保持电压表和电阻箱串联,撤去其它线路,即得量程为15V的电压表 ‎②实验可供选择的器材有:‎ A.电压表(量程为3V,内阻2kΩ)‎ B.电流表(量程为3A,内阻约0.1Ω)‎ C.电阻箱(阻值范围0~9999Ω)‎ D.电阻箱(阻值范围0~999Ω)‎ E.滑动变阻器(阻值为0~20Ω,额定电流2A)‎ F.滑动变阻器(阻值为0~20kΩ,额定电流0.2A)‎ 电阻箱应选____________,滑动变阻器应选______________.‎ ‎③用该扩大了量程的电压表(电压表的表盘没变),测电源电动势E和内电阻r,实验电路如图乙所示,得到多组电压U和电流I的值,并作出U-I图线如图丙所示,可知电池的电动势为________V,内电阻为______Ω.‎ ‎【答案】 (1). 0.6V (2). C (3). E (4). E=11.5V (5). r=2.5欧 ‎②电压表(量程为3V,内阻2kΩ),要将其改装成15V的电压表,需串联8KΩ的电阻,电阻箱应选C.电阻箱(阻值范围0~9999Ω)‎ 因为电路中要有明显的电流,滑动变阻器应选择E.滑动变阻器(阻值为0~20Ω,额定电流2A)‎ ‎③根据U-I图线的纵截距和斜率可得: ‎ 点睛:U-I图线纵轴的起点往往不是零,即图线与横轴交点不表示短路电流。‎ ‎10. 在做“测定金属丝的电阻率”的实验中,若待测金属丝的电阻约为5Ω,要求测量结果尽量准确,提供以下器材供选择:‎ A.电池组(3V,内阻约1Ω)‎ B.电流表(0﹣0.6A,内阻约0.125Ω)‎ C.电压表(0﹣3V,内阻约4KΩ)‎ D.滑动变阻器(0﹣20Ω,允许最大电流1A)‎ E.开关、导线若干 ‎ ‎(1)测电阻时,电流表、电压表、待测金属丝电阻在组成电路时,请在虚线框内画出应采用的实验原理图_____(金属丝用电阻符号表示),‎ ‎(2)且此原理图使得待测金属丝电阻的测量值比真实值偏________(填“大”或“小”);‎ ‎(3)若用L表示金属丝长度,d表示直径,测得电阻值为R,则计算金属丝电阻率的表达式ρ=____.‎ ‎【答案】 (1). (2). 小 (3). ‎ ‎【解析】(1)测量金属丝的电阻率,提供的滑动变阻器最大电阻约为电阻丝的4‎ 倍,则滑动变阻器采用限流式接法;又电阻丝电阻远小于电压表内阻,则电流表采用外接法。实验电路如图:‎ ‎(2)由于电压表的分流,会使待测金属丝电阻的测量值比真实值偏小。‎ ‎(3)由电阻定律 可得: ‎ 点睛:因电表内阻的影响,电流表的内外接法均会带来电阻测量的系统误差。‎ ‎11. 质谱仪是用来测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,如图所示,电容器两极板相距为d,两板间电压为U,极板间匀强磁场的磁感应强度为B1,方向垂直纸面向外.一束电荷电量相同、质量不同的带正电的粒子,沿电容器的中线平行于极板射入电容器,沿直线匀速穿过电容器后进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外.结果分别打在感光片上的a、b两点,设a、b两点之间距离为△x,粒子所带电荷量为q,且不计重力,求:‎ ‎(1)求粒子进入磁场B2时的速度v的大小.‎ ‎(2)求打在a、b两点的粒子质量之差△m.‎ ‎(3)比较这两种带电粒子在磁场B2中运动时间的大小关系,并说明理由.‎ ‎【答案】(1)(2)(3)‎ ‎【解析】(1)粒子沿电容器的中线平行于极板射入电容器沿直线匀速穿过电容器,则 ‎ 解得:‎ ‎(2) 进入磁感应强度为B2的匀强磁场 解得:‎ 又 解得: ‎ ‎(3) 打在a处粒子的运动时间大于打在b处粒子的运动时间 粒子在磁场B2中运动时间 ‎ 因为 所以 ‎12. 如图所示,x轴上方有一匀强磁场,磁感应强度为B、方向垂直纸面向里,x轴下方有一匀强电场,场强大小为E、方向与y轴负方向夹角为θ=45º且斜向上方。现有一质量为m、电量为q的正离子(不计重力)以速度v0由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场,该离子在磁场中运动了一段时间后从x轴上的C点进入电场区域,该离子经C点时的速度方向与x轴正方向夹角也为45º。设磁场区域和电场区域足够大。‎ 求:(1)C点的坐标;‎ ‎(2)离子从A点出发到第三次穿越x轴时的时间;‎ ‎(3)离子第四次穿越x轴时速度的大小及速度方向与电场方向的夹角。‎ ‎【答案】(1)(2)(3)‎ ‎【解析】试题分析:(1)磁场中带电粒子在洛伦兹力的作用下做圆周运动,故有 Bqv=m,T=‎ 粒子运动的轨迹如图所示,由几何知识可知:‎ Xc=-(r+rcos45°)=-,故C点的坐标为(-,0)‎ ‎(2)设粒子从A到C的时间为t1,由题意知:(1分)‎ 设粒子从进入电场到返回C的时间为t2,其在电场中做匀变速运动,有 ‎(2分) 联立⑥⑦解得(1分)‎ 设粒子再次进入磁场后在磁场中运动的时间为t3,由题意知(1分)‎ 故而,设粒子从A点到第三次穿越x轴的时间为(1分)‎ ‎(3)粒子从第三次过x轴到第四次过x轴的过程是在电场中做类平抛运动,即沿着v0的方向(设为x′轴)做匀速运动,即x′=v0t (1分)‎ 沿着E的方向(设为y′轴)做初速度为0的匀变速运动,即y′=;vy′=(2分)‎ 设粒子第四次穿越x轴时速度的大小为v,速度的方向与电场方向的夹角为α 由几何关系知:,v=,tanα=‎ 解得v=,α=arctan或tanα=。(4分)‎ 考点:带电粒子在磁场与电场中的运动。‎ ‎【名师点晴】粒子在磁场中运动时做圆周运动,然后进入电场中,进入的方向与电场的方向平行,受与速度方向相反的电场力,然后粒子再反向运动,后又进入磁场,在磁场中再偏转,后再进入电场,求粒子的运动规律时先画图、再计算会更好。‎ ‎13. 水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)。现垂直于导轨搁一根质量为m,电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方,如图所示,问:‎ ‎(1)当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少?‎ ‎(2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?‎ ‎【答案】(1)(2)‎ ‎【解析】(1)从b向a看其受力如图所示:‎ 水平方向: ‎ 竖直方向: ‎ 又:‎ 联立解得: , ‎ ‎(2)使ab棒受支持力为零,且让磁场最小,可知所受安培力竖直向上,则有 ‎ 解得: ,根据左手定则判定磁场方向水平向右。‎ 综上所述本题答案是:(1); ‎ ‎(2),方向水平向右 ‎ ‎
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