河南省中原名校（即豫南九校）2020学年高二物理上学期第三次联考试题（含解析）

河南省中原名校（即豫南九校）2020学年高二物理上学期第三次联考试题（含解析）

河南省中原名校（即豫南九校）2020学年高二上学期第三次联考物理试题 ‎ 一．选择题 ‎1. 在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是( )‎ A. 将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化 B. 在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化 C. 将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接．往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化 D. 绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，回路中没有磁通量的变化，不能产生感应电流，观察到电流表没有变化，故A错误；在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，回路中没有磁通量的变化，不能产生感应电流，观察到电流表没有变化，故B错误；将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁的过程中有感应电流产生，但是之后，再到相邻房间去观察时，回路中已经没有磁通量的变化，此时观察到的电流表没有变化，故C错误；绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，回路中的磁通量发生变化，能观察电流表的变化，故D正确．故选D。‎ 考点：电磁感应现象 ‎【名师点睛】解决本题关键要准确把握产生感应电流的一般条件：闭合回路的磁通量发生变化，电路必须闭合。‎ 视频 ‎2.‎ ‎ 如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触.把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开，则( )‎ A. 此时A带正电，B带负电 B. 此时A电势低，B电势高 C. 移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合 D. 先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：物体C靠近A附近时，由于静电感应，A端带上负电，B端带上正电；故A错误；此时AB为等势体，两端电势相等；故B错误；移去C后，由于电荷间相互作用，重新中和，达电中性状态，两金属箔均闭合；故C正确；先把AB分开，则A带负电，B带正电，移去C后，电荷不能再进行中和，故两金属箔仍然张开；故D错误；故选C。‎ 考点：静电感应 视频 ‎3. 关于电源的电动势，下列说法中正确的是( )‎ A. 同一电源接入不同的电路，电动势会发生变化 B. 1号干电池比7号干电池的体积大，但电动势相同 C. 电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同 D. 电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电源把其他形式的能转化为电能越多，电势能就越大 ‎【答案】B ‎【解析】同一电源接入不同的电路，电动势不会发生变化，选项A错误； ‎ ‎1号干电池比7号干电池的体积大，但电动势相同，选项B正确；电动势、电压和电势差不但名称不同，物理意义也不相同，电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，反映了电源内部非静电力做功的本领，电压和电势差是两点之间电势的差，它们只是单位也相同；故C错误。电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，根据W=qE可知，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势不一定大，还跟移动电荷的多少有关，故D错误。故选B.‎ ‎4. 如图所示为电流天平，可用来测量匀强磁场的磁感应强度.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，线圈匝数为N，水平边长为L，线圈的下部处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面．当线圈中通有电流I （方向如图）时，在天平左、右两边加上质量分别为m1、m2的砝码，天平平衡．当电流反向（大小不变）时，左边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡．由此可知（　　）‎ A. 磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为 B. 磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为 C. 磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为 D. 磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为 ‎【答案】D ‎【解析】当B的方向垂直纸面向里，开始线圈所受安培力的方向向向下，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向上，相当于右边少了两倍的安培力大小，所以右边应加砝码，故AB错误，当B的方向垂直纸面向外，开始线圈所受安培力的方向向向上，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向下，相当于右边多了两倍的安培力大小，需要在左边加砝码．有mg=2NBIL，所以．故C错误、D正确．故选D．‎ 点睛：本题考查安培力的计算及运用，解决本题的关键掌握安培力方向的判定，然后知道利用力的平衡去求解问题，此题题目较新颖．‎ ‎5. 某人把电流表、干电池和一个定值电阻串联后，两端连接两只测量表笔，做成了一个测量电阻的装置．两只表笔直接接触时，电流表读数是4mA，两只表笔与200Ω的电阻连接时，电流表读数是3mA．现在把表笔与一个未知电阻连接时，电流表读数是2mA，则该未知电阻阻值是（　　）‎ A. 600Ω B. 1200Ω C. 300Ω D. 200Ω ‎【答案】A ‎6. 如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直.磁场方向与圆环所在平面垂直．磁感应强度B随时间均匀增大．两圆环半径之比为2：1，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb，不考虑两圆环间的相互影响.下列说法正确的是（　　）‎ A. Ea：Eb=4：1，感应电流均沿逆时针方向 B. Ea：Eb=4：1，感应电流均沿顺时针方向 C. Ea：Eb=2：1，感应电流均沿逆时针方向 D. Ea：Eb=2：1，感应电流均沿顺时针方向 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：根据法拉第电磁感应定律可得，根据题意可得 ‎，故，感应电流产生的磁场要阻碍原磁场的增大，即感应电流产生向里的感应磁场，根据楞次定律可得，感应电流均沿顺时针方向。‎ ‎【考点定位】法拉第电磁感应定律、楞次定律的应用 ‎【方法技巧】对于楞次定律，一定要清楚是用哪个手判断感应电流方向的，也可以从两个角度理解，一个是增反减同，一个是来拒去留，对于法拉第电磁感应定律，需要灵活掌握公式，学会变通。‎ 视频 ‎7. 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地刺偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图，结合上述材料，下列说法正确的是（　　）‎ A. 地理南、北极与地磁场的南、北极不重合 B. 地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近 C. 地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D. 形成地磁场的原因可能是带负电的地球自转引起的 ‎【答案】ABD ‎【解析】地球的地理南极和地理北极与地球的磁南极和磁北极不重合，存在一定的磁偏角，故A、B选项正确；地球两极的磁场与地面垂直，故C选项错误；地球自转方向自西向东，地球的南极是地磁场的北极，由安培定则判断可知地球是带负电的，故D正确；故选ABD.‎ 点睛：本题考查了地磁场的性质以及磁通量等内容，要注意借助地磁场的磁场分布分析地磁场对应的性质.‎ ‎8. R1和R2是材料相同、厚度相同、上下表面都为正方形的导体，但R1的尺寸比R2‎ 大得多，把它们分别连接在如图所示的电路的A、B两端，接R1时电压表的读数为U1，接R2时电压表的读数为U2，则下列判断正确的是（　　）‎ A. R1=R2 B. R1＞R2 C. U1＜U2 D. U1=U2‎ ‎【答案】AD ‎【解析】试题分析：设正方形的边长为a，则导体的电阻，由两导体的ρ与d相同，则两导体电阻相等，即R1=R2，故A正确，B错误；导体接入电路中，电压表示数，由于电源电动势E、内阻r、导体电阻R相同，则电压表示数U相同，即U1=U2，故C错误，D正确；故选AD．‎ 考点：电阻定律；欧姆定律 ‎【名师点睛】本题考查了比较电阻大小与电压大小问题，难度不大，是一道基础题，熟练应用电阻定律与欧姆定律即可正确解题。‎ ‎9. 某电场的等势面如图所示，则下列说法正确的有( )‎ A. 此电场的等势面为一正点电荷形成的电场的等势面 B. 若单位正电荷q沿任意路径从A点移动B点，静电力所做的功为零 C. 单位正电荷q从A点移动到C点静电力所做的功小于从B点移动到C点静电力所做的功 D. 单位正电荷q从A点移动到E点，跟单位负电荷-q从C点移动到E点静电力所做的功相等 ‎【答案】BD ‎【解析】正点电荷形成的电场的等势面为同心圆，所以A错误．Ａ、B两点位于同一个等势面上，两点之间无电势差，即是UAB=0．所以W=qUAB=0．所以B正确；因为A、B两点的电势都为10V．到C点的电势差都是4V．即：UAC=UBC=4V．所以WAC=WBC，C项错误；单位正电荷从A点移动到E点，跟单位负电荷从C点移动到E点静电力所做的功相等，均做正功，做功均为qU=2q．D选项正确；故选BD．‎ 点睛：解答此题要掌握：电场线与等势面垂直．电场线密的地方电场的强度大，等势面密，电场线疏的地方电场的强度小，等势面疏；沿电场线的方向，电势降低．沿着等势面移动点电荷，电场力不做功．电场线与等势面垂直．‎ ‎10. 如图所示，示波器是一种常见的电学仪器，可以在荧光屏上显示出被检测的电压随时间的变化情况.电子经电压U1加速后进入偏转电场.下列关于所加竖直偏转电压U2、水平偏转电压U3与荧光屏上所得的图形的说法中正确的是（　　）‎ A. 如果只在U2上加上图甲所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图a所示y轴上的一段亮线 B. 如果只在U3上加上图乙所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图b所示x轴上的一段亮线 C. 如果同时在U2和U3上加上甲、乙所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图c所示 D. 如果同时在U2和U3上加上甲、乙所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图d所示 ‎【答案】ABD ‎【解析】如果只在U2上加上甲图所示的电压，电子只在竖直方向上偏转，图a正确；如果只在U3上加上乙图所示的电压，电子只在水平方向上偏转，图b正确；如果同时在U2和U3‎ 上加上甲、乙所示的电压，电子在竖直方向和水平方向同时偏转，其在T内在竖直方向完成一个周期，在2T内在竖直方向完成两个周期，故在荧光屏上形成两个完整的正弦波形，图d正确．本题正确选项ABD．‎ 二、填空题和实验题 ‎11. 在如图所示的实验装置中，充电后的平行板电容器的A极板与灵敏的静电计相接，极板B接地，在两板间用绝缘细绳悬挂一带电小球，静止时细绳与竖直方向夹角为α.‎ ‎(1)若极板B稍向上移动一点，则将观察到静电计指针偏角变大 ______（填“变大”, “变小”或“不变”），此实验说明平行板电容器的电容与极板的正对面积正比有关；‎ ‎(2)若极板B稍向左移动一点，则将观察到静电计指针偏角________，此实验说明平行板电容器的电容与极板间距离有关；‎ ‎(3)若极板B稍向左移动一点后，小球静止时细绳与竖直方向的夹角α与原来相比_________（填“变大”, “变小”或“不变”）。‎ ‎【答案】 (1). （1）变大 (2). （2）变大 (3). （3）不变 ‎【解析】（1）若极板B稍向上移动一点，极板正对面积减小，由电容的决定式分析知电容减小，电容器的电量不变，根据电容的定义式，极板间的电压U增大．则静电计指针偏角增大．‎ ‎（2）若极板B稍向左移动一点，板间距离增大，由电容的决定式分析知电容减小，电容器的电量不变，根据电容的定义式，极板间的电压U增大．则静电计指针偏角增大．‎ ‎（3）电容器的电量不变，若极板B稍向左移动一点，板间距离增大，由电容的决定式；电容的定义式以及联立可得，则两板间场强不变，则小球受电场力不变，则小球静止时细绳与竖直方向的夹角α与原来相比不变.‎ 点睛：对于电容器动态变化分析问题，要抓住不变量．当电容器保持与电源相连时，电压不变．当电容器充电后，与电源断开后，往往电量不变．根据电容的决定式和定义式结合进行分析．‎ ‎12. 某研究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻，其中电流表A1的内阻r1=1.0kΩ，电阻R1=9.0kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0=3.0Ω的电阻．‎ ‎①按图示电路进行连接后，发现aa′、bb′和cc′三条导线中，混进了一条内部断开的导线．为了确定哪一条导线内部是断开的，将电键S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压，读数不为零，再测量a、a′间电压，若读数不为零，则一定是_______导线断开；若读数为零，则一定是________导线断开．‎ ‎②排除故障后，该小组顺利完成实验．通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如图．由I1-I2图象得到的电池的电动势E=______V，内阻r=_________Ω。‎ ‎【答案】 (1). ① (2). (3). ②1.41（1.36~1.44均可） (4). 0.5（0.4~0.6均可）‎ ‎【解析】①用电压挡检测电路故障，电压表的表头是电流计，原电路有断路，回路中无电流，将电压表接在间后有示数，说明电路被接通，即间有断路故障，再测量间电压，电压表读数不为零，说明断路故障的范围被缩小到间，则一定是导线断开；若读数为零，则说明电路仍未被接通，断路故障的范围被确定在间。‎ ‎②根据闭合电路的欧姆定律：，，上式可简化为 ‎，读出两点坐标：（60，0.12）和（260，0.05），代入方程解得：电动势E=1.41 V，内阻r=0.5 Ω。‎ 点睛:由图象法处理实验数据的关键是要理解图线的物理意义——纵轴截距和斜率表示什么，闭合电路的欧姆定律是核心。‎ 三、计算题 ‎13. 如图所示，一质量为m、带电荷量为q的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时绝缘细线向左且与竖直方向成θ角，重力加速度为g.‎ ‎(1)判断小球带何种电荷；‎ ‎(2)求电场强度E；‎ ‎(3)若在某时刻将细线突然剪断，求经过t时间小球的速度v.‎ ‎【答案】（1）负电　（2）mgtanθ/q　（3）gt/cosθ ‎【解析】试题分析：（1）负电．‎ ‎（2）小球受力如右图所示，其中电场力F＝qE，‎ 由平衡条件得：F＝mgtan θ，‎ E＝mgtan θ/q．‎ ‎（3）剪断细线后小球做初速度为零的匀加速直线运动 F合＝mg/cos θ＝ma，v＝at，‎ 所以v＝gt/cos θ 速度方向与竖直方向夹角为θ斜向左下方．‎ 考点：物体的平衡；电场强度 ‎............‎ ‎14. 如图所示，单匝线圈ABCD在外力作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场，第二次又以速度3v匀速进入同一匀强磁场.求：‎ ‎(1)第二次进入与第一次进入时线圈中电流之比；‎ ‎(2)第二次进入与第一次进入时外力做功的功率之比；‎ ‎(3)第二次进入与第一次进入整个过程线圈中产生热量之比.‎ ‎【答案】（1）3：1（2）9：1（3）3：1‎ ‎【解析】（1）线圈以速度v匀速进入磁场，当CD边在磁场中时，‎ 线框中感应电动势，E1=BLv 此时线框中的感应电流为，‎ 同理，线圈以速度3v匀速进入磁场时，‎ 线框中的感应电流为 所以第二次与第一次线圈中电流之比为3∶1‎ ‎(2)线圈以速度v匀速进入磁场，当CD边在磁场中时，‎ 由于线圈做匀速运动，所以此时外力也最大，且外力大小等于安培力大小，‎ 此时外力 的功率为 同理，线圈以速度3v匀速进入磁场时，外力的功率为 所以第二次与第一次外力做功的功率之比为9∶1‎ ‎(3)线圈以速度v匀速进入磁场，线框中的感应电流为 设AD边长为l，则线框经过时间完全进入磁场，此后线框中不再有感应电流．‎ 所以第一次线框中产生的热量为 同理，线圈以速度3v匀速进入磁场时，线框中产生的热量为 所以第二次与第一次线圈中产生热量之比为3∶1‎ ‎15. 如图是磁流体发电机原理示意图.设平行金属板间距为d，发电通道长为a、宽为b，其间有匀强磁场，磁感应强度为B，导电流体的速度为v，电阻率为ρ，负载电阻为R，导电流体从一侧沿垂直磁场且极板平行方向射入极板间，(忽略粒子重力)求:‎ ‎(1)该发电机产生的电动势；‎ ‎(2)负载R上的电流I；‎ ‎(3)求磁流体发电机总功率P；‎ ‎(4)为了使导流体以恒定的速度v通过磁场，发电通道两端需保持一定的压强差，试计算.‎ ‎【答案】（1）E=Bdv；（2） （3）；（4）‎ ‎【解析】（1）其中r=ρd/ab．当外电路断开时，电动势为E=Bdv．‎ ‎（2）根据欧姆定律可求得负载R上的电流 ‎（3）磁流体发电机的总功率P=EI=．‎ ‎（4）当导电流体受到的安培力与受到的压力差相等时，导电流体才能以恒定速度通过磁场，‎ 即有：‎ ‎16. 平面直角坐标系xoy中，第I象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第III象限存在沿y轴负方向的匀强电场，如图所示．一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动，Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍．粒子从坐标原点O离开电场进入磁场，最终从x轴上的P点射出磁场，P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等.不计粒子重力,问：‎ ‎(1)粒子到达O点时速度的大小和方向；‎ ‎(2)电场强度和磁感应强度的大小之比．‎ ‎【答案】（1），方向与x轴方向的夹角为45°角斜向上 （2）‎ ‎【解析】(1)粒子运动轨迹如图：‎ 粒子在电场中由Q到O做类平抛运动，设O点速度v与x方向夹角为，Q点到x轴的距离为L，到y轴的距离为2L，粒子的加速度为a，运动时间为t，根据平抛运动的规律有：‎ x方向：‎ y方向：‎ 粒子到达O点时沿y轴方向的分速度：，又，解得，即，粒子到达O点时的夹角为450解斜向上，粒子到达O点时的速度大小为；‎ ‎(2)设电场强度为E，粒子电荷量为q，质量为m，粒子在电场中受到的电场力为F，粒子在电场中运动的加速度：，设磁感应强度大小为B，粒子做匀速圆周运动的半径为R，洛伦兹力提供向心力，有：，根据几何关系可知：解得： ‎