【物理】北京市顺义一中2019-2020学年高二上学期月考试题（解析版）

【物理】北京市顺义一中2019-2020学年高二上学期月考试题（解析版）

高二物理练习题 一、选择题（在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。）‎ ‎1.在下列物理量中，属于矢量的是（　　）‎ A. 动量 B. 电势差 C. 电势能 D. 电压 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】动量是矢量，电势差、电势能、电压是标量，故A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎2.真空中有两个静止点电荷q1和q2，它们之间的距离若保持不变，而把它们的电荷量都变为原来的4倍，则这两个电荷间的静电力变为原来的（　　）‎ A. 2倍 B. 4倍 C. 8倍 D. 16倍 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由库仑定律有 故D正确，ABC错误。‎ 故选D。‎ ‎3.图为描述某静电场电场线，a、b、c是同一条电场线上的三个点，其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，关于Ea、Eb、Ec的比较，下列说法正确的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】电场线越密集则场强越大，a点最稀疏，c点最密集，可知；‎ A．，与结论不相符，选项A错误；‎ B．，与结论相符，选项B正确；‎ C．，与结论不相符，选项C错误；‎ D．，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎4.在一段导体两端加上电压，已知在10s内通过此导体横截面的电荷量是‎8C，则通过这段导体的电流是（　　）‎ A. ‎40A B. ‎0.8A C. ‎0.4A D. ‎‎14A ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】通过这段导体的电流 ‎ ‎ 故B正确，ACD错误 故选B。‎ ‎5.“电子伏特（符号：eV）”，属于下列哪一物理量的单位（ ）‎ A. 电荷量 B. 能量 C. 电流 D. 电压 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】电子伏特（符号：eV）是指一个电子被1V电压加速得到的能量，即电子伏特是能量的单位。故选B。‎ ‎6.用电流表和电压表测量电阻的电路如图所示，其中为待测电阻．电表内阻对测量结果的影响不能忽略，下列说法中正确的是( )‎ A. 电流表的示数小于通过Rx的电流 B. 电流表的示数大于通过Rx的电流 C. 电压表的示数小于Rx两端的电压 D. 电压表的示数大于Rx两端的电压 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电压表测量的是与其并联电路的电压值，电流表测量的是与之串联电路的电流值，据此分析问题同；‎ ‎【详解】A、由电路图可知，实验采用电流表外接法，电流表所测电流等于通过电阻的电流与通过电压表的电流之和，电流表的示数大于通过的电流，故A错误，B正确；‎ C、由电路图可知，电压表与待测电阻并联，测量待测电阻两端电压，电压表的示数等于两端的电压，故CD错误．‎ ‎7.某同学对四个电阻各进行了一次测量，把每个电阻两端的电压和通过它的电流在U-I坐标系中描点，得到了如图所示的a、b、c、d四个点，其中电阻值最小的是（　　）‎ A. a点对应的电阻 B. b点对应的电阻 C. c点对应的电阻 D. d点对应的电阻 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】电阻的U-I图像上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的阻值，由图可知，d点对应的电阻的阻值最小。故D正确，ABC错误。‎ 故选D。‎ ‎8.面积是‎1.50m2‎的导线环，处于磁感应强度为2.0×10-2T的匀强磁场中，环面与磁场垂直。则穿过该导线环的磁通量等于（　　）‎ A. 2.5‎‎×10-2Wb B. 1.5×10-2Wb C. 3.0×10-2Wb D. 4.0×10-2Wb ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】穿过该导线环的磁通量 故C正确，ABD错误。‎ 故选C。‎ ‎9.一个固定电容器在充电过程中，两个极板间的电压U随电容器所带电荷量Q的变化而变化．下图中正确反映U和Q关系的图像是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 明确电容器的电容由本身的性质决定，与Q和U无关，根据Q=CU，知U与Q成正比．‎ 详解】根据，可知，由于电容器不变，因此电压U和电量Q成正比，故A正确BCD错误．‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握电容的定义式为，知道C与Q和U无关，根据Q=CU，知Q与U成正比，同时根据电容器的决定式理解电容器电容大小与那些因素有关 ‎10.如图，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为3B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2。则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比分别为（　　）‎ A. c→a，3∶1 B. a→c，1∶3‎ C. a→c，3∶1 D. c→a，1∶3‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由右手定则可知，电流方向为由N到M，则通过电阻R电流方向为a→c，由可知E1∶E2=1∶3。故B正确，ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎11.如图所示，一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的轴线运动，使圆环内产生了感应电流．下列四幅图中，产生的感应电流方向与条形磁铁的运动情况相吻合的是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由图示可知，在磁铁S极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量变小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿逆时针方向，故A错误；‎ B．由图示可知，在磁铁S极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流顺时针方向，故B错误；‎ C．同时，在磁铁N极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿顺时针方向，故C错误；‎ D．由图示可知，在磁铁N极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流逆时针方向，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎12.一台直流电动机，其线圈的电阻值为0.5Ω。当电动机两端所加电压为8V时，电动机正常工作，通过线圈的电流是‎2A。由此可知（　　）‎ A. 电动机消耗的电功率为72W B. 电动机输出的机械功率为12W C. 电动机线圈的发热功率为2W D. 电动机的工作效率为50%‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．电动机消耗的电功率 故A错误；‎ C．电动机线圈的发热功率 故C正确； ‎ B．电动机输出的机械功率 故B错误；‎ D．电动机的工作效率 ‎ 故D错误。故选C。‎ ‎13.如图所示为某同学利用传感器研究电容器放电过程的实验电路，实验时先使开关S与1 端相连，电源向电容器充电，待电路稳定后把开关S 掷向2 端，电容器通过电阻放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的i﹣t曲线，这个曲线的横坐标是放电时间，纵坐标是放电电流。仅由这个i﹣t曲线所提供的信息可以估算出 A. 电容器的电容 B. 一段时间内电容器放电的电荷量 C. 某时刻电容器两极板间的电压 D. 一段时间内电阻产生的热量 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC．根据电流的定义：‎ 可知图线和时间轴围成的面积所表示的物理量为电荷量，通过对格子进行计数可以求解一段时间内电容器放电的电荷量；根据电容的定义：‎ 可知，无法求解电容器的电容和极板间电压，故AC错误，B正确；‎ D．根据焦耳定律：‎ 电流无法准确求解，所以产生的焦耳热无法求解，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎14.已知A、B为由一个负电荷形成的电场中一条电场线上的两点，若把另一个负电荷从A移动到B的过程中电场力做负功，则（　　）‎ A. ， B. ，‎ C. ， D. ，‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】另一个负电荷从A移动到B的过程中电场力做负功，说明其受到斥力，负电荷在B点右侧，电场线由A指向B。距离点电荷越近，电场越强，故，沿电场线方向电势降低，故。故D正确，ABC错误。‎ 故选D。‎ ‎15.某兴趣小组为探究测定电流产生磁场的磁感应强度的方法，在实验精度要求不高的情况下，设计了如下实验：在一根南北方向放置的直导线的正下方A处放一个罗盘．导线没有通电时罗盘的指针（小磁针的N极）指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度．现已知此地的地磁场水平分量B地=5.0×10－5‎ T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置，如图所示．由此得出该通电直导线在A处产生磁场的磁感应强度大小为（　　）‎ A. 5.0‎‎×l0-5T B. l.0×10-4T ‎ C. 8.66×l0-5T D. 7.07×l0-5T ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 本题考查了磁场的合成，小磁针后来的指向为合磁场方向，因此根据平行四边形定则，已知某个磁场大小和方向与合磁场方向，可以求出另一个磁场大小；‎ ‎【详解】各个分磁场与合磁场关系如图所示：‎ ‎ 地磁场水平分量，所以根据三角函数关系可得： 即有：，故ABD错误，C正确．‎ ‎【点睛】物理中力、电场强度、磁场强度等均为矢量，在合成时遵循平行四边形定则，因此要熟练应用平行四边形定则进行矢量的合成．‎ ‎16.某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I；质子的质量为m，其电量为e.那么这束质子流内单位体积的质子数n是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】质子被加速时：‎ ‎ ‎ 由于 ‎ ‎ 解得 A．，与结论不相符，选项A错误；B．，与结论不相符，选项B错误；‎ C．，与结论不相符，选项C错误；D．，与结论相符，选项D正确；‎ 故选D.‎ 二、计算题解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。‎ ‎17.如图所示，足够长的U形光滑导体框水平放置，宽度为L，一端连接的电阻为R。导体框所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。电阻为r的导体棒MN放在导体框上，其长度恰好等于导体框的宽度，且相互接触良好。其余电阻均可忽略不计。在水平拉力作用下，导体棒向右匀速运动，速度大小为v。‎ ‎(1)求回路中感应电流I和导体棒两端的电压U；‎ ‎(2)求水平拉力F多大？‎ ‎【答案】(1) ；(2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 感应电动势 回路中感应电流 导体棒两端的电压即路端电压 ‎ ‎ ‎(2) 导体棒向右匀速运动，有 ‎18.如图甲所示，表示三块相同的蹄形磁铁并列放在水平桌面上，可以认为磁极间的磁场是匀强磁场。将一根直导体棒水平悬挂在磁铁的两极之间，导体棒与磁感应强度的方向垂直。导体棒的重力为G，导体棒在匀强磁场中的有效长度为L。当导体棒中通过的电流为I时，导体棒向外侧偏转（但仍在磁极之间），静止时悬线与竖直方向的夹角为θ，此时的导体棒在其横截面上的受力图如图乙所示，其中安培力F水平向右。求：‎ ‎（1）导体棒所受的安培力F的大小；‎ ‎（2）该匀强磁场的磁感应强度B的大小。‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）如图所示，导体棒所受的安培力：‎ F=Gtanθ ‎（2）匀强磁场的磁感应强度大小 ‎19.密立根用如图所示的实验装置来测定很小的带电油滴所带的电荷量。油滴从喷雾器喷出时由于摩擦而带电，并落入两块相互平行的极板M、N之间的区域（M板带正电、N板带负电），透过显微镜寻找那些刚好悬浮在极板间的油滴。根据观测数据算出油滴的质量，再根据油滴悬浮时受到的电场力和重力平衡，可计算出油滴所带的电荷量。‎ ‎（1）若P为从显微镜中观察到的悬浮油滴，则可推知P带哪种电荷？‎ ‎（2）已知极板M、N之间的距离为d，电压为U，求两板之间的电场强度E的大小；‎ ‎（3）油滴P可视为球体，并测得其半径为R。已知油的密度为ρ，重力加速度为g，极板M、N之间的距离为d，电压为U。求该油滴的电荷量q。（提示：球的体积公式）‎ ‎【答案】(1) 负电(2) (3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）油滴受向上的电场力，而上极板带正电，可知P带负电.‎ ‎（2）两板之间的电场强度 ‎（3）∵油滴P悬浮∴油滴P受到的重力和电场力平衡 即:‎ 而:‎ 联立以上各式，可得:‎ ‎20.质量为m、电荷量为e的电子，由静止从P点出发，经电压为U的电场加速后，沿两块正对的平行极板M、N正中间的直线PQ方向射入两板间。已知极板M、N间只存在着磁感应强度为B、方向垂直纸面向里且具有理想边界的匀强磁场，如图所示。不计电子所受重力。求：‎ ‎（1）电子射出电场时的速度υ的大小；‎ ‎（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径R；‎ ‎（3）当极板M、N的间距恰好等于极板长时，电子恰好能从极板的右边缘射出磁场，则极板的长度L是多少？‎ ‎【答案】(1) (2) (3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由动能定理 ‎（2）洛伦兹力提供向心力 ‎∴‎ ‎（3）由几何关系可得 ‎∴‎ ‎21.如图所示，两根相距为L的光滑金属导轨CD、EF固定在水平面内，并处在方向竖直向下的磁场中，导轨足够长且电阻不计。在导轨的左端接入一阻值为R的定值电阻，将质量为m、电阻可忽略不计的金属棒MN垂直放置在导轨上，MN棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，不计空气阻力。‎ ‎(1)金属棒MN以恒定速度v向右运动过程中且所加匀强磁场的磁感应强度为B且保持不变，试从磁通量变化、电动势的定义、自由电子的受力和运动、或功能关系等角度入手，选用两种方法推导MN棒中产生的感应电动势E的大小E=BLv；‎ ‎(2)为使回路DENM 中产生正弦（或余弦）交变电流，请你展开“智慧的翅膀”，提出一种可行的设计方案，自设必要的物理量及符号，写出感应电动势瞬时值的表达式 ‎【答案】见解析 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 方法一：磁通量变化角度 穿过闭合回路的磁通量的变化量为 ‎ ‎ 根据法拉第电磁感应定律 ‎ ‎ 方法二：功能关系角度 由功能关系可知，金属棒克服安培力做的功等于电路中的总电能，有 又因为 解得 ‎(2) B不变化，金属棒以初始位置为中心做简谐运动，即 感应电动势瞬时值