【物理】江西省赣州市南康区2019-2020学年高二下学期开学考试试题（解析版）

【物理】江西省赣州市南康区2019-2020学年高二下学期开学考试试题（解析版）

南康区2019-2020学年第二学期线上教学检测试卷 高二物理 一、选择题 ‎1.下列说法正确的是 A. 沿磁感线方向，磁场逐渐减弱 B. 放在匀强磁场中的通电导线一定受到安培力 C. 磁场的方向就是通电导体所受安培力的方向 D. 通电直导线所受安培力的方向一定垂直于磁感应强度和直导线所决定的平面 ‎【答案】D ‎【解析】磁感线越密集，则磁场越强，则沿磁感线方向，磁场不一定逐渐减弱，选项A错误；如果通电导线平行磁场放置，则导线不受磁场力，选项B错误；通电直导线所受安培力的方向一定垂直于磁感应强度和直导线所决定的平面，选项C错误，D正确；故选D.‎ ‎2.如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在条形磁铁的左上方固定一根与磁场垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时（ ）‎ A. 磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用 B. 磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用 C. 磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用 D. 磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用 ‎【答案】C ‎【解析】根据条形磁体磁感线分布情况得到直线电流所在位置磁场方向，在根据左手定则判断安培力方向，如图：‎ 根据牛顿第三定律，电流对磁体的作用力向右下方；选取磁铁为研究的对象，磁铁始终静止，如图所示：‎ 根据牛顿第三定律，电流对磁体的作用力向右下方；选取磁铁为研究的对象，磁铁始终静止，根据平衡条件，可知通电后支持力变大，静摩擦力变大，方向向左；最后再根据牛顿第三定律，磁铁对桌面的压力增大；C正确，ABD错误。故选C．‎ ‎3.将一面积为cm2，匝数的线圈放在匀强磁场中，已知磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化规律如图所示，线圈总电阻为2Ω，则 A. 在0~2s内与2s~4s内线圈内的电流方向相反 ‎ B. 在0~4s内线圈内的感应电动势为V C. 第2s末，线圈的感应电动势为零 ‎ D. 在0~4s内线圈内的感应电流为A ‎【答案】D ‎【解析】A．在0-2s内与2s-4s内磁场方向相反，磁通量变化情况相反，根据楞次定律可知，在这两段时间内线圈内感应电流方向相同，A错误。‎ B．由图知：‎ 在0-4s内线圈内的感应电动势 ‎ 故B错误。‎ C．在0～4s内，磁通量的变化率恒定，线框中产生的感应电动势不变，始终为E=0.8V，C错误。‎ D．在0-4s内线圈内的感应电流 D正确。故选D．‎ ‎4.A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦式交变电流，则两电热器的电功率PA∶PB等于(　　)‎ A. 5∶4 B. 3∶2 C. ∶1 D. 2∶1‎ ‎【答案】A ‎【解析】据题意，通过电热器A电流有效值为：,即：，则电热器A的电功率为：,通过电热器B得到电流有效值为：，则电热器B的电功率为：，故选项A正确．‎ ‎5.如图所示，闭合矩形线圈abcd从静止开始竖直下落，穿过一个匀强磁场区域，此磁场区域竖直方向的长度远大于矩形线圈bc边的长度，不计空气阻力，则（　　）‎ A. 从线圈dc边进入磁场到ab边穿过出磁场的整个过程，线圈中始终有感应电流 B. dc边刚进入磁场时线圈内感应电流的方向，与dc边刚穿出磁场时感应电流的方向相反 C. 从线圈dc边进入磁场到ab边穿出磁场的整个过程中，加速度一直等于重力加速度 D. dc边刚进入磁场时线圈内感应电流的大小,与dc边刚穿出磁场时感应电流的大小一定相等 ‎【答案】B ‎【解析】‎ A．线圈中的磁通量发生变化．线圈整体在磁场中运动时，磁通量没有变化，故没有感应电流，A错误；‎ B．根据右手定则，dc刚进入磁场时线圈内感应电流的方向从d到c，dc边刚穿出磁场时感应电流的方向从c到d，即两者方向相反，B正确；‎ C．没有感应电流的时候，磁场对线圈没有阻碍作用，此时的加速度等于重力加速度，而有感应电流时，加速度小于重力加速度，C错误；‎ D．根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律 从公式中和题目的情景中可知，只有当两种情况下速度相等时，它们的感应电流才相等，D错误．故选B．‎ ‎6.回旋加速器的核心部分是真空室中的两个相距很近的D形金属盒，把它们放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒面向下．连接好高频交流电源后，两盒间的窄缝中能形成匀强电场，带电粒子在磁场中做圆周运动，每次通过两盒间的窄缝时都能被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置引出，如果用同一回旋加速器分别加速氚核()和粒子() ，比较它们所需的高频交流电源的周期和引出时的最大动能，下列说法正确的是 A. 加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较大 B. 加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大 C. 加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小 D. 加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较小 ‎【答案】C ‎【解析】带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，根据 ，知氚核（）的质量与电量的比值大于α粒子（），所以氚核在磁场中运动的周期大，则加速氚核的交流电源的周期较大根据 得，最大速度，则最大动能 ‎，氚核的质量是α粒子的倍，氚核的电量是倍，则氚核的最大动能是α粒子的倍，即氚核的最大动能较小．故C正确，A、B、D错误．故选C．‎ ‎7.电磁流量计广泛应用于测量可导电流体如污水在管中的流量在单位时间内通过管内横截面的流体的体积为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c流量计的两端与输送流体的管道相连接图中虚线。图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得电流值已知流体的电阻率为，不计电流表的内阻，则可求得流量为（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】当外电路断开时，运动电荷受洛伦兹力作用而偏转，两极板带电(两极板作为电路供电部分)而使电荷受电场力，当运动电荷稳定时，两极板所带电荷量最多，两极板间的电压最大，等于电源电动势E。‎ 由受力平衡得 电源电动势E＝Bvc 流量Q＝Sv＝bcv 接外电阻R，由闭合电路欧姆定律得E＝I(R＋r)‎ 又知导电液体的电阻 ‎ 由以上各式得 故A正确，BCD错误。故选A。‎ ‎8.闭合矩形导线框abcd 固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直，规定垂直纸面向里为磁场的正方向，abcda方向为电流的正方向，水平向右为安培力的正方向，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示，关于线框中的电流i、ad边所受的安培力F随时间t变化的图象，下列说法正确的是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】AC ‎【解析】AB．由图示图象可知，0～1s时间内，B增大，磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流是逆时针的，为负值；1～3s磁通量不变，无感应电流；3～4s，B减小，磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，感应电流是正的。A正确，B错误；‎ CD．由左手定则可知，在0～1s内，ad受到的安培力方向水平向右，是正的，1～3s无感应电流，没有安培力，3～4s时间内，安培力水平向左，是负的。由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势 感应电流 由图象可知，在每一时间段内，是定值，在各时间段内I是定值，ad边受到的安培力F=BIL，I、L不变，B均匀变化，则安培力F均匀变化。D错误，C正确。故选AC。‎ ‎9.如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动．则PQ所做的运动可能是 A. 向右匀加速运动 B. 向左匀加速运动 C. 向右匀减速运动 D. 向左匀减速运动 ‎【答案】BC ‎【解析】MN在磁场力作用下向右运动，说明MN受到磁场力向右，由左手定则可知电流由M指向N，则上面线圈产生的磁场向上，则由楞次定律可知，下面线圈中产生感应电流的磁场应该是向上减小，或向下增加；由安培定则和右手定则可知，PQ可能是向左加速运动或向右减速运动。AD不符合题意；BC符合题意。故选BC。‎ ‎10.如图所示，足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成θ角，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计．金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中（　　）‎ A. 加速度为 B. 下滑的位移为 C. 产生的焦耳热为 D. 受到的最大安培力为 ‎【答案】BCD ‎【解析】A、金属棒ab开始做加速运动，速度增大，感应电动势增大，感应电流也增大，金属棒受到的安培力增大；根据牛顿第二定律，有：，又，则：，所以加速度减小，即金属棒做加速度逐渐减小的变加速运动．故A错误．‎ B、由感应电量计算公式可得，下滑的位移，故B正确．‎ C、根据能量守恒定律：产生的焦耳热，故C正确．‎ D、当金属棒的速度大小为v时，金属棒ab受到的安培力最大，所以安培力的最大值 ‎，故D正确．‎ ‎11.如图所示的电路中，L为电感线圈（电阻不计），A、B为两灯泡，以下结论正确的是（ ）‎ A. 合上开关S时，A先亮，B后亮 B. 合上开关S时，A、B同时亮，以后B变暗直至熄灭，A变亮 C. 断开开关S时，A、B两灯都亮一下再逐渐熄灭 D. 断开开关S时，A熄灭，B先变亮再逐渐熄灭 ‎【答案】BD ‎【解析】AB．合上S时，电路中立即建立了电场，故立即就有了电流，故灯泡A、B同时变亮；但通过线圈电流要增加，会产生自感电动势，电流缓慢增加；当电流稳定后，线圈相当于直导线，灯泡B被短路，故电键闭合后，灯泡A、B同时亮，但B逐渐熄灭，A更亮，B正确，A错误；‎ CD．断开S时，A灯立即熄灭；线圈产生自感电动势，和灯泡B构成闭合电路，B灯先闪亮后逐渐变暗；CD错误。故选BD．‎ ‎12.如图所示，均匀金属圆环的总电阻为4R，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过圆环金属杆OM的长为l，阻值为R，M端与环接触良好，绕过圆心O的转轴以恒定的角速度顺时针转动阻值为R的电阻一端用导线和环上的A点连接，另一端和金属杆的转轴O处的端点相连接下列判断正确的是　　‎ A. 金属杆OM旋转产生的感应电动势恒为 B. 通过电阻R的电流的最小值为，方向从Q到P C. 通过电阻R的电流的最大值为 D. OM两点间电势差绝对值的最大值为 ‎【答案】AD ‎【解析】A项：M端线速度为v=ωl，OM切割磁感线的平均速度，OM转动切割磁感线产生的电动势恒为E=，故A正确；‎ B项：当M端位于最上端时，圆环两部分电阻相等，并联电阻最大，电流最小，R并=，通过电阻R的电流的最小值为Imin=，根据右手定则可得电流方向从Q到P，故B错误；‎ C项：当M位于最下端时圆环被接入的电阻为0，此时有最大电流Imax=，故C错误；‎ D项：OM作为电源，外电阻增大，总电流减小，内电压减小，路端电压增大，所以外电阻最大时，OM两点间电势差绝对值的最大，其最大值为U=Imin×2R=，故D正确．‎ 故应选：AD．‎ 二、填空题 ‎13.学校物理兴趣小组为探究多用表欧姆档的原理，决定自己动手设计一个可以测量电阻的装置．手边的器材有：干电池组，电流计A，电阻箱，待测电阻Rx . 其中电流计刻度盘刻线清晰，但是读数已经模糊．‎ ‎（1）小组成员先将电池组与电流计电流计A进行串联，电路两端分别接好表笔，如图（1）所示；将表笔短接，发现电流表指针刚好能够指在刻度盘最右端刻度处．‎ ‎（2）将两表笔分别与电阻箱两接线柱相连，调节电阻箱，直到电流计指针指在刻度盘正中央，电阻箱示数如图（2），则电阻箱接入电路电阻值为_______Ω．‎ ‎（3）用待测电阻Rx代替电阻箱接入两表笔之间，则电流表指针指示如图（3）所示，则可知待测电阻Rx=_______Ω．（保留小数点后一位）‎ 此次实验快结束时，有同学拿来一块内阻为2803Ω的电压表，将所设计装置的两表笔正确接在电压表的两接线柱上，电压表示数为2.8V，可以推知实验中使用的电池组的电动势为________V（保留小数点后一位）‎ ‎【答案】 (2). 97Ω (3). 48.5Ω 2.9V ‎【解析】（2）根据图2可知，电阻箱接入电路的电阻值为：R=9×10+7×1=97Ω， （3）设电流表满偏电流为Im，短接时，根据闭合电路欧姆定律得：，接入电阻箱时有：，接入电阻Rx有：，解得：Rx=48.5Ω，r=97Ω， 当两表笔正确接在电压表的两接线柱上时，根据闭合电路欧姆定律得：．‎ ‎14.某小组利用图（a）所示的电路，研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系，图中V1和V2为理想电压表；R为滑动变阻器，R0为定值电阻（阻值200Ω）；S为开关，E为电源。实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t由温度计（图中未画出）测出。图（b）是该小组在恒定电流为25.0μA时得到的某硅二极管U-t关系曲线。回答下列问题：‎ ‎(1)实验中，为保证流过二极管的电流为25.0μA，应调节滑动变阻器R，使电压表V1的示数为U1=______mV；根据图（b）可知，当控温炉内的温度t升高时，硅二极管正向电阻_______（填“变大”或“变小”），电压表V1示数_________（填“增大”或“减小”），此时应将R的滑片向___（填“A”或“B”）端移动，以使V1示数仍为U1；‎ ‎(2)由图（b）可以看出U与t成线性关系，硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的测温灵敏度为=________×10-3V/℃（保留2位有效数字）。‎ ‎【答案】 (1). 5.00 变小 增大 B (2). 2.8‎ ‎【解析】(1) [1]根据欧姆定律U1=IR0=200Ω×25.0×10-6A=5.00×10-3V=5.00mV 电压表V1的示数为5.00mV。‎ ‎[2]根据欧姆定律变形得 通过硅二极管电流不变，温度升高，电压减小，故硅二极管正向电阻变小。‎ ‎[3]由于硅二极管正向电阻变小，总电阻减小，总电流增大；根据欧姆定律可知R0两端电压增大，即V1示数增大。‎ ‎[4]只有增大电阻才能使电流减小，故滑动变阻器向右调节，即向B端调节。‎ ‎(2)[5]由图可知 该硅二极管的测温灵敏度为。‎ 三、计算题 ‎15.如图所示电路中，，，，电池的内阻，电动势．‎ ‎（1）闭合开关S，求稳定后通过的电流．‎ ‎（2）求将开关断开后流过的总电荷量．‎ ‎【答案】（1）1A；（2）‎ ‎【解析】（1）闭合开关S电路稳定后，电容视为断路，则由图可知，与 串联，由闭合电路的欧姆定律有：‎ 所以稳定后通过的电流为1A．‎ ‎（2）闭合开关S后，电容器两端的电压与的相等，有 将开关S断开后，电容器两端的电压与电源的电动势相等，有 流过的总电荷量为 ‎16.如图所示，长为L，倾角为的固定光滑绝缘斜面处于沿斜面向上的匀强电场中，一带电量为+q，质量为m的小球，以初速度发v0由斜面底端的A点开始沿斜面向上匀速运动，重力加速度为g。求:‎ ‎（1）匀强电场的电场强度E的大小；‎ ‎（2）AC间的电势差UAC的大小。‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】(1)小球沿斜面匀速上滑，则有mgsinθ=qE 解得E=‎ ‎(2)小球从A到C的过程，由动能定理得：qUAC-mgLsinθ=0 解得UAC=‎ ‎17.半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为B=0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环面与磁场垂直，其中a＝0.4m，b＝0.6m.金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R＝2Ω，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计.‎ ‎（1）若棒以v0＝10m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径的瞬时，（如图），MN中的电动势和流过灯L1的电流.‎ ‎（2）撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环以为轴向上翻转90o，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为，求L1的功率.‎ ‎【答案】（1）1.6V，0.8A；（2）3.2×10-3W ‎【解析】‎ ‎（1）棒滑过圆环直径OO′的瞬时，MN中的电动势E1=B⋅2av=0.2×0.8×10V=1.6V           ①‎ 等效电路如图(1)所示，流过灯L1的电流；②‎ 故流过灯L1的电流为0.8A；  ‎ ‎（2）撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O′以OO′为轴向上翻转90°，半圆环OL1O′中产生感应电动势，相当于电源，灯L2为外电路，等效电路如图(2)所示，感应电动势 ‎     ③‎ L1的功率 ‎18.如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接一阻值为的电阻，质量为、电阻为的金属棒ab紧贴在导轨上现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图象中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，g取忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响．‎ 判断金属棒两端a、b的电势哪端高；‎ 求磁感应强度B的大小；‎ 在金属棒ab从开始运动的内，电阻R上产生的热量．‎ ‎【答案】(1) b端电势较高(2)  (3)‎ ‎【解析】由右手定可判断感应电流由a到b，可知b端为感应电动势的正极，故b端电势较高．‎ 当金属棒匀速下落时，由共点力平衡条件得：‎ 金属棒产生的感应电动势为：‎ 则电路中的电流为：‎ 由图象可得： ‎ 代入数据解得：       ‎ 在，以金属棒ab为研究对象，根据动能定理得：‎ 解得：                      ‎ 则电阻R上产生的热量为：‎