物理卷·2018届【全国百强校】河南省南阳市第一中学高二上学期第二次月考物理试题解析（解析版）

物理卷·2018届【全国百强校】河南省南阳市第一中学高二上学期第二次月考物理试题解析（解析版）

一、选择题（共12小题，每小题4分，其中1-8小题只有一个选项正确，9-12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）‎ ‎1．关于磁感应强度的概念,以下说法中正确的是（ ）‎ A．电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度等于 B．磁场中某点磁感应强度的方向，与电流元在此点的受力方向相同 C．磁感应强度B的大小，与电流元IL在磁场中所受力F的大小有关 D．在磁场中，小磁针N极的受力方向就是小磁针所处位置的磁感应强度方向 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 度方向，故D正确；‎ 考点：考查了对磁感应强度定义式的理解 ‎【名师点睛】磁感应强度是通过比值定义得来，例如电场强度也是这种定义，电场强度与电场力及电荷量均没有关系．再如密度也是，密度与物体的质量及体积均无关．同时电流元放入磁场中不一定有磁场力，还受放置的角度有关．‎ ‎2．一根电缆埋藏在一堵南北走向的墙里，在墙里的西侧处，当放一指南针时，其指向刚好在原来基础上旋转180°。由此可以断定,这根电缆中的电流的方向为( ) ‎ A．可能是向北 B．可能是竖直向下 C．可能是向南 D．可能是竖直向上 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：指南针的N极原来指向北方，旋转180度，知N极指向南，知该处的磁场方向向南，根据右手螺旋定则，知墙中的电缆电流方向竖直向上，故D正确，‎ 考点：考查了右手螺旋定则 ‎【名师点睛】指南针N极原来静止时指向北方，现在电缆通电后，指南针指向刚好旋转180°，根据右手螺旋定则判断出电缆中的电流方向．‎ ‎3．如图所示的情况中，两点的电场强度和电势相同的是（ ）‎ A．甲图：离点电荷等距的两点 B．乙图：两个等量异种点电荷连线的中垂线上，与线段中点等距的两点 C．丙图：两个等量同种点电荷连线上，与连线中点等距的两点 D．丁图：带电平行金属板两板间分别靠近两板的两点 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 考点：考查了电场强度，电势 ‎【名师点睛】题要抓住电势与场强的区别，只要大小相同，标量就相同．而矢量大小和方向都相同才相同．对于常见电场的电场线与等势面分布要了解，有助于解题．‎ ‎4．如图所示，匀强电场中的△PAB平面平行于电场方向，C点为AB的中点，D点为PB的中点。将一个带负电的粒子从P点移动到A点，电场力做功WPA=1.6×10－8J；将该粒子从P点移动到B点，电场力做功WPB=3.2×10－8J。则下列说法正确的是( )‎ A．直线PC为等势线 B．若将该粒子从P点移动到C点，电场力做功为WPC=2.4×10－8J C．电场强度方向与AD平行 D．点P的电势高于点A的电势 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：一个带电粒子从P点移动到A点，还是从P点移动到B点，电场力都做正功，P到AB间都有电势差，故直线PC 为不可能等势线，故A错误；C是AB的中点，故C点电势为AB的中点电势，故该粒子从P点移动到C点，电场力做功为，故B正确；粒子从P点移动到B点，电场力做功，D点为PB的中点，故粒子从D点移动到B点，电场力做功，粒子从A到B电场力做功为，故AD为等势面，电场强度方向与AD垂直，C错误；将一个带负电的粒子从P点移动到A点，电场力做正功，从低电势向高电势运动，即P点电势低于A点电势，D错误；‎ 考点：考查了电场力做功与电势差的关系 ‎【名师点睛】本题考查对匀强电场中两点电势差与两点沿电场方向的距离成正比U=Ed与运用公式W=qU求解电场力做功的能力，常规题，比较简单．‎ ‎5．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为的电子束内的电子个数是（ ） ‎ A． B． C． D．‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 考点：考查了电流的定义，带电粒子在电场中的加速 ‎【名师点睛】根据动能定理求出电子刚出加速电场时的速度v．在一小段长为内电子可以看成做匀速运动，由求出电子运动的时间，根据电流求出长为电子束的电量，再求解电子数．‎ ‎6．如图所示电路中，为一滑动变阻器，为滑片，若将滑片向下滑动，则在滑动过程中，下列判断错误的是（ ）‎ A．电源内电路消耗功率一定逐渐增大 B．灯泡一定逐渐变暗 C．电源效率一定逐渐减小 D．若断路，则变暗 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 变亮，D错误；‎ 考点：考查了电路的动态变化 ‎【名师点睛】在分析电路动态变化时，一般是根据局部电路变化（滑动变阻器，传感器电阻）推导整体电路总电阻、总电流的变化，然后根据闭合回路欧姆定律推导所需电阻的电压和电流的变化（或者电流表，电压表示数变化），也就是从局部→整体→局部 ‎7．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，则下列说法正确的是（ ）‎ A．要增大带电粒子射出时的动能，需增大电场的加速电压 B．粒子是从电场中获得能量的 C．粒子在磁场中的转速越来越大 D．只要磁感应强度及D形金属盒半径趋于无限大，粒子获得的能量就可以无限大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：粒子受到的洛伦兹力对粒子不做功，粒子是在电场中加速，获得能力的，B正确；由，解得．则动能 ‎，则知带电粒子的最大动能与加速的电压无关，狭缝间的距离无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关，增大磁感应强度和D形盒的半径，可以增加粒子的动能，A错误；根据可得粒子的周期或者转速和速度无关，即不变，C错误；根据相对论可知，粒子获得的能量不能无限大，D错误；‎ 考点：考查了回旋加速器的原理 ‎【名师点睛】特别要记住粒子获得的最大动能是由D型盒的半径决定的，及理解影响粒子在磁场中运动时间的因素．‎ ‎8．如图所示，质量m=0.5kg、长L=1m的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直于框架向下(磁场范围足够大)，右侧回路电源电动势E=8V，内电阻，额定功率为8W、额定电压为4V的电动机正常工作，（ ，，）则（ ）‎ A． 回路总电流为 B．电动机的额定电流为 C．磁感应强度的大小为 D．磁感应强度的大小为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 考点：考查了安培力，共点力平衡条件 ‎【名师点睛】本题借助安培力与电路问题考查了平衡条件的应用，解答的关键是正确找出两个支路的电流之间的关系．是一道很好的综合题．‎ ‎9．在真空中的轴上的原点处和处分别固定一个点电荷，在处由静止释放一个正点电荷，假设点电荷只受电场力作用沿轴方向运动，得到点电荷速度大小与其在轴上的位置关系如图所示，则下列说法正确的是( )‎ A．点电荷M、N可能是异种电荷 B．点电荷P的电势能一定是先增大后减小 C．点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为4∶1‎ D．处的电场强度一定为零 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 考点：考查了电场强度，电势，电场力做功 ‎【名师点睛】该题结合图象考查对点电荷的电场特点的理解，以及对电场叠加的应用，熟悉点电荷的电场分布特点是解答的关键，同时对知识的迁移能力的要求也比较高．‎ ‎10．带正电的甲、乙、丙三个粒子(不计重力)分别以速度垂直射入电场和磁场相互垂直的复合场中，其轨迹如图所示，则下列说法正确的是( )‎ A． B．‎ C．甲的速度一定变小 D．若乙粒子从右侧以同样的速度进入该复合场中，也可作直线运动 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 试题分析：对于甲粒子：轨迹向上弯曲，，；对于乙粒子：轨迹不弯曲，，；对于丙粒子：轨迹向下弯曲，，；则，故A正确，B错误；甲粒子向上偏，电场力做负功，导致动能减小，则速度在减小，故C正确；若乙粒子从右侧以同样的速度进入该复合场中，电场力和洛仑兹力均向下，故一定向下偏转，故D错误；‎ 考点：考查了带电粒子在复合场中的运动 ‎【名师点睛】带电粒子在复合场中运动问题的分析思路 ‎1．正确的受力分析 除重力、弹力和摩擦力外，要特别注意电场力和磁场力的分析．‎ ‎2．正确分析物体的运动状态 找出物体的速度、位置及其变化特点，分析运动过程．如果出现临界状态，要分析临界条件 带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子的受力情况．‎ ‎（1）当粒子在复合场内所受合力为零时，做匀速直线运动（如速度选择器）．‎ ‎（2）当带电粒子所受的重力与电场力等值反向，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动．‎ ‎（3）当带电粒子所受的合力是变力，且与初速度方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线，由于带电粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区，因此粒子的运动情况也发生相应的变化，其运动过程也可能由几种不同的运动阶段所组成 ‎11．如图所示，两块水平放置的平行正对的金属板与电源E相连，在距离两板等距离的M点有一个带电液滴处于静止状态，若将板向上平移一小段距离，但仍在M点下方，稳定后，下列说法中正确的是（ ）‎ A．液滴将加速向下运动 B．M点电势升高 C．带电液滴在M点的电势能增大 D．在板移动前后两种情况下，若将液滴从板移到板，电场力做功相同 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 考点：考查了电容器的动态变化 ‎【名师点睛】由于金属板与电源始终相连，即使改变两板间距，两板的电压仍不变，所以电场力做功也相同．同时考查了电势能与电荷的电量及电势有关，且注意电荷的极性与电势的正负．‎ ‎12．如图所示，ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB为倾斜直轨道，BC为与AB相切的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．质量相同的甲、乙、丙三个小球中，甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电．现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道的最高点，则（ ）‎ A．甲球的释放位置比乙球的高 B．运动过程中三个小球的机械能均保持不变 C．经过最高点时，三个小球的速度相等 D．经过最高点时，甲球的速度最小 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ 考点：带电小球匀强磁场中的运动 ‎【名师点睛】三个小球在磁场中受洛仑兹力方向不同，最高点由重力和洛仑兹力充当向心力；由向心力公式可知最高点的速度关系；由机械能守恒定律可得出各球释放的位置．‎ 二、实验题(13小题8分，14小题10分，共18分）‎ ‎13．某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻，（电阻大约为2左右），为精确地测量其电阻，可供选择的器材如下：‎ 电流表（量程，内阻约为）；‎ 电流表（量程，内阻约为）‎ 电压表（量程，内阻）；‎ 电压表（量程，内阻约为）‎ 定值电阻；‎ 滑动变阻器（最大阻值为）；滑动变阻器（最大阻值为）‎ 电源（电动势约为，内阻约为），开关，导线若干 ‎（1）为了使测量尽量准确，测量时电表读数不得小于其量程的，电压表应选 ，电流表应选 ，滑动变阻器应选 （填器材代号）‎ ‎（2）根据你选择的器材，请在线框内画出实验电路图（用所选器材的符号表示）‎ ‎【答案】（1）；；；（2）如图所示 ‎【解析】‎ 如图所示 考点：伏安法测电阻实验 ‎【名师点睛】根据电源电动势选择电压表，根据通过待测电阻的最大电流选择电流表，在保证安全的前提下，为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器；为准确测量电阻阻值，应测多组实验数据，滑动变阻器可以采用分压接法，根据待测电阻与电表内阻间的关系确定电流表的接法，作出实验电路图 ‎14．（1）多用电表测未知电阻阻值的电路如图（a）所示，电池的电动势为E、内阻为r， R0为调零电阻，Rg为表头内阻，电路中电流I与待测电阻的阻值Rx关系图象如图（b）所示（用R0表示调零电阻有效阻值即可），则该图象的函数关系式为_____________________（要求用以上各量表示）‎ ‎（2）下列根据图（b）中I-Rx图线做出的解释或判断中正确的是（ ）‎ A．用欧姆表测电阻时，指针指示读数越大，测量的误差越小 B．欧姆调零的实质是通过调节R0，使Rx=0时电路中的电流I=Ig C．Rx越小，相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的示数左密右疏 D．测量中，当Rx的阻值为图（b）中的R2时，指针位于表盘中央位置的左侧 （3） 由I-Rx图线知，欧姆表内电源电动势为 ；‎ （4） 某同学想通过另一个多用电表中的欧姆挡，直接去测量某电压表（量程10 V）的内阻（大约为几十千欧），欧姆挡的选择开关拨至倍率______挡（填×1 ，×1k，×10k ）．先将红、黑表笔短接调零后，选用图c中________（填“A”或“B”）方式连接．在本实验中，如图d所示，某同学读出欧姆表的读数为______‎ ‎【答案】（1）；（2）BCD；（3）；（4）；A；；‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）根据闭合电路欧姆定律得，．‎ ‎（4）欧姆表中值电阻附近刻度比较均匀，读数误差最小，故倍率选择“×1K”挡位；电流从红表笔流入，黑表笔流出，故A方式正确；欧姆表读数=表盘读数×倍率=40×1K=40KΩ；‎ 考点：用多用电表测电阻实验 ‎【名师点睛】解决本题的关键掌握多用电表的读数方法，以及知道欧姆表测量电阻的原理，知道欧姆表表盘示数的特点．‎ 三、计算题（共4小题，总分44分．解答请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎15．如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r=1 Ω，电炉电阻R=19‎ ‎ Ω，电解槽电阻r′=0.5 Ω.当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为684 W；S1、S2都闭合时，电炉消耗功率为475 W(电炉电阻可看作不变)．试求：‎ ‎ ‎ ‎（1）电源的电动势；‎ ‎（2）S1、S2闭合时，流过电解槽的电流大小；‎ ‎（3）S1、S2闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率．‎ ‎【答案】（1）120V（2）20A（3）1700W ‎【解析】‎ 试题分析：（1）S1闭合，S2断开时电炉功率为P1，电炉中电流.‎ 电源电动势 ‎ ‎（2）都闭合时电炉功率为，电炉中电流为 考点：考查了电功率的计算 ‎【名师点睛】电解槽电路在正常工作时是非纯电阻电路，不能用欧姆定律求解其电流，只能根据电路中电流关系求电流．‎ ‎16．如图所示，在虚线所示宽度范围内，用场强为的匀强电场可使初速度是的某种正离子偏转角．在同样宽度范围内，若改用方向垂直纸面向外的匀强磁场，使该离子穿过该区域，并使偏转角也为，(不计离子的重力)，试求：‎ ‎（1）匀强磁场的磁感应强度是多大？ ‎ ‎（2）离子穿过电场和磁场的时间之比是多大？‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：(1)离子在电场中做类平抛运动有 ①‎ ‎②且③其中d为电场的宽度 当改用匀强磁场时，离子做匀速圆周运动，轨道半径④‎ 联立①②③④得： ‎ ‎ (2)离子在电场中运动的时间⑤‎ 离子在磁场中运动的时间⑥ ‎ 由⑤⑥得：‎ 考点：考查了带电粒子在电磁场中的运动 ‎【名师点睛】带电粒子在组合场中的运动问题，首先要运用动力学方法分析清楚粒子的运动情况，再选择合适方法处理．对于匀变速曲线运动，常常运用运动的分解法，将其分解为两个直线的合成，由牛顿第二定律和运动学公式结合求解；对于磁场中圆周运动，要正确画出轨迹，由几何知识求解半径 ‎17．如图（a）所示，倾角的光滑固定斜杆底端固定一电量为的正点电荷，将一带正电小球（可视为点电荷）从斜杆的底端（但与未接触）静止释放，小球沿斜杆向上滑动过程中能量随位移的变化图象如图（b）所示，其中线1为重力势能随位移变化图象，线2为动能随位移变化图象（取静电力常量）则 ‎（1）求小球的质量和电量；‎ ‎（2）斜杆底端至小球速度最大处由底端正点电荷形成的电场的电势差．‎ ‎【答案】（1）；1.11×10-5C（2）‎ ‎【解析】‎ ‎ 根据动能定理 即有 代入数据得 考点：考查了动能定理的应用 ‎【名师点睛】本题首先要抓住图象的信息，分析小球的运动情况，再根据平衡条件和动能定理进行处理即可．‎ ‎18．如图所示，两平行金属板AB中间有互相垂直的匀强电场和匀强磁场。A板带正电荷，B板带等量负电荷，板间电场强度为E；磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B1。平行金属板右侧有一挡板M，中间有小孔O′，OO′是平行于两金属板的中心线。挡板右侧有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场应强度为B2。CD为磁场B2‎ 边界上的一绝缘板，它与M板的夹角θ=45°，O′C=a，现有大量质量均为m，含有不同电荷量、不同速度的正负带电粒子（不计重力），自O点沿OO′方向进入电磁场区域，其中有些粒子沿直线OO′方向运动，并进入匀强磁场B2中，求：‎ ‎（1）进入匀强磁场B2的带电粒子的速度；‎ ‎（2）能击中绝缘板CD的粒子中，所带电荷量的最大值；‎ ‎（3）绝缘板CD上被带电粒子击中区域的长度．‎ ‎【答案】（1）（2）（3）2a ‎【解析】‎ 可知解得 解得 则CD板上被带电粒子击中区域的长度为 考点：考查了带电粒子在组合场中的运动 ‎【名师点睛】带电粒子在组合场中的运动问题，首先要运用动力学方法分析清楚粒子的运动情况，再选择合适方法处理．对于匀变速曲线运动，常常运用运动的分解法，将其分解为两个直线的合成，由牛顿第二定律和运动学公式结合求解；对于磁场中圆周运动，要正确画出轨迹，由几何知识求解半径