2017-2018学年吉林省舒兰市第一高级中学校高二上学期质量监测物理试题 解析版

2017-2018学年吉林省舒兰市第一高级中学校高二上学期质量监测物理试题 解析版

‎2017-2018学年吉林省舒兰市第一高级中学校高二上学期质量监测物理 试卷说明：本试卷分第I卷（12个选择题，共48分）和第II卷（非选择题，共52分）两部分，共17小题，满分100分。考试时间90分钟。‎ 第I卷 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1—9题只有一个选项符合题目要求，第10—12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）‎ ‎1．三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径。球1的带电量为q，球2的带电量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F。现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时球1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变。由此可知 A．n=6 B．n=‎5 C．n=4 D．n=3‎ ‎2．用控制变量法可以研究影响平行板电容器电容的因素（如图所示）。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ。实验中，极板所带电荷量不变，下列说法中正确的是 A．保持d不变，减小S，则θ变小 B．保持S不变，增大d，则θ变小 C．保持S不变，增大d，则θ变大 D．保持d和S不变，在两极板间插入一陶瓷片，则θ变大 ‎3．如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器。当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。现将R2的滑动触头向b端移动，则三个电表示数的变化情况是 A．I1增大，I2减小，U增大 B．I1减小，I2不变，U减小 C．I1增大，I2不变，U增大 ‎ D．I1减小，I2增大，U减小 ‎4．如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°，在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为；若将M处长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小为 A． B． C． D．‎ ‎5．法拉第在1831年发现了“磁生电”现象。如图，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，线圈A和电池连接，线圈B用导线连通，导线下面平行放置一个小磁针。实验中可能观察到的现象是 A．开关S接通瞬间，小磁针不会偏转 B．开关S断开瞬间，小磁针会偏转 C．只要A线圈中电流足够强，小磁针就会发生偏转 D．开关S接通后，线圈B匝数较少时小磁针不偏转，匝数足够多时小磁针会偏转 ‎6．如图所示，电源电动势E=9 V，内阻r=1 Ω，灯泡上标有“6 V，12 W”的字样，直流电动机线圈电阻R=1 Ω。接通电源后，灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是 A．电动机中的电流大小为‎6 A B．电动机产生的热功率为36 W C．电动机的机械效率为83.3% D．电源的输出功率为48W ‎7．粒子回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的D型金属盒的半径为R，两金属盒间的狭缝很小，磁感应强度为B的匀强磁场与金属盒盒面垂直，高频率交流电的频率为f，加速器的电压为U，若中心粒子源处产生的质子质量为m，电荷量为+e，在加速器中被加速。不考虑相对论效应，则下列说法正确的是 A．质子被加速后的最大速度不能超过2πRf B．加速的质子获得的最大动能随加速电场U增大而增大 C．质子第二次和第一次经过D型盒间狭缝后轨道半径之比为2︰1‎ D．不改变磁感应强度B和交流电的频率f，该加速器也可加速粒子 ‎8．在绝缘光滑的水平面上相距为‎6L的A、B两处分别固定正电荷QA、QB，两电荷的位置坐标分别为－‎3L和‎3L，如图甲所示。图乙是AB连线之间的电势φ与位置x之间的关系图象，图中x＝L点为图线的最低点，若在x＝‎2L的C点由静止释放一个质量为m、电量为＋q的带电小球（可视为质点），下列说法正确的是 A．小球一定可以到达x＝－‎2L点处 B．小球在x＝L处的速度最大 ‎ C．小球将以x＝L点为中心做往复运动 D．固定在A、B处的电荷的电量之比为QA∶QB＝8∶1‎ ‎9．如图所示，带异种电荷的粒子a、b以相同的动能同时从O点射入 宽度为d的有界匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角 分别为30°和60°，且同时到达P点。a、b两粒子的质量之比为 A．1∶2 B．2∶‎1 C．3∶4 D．4∶3‎ ‎10．根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的炮弹发射装置—电磁炮，它的基本原理如图所示，下列结论中正确的是 A．要使炮弹沿导轨向右发射，必须通以自N向M的电流 B．要想提高炮弹的发射速度，可适当增大电流 C．要想提高炮弹的发射速度，可适当增大磁感应强度 D．使电流和磁感应强度的方向同时反向，炮弹的发射方向亦将随之反向 ‎11．如图所示，相互正交的匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向垂直纸面向里，带有等量同种电荷的三个液滴在此空间中，a液滴静止不动，b液滴沿水平线向右做直线运动，c液滴沿水平线向左做直线运动，则下列说法中正确的是 A．三个液滴都带负电 B．液滴b的速率一定大于液滴c的速率 C．三个液滴中液滴c质量最大 D．液滴b和液滴c一定做匀速直线运动 ‎12．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＝1.2×10－8 J；将该粒子从P点移动到B点，电场力做功W PB＝2.4×10－8 J。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＝1.8×10－8 J C．电场强度方向与AD平行 ‎ D．A点的电势高于P点的电势 ‎ 第II卷 二、实验题（13题每空1分，14题每空2分，共17分）‎ ‎13．在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为20 Ω，电压表V的内阻约为3 kΩ，电流表A的内阻约为1 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图（a）或图（b）所示，结果由公式Rx＝计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图（a）和图（b）中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则测量值Rx1________‎ ‎（填“大于”、“ 等于”或“小于”）真实值，测量 值Rx2________（填“大于”、“ 等于”或“小于”）‎ 真实值；__________（填“Rx1”或“Rx2”）更接近待测电阻的真实值。‎ ‎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，则该图象 的函数关系式为_____________________；‎ ‎（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．欧姆表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）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），由该多用电表刻度盘上 读出电阻刻度中间值为30，欧姆挡的选 择开关拨至倍率______挡。‎ 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________Ω，‎ 这时电压表的读数为________V；请你求出欧姆表电池的电动势为________V。‎ 三、计算题（15、16题各10分，17题15分，共35分）‎ ‎15．如图所示，BC是半径为R的1/4圆弧形光滑且绝缘的轨道，位于竖直平面内，其下端与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E，今有一质量为m、带正电q的小滑块，体积很小可视为质点，从C点由静止释放，滑到水平轨道上的A点时速度减为零。若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。求：‎ ‎（1）滑块通过B点时对轨道的压力；‎ ‎（2）水平轨道上A、B两点之间的距离。‎ ‎16．一个允许通过最大电流为‎2 A的电源和一个滑动变阻器，接成如下图甲所示的电路。滑动变阻器最大阻值为R0＝22 Ω，电源路端电压U随外电阻R变化的规律如下图乙所示，图中U＝12 V的直线为图线的渐近线。试求：来源:Z|xx|k.Com]‎ ‎（1）电源电动势E和内阻r；‎ ‎（2）A、B空载时输出电压的范围；‎ ‎（3）若要保证滑动变阻器的滑片任意滑动时，干路电流不能超过‎2A，则A、B两端所接负载电阻至少为多大？‎ ‎17．如图所示，在xoy坐标平面的第一象限内有沿－y方向的匀强电场，在第四象限内有垂直于平面向外的匀强磁场，现有一质量为m，带电量为+q的粒子（重力不计）以初速度v0 沿x轴的负方向从坐标为（‎3L，L）的P点开始运动，接着进入磁场后由坐标原点O射出，射出时速度方向与y 轴正方向的夹角为450，求：‎ ‎（1）粒子从O点射出的速度v大小；‎ ‎（2）电场强度E和磁感应强度B的大小；‎ ‎（3）粒子从P点运动到O点过程中所用的时间。‎ ‎2017—2018学年度上学期质量检测 高二物理参考答案 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1—9题只有一个选项符合题目要求，第10—12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）‎ ‎1、答案：A 考点：库仑定律、电荷分配规律。‎ ‎【解析】初始时1、2小球间的作用力，球3与球2接触后，球2和球3的电荷量各为，球3再与球1接触，球1的电荷量变为。移走3后，1、2球间的作用力大小仍为F，，可解得n=6。‎ ‎2、答案：C 考点：电容器中的动态分析。‎ ‎【解析】由平行板电容器的电容可得，减小S，电容C减小，电荷量Q不变，两板间电压增大，θ变大；增大两板间的距离d，电容C减小，电荷量Q不变，两板间电压增大，θ变大；在两板间插入一陶瓷片， 增大，电容C增大，电荷量Q不变，两板间电压减小，θ变小。C正确。‎ ‎3、答案：D 考点：闭合电路欧姆定律、欧姆定律；直流电路动态分析。‎ ‎【解析】由电路图知电压表测量路端电压，电流表A1测量流过R1的电流，电流表A2测量流过R2的电流。当R2的滑动触点向b端移动时，R2减小，整个电路的总电阻减小，总电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，即电压表示数U减小，R3电压增大，R1、R2并联电压减小，通过R1的电流I1减小，而总电流I增大，则流过R2的电流I2增大。D正确。‎ ‎4、答案：B 考点：安培定则、磁感应强度叠加。‎ ‎【解析】依题意，每根导线在O点产生的磁感强度为，方向竖直向下，则当M移至P 点时，两根导线在O点形成的磁场方向成600角，则O点合磁感强度大小为：B=2××cos30°=，故选B。‎ ‎5、答案：B 考点：感应电流产生的条件，电流的磁效应。‎ ‎【解析】A线圈中有电流，但是如果电流大小不变，则在B中不会产生感应电流，即小磁针就不会发生偏转，与A中电流大小无关；与线圈B匝数多少无关，CD错误；当合上或断开开关，A线圈中电流发生变化，穿过A的磁通量发生变化，使得穿过B的磁通量也变化，所以在B中产生感生电流，所以小磁针会发生偏转，B正确。‎ ‎6、答案：C 考点：考查了非纯电阻电路电功率的计算。‎ ‎【解析】因为灯泡恰好能正常发光，所以根据公式可得灯泡中的电流为‎2 A，电灯和电动机并联在电路中，所以电动机两端的电压为6 V，干路电流，电动机中的电流为‎1A，A错误；根据公式可得电动机产生的热功率为1W，B错误；电动机消耗的总功率为，故电动机的机械效率大小为，C正确；电源的输出功率为，D错误 ‎7、答案：A 考点：回旋加速器。‎ ‎【解析】A、质子出回旋加速器的速度最大，此时的半径为R，最大速度为： ，故A正确；‎ B、根据得， ，则粒子的最大动能，与加速电场的电压无关。故B错误；‎ C、 粒子在加速电场中做匀加速运动，在磁场中做匀速圆周运动，根据，得，质子第二次和第一次经过D形盒狭缝的速度比为，根据，则半径比为，故C错误。‎ D、带电粒子在磁场中运动的周期与加速电场的周期相等，根据T=2πm/qB 知，换用其它粒子，粒子的比荷变化，周期变化，回旋加速器需改变交流电的频率才能加速其它粒子。故D错误。‎ ‎8、答案：B 考点：电场力的性质、能的性质与φ-x图象相结合。‎ ‎【解析】A项，根据图乙得处电势高于处电势，带正电的小球在处由静止释放，根据能量守恒得不可能到达处，故A项错误。B项，带正电的小球在 处电势能最小，根据能量守恒可知粒子在该处的动能最大，所以小球在处速度最大，故B项正确。C项，小球以为中心做往复运动的条件是电势关于对称，根据图乙得电势关于不对称，故C项错误。D项，根据图乙得知在处斜率为零，即电场强度为零，则 ，所以 ，故D项错误。‎ ‎9、答案：C 考点：带电粒子在有界磁场中的运动。‎ ‎【解析】根据题意画出a、b粒子的轨迹如图所示，则a、b粒子的圆心分别是O1和O2，设磁场宽度为d，由图可知，粒子a的半径 ，粒子b的半径为 由 可得： 由 可得： ，‎ 又a粒子轨迹长度为 ，‎ 粒子b的轨迹长度为，由 ， 联立以上各式解得 ，故选C。‎ ‎10、答案：BC 考点：磁场对电流的作用。‎ ‎【解析】电磁炮是靠安培力加速，要使炮弹沿导轨向右发射，则安培力向右，由左手定则可判断MN中的电流方向为MN；要想提高炮弹的发射速度，应增大安培力，由可得B、C选项正确；使电流和磁感应强度方向同时反向，安培力方向不变，D错误。‎ ‎11、答案：ACD 考点：带电粒子在复合场中的直线运动。‎ ‎【解析】三个带电液滴都受力平衡，根据共点力平衡条件列式求解确定电性与质量大小，再依据洛伦兹力、电场力与重力关系，来判定速率的大小，最后根据洛伦兹力受到速率的影响，从而确定运动性质。‎ a液滴受力平衡，有：Ga=qE…①‎ 重力和电场力等值、反向、共线，故电场力向上，由于电场强度向下，故液滴带负电，b液滴受力平衡，有：Gb+qvB=qE…②‎ c液滴受力平衡，有：Gc=qvB+qE…③‎ 解得：Gc＞Ga＞Gb，故AC正确；‎ B、由上分析可知，无法确定b与c洛伦兹力的大小，因此无法确定液滴速率大小，故B错误；‎ D、根据f=qvB，可知，液滴的洛伦兹力受到速率的约束，若不是做匀速直线运动时，则洛伦兹力变化，导致受力不平衡，那么就不可能做直线运动，故D正确。‎ 故选ACD。‎ ‎12、答案：BD 考点：电场力的功与电势差的关系；电势能。‎ ‎【解析】一个带电粒子从P点移动到A点，或是从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为不可能是等势线，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；将该粒子从P点移动到B点，电场力做功W PB＝2.4×10－8J，则将该粒子从P点移动到D点，电场力做功W PD＝1.2×10－8J=WPA，则AD为等势线，电场线与AD垂直，选项C错误；带负电的粒子从P点移动到A点，电场力做正功，故电势能减小，故A点电势高于P点，选项D正确；故选BD。‎ 第II卷 二、实验题（13题每空1分，14题每空2分，共17分）‎ ‎13、答案：大于，小于，Rx2‎ 考点：伏安法测电阻、内外接的选择及误差分析。‎ ‎【解析】试题分析：图a中电流表是真实值，但是由于电流表的分压，电压表测量值比两端的实际电压要大，根据可得测量值比真实值偏大，而图b 中，电压表测量的是准确电压，但由于电压表的分流，电流表测量值比通过的实际电流要大，故根据可得测量值比真实值偏小。因为，所以电流表外接误差相对小一点，所以更接近被测电阻的真实值。‎ ‎14、答案：（1）或（2）BCD ‎（3）×1 K；A；40 k；5.0；8.75‎ 考点：闭合电路欧姆定律，多用电表原理及使用。‎ ‎【解析】（1）多用电表测电阻的原理是闭合电路欧姆定律，，从图象可得中值电阻，故也正确；（2）A、用欧姆表测电阻时，指针指刻度盘中央附近时，测量的误差越小，故A错误；B、由上式知：当Rx=0，，通过调节R0，使Rx=0时电路中的电流I=Ig，表明所测量的电阻为0，故B正确；C、Rx越小，由，知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，故C正确；D、测量中，当Rx的阻值为图b中的R2时，电流比半偏电流小，指针位于表盘中央位置的左侧，故D正确。 （3）当欧姆表的指针指在中间位置附近时，测量值较为准确，根据读数为：示数×倍率=读数知，选择×1K的挡较好；欧姆表的正极插孔与内部电源的负极相连，与电压表构成一闭合回路，电流从负极流出，进入电压表的正极，所以选择图A正确；欧姆表的读数为：40×1K=40KΩ；电压表的读数为5.0V；由题意知欧姆表的内阻为30KΩ，与电压表的内阻40KΩ串联，由闭合电路欧姆定律可知：。 三、计算题（15、16题各10分，17题15分，共35分）‎ ‎15、‎ ‎【解析】（1）小滑块从C到B的过程中，只有重力和电场力对它做功。设滑块通过B点时的速度为 vB，根据动能定理有 mgR－qER=mvB2 2分 设滑块过弧形轨道B点时所受的支持力大小为N，根据牛顿第二定律有 N－mg=m 2分 解得 N=3mg－2qE 1分 根据牛顿第三定律可知，滑块对弧形轨道B点的压力大小N′=3mg－2qE，1分 方向竖直向下1分 ‎（2）小滑块在水平轨道上运动时，所受摩擦力为f=μmg 小滑块从C经B到A的过程中，重力做正功，电场力和摩擦力做负功。设小滑块在水平轨道上运动的距离（即A、B两点间的距离）为L，则根据动能定理有：‎ mgR－qE（R+L）－μmg L=0 2分 解得： 1分 ‎16、‎ ‎【解析】（1）由乙图可知，当R→∞时，E＝12 V 1分 而当U＝6 V时，应有r＝R＝2Ω 2分 ‎（2）当滑片滑至上端时，UAB最大 ＝11V 2分 当滑片滑至下端时，UAB为零 ，因此，A、B空载时输出电压范围为0～11V。1分 ‎（3）A、B两端接某一负载电阻后，滑动变阻器滑片移至上端时，干路电流最大。‎ 此时I＝ 2分 为了使电源不过载，应保证I ≤ 2 A，代入数据得Rx ≥ 4.9Ω 2分 即所接负载电阻最小值为4.9 Ω。‎ ‎17、‎ ‎【解析】由题意可知：带电粒子在电场中做类平抛运动，由Q点进入磁场，在磁场中做匀速圆周运动，最终由O点射出（轨迹如图）。‎ ‎（1）根据单直边界的对称性可知，粒子在Q点的速度大小为v，方向与x轴负方向成450，则有，1分 解得： 1分 ‎（2）带电粒子从P到Q点运动的过程中，由动能定理： 2分 解得： 1分 粒子在Q点沿y轴负方向分速度大小 1分 又在电场中运动时qE=ma 1分 所以从P到Q的运动时间： 1分 从P到Q点沿x轴负方向的位移为 粒子在磁场中运动半径为r，则有： 1分 又 2分 由以上各式解得： 1分 ‎（3）粒子在磁场中的运动时间 1分 故粒子从P到Q的总时间 1分 解得： 1分 注：计算题的评分标准，评分老师可根据具体情况自行调整。‎