2017-2018学年河北省邢台市高二上学期第四次月考物理试题 解析版

2017-2018学年河北省邢台市高二上学期第四次月考物理试题 解析版

河北省邢台市 2017-2018 学年高二上学期第四次月考物理试 题 一、选择题 1. 电磁炮是一种利用电磁作用发射炮弹的先进武器。某同学利用导体棒、强磁铁和水平导 轨模拟电磁炮的发射，如图所示，装置中强磁铁产生的磁场方向垂直于导轨面向上，关于导 体棒受到的安培力以及导体棒的运动情况，下列说法正确的是 A. 导体棒所受安培力向左，导体棒向左运动 B. 导体棒所受安培力向右，导体棒向右运动 C. 导体棒所受安培力向上，导体棒并未运动 D. 导体棒所受安培力向下，导体棒并未运动 【答案】B 【解析】导体棒受到安培力作用被弹射出去，所以导体棒所受安培力向右，导体棒向右运动， 故 B 正确，ACD 错误。 故选：B。 2. 图示为 A、B 两个带电小球周围的电场线分布，如果把这个装置放到“云室”里，让粒 子通过这个电场区域，可以看到粒子的运动轨迹。有一个粒子的轨迹如图中曲线 ab 所示，a 为两小球连线的中垂线上的点，b 为两小球连线上的点，粒子由 a 运动到 b，则可以判断 A. A、B 两个带电小球带等量异种电荷 B. a 点电场强度一定大于 b 点电场强度 C. 由图可以判断射入的粒子带正电荷 D. 粒子从 a 运动到 b 的过程中，动能一定变大 【答案】D 【解析】A．根据电场线的形状，A、B 两个带电小球带不等量异种电荷，故 A 错误； B．电场线的疏密表示电场的强弱，a 点电场强度一定小于 b 点电场强度，故 B 错误； C．由于 A、B 所带电性未知，所以无法判断射入粒子的正负，故 C 错误； D．粒子受力沿电场线切线方向，根据曲线运动的条件，粒子从 a 运动到 b 的过程中，电场 力与速度之间的夹角小于 90°，电场力做正功，动能一定变大，故 D 正确。 故选：D。 3. 两根长直导线 a、b 平行放置，图示为垂直于导线的截面图，图中 O 点为两根导线连线 ab 的中点，M、N 为 ab 的中垂线上的两点且与 a、b 等距，两导线中通有等大，同向的恒定 电流，则下列说法正确的是 A. 一点电荷在外力作用下从 M 点沿直线运动到 N 点的过程中，所受洛伦兹力方向一直不 变 B. 一点电荷在外力作用下从M点沿直线运动到N点的过程中，所受洛伦兹力可能先做正功， 后做负功 C. O 点处磁感应强度为零 D. 若在 N 点放一小磁针，静止时其北极沿 NO 由 N 点指向 O 点 【答案】C 【解析】A．根据安培定则判断得知，两根通电导线产生的磁场方向均沿逆时针方向，由于 对称，两根通电导线在 MN 两点产生的磁感应强度大小相等，根据平行四边形进行合成得到， M 点和 N 点的磁感应强度大小相等，M 点磁场向下，N 点磁场向上，方向相反，所以点电 荷所受洛伦兹力方向改变，故 A 错误； B. 洛伦兹力始终不做功，故 B 错误； C. 两根通电导线在 O 点产生的磁感应强度大小相等、方向相反，O 点的磁感应强度为零， 故 C 正确； D．若在 N 点放一小磁针，静止时其 N 极指向磁场方向，垂直 MN 方向向下，故 D 错误。 故选：C。 点睛：根据安培定则判断两根导线在 M、N 两点产生的磁场方向，根据平行四边形定则，进 行合成，确定大小和方向的关系．在线段 M N 上只有 O 点的磁感应强度为零． 4. 如图所示，在一固定的条形磁铁上方有一铁圈，让铁圈由静止自由落下，若下落过程中 铁圈始终水平，不计空气阻力，则关于铁圈下落过程中，下列说法正确的是 A. 整个下落过程中，铁圈中的电流方向始终不变 B. 铁圈的加速度始终大于重力加速度 C. 铁圈下落到磁铁中间位置时，加速度等于重力加速度 D. 若把铁圈换成塑料圈，则下列相同高度所需的时间变长 【答案】C 【解析】A. 由图示可知，在磁铁下落过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁靠近圆环 时，穿过圆环的磁通量变大，在磁铁远离圆环时穿过圆环的磁通量减小，由楞次定律可知， 从上向下看，圆环中的感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向，故 A 错误； B. 由楞次定律可知，感应电流总是阻碍磁铁间的相对运动，在磁铁靠近线圈的过程中为阻 碍磁铁的靠近，线圈对磁铁的作用力竖直向上，在磁铁穿过线圈远离线圈的过程中，为阻碍 磁铁的远离，线圈对磁铁的作用力竖直向上，则在整个过程中，线圈对磁铁的作用力始终竖 直向上，加速度小于等于 g.故 B 错误； C. 铁圈下落到磁铁中间位置时，磁通量不变化，不受安培力作用，加速度等于重力加速度， 故 C 正确； D. 把铁圈换成塑料圈，不会产生电磁感应现象，塑料圈下落的加速度等于重力加速度，则 下列相同高度所需的时间变短，故 D 错误。 故选：C. 5. 不计电阻的自感线圈 L、完全相同的灯泡 和内阻不计的电源 E 连接成如图所示 的电路，接通开关 S，一段时间后断开 S，在断开 S 的瞬间，下列说法正确的是 A. 闪亮一下后熄灭 B. 闪亮一下后熄灭 C. 变暗一下后熄灭 D. 同时闪亮一下后熄灭 【答案】A 【解析】开关接通时 L1 被短路不亮,S 断开后 L 和 L1 串联,所以 L1 闪亮一下后熄灭，而 L2、 L3 马上熄灭，故 A 正确，BCD 错误。 故选：A。 6. 有两个同种材料制成的导体，如图所示，两导体为横截面为正方形的柱体，柱体高均为 h， 大柱体柱截面边长为 ，小柱体柱截面边长为 ，则 A. 若图示箭头方向为电流方向，则大柱体与小柱体的电阻之比为 B. 若图示箭头方向为电流方向，则大柱体与小柱体的电阻之比为 C. 若电流方向竖直向下，则大柱体与小柱体的电阻之比为 D. 若电流方向竖直向下，则大柱体与小柱体的电阻之比为 【答案】B 【解析】A. 从图示方向看,则根据电阻定律可知， , ，故两电阻比值 为 R1：R2=1:1，故 A 错误，B 正确； C. 若电流竖直向下,则根据电阻定律有： , ,故 R1:R2= ，故 CD 错误。 故选：B. 点睛：根据电阻定律进行分析，注意明确导线长度和截面积的确定，从而求出各自的电阻， 进而求出对应的比值． 7. 如图甲所示，一面积为 0.2m2 的金属环与一电容为 50μF 的电容器相连，环中有垂直于环 面（纸面）向里均匀变化的磁场，磁感应强度的变化如图乙所示，则下列说法正确的是 A. 电容器上极板电势高于下极板电势 B. 金属环中产生的感应电动势为 1V C. 电容器上的电荷量为 D. 若增大电容器的电容，则金属环中的感应电动势增大 【答案】C 【解析】A.根据楞次定律，产生的感应电动势应是逆时针的，所以电容器下极板电势高于上 极板电势，故 A 错误； B．根据法拉第电磁感应定律，金属环产生的电动势为： ，故 B 错误； C．电容器的带电荷量为：Q=CE=50×10−6×2C=1×10−4C，故 C 正确； D．增大电容器的电容，金属环中的感应电动势不变，故 D 错误。 故选：C。 8. 如图所示，已知 I 和 II 是一对异名磁极，ab 为放在期间的金属棒，ab 和 cd 用导线连成 一个闭合回路，当 ab 棒向左运动时，cd 导线受到向下的磁场力，则下列说法正确的是 A. I 为 N 极，II 为 S 极 B. I 为 S 极，II 为 N 极 C. 若 ab 不动，则当 cd 向上运动时，ab 受到向左的安培力 D. 若 ab 不动，则当 cd 向上运动时，ab 受到向右的安培力 【答案】BD 【解析】AB.由左手定则可知，cd 棒中电流方向是：由 c 指向 d；由右手定则可知，ab 棒所 处位置磁场方向：竖直向上，则Ⅰ是 S 极，Ⅱ是 N 极，故 A 错误，B 正确； CD.当 cd 向上运动时，由右手定则可知，cd 棒中电流方向是：由 c 指向 d；由左手定则可知， ab 受到向右的安培力，故 C 错误，D 正确。 故选：BD。 点睛：据 cd 棒所受磁场力的方向由左手定则判断出导线中电流的方向，然后由右手定则判 断出 ab 棒所处位置磁场方向，进一步判断出磁极名称。 9. 如图所示，两相同的白炽灯 分别与电容器和电感线圈串联后接入电压最大值为 、 频率为 f 的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同，当改变 和 f 时，下列说法正确的 是 A. 当 不变，而 f 增大时， 均变亮 B. 当 不变，而 f 增大时， 变亮， 变暗 C. 当 增大，而 f 不变时， 均变亮 D. 当 增大，而 f 不变时， 变亮， 变暗 【答案】BC 【解析】AB. 当将 a、b 接在电压最大值为 Um、频率为 f 的正弦交流电源 E1 两极之间时，两 只灯泡都发光，且亮度相同。当 不变，而 f 增大时，电容的容抗减小，L1 变亮；电感的 感抗增大，L2 变暗，故 A 错误，B 正确； CD．当 增大，而 f 不变时， 均变亮，故 C 正确，D 错误。 故选：BC. 10. 一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示，由图可知 A. 该交流电的频率为 50Hz B. 该交流电的电压的最大值为 C. 该交流电的电压的有效值为 D. 若将该交流电电压加在阻值 R=10Ω的电路两端，则电阻消耗的功率为 20W 【答案】CD 【解析】A．由图可知，周期 T=0.04s，频率 f=1/T=25Hz，故 A 错误； B．由图可知，交流电的电压的最大值为 V，故 B 错误； C．交流电的电压的有效值为 ，故 C 周期； D．功率 ，故 D 周期。 故选：CD。 11. 如图所示，一理想变压器副线圈与滑动变阻器相连，P 是滑动变阻器的滑动触头，原线 圈一端接交流电源，另一端 a 和一线圈中间引出端 b 分别与单刀双掷开关 K 两接线柱相连， 电源电压的最大值恒定，I 为电源电流，则 A. 保持 P 的位置不变，K 由 a 合向 b 时，I 将增大 B. 保持 P 的位置不变，K 由 a 合向 b 时，R 消耗的功率减小 C. K 合在 a 处，使 P 向 c 端滑动，I 将增大 D. K 合在 b 处，使 P 向 c 端滑动，R 消耗的功率减小 【答案】AD CD. 保持 K 不动，输出电压不变，向 c 端移动 P，电阻增大，R 消耗的功率减小，输入功率 随之减小，电源电流减小，故 C 错误，D 正确； 故选：AD。 12. 如图所示，质量为 m、电荷量为+q 的带电小球 A 用长为 l 的绝缘细线悬挂于 O 点，带 有电荷量也为+q 的小球 B 固定在 O 点正下方绝缘柱上，O 点与小球 B 的间距为 。当小 球 A 从与竖直方向夹角θ=30°处的 C 点由静止释放后，会经过 O 点正下方的 D 点，若带 电小球 A、B 均视为点电荷，静电力常量为 k，小球 A 运动过程中细线始终绷直，则 A. 小球 A 做匀速圆周运动 B. 在 C 处，小球 A 与小球 B 之间的库仑力大小 C. 小球 A 在运动过程中机械能守恒 D. 小球 A 从 C 点运动到 D 点的过程中，库仑力对其做负功，电势能增加 【答案】BD 【解析】小球受力如图： A．由于重力与库仑力之间关系未知，小球不一定做匀速圆周运动，故 A 错误； B．由题,OA=l,OB= l，悬线与竖直方向夹角θ=30∘，由几何关系可知，△AOB 为等腰三角 形，AB=AO=l，由库仑定律得： .故 B 正确； C．小球 A 在从 C 点运动到 D 点的过程中，小球 B 对 A 做负功，机械能减小，电势能增加， 故 C 错误，D 正确。 故选：BD。 点睛：先由几何关系求出 AB 之间的距离，然后由库仑定律即可求出两个小球之间的库仑力 的大小；根据小球 A 在从 C 点运动到 D 点的过程中，小球 B 对 A 的做功情况，判断机械能 和电势能的变化。 二、非选择题 13. 图示为“探究感应电流方向的规律”实验时所用电路 （1）闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后将线圈 A 迅速插入 线圈 B 时，灵敏电流计指针将________；接着将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动，灵敏电 流计指针_______。（均填“向左偏”“向右偏”或“不偏”） （2）某同学在完成实验后未断开开关，也未把 A、B 两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路 时突然被电击了一下，则被电击是在拆除____________（选填“A”或“B”）线圈所在电 路时发生的，分析可知，要避免电击发生，在拆除电路前应_____________（选填“断开开 关”或“把 A、B 线圈分开放置”）。 【答案】 (1). 向右偏 (2). 向左偏 (3). A (4). 断开开关 【解析】（1）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明穿过线圈的磁通 量增加，电流计指针向右偏，合上开关后，将原线圈 A 迅速插入副线圈 B，穿过线圈 B 的磁 通量增加，电流计指针将向右偏； 原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，穿过线圈的磁通量减少，电流计 指针将向左偏。 （2）在拆除线圈 A 时，电流快速减小，由于自感作用，线圈 A 会产生很大的感应电动势， 该同学被点击一下；要避免电击发生，在拆除电路前应先断开开关。 14. 用电流表、电压表测电源（两节干电池）的电动势 E 和内阻 r，所给的器材有： A．电压表 V：0~3V~5V； B．电流表 A：0~0.6A~3A； C．滑动变阻器 （总电阻 20Ω）； D．滑动变阻器 （总电阻 1000Ω）； E．开关 S 和导线若干 （1）实验中应选择的电压表量程为___________（填“3”或“15”V），电流表量程为 _________（填“0.6”或“3”A），变阻器为___________（填选项前的字母）。 （2）学生选择合适的量程和器材，安装如图甲所示连接电路，作出了如图乙所示的 U-I 图 线，根据图线求得电源的电动势 E=_____V，内阻 r=_______Ω。 【答案】 (1). 3 (2). 0.6 (3). C (4). 3.0 (5). 3.6 【解析】（1）由于电源电动势约 3V，电压表的量程应选择 3V；实验中，电流不宜过大，电 流表的量程应选择 0.6A；电源内阻一般为几欧姆到几十欧姆，为调节电压、电流方便，滑 动变阻器应选择总电阻为 20Ω的较小的。 （2）根据闭合电路欧姆定律:E=U+Ir，U=E-Ir。U-I 图线与纵轴的交点等于电源电动势，故 电源电动势等于 3V；U-I 图线的斜率等于电源内阻， 。 15. 如图所示，ab、cd 为两根相距 l=2m 的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场 中，质量 m=2kg 的导体棒垂直导轨静止放置，与导轨间的动摩擦因数μ=0.2.在 t=0 时导体 棒中通入 I=9A 的电流，t=0.4s 时撤去电流，整个过程中导体棒能滑行的最大距离 x=0.45m， 导体棒运动过程中始终与导轨垂直， ，求： （1）导体棒的最大速度 ； （2）匀强磁场的磁感应强度的大小 B。 【答案】（1） （2）0.5T 【解析】（1）撤去电流后导体棒的加速度大小 由题意可知 ，解得 （2）导体棒中通入电流时的加速度大小 导体棒所受的安培力大小 ，解得 B=0.5T 16. 石家庄某小型实验水电站输出功率 P=400kW；输电线路总电阻 R=5Ω。 （1）若采用 U=2000V 输电，求输电线路损耗的功率 P1； （2）若改用 U1=10000V 高压输电，用户利用原副线圈的匝数比 的理想变压器降 压，求用户得到的电压 U2. 【答案】（1） （2） 【解析】（1）输电线上的电流 输电线路损耗的功率 降压变压器原线圈两端的电压 根据 用户得到的电压 17. 在如图所示的坐标系中，y>0 的区域内存在着沿 y 轴正方向，电场强度为 E 的匀强电场， y<0 的区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，一带负电粒子从 y 轴上的 P（0，h）点以沿 x 轴正方向的初速度射出，通过 x 轴上的 D（2h，0）点并恰好能回到 P 点。已知带电粒子 的质量为 m，带电荷量为 q，不计重力的影响，求： （1）粒子初速度的大小 ； （2）匀强磁场的磁感应强度大小 B； （3）粒子从 P 点出发到第一次回到 P 点的时间 t。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】（1）粒子只在电场力作用下直接到达 D 点，x 方向做匀速直线运动，有： y 方向做匀加速直线运动，有 联立即得 （2）对 PD 过程用动能定理： ，解得 ， 与 x 轴的夹角是 45°。 粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径 ，由 ，解得 （3）粒子在电场中运动的时间 磁场周期公式 ，粒子转过 270°，运动时间 运动一圈的时间 18. 如图所示，倒“凸”字形硬质金属线框质量为 m，总电阻为 R，相邻各边相互垂直，且 处于同一竖直平面内，ab、bc、cd、ef、fg、gh、ha 边长均为 l，ef 边长 3l，ab 与 ef 平行。 匀强磁场区域的上下边界均水平，磁场方向垂直纸面向内，磁场区域高度大于 3l，磁感应强 度大小为 B。线框由静止开始从 ab 边距磁场上边界高度为 处自由下落，当 ghcd 边进入磁 场时，线框恰好做匀速运动，当 ab 边穿出磁场下边界时线框也做匀速运动，重力加速度为 g，求： （1）ghcd 边刚刚进入磁场时的速度大小 v； （2）线框完全进入磁场过程中产生的热量 Q； （3）磁场区域高度 H。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】（1）ghcd 边进入磁场后，切割磁感线的有效长度为 3l， ， ， 解得 （2）ghcd 边进入磁场后，线框一直做匀速运动，从开始下落到 ef 边进入磁场，由能量守恒 定律 ，解得 （3）ab 边穿出磁场下边界时线框也做匀速运动： ， ， 线框进入磁场后，穿过线圈磁通量不变，没有感应电流，只受到重力，加速度为 g， 解得 点睛：根据线框做匀速运动，受重力和安培力平衡，求出匀速运动的速度；根据能量守恒定 律求出产生的热量；线框完全进入磁场后做加速度为 g 的匀加速运动，根据匀变速运动的规 律可求下落的高度。