2017-2018学年河北省承德二中高二上学期第四次月考物理试题

2017-2018学年河北省承德二中高二上学期第四次月考物理试题

‎2017-2018学年河北省承德二中高二上学期第四次月考物理试题 ‎ (满分110分，时间100分钟)‎ 一、选择题：（本大题共14小题，每小题4分，共56分。其中1～8为单选题；9～14为多选题，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．在物理学发展过程中，下列叙述符合史实的是 ( ) ‎ A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应B．楞次首先发现了电磁感应现象 C．法拉第发现了电磁感应定律 ‎ D．纽曼和韦伯在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 ‎2．如图所示，在赤道处，将一小球向东水平抛出，落地点为a；给小球带上电荷后，仍以原来的速度抛出，考虑地磁场的影响，下列说法正确的是 (　　)‎ A．无论小球带何种电荷，小球仍会落在a点 B．无论小球带何种电荷，小球下落时间都会延长 C．若小球带负电荷，小球会落在更远的b点 D．若小球带正电荷，小球会落在更远的b点 ‎3．如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成θ角(0<θ<π)以速率v发射一个带正电的粒子(重力不计)．则下列说法正确的是(　　)‎ A．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短 B．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大 C．若v一定，θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越短 D．若v一定，θ越大，则粒子在离开磁场的位置距O点越远 ‎4．如图所示是一个电路的一部分，其中R1=5Ω，R2=1Ω, R3=3Ω,I1=0．2A, I2=0．1A,那么电流表测得的电流为( )‎ A．0．2A，方向向右 B．0．15A，方向向左 C．0．2A，方向向左 D．0．3A，方向向右 ‎5‎ ‎．如图所示,两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强电场和匀强磁场中,轨道两端在同一高度上,轨道是光滑的而且绝缘,两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放,a 、b为轨道的最低点,则不正确的是( )‎ A．两小球到达轨道最低点的速度Va＞Vb B．两小球到达轨道最低点时对轨道的压力Fa＞Fb C．小球第一次到达a点的时间大于小球第一次到达b点的时间 D．在磁场中小球能到达轨道的另一端在电场中小球不能到达轨道的另一端 ‎6．如图所示，在同一平面内，同心的两个导体圆环中通以同向电流时( )‎ A．两环都有向内收缩的趋势 B．两环都有向外扩张的趋势 C．内环有收缩趋势，外环有扩张趋势 D．内环有扩张趋势，外环有收缩趋势 ‎7．处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab边垂直。在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合，如图所示，线圈的cd边离开纸面向外运动。若规定沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图象是(　　)‎ ‎8.如图所示的电路中，电源电动势为E，线圈L的电阻不计。以下判断正确的是(　　)‎ A．闭合S，稳定后，电容器两端电压为E B．闭合S，稳定后，电容器的a极板带正电 C．断开S的瞬间，电容器的a极板带正电 D．断开S的瞬间，电容器的a极板带负电 ‎9．正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图甲所示的方式连接，R＝10 Ω，交流电压表的示数是10 V。图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象。则(　　)‎ A．通过R的电流iR随时间t变化的规律是 iR＝cos(100πt) A B．通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR＝cos(50πt) A C．R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR＝10cos(100πt) V D．R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR＝5cos(50πt) V ‎10．两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R。整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动。重力加速度为g。以下说法正确的是(　　)‎ A．ab杆所受拉力F的大小为μmg＋ B．cd杆所受摩擦力为零 C．回路中的电流强度为 D．μ与v1大小的关系为μ＝ ‎11如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且与传送带以相同的速度匀速运动．为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带，根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈，通过观察图形，判断下列说法正确的是(　　)‎ A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动 B．若线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动 C．从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈 D．从图中可以看出，第4个线圈是不合格线圈 ‎12.如图所示，竖直平行金属导轨MN、PQ上端接有电阻R，金属杆ab质量为m ‎，跨在平行导轨上，垂直导轨平面的水平匀强磁场的磁感应强度为B，不计ab与导轨电阻及一切摩擦，且ab与导轨接触良好。若ab杆在竖直向上的外力F作用下匀速上升，则以下说法正确的是(　　)‎ A．拉力F所做的功等于电阻R上产生的热量 B．杆ab克服安培力做的功等于电阻R上产生的热量 C．电流所做的功等于重力势能的增加量 D．拉力F与重力做功的代数和等于电阻R上产生的热量 ‎13．回旋加速器是获得高能带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源的两极相连的两个D形盒，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D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，关于回旋加速器的下列说法不正确的是（ ） ‎ A．狭缝间的电场对粒子起加速作用，因此加速电压越大，带电粒子从D形盒射出时的动能越大 B．其他条件不变的情况下回旋加速器的半径越大，粒子飞出加速器速度越大 C．带电粒子做一次圆周运动，要被加速两次，因此交变电场的周期应为圆周运动周期的二倍 D．磁场对带电粒子的洛仑兹力对粒子不做功，因此带电粒子从盒射出时的动能与磁场的强弱无关 ‎14．如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。一带电粒子a（不计重力）以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O′点（图中未标出）穿出。若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b（不计重力）仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b（ ）‎ A．运动时在电场中的电势能一定减小 B．在电场中运动时动能一定增大 C．穿出位置一定在O′点下方 D．穿出位置一定在O′点上方 ‎ 二．实验题（每空1分 共计10分）‎ ‎15‎ ‎．(2010·浙江温州十校高二联考)如图为“研究电磁感应现象”的实验装置．‎ ‎(1)将图中所缺导线补接完整．‎ ‎(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后：‎ A．将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将________．(填“向左偏转一下”或“向右偏转一下”或“不偏转”)‎ B．原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针________．(填“向左偏转一下”或“向右偏转一下”或“不偏转”)‎ ‎16.某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势(电动势E大约在9 V左右，内阻r约为50 Ω)．已知该电池允许输出的最大电流为150 mA.该同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中电压表的内阻约为2 kΩ，R为电阻箱，阻值范围0～9999 Ω，R0是定值电阻，起保护电路的作用．‎ ‎(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：‎ A. 2 Ω B. 20 Ω C. 200 Ω D. 2000 Ω 本实验应选 ________(填入相应的字母)作为保护电阻．‎ ‎(2)在图乙的实物图中，已正确地连接了部分电路，请完成余下电路的连接．‎ ‎(3)该同学完成电路的连接后，闭合开关S，调节电阻箱的阻值，读取电压表的示数，其中电压表的某一次偏转如图丙所示，其读数为________．‎ ‎(4)改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图丁所示的图线，则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为_____V，内阻r为________Ω.(结果保留两位有效数字)‎ ‎(5)用该电路测电动势与内阻，测量值和真实值的关系E测________E真，r测________r真(填“大于”“小于”或“等于”) ‎ 三、论述·计算题(共4小题，44‎ 分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)‎ ‎17 （12分）如图所示，电源电动势E＝3 V，内阻r＝3 Ω，定值电阻R1＝1 Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为10 Ω，求：‎ ‎(1)当滑动变阻器的阻值R2为多大时，电阻R1消耗的功率最大？电阻R1消耗的最大功率是多少？（4分）‎ ‎(2)当变阻器的阻值为多大时，变阻器消耗的功率最大？变阻器消耗的最大功率为多少？（4分）‎ ‎（3）当变阻器的阻值为多大时，电源输出功率最大？电源最大输出功率为多少？（4分）‎ ‎18.（10分）如右图所示，有一磁感应强度B＝9.1×10－4 T的匀强磁场，C、D为垂直于磁场的同一平面内的两点，它们之间的距离l＝0.05 m，今有一电子在此磁场中运动，它经过C点时的速度v的方向和磁场方向垂直，且与CD间的夹角α＝30°，问：(1)电子在C点时所受的洛仑兹力的方向如何？（2分）‎ ‎(2)若此电子在运动中后来又经过了D点，则它的速度v应是多大？（4分）‎ ‎(3)电子从C点到D点所用的时间是多少？（4分）‎ ‎(电子的质量m＝9.1×10－31 kg，电子的电量e＝1.6×10－19 C)‎ ‎19．(10分)位于竖直平面内的矩形平面导线框abdc，ab长L1＝1.0m，bd长L2＝0.5m，线框的质量m＝0.2kg，电阻R＝2Ω其下方有一匀强磁场区域，该区域的上、下边界PP′和QQ′均与ab平行．两边界间距离为H，且H＞L2，磁场的磁感应强度B＝1.0T，方向与线框平面垂直，如图所示，令线框的dc边从离磁场区域上边界PP′的距离h＝0.7m处自由下落．已知线框的dc边进入磁场以后，在ab边到达边界PP ‎′前，线框的速度已达到这一阶段的最大值．问从线框开始下落到dc边刚刚到达磁场区域下边界QQ′的过程中，磁场作用于线框的安培力做的总功为多少？(g取10m/s2)‎ ‎20. （12分）置于水平面上的光滑平行金属导轨CD、EF足够长，两导轨间距为L＝1m，导轨处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B＝0.5T，电阻为r＝1Ω的金属棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好．平行金属板M、N相距d＝0.2m，板间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度也为B，金属板按如图所示的方式接入电路．已知滑动变阻器的总阻值为R＝4Ω，滑片P的位置位于变阻器的中点．有一个质量为m＝1.0×10－8kg、电荷量为q＝＋2.0×10－5C的带电粒子，从左端沿两板中心线水平射入场区．不计粒子的重力，问：‎ ‎(1)若金属棒ab静止，求粒子初速度v0多大时，可以垂直打在金属板上；‎ ‎(2)当金属棒ab以速度v匀速运动时，让粒子仍以初速度v0射入磁场后，能从两板间沿直线穿过，求金属棒ab运动速度v的大小和方向．‎ 承德二中高二第一学期第四次月考物理答案 一选择题：（本大题共14小题，每小题4分，共56分。其中1～8为单选题；9～14为多选题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）‎ 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ ‎14‎ 答案 A D C C C D C C AC AD AC BD ACD AB 二．实验题（每空1分 共计10分）‎ ‎15、答案：(1)如图所示 ‎(2)A.向右偏转一下　B．向左偏转一下 ‎16、解析：本题考查测定电源的电动势和内阻的设计性实验，难度中等．‎ ‎(1)电路中的保护电阻的最小值大约为R0＝－r＝10 Ω，故选B.‎ ‎(2)已知电路图画实物图，定值电阻和电阻箱串联再与电压表并联，电压表一端接保护电阻的左侧，一端接电阻箱的另一个接线柱．‎ ‎(3)电压表的量程为15 V，则每个小格代表0.5 V，指针指向6.5 V.‎ ‎(4)由闭合电路欧姆定律得图象的表达式为＝＋·，结合图象有＝0.1，＝k＝＝5，联立解得E＝10 V，r＝50 Ω.‎ ‎(5)该实验的原理仍为E＝U＋r，和E＝U＋Ir测量引起的误差相同．E的测量值小于真实值，r的测量值小于真实值．‎ 三、论述·计算题(共4小题，44分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)‎ ‎17 （12分）‎ 解答（1）滑动变阻器电阻为零时R1功率最大由闭合电路欧姆定律I=E/(R1+r)得I=‎0.75A得功率P=9/16 ‎ ‎ （4分）‎ ‎(2)电源与定值电阻R1可看做一个电动势为E＝3 V，内阻为r′＝r＋R1＝4 Ω的“电源”，由前面的分析可知，当滑动变阻器阻值R2＝r′＝4 Ω时，变阻器消耗的功率最大，此时PR2＝≈0.56 W.（4分）‎ ‎(3)同理，由前面分析可知，当R外＝r时，即R2′＝2 Ω时，电源输出的功率最大，此时P出＝＝0.75 W.（4分）‎ 是多少？‎ ‎18. (电子的质量m＝9.1×10－‎31 kg，电子的电量e＝1.6×10－‎19 C)‎ 解析：电子进入匀强磁场时速度方向与磁场方向垂直，电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，C、D则是圆周上两点，并且C点和D点速度大小相同，找出圆轨迹半径R和CD弧长对应的圆心角，就可以由半径公式和周期公式求出电子运动速度的大小及电子从C点到D点所用时间．‎ ‎(1)由左手定则，判断出洛仑兹力的方向为垂直于v的方向斜向下．（2分）‎ ‎ (2) （4分）v0＝.由图可知，∠1＝90°－α＝60°，O＝O＝R，所以∠2＝60°.‎ ‎△OCD为正三角形，即O＝R＝l，‎ v0＝＝‎ m/s＝8.0×‎106 m/s ‎(3) （4分）‎ tCD＝T＝×s＝6.5×10－9 s 或tCD＝×＝×s＝6.5×10－9 s.‎ 答案：(1)垂直于v的方向斜向下　(2)8.0×‎106 m/s　(3)6.5×10－9 s ‎19．‎ 答案：－0.8J 解析：线框下落到cd边刚接触PP′时速度v1＝（2分）‎ 当ab到达PP′前某时刻达到最大速度为v2，‎ 由mg＝BIL1＝，得v2＝＝‎4m/s.（4分）‎ 线框从开始到ab边刚进入时的过程中由动能定理 mg(h＋L2)＋W安＝mv，W安＝－0.8J（4分）‎ 再往下运动至cd边刚刚到达QQ′的过程中，安培力等于零，故W安总＝－0.8J ‎20. （12分）‎ 解析：(1)金属棒静止时，在两板之间只有磁场，带电粒子沿中心线垂直进入磁场后在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，垂直打在金属板上时，其运动半径为，则有：Bqv0＝m 粒子的速度为：v0＝＝‎100m/s （6分）‎ ‎(2)金属棒以速度v匀速运动时产生的感应电动势为：E＝BLv，闭合电路中的电流为：I＝，两金属板间的电压为：U＝I 带电粒子沿直线通过两金属板时，它所受的电场力和洛伦兹力平衡，即：Bqv0＝q 由以上各式解得：v＝＝m/s＝‎50m/s 由左手定则知带电粒子所受洛伦兹力方向向上，因电场力和洛伦兹力平衡，所以电场力向下，M板电势高，由右手定则知ab棒向右运动．（6分）‎