2019-2020学年内蒙古集宁一中高二上学期第二次月考物理试题（12月份） 解析版

2019-2020学年内蒙古集宁一中高二上学期第二次月考物理试题（12月份） 解析版

‎2019-2020学年内蒙古乌兰察布市集宁一中高二（上）第二次月考物理试卷（12月份）‎ 一、单选题 ‎1.如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，这时电容器的电荷量为Q，P是电容器内一点，电容器的上极板与大地相连，下列说法正确的是(　　)‎ A. 若将电容器的上极板左移一点，则两板间场强减小 B. 若将电容器的下极板上移一点，则P点的电势升高 C. 若将电容器的下极板上移一点，则两板间电势差增大 D. 若将电容器的下极板上移一点，则两板间电势差减小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、平行板电容器充电后与电源断开后，电容器的电量不变，电容器上板左移，正对面积减小，电容C减小，由U= Q/C分析可知U增大，板间场强E= U/d，d不变，则E增大．故A错误；‎ ‎ BCD、将电容器的下板上移一点，板间距离减小，电容C增大，由U= Q/C分析得知：Q不变，两板间电势差减小．又由E= U/d=4πkQ/S，可知板间场强不变，则P与上板的电势差不变，上板电势为零，则P点电势不变．故BC错误，D正确．‎ ‎2.关于闭合电路，下列说法中正确的是（　 　）‎ A. 闭合电路中，电流总是从电势高的地方流向电势低的地方 B. 闭合电路中，电源的路端电压越大，电源的输出功率就越大 C. 闭合电路中，电流越大，电源的路端电压就越大 D. 闭合电路中，外电阻越大，电源的路端电压就越大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：根据闭合电路欧姆定律分析电流与外电阻的关系，得出内电压和路端电压的变化．根据推论，当电源的外电阻等于内电阻时，输出功率最大．在闭合电路的外电路中，电流总是从电势高的地方流向电势低的地方．‎ 解：A、在闭合电路的外电路中，电流总是从电势高的地方流向电势低的地方，而在内电路中，电流总是从电势低的地方流向电势高的地方．故A错误．‎ B、闭合电路中，电源的路端电压越大，说明外电阻越大，根据推论：当电源的外电阻等于内电阻时，输出功率最大，可知，电源的输出功率不一定越大．故B错误．‎ C、闭合电路中，电流越大，内电压越大，则电源的路端电压就越小．故C错误．‎ D、在闭合电路中，外电阻越大，由闭合电路欧姆定律知，电路中的电流越小，内电压越小，则电源的路端电压就越大．故D正确．‎ 故选D．‎ 点评：闭合电路中，路端电压随外电阻的增大而增大，减小而减小．抓住电源的内电阻不变，内电压与电流成正比是关键．‎ ‎3.关于地磁场的下列说法中正确的是(　　)‎ A. 地理位置的南北极与地磁场的南北极重合 B. 在赤道上的磁针的N极在静止时指向地理南极 C. 在赤道上的磁针的N极在静止时指向地理北极 D. 在北半球上方磁针静止时与地面平行且N极指向地理北极 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC．地理北极的附近是地磁南极，地理南极的附近是地磁北极，地理位置的南北极与地磁场的南北极并不重合，所以在赤道上的磁针的N极在静止时指向地理北极，故AB错误，C正确；‎ D．除在赤道上空外，小磁针不与地球表面平行，在南半球N 极斜向上，在北半球N 极斜向下，故D错误；‎ ‎4. 如图所示，磁场方向竖直向下，通电直导线ab由水平位置1绕a点在竖直平面内转到位置2，通电导线所受安培力是（ ）‎ A. 数值变大，方向不变 B. 数值变小，方向不变 C. 数值不变，方向改变 D. 数值和方向均改变 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 安培力F=BIL，电流不变，垂直直导线的有效长度减小，安培力减小，安培力的方向总是垂直BI所构成的平面，所以安培力的方向不变，B对；‎ ‎5.如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接，已如导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为 A. ‎2F B. ‎1.5F C. ‎0.5F D. 0‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设每一根导体棒的电阻为R，长度为L，则电路中，上下两路电阻之比为 ‎，根据并联电路两端各电压相等的特点可知，上下两路电流之比．如下图所示，由于上路通电的导体受安培力的有效长度为L，根据安培力计算公式，可知，得，根据左手定则可知，两力方向相同，故线框LMN所受的合力大小为，故本题选B．‎ 二、多选题 ‎6.如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和 L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反，下列说法正确的是（ ）‎ A. L1所受磁场作用力的方向与 L2、L3所在平面垂直 B. L3所受磁场作用力的方向与 L1、L2所在平面垂直 C. L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为 D. L1、L2和L3单位长度所受磁场作用力大小之比为 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．对L1受力分析，如图所示，可知L1‎ 所受磁场力的方向与L2、L3所在的平面平行，故A错误；‎ B．对L3受力分析，如图所示，可知L3所受磁场力的方向与L1、L2所在的平面垂直，故B正确；‎ CD．设三根导线两两之间的相互作用力为F，则L1、L2受到的磁场力的合力等于F，L3受的磁场力的合力为，即L1、L2、L3单位长度受到的磁场力之比为，故C正确，D错误．‎ ‎【点睛】先根据安培定则判断磁场的方向，再根据磁场的叠加得出直线电流处磁场的方向，再由左手定则判断安培力的方向，本题重点是对磁场方向的判断、大小的比较．‎ ‎7.如图所示，空间某处存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一个带负电的金属小球从M点水平射入场区，经一段时间运动到N点，关于小球由M到N的运动，下列说法正确的是(　　)‎ A. 小球可能做匀变速运动 B. 小球一定做变加速运动 C. 小球动能可能不变 D. 小球机械能守恒 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】小球从M到N，在竖直方向上发生了偏转，所以受到的竖直向下的洛伦兹力，并且速度方向变化，则洛伦兹力方向变化，所以合力方向变化，故不可能做匀变速运动，一定做变加速运动，A错误B 正确；若电场力和重力等大反向，则过程中电场力和重力做功之和为零，而洛伦兹力不做功，所以小球的动能可能不变，重力势能减小，这种情况下机械能不守恒，若以电场力和重力不等大反向，则有电场力做功，所以机械能也不守恒，故小球的机械能不守恒，C正确D错误．‎ ‎【点睛】带电粒子在复合场中运动问题分析思路 ‎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．‎ ‎8.如图所示，在边界上方存在着垂直纸面向里的匀强磁场，有两个电荷量、质量均相同的正、负粒子(不计重力)，从边界上的O点以相同速度先后射入磁场中，入射方向与边界成θ角，则正、负粒子在磁场中 A. 运动轨迹的半径相同 B. 重新回到边界所用时间相同 C. 重新回到边界时速度大小和方向相同 D. 重新回到边界时与O点的距离不相等 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】根据牛顿第二定律得： 得：，由题q、v、B大小均相同，则r 相同．故A正确．粒子的运动周期，则知T相同．根据左手定则分析可知，正离子逆时针偏转，负离子顺时针偏转，重新回到边界时正离子的速度偏向角为2π-2θ，轨迹的圆心角也为2π-2θ，运动时间t=T．同理，负离子运动时间t=T，显然时间不等．故B错误．‎ 正负离子在磁场中均做匀速圆周运动，速度沿轨迹的切线方向，根据圆的对称性可知，重新回到边界时速度大小与方向相同．故C正确．根据几何知识得知重新回到边界的位置与O点距离S=2rsinθ，r、θ相同，则S相同．故D错误．‎ 三、实验题 ‎9.在“测定电池的电动势和内阻”的实验中，已连接好部分实验电路．‎ ‎(1)按如图甲所示的实验电路，把图乙中剩余的电路连接起来____________．‎ ‎(2)在图乙的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于________端(填“A”或“B”)‎ ‎(3)图丙是根据实验数据作出的UI图象，由图可知，电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω，短路电流I短＝________A ‎【答案】 (1). 图见解析 (2). B (3). 1.50 (4). 1 (5). 1.50‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]．由原理图可知滑动变阻器为限流接法，电压表并联在滑动变阻器两端，由原理图连接实物图所示；‎ ‎ （2）[2]．为保证实验安全，在开始时电路中电流应为最小值，故滑动变阻器应接入最大阻值，由图可知，滑动变阻器接入部分为左半部分；故滑片应接到B端；‎ ‎（3）[3]．由U-I图可知，电源的电动势E=1.50V；‎ ‎[4]．当路端电压为1V时，电流为‎0.5A，则由闭合电路欧姆定律可知：‎ ‎；‎ ‎[5]．短路电流 ‎10.某同学用多用电表测量二极管的反向电阻．完成下列测量步骤：‎ ‎⑴检查多用电表的机械零点．‎ ‎⑵将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拨至电阻测量挡适当的量程处．‎ ‎⑶将红、黑表笔________，进行欧姆调零．‎ ‎⑷测反向电阻时，将_____表笔接二极管正极，将_____表笔接二极管负极，读出电表示数．‎ ‎⑸为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘________（填“左侧”、“右侧”或“中央”）；否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复⑶、⑷．‎ ‎⑹测量完成后，将选择开关拨向___________位置．‎ ‎【答案】 (1). 短接 (2). 红 (3). 黑 (4). 中央 (5). OFF ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空．将红、黑表笔短接，进行欧姆调零．‎ 第二空、第三空．测反向电阻时，将红表笔接二极管正极，将黑表笔接二极管负极，读出电表示数．‎ 第四空．为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘中央．‎ 第五空．测量完成后，将选择开关拔向Off挡或交流电压最高挡位置．‎ ‎【点睛】要掌握欧姆表的使用方法及注意事项，二极管正向偏压很小，二极管反向偏压电阻很大，相当于断路．‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ 四、计算题 ‎11.如图所示，半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力），从A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中，并从B点射出，，求该带电粒子在磁场中运动的半径和时间？‎ ‎【答案】，‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 本题考查带电粒子在磁场中的运动。‎ ‎【详解】由图可知，粒子转过的圆心角为，则粒子运动的半径为 转过的弧长为 则运动所用时间 故该带电粒子在磁场中运动半径为，时间为。‎ ‎12.如图所示，水平放置的两导轨P、Q间的距离 L=‎0.5m，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B=2T，垂直于导轨放置的ab棒的质量m=‎1kg，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量G=3N的物块相连．已知ab棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.2，电源的电动势E=10V、内阻R=0.1Ω，导轨的电阻及ab棒的电阻均不计．要想ab棒处于静止状态，R应在哪个范围内取值？（g取‎10m/s2）‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 依据物体的平衡条件可得 ab棒恰不右滑时：G－μmg－BI‎1L＝0‎ ab棒恰不左滑时：BI‎2L－G－μmg＝0‎ 依据闭合电路欧姆定律可得：‎ E＝I1（R1＋r）‎ E＝I2（R2＋r）‎ 由以上各式代入数据可解得：‎ R1＝9．9 Ω，R2＝1．9 Ω 所以R的取值范围为：1．9 Ω≤R≤9．9 Ω ‎13.如图所示xOy坐标系,在第二象限内有水平向右的匀强电场,在第一、第四象限内分别存在匀强磁场,磁感应强度大小相等,方向如图所示．现有一个质量为m、电量为q 的带正电的粒子在该平面内从x轴上的P点,以垂直于x轴的初速度v0进入匀强电场,恰好经过y轴上的Q点，且与y轴成450角射出电场,再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入第四象限的磁场．已知OP之间的距离为d(不计粒子的重力)．求：‎ ‎（1）O点到Q点的距离；‎ ‎（2）磁感应强度B的大小；‎ ‎（3）带电粒子自进入电场至在磁场中第二次经过x轴所用的时间．‎ ‎【答案】①2d ② ③‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设Q点的纵坐标为h，到达Q点的水平分速度为vx，则由类平抛运动的规律可知 竖直方向匀速直线运动，有：‎ 水平方向匀加速直线运动平均速度，‎ 根据速度的矢量合成 可得 ‎（2）粒子在磁场中的运动轨迹如图所示：‎ 设粒子在磁场中运动的半径为R，周期为T．则由几何关系可知：‎ 带电粒子进入磁场时的速度大小为 则由牛顿第二定律得：‎ 联立解得：‎ ‎（3）粒子在磁场中运动的周期为 设粒子在电场中的运动时间为，则 设粒子在磁场中的运动时间为，‎ 则总时间