2017-2018学年陕西省西安市长安区第一中学高二上学期第二次月考物理（重点、平行班）试题 解析版

2017-2018学年陕西省西安市长安区第一中学高二上学期第二次月考物理（重点、平行班）试题 解析版

陕西省西安市长安区第一中学2017-2018学年高二上学期第二次月考物理试题 一、选择题 ‎1. 关于磁感应强度，正确的说法是( )‎ A. 根据定义式 ，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与IL成反比 B. 磁感应强度B是矢量，方向与电流所受安培力的方向相同 C. 磁感应强度B是矢量，方向与通过该点的磁感线的切线方向相同 D. 在确定的磁场中，同一点的B是确定的，不同点的B一定不同 ‎【答案】C ‎【解析】磁场中某点的磁感应强度B只由磁场本身决定，与F和IL无关，选项A错误； 磁感应强度B是矢量，方向与电流所受安培力的方向垂直，选项B错误；磁感应强度B是矢量，方向与通过该点的磁感线的切线方向相同，选项C正确；在确定的磁场中，同一点的B是确定的，不同点的B也可能相同，例如匀强磁场，选项D错误；故选C.‎ ‎2. 首先发现电流的磁效应的科学家是 ( )‎ A. 安培 B. 奥斯特 C. 库伦 D. 麦克斯韦 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：安培发现了分子电流假说，奥斯特发现了电流的磁效应，库仑发现了库仑定律，麦克斯韦发现了电磁理论，故B正确 考点：考查了物理学史 ‎【名师点睛】平时学习应该注意积累对物理学史的了解，知道前辈科学家们为探索物理规律而付出的艰辛努力，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一 ‎3. 如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直流导线，电流方向垂直纸面向外，ａ、ｂ、ｃ、ｄ是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中( )‎ A. ａ、ｂ两点磁感应强度相同 B. ａ点磁感应强度最大 C. ｃ、ｄ两点磁感应强度相等 D. b点磁感应强度最大 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：根据安培定则，直线电流的磁感应强度如图 根据平行四边形定则，a、B．C．d各个点的磁场情况如图；显然，c点与d点合磁感应强度大小相等，方向不同；a点磁感应强度为两点之差的绝对值，最小；b点电磁感应强度等于两个磁感应强度的代数和，最大；故选D。‎ 考点：磁场的叠加 ‎【名师点睛】该题考查了磁场的叠加问题．用右手定则首先确定通电直导线在abcd四点产生的磁场的方向，利用矢量的叠加分析叠加后磁场大小变化和方向，从而判断各选项。‎ ‎4. 如图所示，直角三角形通电闭合线圈ABC处于匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直,磁场垂直纸面向里，则线圈所受磁场力的合力为( )‎ A. 大小为零 B. 方向竖直向上 C. 方向竖直向下 D. 因电流方向未知,故无法判断 ‎【答案】A ‎【解析】若通以顺时针的电流方向，根据左手定则可知：各边所受的安培力背离中心处．如图所示，‎ ‎ 由公式F=BIL得出各边的安培力的大小，从而得出安培力大小与长度成正比，因而两直角边的安培力与斜边的安培力等值反向．所以线圈所受磁场力的合力为零．故选A．‎ 点睛：本题虽然没有告知电流的方向，但不影响解题，不论电流如何，要么安培力指向中心，要么安培力背离中心处．同时考查安培力的大小与通电导线的长度关系及力的合成法则．当然本题还可以采用等效法，导线AB与BC可等效成直导线A′C′电流方向由A′到C′，则此导线受到的安培力与直导线AC安培力方向相反，大小相等．‎ ‎5. 通有电流的导线L1、L2处在同一平面(纸面)内，L1是固定的，L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动(O为L2的中心)，各自的电流方向如图所示．下列哪种情况将会发生 ( )‎ A. L2绕轴O按顺时针方向转动 B. 绕轴O按逆时针方向转动 C. 因不受磁场力的作用，故不动 D. 因上、下两部分所受的磁场力平衡，故不动 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：由题意可知，L1导线产生磁场方向，根据右手螺旋定则可知，上方的磁场方向垂直纸面向外，离导线越远，磁场越弱，由左手定则可知，通电导线L2，处于垂直纸面向外的磁场，且越靠近L1，安培力越强，从而出现L2绕轴O按逆时针方向转动．故B正确，A、C、D错误；故选B．‎ 考点：考查平行通电直导线间的作用．‎ ‎【名师点睛】考查右手螺旋定则与左手定则的应用，注意区别左手定则与右手定则，同时知道离通电导线越远的磁场越弱．‎ ‎6. 有一段通电导线,长为1cm，导线中电流为5A，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.2N，则该点的磁感应强度B一定是 （ ）‎ A. B=4T B. B≤4T C. B≥4T D. 以上情况都有可能 ‎【答案】C ‎【解析】长为l=1cm，电流强度为I=5A，把它置入某磁场中某点，受到的磁场力为F=0.2N，当垂直放入磁场时，则公式得：B=T=4T，若不是垂直放入磁场时，由F=BILsinα得：．故B≥4T．故选C.‎ 点睛：磁感应强度的定义式可知，是属于比值定义法，要注意定义的前提条件：导线垂直放入磁场中，知道安培力的一般公式F=BILsinα，α是导线与磁场方向的夹角，即可轻松求解．‎ ‎7. 一水平放置的矩形闭合线圈abcd,在细长磁铁的N极附近竖直下落,由图示位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和位置Ⅲ都很靠近位置Ⅱ.在这个过程中,线圈中感应电流：( )‎ A. 沿abcd流动 B. 沿dcba流动 C. 从Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动,从Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动 D. 从Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动,从Ⅱ到Ⅲ是沿 abcd 流动 ‎【答案】A ‎【解析】磁铁产生的磁场如图所示，‎ 线圈从位置1到位置2的过程中，穿过线圈的向上的磁通量减小，则产生感应电流的磁场方向向上，由右手定则知电流沿abcd方向；线圈从位置2到位置3的过程中，线圈内穿过的向下的磁通量增加，则感应电流的磁场方向向上，由右手定则知感应电流方向沿abcd方向，故选A．‎ ‎【点睛】考查如何判定感应电流的产生条件，及掌握楞次定律的应用．‎ ‎8. 长方体金属块放在匀强磁场中，有电流通过金属块，如图所示，则下面关于金属块上下表面电势高低的说法中，正确的是( )‎ A. 金属块上、下表面电势相等 B. 金属块上表面电势高于下表面电势 C. 金属块上表面电势低于下表面电势 D. 无法比较上、下表面的电势高低 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：导体中可自由移动的电荷为自由电子带负电，负电荷移动方向与电流方向相反，则用左手定则可知该粒子受洛伦兹力方向向上，所以导体上部聚集负电荷，与下部产生电势差，上部电势低。所以选C。‎ 考点：考查了带电粒子在磁场中的运动 点评：需要注意的是自由电子带负电，定向移动方向和电流方向相反 ‎9. 如图所示，在加有匀强磁场的区域中，一垂直于磁场方向射入的带电粒子轨迹如图所示，由于带电粒子与沿途的气体分子发生碰撞，导致带电粒子的轨迹发生变化,则下列说法中正确的是( )‎ A. 带电粒子带正电，是从B点射入的 B. 带电粒子带负电，是从B点射入的 C. 带电粒子带负电，是从A点射入的 D. 带电粒子带正电，是从A点射入的 ‎【答案】B ‎【解析】由题，带电粒子的能量逐渐减小，速率减小，由公式可知，带电粒子运动的半径逐渐减小，则该带电粒子是从B点射入的．带电粒子在B 点受到的洛伦兹力方向向右，由左手定则判断得知，该带电粒子带负电．故B正确．故选B.‎ ‎10. 如图所示，空间有一垂直纸面的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速放置一质量为0.1kg、电荷量q=+0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力．现对木板施加方向水平向左，大小为0.6N恒力，g取10m/s2．则 （　 　）‎ A. 木板和滑块一直做加速度为2m/s2的匀加速运动 B. 最终木板做加速度为2 m/s2的匀加速运动，滑块做速度为10m/s的匀速运动 C. 最终木板做加速度为3 m/s2的匀加速运动，滑块做速度为10m/s的匀速运动 D. 如只将电荷改为负电荷其它条件不变，木板和滑块一直做加速度为3m/s2的匀加速运动 ‎【答案】C ‎【解析】由于动摩擦因数为0.5，静摩擦力能提供的最大加速度为5m/s2，所以当0.6N的恒力作用于木板时，系统一起以的加速度一起运动，当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力，当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零，此时Bqv=mg，解得：v=10m/s，此时摩擦力消失，滑块做匀速运动，而木板在恒力作用下做匀加速运动，．故AB错误，C正确．如只将电荷改为负电荷其它条件不变，系统开始一起做匀加速直线运动，滑块受到竖直向下的洛伦兹力，与木板之间不发生相对滑动．一起做加速度为2m/s2的匀加速运动．故D错误．故选C．‎ 点睛：本题主要考查了牛顿第二定律的直接应用，要求同学们能正确分析木板和滑块的受力情况，尤其是滑块所受的洛伦兹力的方向，进而判断运动情况．‎ ‎11. 用安培提出的分子电流假说可以解释下列哪些现象( )‎ A. 永久磁铁的磁场 B. 直线电流的磁场 C. 环形电流的磁场 D. 软铁棒被磁化的现象 ‎【答案】AD ‎【解析】试题分析：安培提出的分子环形电流假说，解释了为什么磁体具有磁性，说明了磁现象产生的本质，故A正确；直线电流的磁场与环形电流的磁场是由自由电荷的定向运动形成的，即产生磁场的不是分子电流，故安培的分子环形电流假说不可以用来解释直线电流与环形电流的磁场．故BC错误；安培认为，在原子、分子或分子团等物质微粒内部，存在着一种环形电流--分子电流，分子电流使每个物质微粒都形成一个微小的磁体．未被磁化的物体，分子电流的方向非常紊乱，对外不显磁性；磁化时，分子电流的方向大致相同，于是对外界显出显示出磁性．故D正确．‎ 考点：本题考查安培分子电流假说。‎ ‎12. 一质子以速度V穿过互相垂直的电场和磁场区域而没有发生偏转则( )‎ A. 若电子以相同速度V射入该区域，将会发生偏转 B. 无论何种带电粒子(不计重力)，只要都以速度V射入都不会发生偏转 C. 若质子的速度V'V，它将向上偏转，其运动轨迹既不是圆弧也不是抛物线。‎ ‎【答案】BD ‎【解析】质子穿过相互垂直的电场和磁场区域而没有偏转，说明了它受的电场力和洛伦兹力是一对平衡力，有qvB=qE，与带电性质无关，所以只要以相同的速度射入该区域都不会发生偏转． 故A错误，B正确；若质子的入射速度v'＜v，质子所受的洛伦兹力小于电场力，将向下偏转，洛伦兹力对粒子不做功，电场力做正功，存在洛仑兹力，所以不是类平抛运动．故C错误；质子的入射速度v'＞v，它所受到的洛伦兹力大于电场力．由于质子所受到的洛仑兹力方向向上，故质子就向上偏转．由于质子所受的电场力是一恒力，而洛仑兹力是一变力，故其轨迹既不是圆弧也不是抛物线，故D正确．故选BD．‎ 点睛：（1）装置是否构成速度选择器使运动电荷匀速直线穿过复合场，取决于电场、磁场和速度三者之间的关系与电荷的电性以及比荷无关． （2）运动电荷一旦在磁场电场所构成的复合场中做曲线运动，一定是非匀变速曲线运动，轨迹不可能是抛物线．‎ ‎13. ‎ 如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个质量和电量均相同的正、负离子(不计重力)，从点O以相同的速度先后射入磁场中，入射方向与边界成q角，则正、负离子在磁场中( )‎ A. 运动时间相同 B. 运动轨迹的半径相同 C. 重新回到边界时速度的大小和方向相同 D. 重新回到边界的位置与O点距离相等 ‎【答案】BCD ‎【解析】粒子在磁场中运动周期为，则知两个离子圆周运动的周期相等．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转角为2π-2θ，轨迹的圆心角也为2π-2θ，运动时间．同理，负离子运动时间，显然时间不等．故A错误．根据牛顿第二定律得： 得：，由题意可知q、v、B大小均相同，则r相同．故B正确．‎ 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正确．故选BCD．‎ 点睛：带电粒子垂直射入单边界的匀强磁场中，可分两类模型分析：一为同方向射入的不同粒子；二为同种粒子以相同的速率沿不同方向射入．无论哪类模型，都遵守以下规律： （1）轨迹的圆心在入射方向的垂直线上，常可通过此垂线的交点确定圆心的位置． （2）粒子射出方向与边界的夹角等于射入方向与边界的夹角．‎ ‎14. 如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在 a 的正上方固定一竖直螺线管 b ‎ ‎，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片 P 向上滑动，下面的说法中正确的是 ( )‎ A. 穿过线圈 a 的磁通量变大 B. 线圈 a 有扩张的趋势 C. 线圈 a 中将产生俯视顺时针方向的感应电流 D. 线圈a对水平桌面的压力FN将增大 ‎【答案】BC ‎【解析】当滑动触头P向上移动时电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流减小，b线圈产生的磁场减弱，故穿过线圈a的磁通量变小；故A错误；根据微元法将线圈a无限分割根据左手定则不难判断出线圈a应有扩张的趋势，或直接根据楞次定律的第二描述“感应电流产生的效果总是阻碍引起感应电流的原因”，因为滑动触头向上滑动导致穿过线圈a的磁通量减小，故只有线圈面积增大时才能阻碍磁通量的减小，故线圈a应有扩张的趋势，故B正确；根据b中的电流方向和安培定则可知b产生的磁场方向向下穿过线圈a，根据楞次定律，a中的感应电流的磁场要阻碍原来磁场的减小，故a的感应电流的磁场方向也向下，根据安培定则可知线圈a中感应电流方向俯视应为顺时针，故C正确．开始时线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力，当滑动触头向上滑动时，可以用“等效法”，即将线圈a和b看做两个条形磁铁，不难判断此时两磁铁互相吸引，故线圈a对水平桌面的压力将减小，故D错误．故选BC．‎ ‎15. 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】试题分析：在最高点时，甲球受洛仑兹力向下，乙球受洛仑兹力向上，而丙球不受洛仑兹力，故三球在最高点受合力不同，故由可知，三小球的速度甲的速度最大，所以甲球释放时的高度最高，故A正确C错误；因洛仑兹力不做功，故系统机械能守恒，三个小球的机械能保持不变，故B正确；因甲球在最高点受合力最大，故甲球在最高点的速度最大，故D错误；‎ 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 ‎16. 用如图甲所示的电路图研究灯泡L（2.4V，1.0W）的伏安特性，并测出该灯泡在额定电压下正常工作时的电阻值，检验其标示的准确性。‎ ‎（1）在闭合开关S前，滑动变阻器触头应放在端。________（选填“a”或“b”）‎ ‎（2）根据电路图，请在图乙中以笔划线代替导线将实物图补充完整。_________‎ ‎（3）实验后作出的I—U图象如图丙所示，图中曲线弯曲的主要原因是：__________。‎ ‎（4）根据所得到的图象如图丙所示，求出它在额定电压（2.4V）下工作时的电阻值R=______ Ω，这个测量值比真实值偏______。（选填“大”或“小”）‎ ‎【答案】 (1). a (2). (3). 温度升高，灯丝电阻（或电阻率）增大 (4). 4.8 (5). 小 ‎【解析】（1）由图示电路图可知，为保护电路安全，闭合开关前滑片应置于a端． （2）根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：‎ ‎ （3）灯泡电阻随温度升高而增大，随灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流增大，灯泡实际功率增大，灯泡温度升高，灯泡电阻增大，电压与电流的比值增大，因此U-I图象发生弯曲． （4）由图示图象可知，电压U=2.4V时，电流为：I=0.50A，灯泡电阻为： ； 电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，流过灯泡的电流大于电流表示数，电流的测量值偏大，由欧姆定律可知，灯泡电阻测量值偏小； 点睛：描绘小灯泡的伏安特性曲线是高中阶段电学实验考查的重点，是近几年各地高考题目的出题热点，本题突出了对于实验原理、仪器选择及U-I图象处理等多方面内容的考查，要重点明确伏安特性曲线的掌握和应用方法．‎ ‎17. 在如图所示的电路中，小量程电流表的内阻 ，满偏电流 ,‎ ‎ ；‎ ‎（1）当S1和S2均断开时，改装成的是___表，最大量程是____V；‎ ‎（2）当S1和S2均闭合时，改装成的是___表，最大量程是____A。‎ ‎【答案】 (1). 电压表； (2). 1V (3). 电流表； (4). 1A ‎【解析】（1）由电路图可知，当S1和S2均断开时，G与R1串联，改装所成的表是电压表表，量程为：U=Ig（Rg+R1）=0.001×（100+900）=1V． （2）由电路图可知，当S1和S2均闭合时，G与R2并联，改装所成的表是电流表，量程为：；‎ 三.计算题 ‎18. 两条相距为1m的水平金属导轨上放置一根导电棒ab，处于竖直方向的匀强磁场中，如图示，导电棒的质量是1.2kg，当棒中通入2安培的电流时（电流方向是从a到b），它可在导轨上向右匀速滑动，如电流增大到4A时，棒可获得0.5m/s2的加速度。求 ‎（1）磁场的方向 ‎（2）磁场的磁感强度的大小和摩擦力大小 ‎【答案】（1）磁场方向向上；（2）B=0.3T ；f=0.6N ‎ ‎【解析】‎ ‎18. 电流方向从a到b，所受安培力向右，根据左手定则，可知磁场方向向上 ‎ ‎ ‎19. 如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机内电阻r=0.8Ω，电路中另一电阻R=10Ω，直流电压U=160V，电压表示数UV=110V．试求：‎ ‎（1）求通过电动机的电流 ‎（2）求输入电动机的电功率 ‎（3）若电动机以v=1m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量（g取10m/s2）‎ ‎【答案】（1）5A；（2）550 W；（3）53 kg ‎【解析】试题分析：根据欧姆定律求出通过R的电流，电动机与R串联，电流相等；电动机的输入功率为P电=UMIM；电动机内电阻的发热功率为 ，输出的机械功率为P出=P电-P热，由公式P出=Fv=mgv求解物体的质量。‎ ‎（1）由电路中的电压关系可得电阻R的电压为：‎ 则流过电阻R的电流为：‎ 可得通过电动机的电流为：IM=IR=5 A 电动机两端的电压为： 则输入电动机的功率为：‎ ‎（2）电动机的发热功率为：‎ 电动机输出的机械功率为：‎ 又因为：P出=mgv 带入数据可得：‎ 点睛：本题主要考查了非纯组电路问题，要知道电动机做功的功率加上线圈的发热功率等于电动机消耗电能的功率。‎ ‎20. 如图所示，在xoy坐标平面的第一象限内有一沿y 轴负方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向外的匀强磁场，一质量为m，带电量为+q的粒子（重力不计）经过电场中坐标为（3L，L）的P点时的速度大小为V0．方向沿x轴负方向，然后以与x轴负方向成45°角进入磁场，最后从坐标原点O射出磁场求：‎ ‎（1）匀强电场的场强E的大小； ‎ ‎（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小； ‎ ‎（3）粒子从P点运动到原点O所用的时间．‎ ‎【答案】（1） （2） （3） ‎ 粒子在电场中经过点P后，做类平抛运动，进入磁场中做匀速圆周运动，从O点射出，则其运动轨迹如图所示．‎ ‎（1）设粒子在O点时的速度大小为v，OQ段为圆周，PQ段为抛物线．根据对称性可知，粒子在Q点时的速度大小也为v，方向与x轴正方向成45°角，可得 解得 在粒子从P运动到Q的过程中，由动能定理得，解得 在匀强电场由P到Q的过程中，水平方向的位移为 竖直方向的位移为 可得 由故粒子在QO段圆周运动的半径及得．‎ ‎（3）在Q点时，‎ 设粒子从P到Q所用时间为，在竖直方向上有： ‎ 粒子从Q点运动到O所用的时间为 则粒子从O点运动到P点所用的时间为： ‎ ‎ ‎ ‎ ‎