河南省鹤壁市淇滨高级中学2019-2020学年高二上学期周考物理试题

河南省鹤壁市淇滨高级中学2019-2020学年高二上学期周考物理试题

淇滨高中2019-2020学年上学期第二次周考 ‎ 高二物理试卷 范围 必修3-1 时间90分钟 分值100分 ‎ 一、选择题（每题4分，共48分，1-8单选题，9-12多选题）‎ ‎1．小花同学在探究磁极间的相互作用时，不小心将条形磁铁掉在了地上，当小花将条形磁铁拾起来再次实验时，发现该条形磁铁失去了磁性。下列说法正确的是 A.由安培的分子电流假说可知，条形磁铁中的分子电流消失了 B.由安培的分子电流假说可知，条形磁铁中的分子电流的趋向变得一致了 C.由安培的分子电流假说可知，条形磁铁中的分子电流的趋向变得杂乱无章了 D.由安培的分子电流假说可知，条形磁铁中的分子电流强度减弱了 ‎2．下列说法中正确的是（ ）‎ A.磁场中某点的磁感应强度可以这样测定：测出一小段通电导线受到的磁场力与该导线的长度以及通过的电流，根据可算出该点的 B.通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零 C.磁感应强度只是定义式，它的大小取决于场源以及磁场中的位置，与、、以及通电导线在磁场中的方向无关 D.放置在磁场中的‎1m长的导线，通以‎1A的电流，受力为1N，该处的磁感应强度大小为1T ‎3．以MN为直径O为圆心的半圆弧上有M、N、P三点，如图所示，其中∠MOP＝ ，在MN两处各放置一条通有等大电流的长直导线垂直穿过半圆弧面，方向如图，这时O点的磁感应强度大小为B1．若将M处长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小为B2，则B2与B1之比为（　　）‎ A.3：1 B.：‎2 ‎C.1：1 D.1：2‎ ‎4．如图所示，正方形金属线圈a和b的边长分别为l和‎2l，a线圈内存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B．则穿过a、b两线圈的磁通量之比为（　　）‎ A．1：1 B．1：‎2 ‎C．1：3 D．1：4‎ ‎5．如图所示，a、b、c为三根与纸面垂直的固定长直导线，其截面位于等边三角形的三个顶点上，bc沿水平方向，导线中均通有大小相等的电流，方向如图所示，O点为三角形的中心（O到三个顶点的距离相等），则 A．O点的磁感应强度为零 B．O点的磁场方向垂直Oc斜向下 C．导线a受到的安培力方向垂直Oa连线方向水平向右 D．导线b受到的安培力方向垂直Ob连线方向斜向上 ‎6．如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒。当导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可加平行纸面的匀强磁场中，下列有关磁场的描述中正确的是:( )‎ A．若磁场方向竖直向下，则 B．若磁场方向平行斜面向上，则 C．若磁场方向垂直斜面向上，则 D．若磁场方向垂直斜面向下，则 ‎7．如图所示，倾角为α的导电轨道间接有电源，轨道上有一根金属杆ab始终处于静止状态，现垂直轨道平面向上加一磁感应强度为B的匀强磁场，金属杆恰好不受摩擦力，以下说法正确的是（　　）‎ A．若B逐渐增大，摩擦力方向沿斜面向上 B．若B逐渐减小，摩擦力方向沿斜面向下 C．若B垂直于轨道平面向下，摩擦力方向向上 D．若B垂直于轨道平面向下，摩擦力方向向下 ‎8．如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在磁铁右上方固定一根与磁铁垂直的长直导线．当导线中通以由外向内的电流时磁铁仍然保持静止，则( )‎ A．磁铁受到向左的摩擦力，对桌面的压力增大 B．磁铁受到向右的摩擦力，对桌面的压力减小 C．磁铁受到向左的摩擦力，对桌面的压力减小 D．磁铁不受摩擦力，对桌面的压力不变 ‎9．如图所示，磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，一个质量为m，电荷量为q的带负电小物块沿绝缘水平面以初速度开始向右运动，物块移动距离s后停了下来，整个过程小物块克服摩擦力做的功为W，电荷量q保持不变，物块与水平面间的动摩擦因数为μ，则下列结论正确的是（ ）‎ A．s＜ B．s＞ C．W＝μmgs D．W＝‎ ‎10．如图所示，b为带负电的小物块，a是一不带电的绝缘物块，a、b叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F拉a物块，使a、b一起无相对滑动地向右加速运动，在加速运动阶段（ ） ‎ A．a与地面间的摩擦力增大 B．a与地面间的摩擦力减小 C．a、b一起运动的加速度增大 D．a、b一起运动的加速度减小 ‎11．如图所示，在x轴上方存在磁感应强度为B的匀强磁场，一个电子（质量为m，电荷量为q）从x轴上的O点以速度v斜向上射入磁场中，速度方向与x轴的夹角为45°并与磁场方向垂直．电子在磁场中运动一段时间后，从x轴上的P点射出磁场．则（ ）‎ A．电了在磁场中运动的时间为 B．电子在磁场中运动的时间为 C．OP两点间的距离为 D．OP两点间的距离为 ‎12．如图在x轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，x轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为的匀强磁场．一带负电的粒子从原点0以与x轴成30°角斜向上射入磁场，且在上方运动半径为R则（ ）‎ A．粒子经偏转一定能回到原点0‎ B．粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为1：2‎ C．粒子完在成一次周期性运动的时间为 D．粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进3R 二、实验题（13题8分。14题8分，共16分）‎ ‎13．如图是一个多量程多用电表的简化电路图。‎ ‎（1）图中的A端与________（填“红”或“黑”）色表笔相连接。‎ ‎（2）当转换开关S旋到位置____和____时，可用来测量电流，其中S旋到位置______时量程较大。‎ ‎（3）关于用多用表欧姆档测电阻的下列说法中正确的是________（多选）‎ A．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开 B．测量电阻时如果指针偏转过大，应将选择开关拨至倍率较小的档位，重新调零后再测量 C．测量阻值不同的电阻时都必须重新调零 D．测量结束后，应将选择开关置于欧姆挡的最大档位处 ‎14．如图所示为某同学测量电源的电动势和内阻的电路图．其中包括电源E，开关S1和S2，电阻箱R，电流表A，保护电阻Rx．该同学进行了如下实验步骤：‎ ‎ ‎ ‎(1)将电阻箱的阻值调到合适的数值，闭合S1、S2，读出电流表示数为I，电阻箱读数为9.5 Ω，断开S2，调节电阻箱的阻值，使电流表示数仍为I，此时电阻箱读数为4.5Ω．则保护电阻的阻值Rx＝________Ω．（结果保留两位有效数字）‎ ‎(2)S2断开，S1闭合，调节R，得到多组R和I的数值，并画出图象，如图所示，由图象可得，电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω．（结果保留两位有效数字）‎ ‎ ‎ ‎(3)本实验中，内阻的测量值________（填“大于”或“小于”）真实值 四、解答题(15题12分，16题12分，17题12分）。‎ ‎15．已知如图,, , ,的变化范围是.求：‎ ‎(1)R1上消耗的最大电功率？ ‎ ‎(2)电源的最大输出电功率？ (3) R2上消耗的最大电功率？ ‎ ‎16．如右图所示，水平放置的光滑的金属导轨M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为d,磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。金属棒ad的质量为m，放在导轨上且与导轨垂直。电源电动势为E，定值电阻为R，其余部分电阻不计，则当电键K闭合时。求：‎ (1) 通过ad棒的电流I；‎ (2) ad棒受到的安培力F；‎ (3) ad棒的加速度a。‎ ‎17．如图所示，分布在半径为r的圆形区域内的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里，带电量为q、质量为m的带电粒子从磁场的边缘A点沿圆半径AO方向射入磁场，穿过磁场区域后速度方向偏转了‎2a角，其中tanα=0.5．求：‎ ‎（1）带电粒子入射速度的大小．‎ ‎（2）若改变粒子的入射方向但仍保持带电粒子在纸面内运动和速率不变，则粒子在这个磁场中运动的最长时间是多少？‎ 参考答案 ‎1．C A. 分子电流变得杂乱无章了，并没有消失了，故A错误。‎ B. 分子电流的趋向变得杂乱无章了，不是趋向变得一致了，故B错误。‎ C.条形磁铁中的分子电流的趋向变得杂乱无章了，故选项C正确。‎ D. 电流的趋向变得杂乱无章了，分子电流强度没有减弱，故D错误。‎ ‎2．C A.通过电流元垂直放置于磁场中所受磁场力与电流元的比值来定义磁感应强度，要注意该定 义式的条件，故A错误；‎ B.磁感应强度是反映磁场力的性质的物理量，与磁场中有无电流元无关，故B错误；‎ C.磁感应强度是反映磁场力的性质的物理量，是采用比值的方法来定义的，该公式 是定义式而不是决定式，磁场中各处的B值是唯一确定的，与放入该点的检验电流的大小、‎ 方向无关，故C正确；‎ D.通过电流元垂直放置于磁场中所受磁场力与电流元的比值来定义磁感应强度，要注意该 定义式的条件是电流元与磁场的方向垂直，所以放置在磁场中的‎1m长的导线，通以‎1A的 电流，受力为1N，该处的磁感应强度大小不一定等于1T，故D错误。‎ ‎3．B 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，O点合磁感强度大小为：‎ ‎ 则B2与B1之比为 A. 3：1与分析不相符，故A项与题意不相符；‎ B. ：2分析相符，故B项与题意相符；‎ C. 1：1与分析不相符，故C项与题意不相符；‎ D. 1：2与分析不相符，故D项与题意不相符。‎ ‎4．A 在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个面积为S且与磁场方向垂直的平面，磁感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个平面的磁通量，故当B与S平面垂直时，穿过该面的磁通量Φ=BS。‎ 由于线圈平面与磁场方向垂直，故穿过该面的磁通量为：Φ=BS，边长为l正方形金属线圈范围内有匀强磁场，所以磁场的区域面积为：S=l2 ；结合图可知，穿过两个线圈的磁感线的条数是相等的，所以磁通量都是：Φ=Bl2．与线圈的大小无关，故A正确，BCD错误。故选A。‎ ‎5．D 根据右手螺旋定则，电流a在O产生的磁场平行于bc向右，b电流在O产生的磁场平行ac指向左上方，电流c在O产生的磁场平行ab指向右方；由于三导线电流相同，到O点的距离相同，根据平行四边形定则，则O点合磁场方向不为零，方向垂直Oc指向右上方，故AB错误；根据“同向电流吸引，异向电流排斥”可知，b对a有沿ab方向的吸引力，c对a有沿ca方向的排斥力，两力大小相等，由力的合成可知，a受安培力方向水平向左，选项C错误；同理，b受到a沿ba方向的吸引力，受到c沿cb方向的排斥力，两力大小相等，由力的合成可知，导线b受到的安培力方向垂直Ob连线方向斜向上，故D正确。‎ ‎6．C A、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向下，则水平向左的安培力、支持力与重力，不能处于平衡状态；故A错误.‎ B、若磁场方向平行斜面向上，安培力的方向垂直于斜面向下，此时导线不可能平衡；故B错误.‎ C、D、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向上，则沿斜面向上的安培力、支持力与重力，处于平衡状态，则大小；故C正确，D错误.‎ 故选C.‎ ‎7．C 加上磁场之前，对杆受力分析，受重力，支持力，静摩擦力。根据平衡条件可知 A. 加上磁场后，根据左手定则，安培力的方向平行斜面向上。磁感应强度逐渐增加的过程中，安培力逐渐增加，安培力的方向平行斜面向上，摩擦力沿斜面向下，故A错误。‎ B. 加上磁场后，根据左手定则，安培力的方向平行斜面向上。磁感应强度逐渐减小的过程中，安培力逐渐减小，棒有向下运动的趋势，摩擦力沿斜面向上，故B错误。‎ CD. 若B垂直于轨道平面向下，安培力的方向平行斜面向下，安培力的方向平行斜面向下，棒有向下运动的趋势，摩擦力沿斜面向上，故C对，D错。‎ ‎8．C 条形磁铁外部磁场又N指向S，根据左手定则知,直导线所受的安培力的方向斜向左下方，根据牛顿第三定律知，条形磁铁所受力的方向斜向右上方，可知条形磁铁有向右的运动趋势，所受的摩擦力方向向左，磁铁对桌面的压力减小；故C正确，A、B、D错误.‎ 故选C.‎ 9． AD 假若无磁场，由动能定理得：mgs＝mv02，解得：，由于磁场的存在，地面对物块向上的弹力变大，摩擦力也变大，故移动距离会小于，故A正确，B错误；对小物块由动能定理有：，解得：，故C错误，D正确。所以AD正确，BC错误。‎ ‎10．AD ‎【解析】由左手定则可知，整体向右运动的过程中，负电荷受到的洛伦兹力的方向向下；洛伦兹力：f洛=qvB可知洛伦兹力随速度的增大而增大，a在竖直方向上受力平衡，所以a受到的支持力增大，根据牛顿第三定律可知，a对b的压力增大．A对地面的压力变大，则a与地面间的摩擦力增大，故A正确，B错误；以整体为研究对象，整体受到重力、支持力、拉力、摩擦力和洛伦兹力，则水平方向：F-f=（ma+mb）a，摩擦力：f=μ（mag+mbg+qvB），由于物体加速运动，因此速度逐渐增大，洛伦兹力增大，则地面给b的滑动摩擦力增大，因此整体加速度逐渐减小；故C错误，D正确．故选AD.‎ ‎11．AC 根据入射点和出射点可以找到圆心，磁场中粒子轨迹所对应的圆心角为90所以运动时间为周期的即t=T==A对，B错。OP两点间的距离为=C对D错。‎ ‎12．BD 试题分析：由r＝可知，粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为1∶2，所以B项错误；粒子完成一次周期性运动的时间,所以C项错误；粒子第二次射入x轴上方磁场时沿x轴前进l＝R＋2R＝3R，则粒子经偏转不能回到原点O，所以A项不正确，D项正确．‎ ‎13．红 1 2 1 AB ‎ 欧姆表内置电源正极与黑表笔相连，负极与红表笔相连，分析图示电路图答题；用欧姆表测电阻，每次换挡后和测量前都要重新调零（指欧姆调零）；测电阻时待测电阻不仅要和电源断开，而且要和别的元件断开。‎ ‎（1）电流从红表笔流入，黑表笔流出，故与多用电表内电源正极相连的是黑表笔，接线柱A 应连接红表笔。‎ ‎（2）当S旋到位置 1、2时，电流表与电阻并联，并联电阻起分流作用，可用来测量电流。S旋到位置1时，并联电阻阻值较小，则分流较大，故S旋到位置1时，电流表量程较大。‎ ‎（3）测量电路中的某个电阻，为保护电表，应该把该电阻与电路断开，故A正确；测量电阻时如果指针偏转过大，说明所选挡位太大，为减小测量误差，应将选择开关S拨至倍率较小的档位，重新调零后测量，故B正确；用欧姆表测电阻，换挡后要重新进行欧姆调零，用同一挡位测不同阻值的电阻不必要重新进行欧姆调零，故C错误；使用完毕后应将表笔拔出，并把选择开关旋到交流电压最高档或“OFF”位置，故D错误。所以AB正确，CD错误。‎ ‎14．5.0 3.0 2.2 大于 ‎ ‎(1)[1]由题意可知，闭合S1和S2时只有电阻箱接入电路，闭合S1、断开S2时，电阻箱与R串联接入电路，两种情况下电路电流相等，由欧姆定律可知，两种情况下电路总电阻相等，所以 保护电阻的阻值 Rx＝9.5 Ω-4.5 Ω＝5.0Ω ‎(2)[2][3]根据闭合电路的欧姆定律可得，E＝I(R+Rx+r)，整理可得 可见图线的斜率 图线的纵截距 结合图象中的数据可得 E＝3.0V，r＝2.2Ω．‎ ‎(3)[4][5]本实验中，内阻的测量值大于真实值，原因是电流表也有内阻，测量值等于电源内阻和电流表内阻之和．‎ ‎15．(1)2W (2)2.25W (3)1.5W 当 时,电路中电流最大,则上功率最大,最大功率 ‎；‎ 当时,电源输出功率最大,最大为 ‎；‎ 将视为电源的内电阻处理,则根据电源的输出功率随外电阻变化的特点,知道当时电源的输出功率最大即外电阻消耗的电功率最大：‎ ‎,‎ 此时最大功率 ‎。‎ 本题关键要掌握电源的总功率、内部消耗的功率和输出功率的计算公式,以及三者之间的关系,并理解掌握电源输出功率最大的条件。‎ 是定值电阻,当电路中电流最大时,其功率最大；‎ 当电源的内电阻等于外电阻时,电源的输出功率最大,据此即可求解；‎ 将视为电源的内电阻处理,根据推论：电源的内电阻等于外电阻时,电源的输出功率最大,进行分析求解。‎ ‎16．(1) (2)(3) ‎ ‎(1)根据欧姆定律得：‎ ‎(2)安培力：‎ 而：‎ 联立解得：‎ ‎(3)由牛顿第二定律得：‎ ‎17．（1）带电粒子入射速度的大小为．‎ ‎（2）粒子在这个磁场中运动的最长时间是．‎ ‎【解析】解：（1）粒子运动轨迹如图所示：‎ 由几何知识可得：tanα=，‎ 则粒子的轨道半径：R=2r，‎ 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，‎ 由牛顿第二定律得：qvB=m，解得：v=；‎ ‎（2）粒子速率不变，则轨道半径R不变，‎ 粒子的最大偏为2β角，则：sinβ==0.5，β=30°，‎ 粒子的在磁场中运动的最长时间：‎ t=T=×=；‎ 答：（1）带电粒子入射速度的大小为．‎ ‎（2）粒子在这个磁场中运动的最长时间是．‎