2018-2019学年江西省吉安市重点中学高二上学期联考物理试题 解析版

2018-2019学年江西省吉安市重点中学高二上学期联考物理试题 解析版

‎2020届高二年级联考物理试卷 一、选择题（本题包括12小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-9小题只有一个选项符合题目要求。第10-12小题有多个选项符合题目要求。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. 以下说法正确的是：‎ A. 是电场中某点的电场强度的定义式，是用比值法定义的物理量，场强由电场本身决定，与F和q无关 B. 由可知，电场中某点的电势与成反比 C. 由可知匀强电场中任意两点、间距离越大，则两点间电势差也一定越大 D. 是真空中点电荷场强的计算式，E与Q成正比，与r的平方成反比 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 试题分析：场强由电场本身决定，与试探电荷q和所受电场力F无关，所以A正确；由电势定义式可知电势是由电场本身的性质所决定的，与电荷q无关，所以B错误；公式只适用匀强电场，且d为沿场强方向的距离，所以C错误；是真空中点电荷场强的决定式，E与Q成正比，与r的平方成反比，所以D正确。‎ 考点： 电场强度、电势、电场强度与电势差的关系 ‎2.如图所示，一束正离子从S点沿水平方向射出，在没有偏转电场、磁场时恰好击中荧光屏上的坐标原点O；若同时加上电场和磁场后，正离子束最后打在荧光屏上坐标系的第Ⅲ象限中，则所加电场E和磁场B的方向可能是(不计离子重力及其之间相互作用力)(　　)‎ A. E向下，B向上 B. E向下，B向下 C. E向上，B向下 D. E向上，B向上 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 由题意及可知，正离子在电场中受力应向下，故电场方向应向下；而粒子在磁场作用下向左偏转，故说明洛仑兹力向左，由左手定则可知，B应向上，故A正确．故选A．‎ 点睛：在读题时要注意电场和磁场均为上下方向，故电场力只能上下方向，而磁场力应沿左右方向；同时注意粒子的电性.‎ ‎3.如图所示，在＋Q产生的电场中，B、C、D为以＋Q为圆心的圆周上的三个点，圆内有一点A，已知，现将同一检验电荷从A点分别移动到B、C、D各点的过程中，电场力做功的关系是 A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. 因没有具体数据，故无法确定 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ B、C、D在以Q为圆心的同一圆周上，电势相等，电场力做功公式W=qU分析即可。‎ ‎【详解】据题知，B、C、D都在以Q为圆心的同一圆周上，而此圆周是一个等势线，各点的电势相等，则A与各点的电势差U相等，电场力做功公式W=qU分析电场力做功相等。故C正确。‎ 故选：C。‎ ‎【点睛】本题一方面要知道以点电荷Q为圆心的圆是一个等势面；二要知道电场力做功与路径无关，只与初末位置的电势差有关。‎ ‎4.‎ ‎ 如图所示，电阻R=20Ω，电动机的绕组电阻R′＝10Ω．当开关打开时，电流表的示数是I，电路消耗的电功率为P。当开关合上后，电动机转动起来。若保持电路两端的电压不变，电流表的示数I′和电路消耗的电功率P′应是 （ ）‎ A. I′＝3I B. I′＜3I C. P′＝3P D. P′＜3P ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：当电键S断开时，电动机没有通电，欧姆定律成立，所以电路两端的电压U=I1R1=20I；当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压U=20I，通过电动机的电流应满足UI2>I22R2，所以I2<2I.所以 电流表的示数I′<3I，电路消耗的电功率P′<3P， ABC错误，D正确 考点：本题考查电动机的性质 ‎5.如图所示，在半径为R的圆柱形区域内有匀强磁场．一个电子以速度v0从M点沿半径方向射入该磁场，从N点射出，速度方向偏转了60°.则电子从M到N运行的时间是(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 由图可知，粒子转过的圆心角为60°，r=R； 转过的弧长为：； 则运动所用时间为：；故选D。‎ 点睛：本题注意求时间的两种方法，可以用来求时间，用线速度的定义来求时间也是一个不错的选择．‎ ‎6.如图所示，在两个正点电荷、(其中，)形成的电场中，a、b为两点电荷连线的中垂线上的两点，且。c、d为两点电荷连线的三等分点，即Mc=cd=dN。则下列说法中正确的是.‎ A. a、b两点的电场强度和电势都相同 B. 将带电量为q的正点电荷从c沿cd连线移到d的过程中，电场力一直做正功 C. 将带电量为q的正点电荷从a点沿ab连线移到O的过程中，电场力不做功 D. a、b、c、d四点中，电势最高的点是c点，电势最低的点是d点 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：两个电场的叠加，在a 点的电场强度为,方向从M点指向a，在b点的电场强度，方向从M点指向b，同理在b点场强也是如此，如图示。a、b两点的电场强度大小相等方向不同选项A错。在连线上，设MN的距离为r,则电场强度为0的点到N点的距离为x，有整理得，即在O点到d点之间有一个合场强等于0的点。该点左侧合场强向右，该点右侧合场强向左。将带电量为q的正点电荷从c沿cd连线移到d的过程中电场力先做正功后做负功，选项B错。将带电量为q的正点电荷从a点沿ab连线移到O的过程中由于电场力斜向右上方，电场力做负功，选项C错。根据电场线等于0的位置做中垂线，画出等势面如下图所示，从大致趋势可判断，ab电势相等，c点电势最高，d ‎ 点电势最低选项D对。‎ 考点：电场的叠加 ‎7.如图所示,PQ和MN为水平平行放置的金属导轨,相距L=1m．PM间接有一个电动势为E=6V,内阻r=1Ω的电源和一只滑动变阻器．导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=0.2kg,棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连,物体的质量M=0.3kg．棒与导轨的动摩擦因数为μ=0.5(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,导轨与棒的电阻不计,g取10m/s2),匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向竖直向下,为了使物体保持静止,滑动变阻器连入电路的阻值不可能的是( )‎ A. 2Ω B. 4Ω C. 5Ω D. 6Ω ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：ab中的电流方向从a到b，所以根据左手定则可得导体棒受到的安培力方向水平向左，导体棒还受到绳子水平向右的拉力，和方向未知摩擦力，如果导体受到向左的最大静摩擦力时，此时电流最小，设此时的电流大小为，根据共点力平衡条件可得：，解得，电流最小，此时滑动变阻器连入电路的电阻最大，根据欧姆定律可得 ‎，如果导体受到向右的最大静摩擦力时，此时电流最大，设此时的电流大小为，根据共点力平衡条件可得：，解得，此时滑动变阻器连入电路电阻最小，根据欧姆定律可得：，故要使导体棒静止，连入电路的电阻大小范围为，故D不可能。‎ 考点：考查了安培力，共点力平衡条件的综合应用 ‎8.图中的虚线a、b、c、d表示匀强电场中的4个等势面。两个带电粒子M、N（重力忽略不计）以平行于等势面的初速度射入电场，运动轨迹分别如图中MPN和NQM所示。已知M是带正电的带电粒子。则下列说法中正确的是 A. N一定也带正电 B. a点的电势高于b点的电势，a点的场强大于b点的场强 C. 带电粒子N的动能减小电势能增大 D. 带电粒子N的动能增大电势能减小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎9.如图所示，一个正点电荷q（重力不计）从两平行带电金属板左端中央处以初动能Ek射入匀强电场中，它飞出电场时的动能变为2Ek ，若此点电荷飞入电场时其速度大小增加为原来的2倍而方向不变，它飞出电场时的动能变为（ ）‎ A. 4Ek B. 4.25Ek C. 5Ek D. 8Ek ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 两个过程中带电粒子做类平抛运动，水平方向匀速直线，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，两过程初速度不同故在磁场中运动时间不同，在竖直方向的位移不同，最后用动能定理求解 ‎【详解】设粒子第一个过程中初速度为v，Ek＝，电场宽度L，‎ 第一个过程中沿电场线方向的位移为： ‎ 第一个过程由动能定理：qEy1=2Ek-Ek 第二个过程中沿电场线方向的位移为：y2＝‎ qEy2=Ek末-4Ek 解得：Ek末=4.25Ek 故应选：B。‎ ‎【点睛】动能定理的应用注意一个问题，列式时不能列某一方向的动能定理，只能对总运动过程列一个式子。‎ ‎10.如图所示，在xOy坐标系的第一象限中有一半径为r＝0.1 m的圆形磁场区域，磁感应强度B＝1 T，方向垂直纸面向里，该区域同时与x轴、y轴相切，切点分别为A、C.现有大量质量为1×10－18kg（重力不计），电量大小为2×10－10C，速率均为2×107m/s的带负电的粒子从A处垂直磁场进入第一象限，速度方向与y轴夹角为θ，且0<θ<180°，则下列说法错误的是( )‎ A．粒子的轨迹圆和磁场圆的半径相等 B．这些粒子轨迹圆的圆心构成的圆和磁场圆的半径相等 C．部分粒子的运动轨迹可以穿越坐标系进入第2象限 D．粒子的轨迹可以覆盖整个磁场圆 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：根据得：r=0.1m，所以A正确；由题意知，所以粒子的轨迹，相当于把半径r=0.1m的圆以A点为中心顺时针转动，如图所示，所以粒子轨迹圆的圆心构成的圆的圆心在A点，半径等于AB，即与磁场圆的半径相等，且粒子的轨迹可以覆盖整个磁场圆，所以B正确；D正确；由图知，粒子离开磁场区域后进入第四象限做匀速直线运动，不可能进入第2象限，所以C错误；所以本题错误的选C。‎ 考点：本题考查带电粒子在磁场中的运动 ‎11. 在粗糙的斜面上固定一点电荷Q,在M点无初速度的释放带有恒定电荷的小物块,小物块在Q的电场中沿斜面运动到 N点静止.则从M到 N的过程中( )‎ A. 小物块所受的电场力减小 B. 小物块的电势能可能增加 C. 小物块电势能变化量的大小一定小于克服摩擦力做的功 D. M点的电势一定高于 N点的电势 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 试题分析：物块在运动过程中所受摩擦力大小不变，假设物块受库仑引力，则物块将做加速度逐渐增大的加速运动，不会停止，因此物块受到的库仑力为斥力．由于物块与电荷Q距离增大，根据 可知，电场力减小，故A正确；物块下滑中电场力做正功，电势能减小，故B错误；由于物块初末速度都为零，根据功能关系可知，重力势能和电势能的减小之和等于克服摩擦力做的功，故C正确．现在只能判断电荷Q和物块带电电性相反，不知Q带电的正负，无法判断M、N两点电势高低，故D错误．故选AC。‎ 考点：电势及电势能；库仑定律 ‎12. 如图所示，平行板电容器AB两极板水平放置，A在上方，B在下方，现将其和二极管串联接在电源上，已知A和电源正极相连，二极管具有单向导电性，一带电小球沿AB中心水平射入，打在B极板上的N点，小球的重力不能忽略，现通过上下移动A板来改变两极板AB间距（两极板仍平行），则下列说法正确的是 A. 若小球带正电，当AB间距增大时，小球打在N的右侧 B. 若小球带正电，当AB间距减小时，小球打在N的左侧 C. 若小球带负电，当AB间距减小时，小球可能打在N的右侧 D. 若小球带负电，当AB间距增大时，小球可能打在N的左侧 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ A极板带正电，B极板带负电，根据二极管具有单向导电性，极板的电量只能增加不能减小．根据两极板间电场的变化，判断电场力的变化，从而确定小球的加速度变化以及水平方向上的位移变化．‎ ‎【详解】若小球带正电，当d增大时，电容减小，但由于二极管不能反向导通，则Q不可能减小，所以Q不变，根据，知E不变，所以电场力不变，小球仍然打在N点。故A错误。若小球带正电，当d减小时，电容增大，Q增大，电容器充电，根据，知d减小时E增大，所以电场力变大，方向向下，小球做平抛运动竖直方向加速度增大，运动时间变短，打在N点左侧。故B正确。若小球带负电，当AB间距d减小时，电容增大，则Q增大，根据 ‎，知E增大，所以电场力变大，方向向上，若电场力小于重力，小球做类平抛运动竖直方向上的加速度减小，运动时间变长，小球将打在N点的右侧。故C正确。若小球带负电，当AB间距d增大时，电容减小，但Q不可能减小，所以Q不变，根据，知E不变，所以电场力大小不变，方向变为向上，若电场力小于重力，小球做类平抛运动竖直方向上的加速度不变，运动时间不变，小球仍然打在N点。故D错误。故选BC。‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握处理类平抛运动的方法．以及知道二极管的单向导电性，在本题中电容器的带电量只增不减．‎ 二、实验题（本题包括2小题，共20分）‎ ‎13.“测定金属的电阻率”的实验中，如提供的电源是一节内阻可不计的干电池，被测金属丝的直径小于，长度约为，阻值约为，使用的电压表有（内阻约为）和（内阻约）两个量程，电流表有（内阻约为）和（内阻约为）两个量程，供限流用的滑动变阻器有A：；B：；C：三种，可供选择的实验电路图有甲、乙两种，用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示，则（ ）‎ ‎（1）螺旋测微器的示数是 。‎ ‎（2）为减小电阻的测量误差，应选用 图所示的电路。‎ ‎（3）为了测量便于调节，应选用编号为 的滑动变阻器。‎ ‎（4）电压表的量程应选用 V。‎ ‎（5）电流表的量程应选用 A。‎ ‎【答案】（1）0.806 （2）乙 （3）A （4）3 （5）0.6‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）螺旋测微器的读数为：；‎ ‎（2）根据电源电动势为可知，电压表应选的量程；根据可求出通过待测电阻的最大电流为：，所以电流表应选的量程；由于待测电阻满足 ‎，可知电流表应用外接法，所以应选乙图所示的电路；（3）根据闭合电路欧姆定律可求出电路中需要的最大电阻为：，所以变阻器应选A；‎ ‎（4）根据（2）的分析可知，电压表应选的量程；‎ ‎（5）根据（2）的分析可知，电流表应选的量程。‎ 考点：测定金属的电阻率 ‎【名师点睛】应明确：①应根据电源电动势的大小来选择电压表量程，根据通过待测电阻的最大电流来选择电流表的量程；②当待测电阻满足时，电流表应用外接法，满足时，电流表应用内接法；③应根据电路中需要的最大电阻来选择变阻器。‎ ‎14. 现有一电动势E约为8 V，内阻r约为40Ω的电源，额定电流为50 mA．现有量程为3V、内阻为2kΩ的电压表和阻值为0—999.9Ω的电阻箱各一只，另有若干定值电阻、开关和导线等器材．为测定该电源的电动势和内阻，某同学设计了如图所示的电路进行实验，请回答下列问题 ‎（1）实验室备有以下几种规格的定值电阻R0，实验中应选用的定值电阻是（ ）‎ A．200Ω B．2kΩ C．4kΩ D．10kΩ ‎（2）实验时，应先将电阻箱的电阻调到_____ （选填“最大值”、“最小值”或“任意值”） ，目的是_________．‎ ‎（3）该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数．根据记录的多组数据，作出如图所示的—图线．根据该图线可求得电源的电动势E＝____V，内阻r＝______Ω．（保留两位有效数字）‎ ‎【答案】① C ② 最大值；保证电源的安全 ③ 8.6 ；36‎ ‎【解析】‎ 试题分析：①因电压表量程为3V过小，故必须要用定值电阻与之串联，因电源电压为9V，则定值电阻最小分压为6V左右,因电压表的内阻为2KΩ,则可知定值电阻大约为4kΩ左右，故选C；②实验时，应先将电阻箱的电阻调到最大值，目的是保证电源的安全。③由图可知，当R趋于无穷大时，=0，‎ 此时外压等于电动势，又R0与电压表串联且电阻为电压表的2倍，所以此时 E＝3U＝3×V＝8.6V 由图象知当时，，‎ 由闭合电路的欧姆定律有，‎ 将E、U、R代入解得r=36Ω 考点：测电源的电动势和内阻。‎ 三、计算题（本题包括3小题，共32分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）‎ ‎15.一长为l且不可伸长的绝缘细线，一端固定于O点，另一端拴一质量为m、带电量为q的小球，处于匀强电场中，开始时，将线在水平位置拉直，小球静止在A点，如图所示。释放小球，小球由静止开始向下摆动，当小球摆到B点时速度恰好为零。‎ ‎（1）判断小球所带电荷的性质；‎ ‎（2）求匀强电场的场强大小。‎ ‎【答案】（1）小球带正电 （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 类比单摆，小球从A点静止释放，运动到B点速度为0，说明弧AB的中点是运动的最低点，对小球进行受力分析，小球处在弧线中点位置时切线方向合力为零，再根据几何关系可以求出Eq。‎ ‎【详解】(1)小球从A运动到B由动能定理可知，，由于重力做正功，所以电场力做负功，由此可可，小球应带正电；‎ ‎(2) 类比单摆，根据对称性可知，小球处在弧线中点位置时切线方向合力为零，此时细线与水平方向夹角恰为30°，根据三角函数关系可得：qEsin30°=mgcos30°，化简可得：‎ ‎ ‎ 解得：。‎ ‎【点睛】本题要求同学们能正确进行受力，并能联想到已学的物理模型，根据相关公式解题，利用好类单摆即可。‎ ‎16. 如图所示，在xOy坐标系y轴右侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，在第四象限还有沿x轴负方向的匀强电场，y轴上有一点P，坐标已知为（0，L），一电荷量为q、质量为m的粒子从P点以某一大小未知的速度沿与y轴正方向夹角为30°的方向垂直射入磁场，已知粒子能够进入第四象限，并且在其中恰好做匀速直线运动。不计重力，求：‎ ‎（1）粒子在第一象限中运动的时间t；‎ ‎（2）电场强度E。‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）粒子在第一象限沿顺时针方向做匀速圆周运动，垂直x轴方向进入第四象限，粒子运动轨迹如图所示。设做匀速圆周运动的周期为T，轨道半径为r，则周期：‎ 运动的时间：‎ 解得：‎ ‎（2）设粒子的速度大小为v，做匀速圆周运动的轨道半径为r，则 又∵‎ 粒子在第四象限恰好做匀速直线运动，则 解得 考点：带电粒子在磁场中的运动；带电粒子在复合场中的运动；‎ ‎17.如图所示，两平行金属板相距为d，板间电压为U。两板之间还存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。平行金属板的右侧存在有界匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，其磁感应强度的大小分别为B和2B。三条磁场边界彼此平行且MN与PQ间的距离为L。一群质量不同、电荷量均为＋q的粒子以一速度恰沿图中虚线穿过平行金属板，然后垂直边界MN进入区域Ⅰ和Ⅱ，最后所有粒子均从A点上方（含A点）垂直于PQ穿出磁场。已知A点到的距离为，不计粒子重力。求：‎ ‎（1）粒子在平行金属板中运动的速度大小；‎ ‎（2）从PQ穿出的粒子的最大质量和最小质量。‎ ‎【答案】（1） （2） ; ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)抓住带电粒子在平行金属板间做匀速直线运动，根据电场力和洛伦兹力相等求出粒子在平行金属板中运动的速度大小；‎ ‎(2)根据几何关系求出粒子在磁场中的最大半径和最小半径，结合半径公式求出粒子的最大质量和最小质量。‎ ‎【详解】(1) 带电粒子在平行金属板间做匀速直线运动，有：‎ ‎ ‎ 解得粒子在平行板中的运动速度v=；‎ ‎(2) 由题意可知，根据知，质量越大，轨道半径越大，则质量最大的粒子从A点射出，如图 由于左边磁场磁感应强度是右边磁感应强度的一半，则粒子在左边磁场中的半径是右边磁场半径的2倍，‎ 根据几何关系知，右边磁场的宽度是左边磁场宽度的2倍，有：‎ ‎ ‎ r1sinθ+r2sinθ=L，‎ 联立解得cosθ=， ‎ 根据得最大质量为：mmax= ‎ 粒子在左边磁场中的最小半径为：rmin＝ ‎ 根据得最小质量为：mmin＝。‎ ‎【点睛】本题考查了带电粒子在磁场中的运动，关键作出运动的轨迹，通过几何关系求出临界半径是解决本题的关键，该题有一定的难度，对学生数学几何能力要求较高。‎ ‎ ‎ ‎ ‎