2017-2018学年江西省新干县第二中学等四校高二12月联考物理试题 解析版

2017-2018学年江西省新干县第二中学等四校高二12月联考物理试题 解析版

江西省新干县第二中学等四校2017-2018学年高二12月联考物理试题 一、选择题 ‎1.以下说法正确的是（ ）‎ A. 电阻是表征材料导电性能的物理量，电阻越小，导电性能越好 B. 欧姆定律对非纯电阻元件也适用 C. 电场中某点的场强的大小与电荷在该点所受的静电力成正比，与电荷量成反比 D. 回旋加速器通过电场力做功达到加速粒子的目的 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、电阻率是表征材料导电性的物理量，电阻率越小，导电性能越好，故A错误；‎ B、欧姆定律只适用于纯电阻元件，不适用非纯电阻元件，故B错误；‎ C、公式是电场强度的定义式，场强的大小是由电场本身决定的，与电荷在该点所受的静电力，与电荷量无关，故C错误；‎ D、回旋加速器通过电场力做功达到加速粒子的目的，洛仑兹力对粒子不做功，故D正确；‎ 故选D。‎ ‎2.如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球A、B、C（可视为点电荷），三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是（    ）‎ A. A对B的静电力一定是引力 B. A对B的静电力可能是斥力 C. A的电量可能比B少 D. C的电量一定比B少 ‎【答案】A ‎【解析】‎ AB、若三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则A、C一定是同种电荷，A、B一定异种电荷，即“两同夹异”的思想，故A正确，B错误；‎ C、由于AC间的距离大于BC间的距离，由C物体的平衡，可得，故C错误；‎ D、由于AC间的距离大于AB间的距离，由A物体的平衡，可知，故D错误；‎ 故选A。‎ ‎【点睛】因题目中要求三个小球均处于平衡状态，故可分别对任意两球进行分析列出平衡方程即可求得结果。‎ ‎3.关于电场和磁场，下列说法正确的是：（ ）‎ A. 电场是假想的，并不是客观存在的物质 B. 描述磁场的磁感线是客观存在的，且磁场中的任何两条磁感线不相交。‎ C. 电场中某处场强的方向就是放入该处试探电荷所受电场力的方向 D. 磁场对在它其中运动的电荷可能没有力的作用．‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：电场和磁场都是客观存在的物质，A选项错误；电场线和磁感线都是假想的线，且磁场中的任何两条磁感线不相交，故B选项错误；若试探电荷为正电荷，所受电场力的方向与场强方向相同，若试探电荷为负电荷，所受电场力的方向与场强方向相反，故C选项错误；由洛伦兹力的公式知当速度与磁场方向平行时不受洛伦兹力的作用，故D选项正确。‎ 考点：电场和磁场 磁感线 洛伦兹力 ‎4.额定电压为4.0V的直流电动机的线圈电阻为1.0 ，正常工作时，电动机线圈每秒产生的热量为4.0J，下列计算结果正确的是（ ）‎ A. 电动机正常工作时的电流强度为4.0A B. 电动机正常工作时的输出功率为8.0W C. 电动机每分钟将电能转化成机械能为240.0J D. 电动机正常工作时的输入功率为4.0W ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、由焦耳定律，解得I=2.0A，故电动机正常工作时的电流强度为2.0A，故A错误；‎ BD、电动机正常工作时的输入功率，电动机的热功率为，所以电动机正常工作时的输出功率，故B、 D错误；‎ C、电动机每分钟将电能转化成机械能，故C正确；‎ 故选C。‎ ‎【点睛】已知线圈电阻与线圈产生的热量，应用焦耳定律可以求出通过电动机的电流；然后应用电功率公式与电功公式分析答题。‎ ‎5.小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线．则下列说法中正确的是（ ）‎ A. 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻不变 B. 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小 C. 对应P点，小灯泡电阻为，功率为P=U1I2‎ D. 对应P点，小灯泡电阻为R=U1/I2 功率为P=U1I2‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB、据电阻的定义可知，电阻等于图线上的点与原点连线的斜率的倒数，随着所加电压的增大，图线上的点与坐标原点连线的斜率逐渐减小，说明电阻逐渐增大，故AB错误；‎ CD、对应P点，小灯泡的电阻为，功率，故C错误，D正确；‎ 故选D。‎ ‎【点睛】根据电阻的定义可知，电阻等于图线上的点与原点连线的斜率的倒数，斜率逐渐减小，电阻逐渐增大．对应P点，灯泡的电阻等于过P点的切线斜率的倒数。‎ ‎6.如右图所示，把两个完全一样的环形线圈互相垂直地放置，它们的圆心位于一个共同点O上，当通以相同大小的电流时，O点处的磁感应强度与一个线圈单独产生的磁感应强度大小之比是(　　)‎ A. 1∶1 B. C. D. 2∶1‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据安培定则可知，竖直方向的通电圆环在圆心O处产生的磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为B，水平方向的通电圆环在圆心O处产生的磁感应强度方向竖直向上，大小为B，两者相互垂直，圆心O处的磁感强度的大小是，一个线圈单独产生的磁感应强度大小为B，则O点处的磁感应强度与一个线圈单独产生的磁感应强度大小之比，故B正确，A、C、D错误；‎ 故选B。‎ ‎【点睛】该题是关于磁场的叠加问题，首先运用安培定则每个圆环在圆心O处产生的磁感应强度的方向，利用平行四边形定则进行矢量合成，即求出O处的磁感应强度大小。‎ ‎7.如图所示，在以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于xOy平面向里。一带正电的粒子（不计重力）从O点沿y轴正方向以某一速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，经t0时间从P点射出,则电场强度的大小和方向为( )‎ A. ，y正向 B. ，x正向 C. ，y负向 D. ，x负向 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设带电粒子的质量为m，电荷量为q，初速度为v，电场强度为E，可判断出粒子受到的洛伦磁力沿x轴负方向，于是可知电场强度沿x轴正方向，且有：，又：，则：，故B正确，A、C、D错误；‎ 故选B。‎ ‎【点睛】带电粒子沿y轴做直线运动，说明粒子的受力平衡，即受到的电场力和磁场力大小相等，从而可以求得电场强度的大小。‎ ‎8.图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子由M点向N点运动，可以判定（ ） ‎ A. 粒子带负电，运动过程电势能减小 B. 粒子带负电，运动过程电势能增大 C. 粒子带正电，运动过程电势能减小 D. 粒子带正电，运动过程动能增大 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】由电场力方向应指向轨迹的内侧得知，粒子所受电场力方向大致斜向左下方，粒子带正电，电场力对粒子做正功，其电势能减小，动能增大，则知粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，故CD正确，AB错误。‎ 故选CD。‎ ‎【点睛】带电粒子在电场中只受电场力作用运动时，所受电场力方向应指向轨迹的内侧，由此可知电荷的正负和电场力做功情况，从而进一步判断电势能的大小。‎ ‎9. 如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个电荷量绝对值相同、质量相同的正、负粒子(不计重力)，从A点以相同的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. 运动时间相同 B. 运动轨迹的半径相同 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A点的距离相等 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ 正、负离子在磁场中的运动轨迹如图所示：‎ A项：设正离子轨迹的圆心角为α，负离子轨迹的圆心角为β，由几何知识得到，α=2π-2θ，β=2θ，由粒子做圆周运动的周期公式知：负离子运动的时间为，正离子运动的时间为，故两粒子运动时间不相同，则t10的区域内有沿y轴正方向的匀强电场，在y<0的区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场。一电子（质量为m、电量为e）从y轴上A点以沿x轴正方向的初速度v0开始运动。当电子第一次穿越x轴时，恰好到达C点；当电子第二次穿越x轴时，恰好到达坐标原点.已知A、C点到坐标原点的距离分别为d、2d。不计电子的重力。求 ‎（1）电场强度E的大小；‎ ‎（2）磁感应强度B的大小；‎ ‎【答案】（1） （2） ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 分析电子的运动情况：电子在电场中，受到竖直向下的电场力而做类平抛运动（或匀变速曲线运动）；进入磁场做匀速圆周运动；‎ ‎ 画出轨迹，根据牛顿第二定律和运动学公式研究电子在电场中的类平抛运动，即可求出电场强度E；由上题结果，求出电子进入磁场中的速度v的大小，以及v与x轴的夹角，由几何知识求出圆周运动的半径，由牛顿第二定律和向心力求磁感应强度B；‎ ‎【详解】解：电子的运动轨迹如图所示：‎ ‎   ‎ ‎（1）电子在电场中做类平抛运动，设电子从A到C的时间为t1，‎ 则 ‎ ‎  ‎ ‎  ‎ 解得   ‎ ‎（2）设电子进入磁场时速度为v，v与x轴的夹角为，则 ‎ 解得　‎ 解得 ‎ 电子进入磁场后做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力，得 ‎ 由图可知　‎ 解得 ‎19.如图所示，水平放置的平行金属板A和D间的距离为d，金属板长为L=d，两板间所加电压为U，D板的右侧边缘恰好是倾斜挡板NM上的一个小孔K，NM与水平挡板NP成60o角，且挡板足够长，K与N间的距离为。现有一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从A、D的中点O沿平行于金属板方向以某一速度射入，不计粒子的重力。该粒子穿过金属板后恰好穿过小孔K：‎ ‎（1）求该粒子从O点射入时的速度大小v0；‎ ‎（2）若两档板NM和NP所夹的整个区域存在一垂直纸面向外的匀强磁场，粒子经过磁场偏转后能垂直打在水平挡板NP上，求该磁场的磁感应强度的大小B0 ；‎ ‎（3）若磁场方向变为垂直纸面向里，且只存在于两档板NM和NP所夹间的某一区域内，同样使该粒子经过磁场偏转后能垂直打在水平挡板NP上（之前与挡板没有碰撞），求满足条件的磁感应强度的最小值Bmin.‎ ‎【答案】（1） （2） （3） ‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）粒子在电场中做类平抛运动：‎ 代入可得：‎ ‎(2)射入的粒子在进入K时竖直方向的分速度为 水平方向：‎ 竖直方向：‎ 可得：即：，粒子垂直MN板入射………………….2.分 粒子到达K点时速度为：……………………….1分 由几何关系可得：粒子圆周运动半径为 且满足：‎ 可得：‎ ‎(3)磁场反向，如图，粒子从K点入射后做匀速直线运动从D点开始进入磁场，根据对称性，需偏转300o后从E点射出，做匀速直线运动垂直打到NP挡板上。‎ 根据：可得：‎ 要使B最小，则需使半径r最大，临界情况是轨迹刚好和挡板相切………………………..1分 由几何关系可得：‎ 可得：‎ 解得：‎ 考点：考查带电粒子在复合场中的运动 点评：难度较大，涉及到的运动过程较多，首先分析粒子的受力过程，在分析物体的运动过程，求解交叉点的速度大小以及方向，详细确定粒子的运动轨迹，把整段过程分解，逐个过程列公式分析 ‎ ‎