江苏省盐城市射阳二中2017届高三上学期同步练习物理试卷(5)

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江苏省盐城市射阳二中2017届高三上学期同步练习物理试卷(5)

2016-2017 学年江苏省盐城市射阳二中高三(上)同步练习物理试 卷(5)   一、常见的磁场 1.在三维直角坐标系中,电子沿 y 轴正方向运动,如图所示,由于电子的运动产 生的磁场在 a 点的方向是(  ) A.+x 方向 B.﹣x 方向C.+z 方向 D.﹣z 方向 2.如图所示为两同心圆环,当有一匀强磁场垂直穿过 A 环面时,A 环面磁通量为 φ1,此时 B 环磁通量为 φ2.若将其匀强磁场改为一条形磁铁,垂直穿过 A 环面, 此时 A 环面的磁通量为 φ3,B 环面磁通量为 φ4,有关磁通量的大小说法正确的是 (  ) A.φ1<φ2 B.φ1=φ2 C.φ3>φ4 D.φ3<φ4 3.如图所示,两根平行放置的长直导线 a 和 b 载有大小相同方向相反的电流,a 受到的磁场力大小为 F1,当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a 受到的磁 场力大小变为 F2,则此时 b 受到的磁场力大小变为(  ) A.F2 B.F1﹣F2 C.F1+F2 D.2F1﹣F2 4.如图所示,一束带电粒子沿水平方向沿虚线飞过磁针上方,并与磁针方向平行, 能使磁针 N 极转向读者,那么这束带电粒子可能是(  ) A.向右飞的正离子 B.向左飞的负离子 C.向右飞的负离子 D.向左飞的正离子 5.如图所示,a、b 两根垂直纸面的导体通以大小相等的电流,两导线旁有一点 P,P 点到 a、b 距离相等,要使 P 处磁场方向向右,则 a、b 中电流方向为 (  ) A.都向外 B.都向里 C.a 中电流向外,b 中电流向里 D.a 中电流向里,b 中电流向外 6.有一矩形线圈,面积为 S,匝数为 n,将它置于匀强磁场中,且使线圈平面与 磁感线方向垂直,设穿过该线圈的磁通量为 φ,则该匀强磁场的磁感应强度大小为 (  ) A. B. C. D.无法判断 7.如图所示,一面积为 S 的长方形线圈有一半处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中, 这时穿过线圈的磁通量为  ,当线圈从图中位置转过 60°的瞬间,穿过线圈的磁 通量为  ,当线圈从图中位置转过 90°过程中穿过这个线圈的磁通量改变了  , 当线圈从图中位置转过 180°过程中穿过这个线圈的磁通量改变了  . 8.如图所示,单匝线圈 abcd,ab=50cm,bc=20cm,在匀强磁场中,B=10﹣2T,线 圈平面与磁感线垂直,当线圈绕 OO′轴转 90°后,通过线圈的磁通量变化量△φ1=   Wb.当线圈转过 180°后,磁通量的变化量△φ2=  Wb. 9.如图所示为电流天平,可以用来测量匀强磁场的磁感应强度.它的右臂挂着矩 形线圈,匝数 n=10,线圈的水平边长为 L,处于匀强磁场内,磁感应强度 B 的方 向与线圈平面垂直.当线圈中通过电流 I 时,调节砝码使两臂达到平衡.然后使电 流反向,大小不变.这时需要在左盘中增加质量为 m 的砝码,才能使两臂重新平 衡. (1)导出用已知量和可测量 n、m、L、I 计算 B 的表达式; (2)当 L=10.0cm,I=0.10A,m=8.78g 时,磁感应强度是多少?(取 2 位有效数字)   二、《测定电池的电动势和内阻》 10.在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中,所用电流表和电压表 的内阻分别为 0.1Ω 和 1kΩ,图甲和图乙分别为实验原理图及所需的元器件图. (1)试在图乙中画出连线,将器件按图甲的原理图连接成实验电路. I(A) 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 U(V) 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 (2)一位同学记录的 6 组数据见表,试根据这些数据在图丙中画出 U﹣I 图线,根 据图象读出电池的电动势 E=  V.根据图象求出电池内阻 r=  Ω. 11.在《测定电池的电动势和内电阻》的实验中,待测电池、开关和导线配合下 列哪些仪器.可以达到测定目的(  ) A.一只电流表和一只滑动变阻器 B.一只电流表和一只电压表 C.一只电流表和一只电阻箱 D.一只电压表和一只电阻箱 12.在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材: A.干电池 E(电动势约为 1.5V、内电阻大约为 1.0Ω) B.电压表 V(0~15V) C.电流表 A(0~0.6A、内阻 0.1Ω) D.电流表 G(满偏电流 3mA、内阻 Rg=10Ω) E.滑动变阻器 R1(0~10Ω、10A) F.滑动变阻器 R2(0~100Ω、1A) G.定值电阻 R3=990Ω H.开关、导线若干 (1)为了方便且能较准确地进行测量,其中应选用的滑动变阻器是  (填写 “R1”或“R2”); (2)请在线框内画出你所设计的实验电路图,并在图中标上所选用器材的符号 (3)图示为某一同学根据他设计的实验,绘出的 I1﹣I2 图线(I1 为电流表 G 的示 数,I2 为电流表 A 的示数),由图线可求得被测电池的电动势 E=  V,内电阻 r=   Ω. 13.将一铜片和一锌片分别插入一只苹果内,就构成了简单的“水果电池”,其电动 势约为 1.5V.可是这种电池并不能点亮手电筒上额定电压为 1.5V、额定电流为 0.3A 的小灯泡,原因是流过小灯泡的电流太小了,经实验测得还不足 3mA.现试 用量程合适的电压表、电流表以及滑动变阻器、开关、导线等实验器材尽量精确 地测定“水果电池”的电动势和内电阻. (1)请在虚线框内画出应该采用的电路原理图. (2)滑动变阻器有两种规格:A(0~10Ω)、B(0~3kΩ).本实验中应该选用哪 种规格的滑动变阻器?为什么? 答:应选用  规格的滑动变阻器(填前面字母),因为  . (3)在实验中根据电压表的示数 U 与电流表的示数 I 的值,经描点、连线得到了 U﹣I 图象如图所示.根据图中所给数据,“水果电池”的电动势与内电阻分别是:E=   V,r=  Ω.   2016-2017 学年江苏省盐城市射阳二中高三(上)同步练 习物理试卷(5) 参考答案与试题解析   一、常见的磁场 1.在三维直角坐标系中,电子沿 y 轴正方向运动,如图所示,由于电子的运动产 生的磁场在 a 点的方向是(  ) A.+x 方向 B.﹣x 方向C.+z 方向 D.﹣z 方向 【考点】通电直导线和通电线圈周围磁场的方向. 【分析】电子带负电,其运动方向与电流方向相反,根据安培定则判断电子流在z 轴上的 P 点处所产生的磁场方向. 【解答】解:电子流沿y 轴正方向运动,形成的电流方向沿 y 轴负方向,根据安培 定则可知,电子流在 z 轴上的 a 点处所产生的磁场方向是沿 x 轴负方向.故 ACD 错误,B 正确. 故选:B.   2.如图所示为两同心圆环,当有一匀强磁场垂直穿过 A 环面时,A 环面磁通量为 φ1,此时 B 环磁通量为 φ2.若将其匀强磁场改为一条形磁铁,垂直穿过 A 环面, 此时 A 环面的磁通量为 φ3,B 环面磁通量为 φ4,有关磁通量的大小说法正确的是 (  ) A.φ1<φ2 B.φ1=φ2 C.φ3>φ4 D.φ3<φ4 【考点】磁通量. 【分析】在磁铁的外部,磁感线从 N 极出发进入 S 极,在磁铁内部,磁感线从 S 极指向 N 极.磁感线是闭合曲线,磁铁内外总条数相等.穿过环面的磁感线方向 有两种,存在抵消情况,抵消后磁感线多,磁通量大. 【解答】解:A、B、根据题意,穿过两个线圈的磁感线条数相等,故磁通量相等, 故 A 错误,B 正确; C、D、根据磁感线的分布情况可知,如果磁铁内部穿过环面的磁感线方向向外, 则外部磁感线方向向内.由于磁感线是闭合曲线,磁铁内部的磁感线条数等于磁 铁外部磁感线的总条数,而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间,所以穿过环面 的磁铁外部向内的磁感线将磁铁内部向外的磁感线抵消一部分,A 的面积小,抵消 较小,则磁通量较大,所以 φ3>φ4,故 C 正确,D 错误; 故选 BC.   3.如图所示,两根平行放置的长直导线 a 和 b 载有大小相同方向相反的电流,a 受到的磁场力大小为 F1,当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a 受到的磁 场力大小变为 F2,则此时 b 受到的磁场力大小变为(  ) A.F2 B.F1﹣F2 C.F1+F2 D.2F1﹣F2 【考点】磁场对电流的作用;通电直导线和通电线圈周围磁场的方向. 【分析】当两根通大小相同方向相反的电流时,a 受到的一个 F1 磁场力,然后再 加入一匀强磁场,则 a 受到 F2 磁场力.则此时 b 受到的磁场力大小与 a 相同,方 向相反. 【解答】解:如图所示,两根长直线,电流大小相同,方向相反.则 a 受到 b 产 生磁场的作用力向左大小为 F1,那么 b 受到 a 产生磁场的作用力向右大小为 F1′, 这两个力大小相等,方向相反. 当再加入匀强磁场时产生的磁场力大小为 F0,则 a 受到作用力为 F2=F1+F0,或 F2=F1﹣F0 而对于 b 由于电流方向与 a 相反,所以 b 受到作用力为 F2′=F1+F0,或 F2′=F1﹣F0, 这 两 个 力 大 小 相 等 ,方向 相 反 .将 F1=F2﹣F0 ,或 F1=F2+F0 代 入 F2′=F1+F0 ,或 F2′=F1﹣F0,可得, F2′=F2;故 A 正确,BCD 错误; 故选:A   4.如图所示,一束带电粒子沿水平方向沿虚线飞过磁针上方,并与磁针方向平行, 能使磁针 N 极转向读者,那么这束带电粒子可能是(  ) A.向右飞的正离子 B.向左飞的负离子 C.向右飞的负离子 D.向左飞的正离子 【考点】通电直导线和通电线圈周围磁场的方向. 【分析】小磁针 N 极受力方向与磁场方向相同.电流方向与正电荷定向移动方向 相同,与负电荷定向移动方向相反.根据安培定则,将选项逐一代入检查,选择 符合题意的选项. 【解答】解:带电粒子沿水平方向沿虚线飞过磁针上方,并与磁针方向平行,能 使磁针 N 极转向读者.则知电流的磁场在小磁针所在处是垂直于纸面指向读者 的.依据安培定则可得,电流的方向水平向左.因此,如果这束带电粒子是正离 子,则向左飞行;如果是负离子,则向右飞行. 故选:CD.   5.如图所示,a、b 两根垂直纸面的导体通以大小相等的电流,两导线旁有一点 P,P 点到 a、b 距离相等,要使 P 处磁场方向向右,则 a、b 中电流方向为 (  ) A.都向外 B.都向里 C.a 中电流向外,b 中电流向里 D.a 中电流向里,b 中电流向外 【考点】通电直导线和通电线圈周围磁场的方向. 【分析】P 点的磁场是由两个直导线 A、C 中电流产生的磁场叠加,根据安培定则 和平行四边形定则进行分析 【解答】解:根据安培定则,由a 电流在 P 处的磁场方向知,a 电流周围的磁感线 是逆时针方向,电流方向垂直纸面向外; b 电流在 P 处的磁场方向知,b 电流周围的磁感线是顺时针方向,电流方向应垂直 纸面向里,故 C 正确,ABD 错误; 故选:C   6.有一矩形线圈,面积为 S,匝数为 n,将它置于匀强磁场中,且使线圈平面与 磁感线方向垂直,设穿过该线圈的磁通量为 φ,则该匀强磁场的磁感应强度大小为 (  ) A. B. C. D.无法判断 【考点】法拉第电磁感应定律;磁感应强度. 【分析】根据磁通量的计算公式 φ=BS 分析答题. 【解答】解:磁感线与线圈平面垂直,则 φ=BS, 磁感应强度:B= ,故 ABD 错误,C 正确; 故选:C.   7.如图所示,一面积为 S 的长方形线圈有一半处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中, 这时穿过线圈的磁通量为 0.5BS ,当线圈从图中位置转过 60°的瞬间,穿过线圈 的磁通量为 0.5BS ,当线圈从图中位置转过 90°过程中穿过这个线圈的磁通量改 变了 0.5BS ,当线圈从图中位置转过 180°过程中穿过这个线圈的磁通量改变了  BS . 【考点】磁通量. 【分析】在匀强磁场中,当线圈与磁场垂直时,穿过线圈的磁通量为 Φ=BS,图中 S 有磁感线穿过线圈的面积,即为有效面积.当线圈以 ab 为轴从图中位置转过 60° 的瞬间,线圈在垂直于磁场方向投影的面积.线圈从图中位置转过 180°时,磁通 量的方向与原方向相反. 【解答】解:如图,当长方形线圈 abcd 有一半处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中 时,磁通量为: Φ1=B•0.5S=0.5BS 当线圈以 ab 为轴从图中位置转过 60°的瞬间,线圈在垂直于磁场方向投影的面积 为 0.5S,则磁通量为: Φ2=B×0.5S=0.5BS 当线圈从图中位置转过 90°时,线圈与磁场平行,磁通量是 0,所以该过程中穿过 这个线圈的磁通量改变了:0﹣0.5BS=﹣0.5BS,大小是 0.5BS; 当线圈从图中位置转过 180°时,磁通量的方向与原方向相反,所以是﹣0.5BS;该 过程中穿过这个线圈的磁通量改变了:﹣0.5BS﹣0.5BS=﹣BS,大小是 BS. 故答案为:0.5BS,0.5BS,0.5BS,BS   8.如图所示,单匝线圈 abcd,ab=50cm,bc=20cm,在匀强磁场中,B=10﹣2T,线 圈平面与磁感线垂直,当线圈绕 OO′轴转 90°后,通过线圈的磁通量变化量△φ1=  ﹣1×10﹣3  Wb. 当线 圈 转过 180°后 ,磁 通 量的 变 化量 △φ2= ﹣2×10﹣3  Wb. 【考点】磁通量. 【分析】初始位置时,线圈与磁场垂直,穿过线圈的磁通量由公式 Φ1=BS 求出; 线圈逆时针转过 90°角时,磁通量由 Φ2=BS•cos37°求出,两者之差即为穿过线圈的 磁通量的改变量.当线圈转过 180°后,磁通量大小与开始时相等,但方向相反. 【解答】解:在开始时磁感线跟线圈平面垂直,有: Φ1=B×S=0.5×0.2×0.01 Wb=1×10﹣3 Wb. 线圈绕 OO′轴转过 90°后,线圈的方向与磁场平行,此时的磁通量等于 0,即: Φ2=0 磁通量变化量为:△φ1=Φ2﹣Φ1=0﹣1×10﹣3 Wb=﹣1×10﹣3 Wb,负号表示方向与 开始时方向相反. 当线圈转过 180°后,磁通量大小与开始时相等,方向相反,所以:Φ3=﹣1×10﹣3 Wb 磁通量变化量为:△φ1=Φ3﹣Φ1=﹣1×10﹣3﹣1×10﹣3 Wb=﹣2×10﹣3 Wb,负号表 示方向与开始时方向相反 故答案为:﹣1×10﹣3;﹣2×10﹣3   9.如图所示为电流天平,可以用来测量匀强磁场的磁感应强度.它的右臂挂着矩 形线圈,匝数 n=10,线圈的水平边长为 L,处于匀强磁场内,磁感应强度 B 的方 向与线圈平面垂直.当线圈中通过电流 I 时,调节砝码使两臂达到平衡.然后使电 流反向,大小不变.这时需要在左盘中增加质量为 m 的砝码,才能使两臂重新平 衡. (1)导出用已知量和可测量 n、m、L、I 计算 B 的表达式; (2)当 L=10.0cm,I=0.10A,m=8.78g 时,磁感应强度是多少?(取 2 位有效数字) 【考点】安培力. 【分析】天平平衡后,当电流反向(大小不变)时,安培力方向反向,则右边相 当于多了或少了两倍的安培力大小 【解答】解:(1)根据平衡条件: 有:mg=2nBIL, 得:B= . (2)B= 答:(1)导出用已知量和可测量 n、m、L、I 计算 B 的表达式 ; (2)当 L=10.0cm,I=0.10A,m=8.78g 时,磁感应强度是 0.43T   二、《测定电池的电动势和内阻》 10.在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中,所用电流表和电压表 的内阻分别为 0.1Ω 和 1kΩ,图甲和图乙分别为实验原理图及所需的元器件图. (1)试在图乙中画出连线,将器件按图甲的原理图连接成实验电路. I(A) 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 U(V) 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 (2)一位同学记录的 6 组数据见表,试根据这些数据在图丙中画出 U﹣I 图线,根 据图象读出电池的电动势 E= 1.45 V.根据图象求出电池内阻 r= 0.69 Ω. 【考点】测定电源的电动势和内阻. 【分析】(1)根据电路图连接实物电路图; (2)应用描点法作出图象,电源 U﹣I 图象与纵轴交点坐标值是电源电动势,图象 斜率的绝对值等于电源内阻. 【解答】解:(1)根据电路图连接实物电路图如图所示: (2)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后根据描出的点作出图象,图 象如图所示: 由图象图象可知,电源 U﹣I 图象与纵轴 交点坐标值为 1.45,则电源电动势 E=1.45V, 电源内阻 r= = =0.69Ω. 故答案为:(1)电路图如图所示;(2)图象如图所示;1.45;0.69.   11.在《测定电池的电动势和内电阻》的实验中,待测电池、开关和导线配合下 列哪些仪器.可以达到测定目的(  ) A.一只电流表和一只滑动变阻器 B.一只电流表和一只电压表 C.一只电流表和一只电阻箱 D.一只电压表和一只电阻箱 【考点】测定电源的电动势和内阻. 【分析】测定电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律 E=U+Ir,可以一个 电压表、一个电流表分别测量路端电压和电流,用滑动变阻器调节外电阻,改变 路端电压和电流,实现多次测量.也可以用电流表和电阻箱组合,可代替电流表 和电压表,或用电压表和电阻箱组合,代替电压表和电流表,同样能测量电源的 电动势和内阻. 【解答】解:A、测定电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律 E=U+Ir,作 电压表测量路端电压 U、用电流表测量电流 I,利用滑动变阻器调节外电阻,改变 路端电压和电流,实现多次测量,即由一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻 器组合可测量电源的电动势和内阻.故 AB 错误 C、也可以在没有电压表的情况下,用一个电流表和一个电阻箱组合测量,电阻箱 可以读出阻值,由 U=IR 可求出路端电压,故 C 正确 D、也可以用电压表和电阻箱组合,由电压表读数 U 与电阻箱读数 R 之比求出电 流.故 D 正确. 故选:CD.   12.在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材: A.干电池 E(电动势约为 1.5V、内电阻大约为 1.0Ω) B.电压表 V(0~15V) C.电流表 A(0~0.6A、内阻 0.1Ω) D.电流表 G(满偏电流 3mA、内阻 Rg=10Ω) E.滑动变阻器 R1(0~10Ω、10A) F.滑动变阻器 R2(0~100Ω、1A) G.定值电阻 R3=990Ω H.开关、导线若干 (1)为了方便且能较准确地进行测量,其中应选用的滑动变阻器是 R1 (填写 “R1”或“R2”); (2)请在线框内画出你所设计的实验电路图,并在图中标上所选用器材的符号 (3)图示为某一同学根据他设计的实验,绘出的 I1﹣I2 图线(I1 为电流表 G 的示 数,I2 为电流表 A 的示数),由图线可求得被测电池的电动势 E= 1.47 V,内电阻 r= 0.81 Ω. 【考点】测定电源的电动势和内阻. 【分析】(1)滑动变阻器应起来限流保护作用,并且在使用时要选用易于调节的; (2)由于电流表的内阻接近电源的内电阻,故若采用电流表外接法,则测得的内 阻误差太大; (3)由作出的 U﹣I 图可知,图象与纵坐标的交点为电源的电动势;图象的斜率表 示内阻. 【解答】解:(1)滑动变阻器起调节电路作用,若总电阻太大,则调节时电阻变 化过大,使电路中电流太小,故应选取小一点的电阻,一般约为内阻的几十倍即 可;故选 R1; (2)电路直接采用串联即可,定值电阻与电流表 G 串联作为电压表并联在电源两 端,采用的是电流表内接法;电路图如右图所示; (3)I2 为零时,表示断路,I1=1.47mA E=I1(RG+R3)=1.47V 从横坐标 0.1A 到 0.4A,相差 0.3A 纵坐标变化量为 0.24V (0.24mA 对应于 0.24V) r= =0.8Ω; 故电源的电动势 E=1.47 (1.46~1.48 均对),内阻 r=0.80Ω(0.79~0.85 均可以) 故答案为:(1)R1;(2)如右图;(3)1.47(1.46~1.48);0.80(0.79~0.85);   13.将一铜片和一锌片分别插入一只苹果内,就构成了简单的“水果电池”,其电动 势约为 1.5V.可是这种电池并不能点亮手电筒上额定电压为 1.5V、额定电流为 0.3A 的小灯泡,原因是流过小灯泡的电流太小了,经实验测得还不足 3mA.现试 用量程合适的电压表、电流表以及滑动变阻器、开关、导线等实验器材尽量精确 地测定“水果电池”的电动势和内电阻. (1)请在虚线框内画出应该采用的电路原理图. (2)滑动变阻器有两种规格:A(0~10Ω)、B(0~3kΩ).本实验中应该选用哪 种规格的滑动变阻器?为什么? 答:应选用 B 规格的滑动变阻器(填前面字母),因为 电池内阻很大,若选 A,当滑动头移动时,电表读数几乎不变. . (3)在实验中根据电压表的示数 U 与电流表的示数 I 的值,经描点、连线得到了 U﹣I 图象如图所示.根据图中所给数据,“水果电池”的电动势与内电阻分别是:E=  1.50 V,r= 500 Ω. 【考点】测定电源的电动势和内阻. 【分析】(1)电流表的内阻很小,分担的电压很小,可以忽略,所以用伏安法测 电源电动势和内阻时,电流表采取外接法误差较小. (2)通过水果电池的内阻大小,选择合适的滑动变阻器. (3)U﹣I 图线的纵轴截距表示电源的电动势,图线斜率的绝对值表示水果电池的 内阻 【解答】解:(1)因为电流表内阻较小,分担电压较小,电流表采取外接法误差 较小.滑动变阻器采用限流式接法,串联在电路中,电路图如右图. (2)电源的内阻大约 r= =500Ω,若选用 0~30Ω 的滑动变阻器,移动滑片,电流 基本不变,所以本实验中滑动变阻器应选用 B. (3)U﹣I 图线的纵轴截距为 1.50,知:水果电池的电动势 E=1.50V,图线斜率的 绝对值 r= Ω=500Ω,内电阻 r=500Ω. 故答案为:(1)如图所示. (2)B,电池内阻很大,若选 A,当滑动头移动时,电表读数几乎不变. (3)1.50V,500Ω   2017 年 1 月 23 日
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