【物理】河北省邢台市南和一中2019-2020学年高二上学期第三次月考试题（解析版）

【物理】河北省邢台市南和一中2019-2020学年高二上学期第三次月考试题（解析版）

南和一中2019-2020学年高二上学期第三次月考 物 理 试 题 第Ⅰ卷(选择题　共48分)‎ 一．选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。第1~8小题只有一项符合题目要求，第9~12小题有多项符合要求。全部选对得4分，少选得2分，有错选得0分）‎ ‎1.关于电场强度和磁感应强度，下列说法正确的是（　　）‎ A. 由真空中点电荷的电场强度公式E＝可知，当r趋近于0时，E趋近于无穷大 B. 电场强度的定义式E＝，电场中某点E和q电荷的电性电量均无关 C. 由公式B＝可知，一小段通电导线在某处若不受磁场力，则说明此处一定无磁场 D. 磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的安培力方向 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．当r趋近于0时，电荷已不能看成点电荷，点电荷场强公式不成立，故A错误；‎ B．电场强度的定义式：‎ E＝‎ 电场强度由电场本身决定，与是否放置试探电荷q及q电荷的电性电量均无关，故B正确；‎ C．公式：‎ 只有在导线垂直于磁场方向放置时才适用，而公式：‎ 才是普遍适用的，根据公式可知，安培力为零可能是磁感应强度不为零而磁场方向与电流方向的夹角为零，故C错误；‎ D．根据左手定则可知，通电导线在磁场中受到的安培力方向总是垂直于磁场方向与电流方向构成的平面，即总是既垂直于磁场方向又垂直于电流方向，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎2.闭合电路中产生的感应电动势的大小，取决于穿过该回路的（ ）‎ A. 磁通量 B. 磁通量的变化量 ‎ C. 磁通量的变化率 D. 磁通量变化所需时间 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据法拉第电磁感应定律得知，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与磁通量、磁通量的变化量没有直接关系．‎ ‎3.三根通电长直导线A、B、C互相平行、垂直纸面放置。三根导线中电流方向均垂直纸面向里，且每两根导线间的距离均相等。则A、B中点O处的磁感应强度方向( )‎ A. 方向水平向左 B. 方向水平向右 C. 方向竖直向上 D. 方向竖直向下 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】用安培定则判断通电直导线在O点所产生的磁场方向如图所示：‎ 直导线A在O点产生磁场与直导线B在O点产生磁场方向相反，大小相等，则A合磁场为零；而直导线C在O点产生磁场，方向从A指向B，即为水平向右；故B正确，ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎4.两个完全相同的金属小球，带电量之比为1：3，相距为r，视为点电荷，相互间的斥力大小为F，两小球相互接触后将其距离变为，则两球间库仑力的大小为（　　）‎ A. F B. F C. F D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 相距为r时，根据库仑定律得：；因两球相斥，则两球带同性电荷，则接触后各自带电量变为，则此时；故选D. ‎ ‎5.关于安培力、电场力和洛伦兹力，下列说法正确的是（ ）‎ A. 电荷在电场中一定受电场力作用，电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用 B. 安培力和洛伦兹力的方向均可用左手定则判断 C. 电场力一定沿电场方向，洛伦兹力一定沿磁场方向 D. 安培力、洛伦兹力和电场力都可以做功 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 电荷在电场中一定受电场力作用，电荷在磁场中只有速度不与磁场平行的运动的电荷才受洛伦兹力作用，选项A错误；安培力和洛伦兹力的方向均可用左手定则判断，选项B正确；正电荷所受的电场力一定沿电场方向，洛伦兹力一定与磁场方向垂直，选项C错误；安培力和电场力都可以做功，洛伦兹力方向与速度方向垂直，所以不做功，选项D错误；故选B.‎ ‎6.如图所示，两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上，当一条形磁铁向左运动靠近两环时，两环的运动情况是(　　) ‎ A. 同时向左运动，间距增大 B. 同时向左运动，间距减小 C 同时向右运动，间距减小 D. 同时向右运动，间距增大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 当磁铁的靠近时，导致两圆环的磁通量变大，从而由楞次定律可得两圆环的感应电流为逆时针（从右向左看），所以又处于N极的磁场中，则受到的安培力向左．由于两圆环的电流均是逆时针，所以两圆环的相互吸引，距离减小．故选B.‎ 点睛：本题考查对楞次定律运动学的描述应用；从楞次定律相对运动角度可得：近则斥，远则吸．同时同向电流相互吸引，反向电流相互排斥.‎ ‎7.2．如图所示，平行金属导轨间距为d,一端跨接电阻为R，匀强磁场磁感强度为B，方向垂直平行导轨平面，一根长金属棒与导轨成θ角放置，棒与导轨的电阻不计，当棒沿垂直棒的方向以恒定速度v在导轨上滑行时，通过电阻的电流是 A. Bdv/(Rsinθ) B. Bdv/R C. Bdvsinθ/R D. Bdvcosθ/R ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】在电磁感应中导体棒切割磁感线运动时，其有效长度是指与速度和磁感线垂直方向上的导线长度，因此此时导线长度为，则感应电动势为：，过电阻的电流是：，故A正确，BCD错误。‎ ‎8.如图1中所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向，当磁场的磁感应强度B随时间t按如图2变化时，下列四图中正确表示线圈中感应电动势E随时间t变化的是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】在0~1s内，根据法拉第电磁感应定律有：‎ 根据楞次定律可知感应电动势的方向与图示箭头方向相同，为正值；在1~3s内，磁感应强度不变，感应电动势为零；在3~5s内，根据法拉第电磁感应定律有：‎ 根据楞次定律可知感应电动势的方向与图示方向相反，为负值；故A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎9.如图所示，线圈 L 的自感系数很大，且其直流电阻与小灯泡相同，L1、L2 是两个完全相同的小灯泡，开关 S 闭合和断开的过程中，灯 L1、L2 的亮度变化情况是(灯丝不会断)（ ）‎ A. S 闭合，L1 亮度不变，L2 亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮 B. S 闭合，L1、L2 同时亮，而后 L1 逐渐变暗，L2 则逐渐变得更亮 C. S 断开，L2 立即熄灭，L1 突然闪亮一下再逐渐熄灭 D S 断开，L2 立即熄灭，L1 逐渐熄灭 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、B项：当S闭合瞬时，由于自感线圈的阻碍作用使得两灯同时获得电压，同时发光，以后线圈的电流逐渐增大，L1灯电流逐渐减小，最后与L的电流相同，所以L1逐渐变暗，同时，L2电流逐渐增大，变得更亮；故A错误、B正确；‎ C、D项：S断开瞬时，L2中电流消失，故立即熄灭，由于线圈自感作用使得L1中的电流逐渐减小，原来L和L1的电流相同，所以L1不会先亮一下再熄灭，而是逐渐熄灭，故C错误、D正确．‎ ‎10.如图，矩形 abcd 为匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，圆形闭合金属线圈以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动．下图是线圈的四个可能到达的位置，则线圈的动能不可能为零的位置是( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AD项：线圈进或出磁场时，磁通量变化，线圈中会产生感应电流，线圈受到安培阻力作用而减速运动，速度可能为零，动能可能为零，故AD错误．‎ BC项：线圈完全进入磁场后，磁通量不变，没有感应电流产生，不再受安培力，线圈的速度不变，所以BC图中线框速度不可能为零，动能不可能为零，故BC正确．‎ ‎11.‎2017年3月22 ‎日消息，俄生产出新型电子回旋加速器，可检测焊接和铸造强度．如图为回旋加速器的示意图，现要增大带电粒子射出时的动能，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 增大匀强磁场的磁感应强度，同时增大交流电的频率 B. 仅增大匀强磁场的磁感应强度，不改变交流电的频率 C. 仅增大D形金属盒的半径 D. 仅增大高频交流电电压，不改变交流电的频率 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ 由qvB=m，解得．则动能，知动能与加速的电压无关，与交流电的频率无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关，增大磁感应强度和D形盒的半径，可以增加粒子的动能．故ABC正确，D错误．故选ABC．‎ 点睛：解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用，知道粒子的最大动能与加速的电压无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关．‎ ‎12.如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd沿纸面由位置1匀速运动到位置2，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a B. 导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a C. 导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向左 D. 导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．线框进入磁场时，磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流方向为a→d→c→b→a；故A错误；‎ B．导线框离开磁场时，磁通量减小，感应电流方向为a→b→c→d→a，故B错误；‎ C．导线框离开磁场时，由左手定则可知，受到的安培力方向水平向左；故C正确；‎ D．导线框进入磁场时，由左手定则可知，受到的安培力方向水平向左，故D正确。‎ 故选CD。‎ 第Ⅱ卷(非选择题　共52分)‎ 二．实验题（共2小题，共15分。请把答案填在答题纸上)‎ ‎13.某同学在做测金属丝电阻率的实验中，取一根粗细均匀的、长度为L的康铜丝，先用螺旋测微器测出康铜丝的直径d；然后由伏安法测出康铜丝的电阻；最后求出康铜丝的电阻率。‎ ‎（1）测康铜丝的直径时螺旋测微器的示数如图所示，可知康铜丝的直径d＝_____mm。‎ ‎（2）若调节滑动变阻器，通过多次测量求平均值的方法得到康铜丝的电阻值为R，请写出求康铜丝的电阻率的表达式为_____（用L、d、R等已知字母表示）。‎ ‎【答案】 (1). 0.281 (2). ρ=‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]由图示螺旋测微器可以知道其示数为：‎ ‎(2)[2]根据电阻定律有：‎ 可得电阻率：‎ ‎14.用如图（甲）所示的电路图研究额定电压为2.4V的灯泡L的伏安特性,并测出该灯泡在额定电压下工作时的电阻值．‎ ‎（1）在闭合开关S前,滑动变阻器触头应该放在______端（选填“a”或“b” ）‎ ‎（2）按电路图（甲）测出的灯泡电阻值比真实值______（选填“偏大”或“偏小”）‎ ‎（3）根据所得到的图象如图乙所示,它在额定电压下实际功率P=______W,I-U图象是一条曲线而不是直线的原因是________ ．‎ ‎【答案】 (1). a (2). 偏小 (3). 1.2 (4). 小灯泡的电阻随温度的升高而增大 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]闭合开关前，应将滑动触头置于输出电压最小的a端，以保护电流表；‎ ‎(2)[2]根据欧姆定律，电阻测量值为若考虑电压表内阻影响，待测电阻的真实值为 所以测出的灯泡电阻值比真实值偏小 ‎(3)[3]根据I-U图象读出U=2.4V时对应的电流I=‎0.5A，所以小灯泡的实际功率为 ‎[4]根据欧姆定律应有 可见I-U图象上的点与原点连线斜率的倒数等于灯泡的电阻，由于连线的斜率逐渐减小，所以小灯泡的电阻随温度的升高而增大，即I-U图象是一条曲线而不是直线的原因是小灯泡的电阻随温度的升高而增大.‎ 三、计算题(共3小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)‎ ‎15.地面上方存在水平向右的匀强电场，一质量为m带电量为q的小球用绝缘丝线悬挂在电场中，当小球静止时丝线与竖直方向的夹角为，此时小球到地面的高度为h,求：‎ ‎（1）匀强电场的场强？‎ ‎（2）若丝线突然断掉，小球经过多长时间落地？‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)小球受重力、拉力和电场力处于平衡，根据共点力平衡求出电场力的大小，从而得出匀强电场的场强；‎ ‎(2)丝线断掉后，做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律求出加速度，结合位移时间公式求出运动的时间．‎ ‎【详解】(1) 对小球列平衡方程qE=mgtanθ 解得：；‎ ‎(2) 丝线断后小球的加速度为 ‎ 由 ‎ 解得：‎ ‎【点睛】本题考查了共点力平衡、牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁．‎ ‎16.如图所示，光滑的平行导轨与水平面的夹角为θ=30°，两平行导轨间距为L，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中．导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流电源，电路中有一阻值为R的电阻，其余电阻不计．将质量为m，长度也为L的导体棒放在平行导轨上恰好处于静止状态，重力加速度为g，求：‎ ‎（1）通过ab导体棒的电流强度为多大？‎ ‎（2）匀强磁场的磁感应强度为多大？‎ ‎（3）若突然将匀强磁场的方向变为垂直导轨平面向上，求此时导体棒的加速度大小及方向．‎ ‎【答案】（1）；（2）；（3），方向沿斜面向上．‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】（1）根据闭合电路的欧姆定律即可求得；‎ ‎（2）利用共点力平衡即可求得磁感应强度；‎ ‎（3）根据牛顿第二定律即可求的加速度 ‎【详解】（1）由闭合电路欧姆定律可得 ‎ （2）导体棒静止，根据共点力平衡可得BILcos30°=mgsin30° （3）由牛顿第二定律可得 BIL-mgsin30°=ma 解得，方向沿斜面向上 ‎【点睛】解决本题的关键能够正确地进行受力分析，求出合力，运用牛顿第二定律进行求解.‎ ‎17.在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n = 1500匝，横截面积S = ‎20cm2．螺线管导线电阻r = 1.0Ω，R1 = 4.0Ω，R2 = 5. 0Ω，C=30μF．在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化．求：‎ ‎（1）求螺线管中产生的感应电动势；‎ ‎（2）闭合S，电路中的电流稳定后，求电路中的电流；‎ ‎（3）闭合S稳定后，判断电容器哪个级板带正电？电容器的带电量是多少？‎ ‎【答案】（1）E=1.2V（2）I=0.12(A)（3）1.8×10‎-5C，下板带正电 ‎【解析】（1）根据法拉第电磁感应定律：   代入数据解得：E=1500×2×10−3×=1.2V． （2）根据全电路欧姆定律 ‎ ‎ （3）根据楞次定律可知，通过R2的电流从下往上，则电容器下极板带正电，电容器两端的电压U=IR2=0.6V 电容器带电量 Q=CU=1.8×10‎-5C 点睛：本题是电磁感应与电路的综合，知道产生感应电动势的那部分相当于电源，运用闭合电路欧姆定律进行求解．‎