物理卷·2018届【全国百强校】湖南省衡阳市第八中学高二（理科实验班）上学期第三次月考理综物理试题解析（解析版）

物理卷·2018届【全国百强校】湖南省衡阳市第八中学高二（理科实验班）上学期第三次月考理综物理试题解析（解析版）

全*品*高*考*网， 用后离不了！‎ 本卷共21题，其中第1-8题为物理部分，每题后面所给的四个选项中，至少有一个是正确的。全部选对得6分。部分选对得3分，错选、不选不得分。第9-15题为化学部分，第16-21题为生物部分，每题后面所给的四个选项中，只有一个是正确的。‎ ‎1.如图所示，在两个等量异种点电荷A、B之间放一金属导体，a、b、d是三条带方向的曲线，c是金属导体内部一点。开关S处于断开状态，取无穷远处为电势零点。稳定后 ‎ A．把一点电荷从曲线b上的一点移到曲线d上的一点，静电力一定做功 B．点电荷A、B在c点产生的合场强为0 ‎ C．曲线a不能表示电场线 ‎ D．闭合开关S，导线上可能无电流 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 考点：静电平衡 ‎【名师点睛】灵活应用等量异种电荷的电场线分布特点是解题的 关键；明确静电平衡导体的特点和原因是解题的核心。‎ ‎2. 如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电．当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定功率10W的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为40Ω，图中电压表为理想电表，下列说法正确的是 A． 变压器输入电压的瞬时值表达式为μ=220sinπt（V）‎ B． 电压表的示数为220V C． 变压器原、副线圈的匝数比为11：1‎ D． 变压器的输入功率为110W【来.源：全,品…中&高*考*网】‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 考点：变压器；交流电的有效值 ‎【名师点睛】掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题。‎ ‎3. 一辆电动观光车蓄电池的电动势为E，内阻不计，当空载的电动观光车以大小为v的速度匀速行驶时，流过电动机的电流为I，电动车的质量为m，电动车受到的阻力是车重的k倍，忽略电动观光车内部的摩擦，则 A. 电动机的内阻为 B. 电动机的内阻为 C. 电动车的工作效率 D. 电动机的发热效率 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ 试题分析：由功能关系EI=kmgv+I2R，所以电动机的内阻为，所以A错误B正确；电动车的工作效率等于输出功率与总功率之比，即，所以C正确；电动机的发热效率，所以D正确．故选BCD。‎ 考点：电功；电功率【来.源：全,品…中&高*考*网】‎ ‎【名师点睛】在计算电功率的公式中，总功率用P=IU来计算，发热的功率用P=I2R来计算，如果是计算纯电阻的功率，这两个公式的计算结果是一样的，但对于电动机等非纯电阻，第一个计算的是总功率，第二个只是计算发热的功率，这两个的计算结果是不一样的。‎ ‎4. 如图，带电平行金属板中匀强电场方向竖直向上，匀强磁场方向垂直纸面向里，带电小球从光滑绝缘轨道上的a点由静止滑下，经过1/4圆弧轨道从端点P（切线水平）进入板间后恰好沿水平方向做直线运动，现使带电小球从比a点稍低的b点由静止滑下，在经过P点进入板间的运动过程中 A．带电小球的动能将会增大 B．带电小球的电势能将会增大 C．带电小球所受洛伦兹力将会减小 D．带电小球所受电场力将会增大 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ 考点：带电粒子在复合场中的运动 ‎【名师点睛】本题关键先分析出小球受力平衡，然后再考虑洛仑兹力变化后的运动情况，同时要结合平行板电容器的表达式和电势差与电场强度的关系式列式分析。‎ ‎5. 利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子．图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距为L．一群质量为m、电荷量为q，具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场，对于能够从宽度d的缝射出的粒子，下列说法正确的是 ‎ A． 粒子带正电 B． 射出粒子的最大速度为 C． 保持d和L不变，增大B，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大【来.源：全,品…中&高*考*网】‎ D． 保持d和B不变，增大L，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 考点：带电粒子在复合场中的运动 ‎【名师点睛】解决本题的关键确定粒子在磁场中偏转的临界半径，结合粒子在磁场中运动的半径公式进行求解。‎ ‎6. 如图，竖直放置的平行金属板带等量异种电荷，一不计重力的带电粒子从两板中问以某一初速度平行于两板射入，打在负极板的中点，以下判断正确的是 A．该带电粒子带正电 B．该带电粒子带负电 C．若粒子初速度增大到原来的2倍，则恰能从负极板边缘射出 D．若粒子初动能增大到原来的2倍，则恰能从负极板边缘射出 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 试题分析：粒子以某一初速度平行于两板射入，打在负极板的中点，则受力的方向与电场的方向相同，所以粒子带正电．故A正确，B错误；粒子以某一初速度平行于两板射入，打在负极板的中点，设极板的长度是L，极板之间的距离是d，时间t，则：at2＝d；v0t＝L；若粒子恰能从负极板边缘射出，则时间t不变，沿极板方向的位移：x=vt=L，所以：，故C正确；恰能从负极板边缘射出，根据：Ek＝mv2可知，粒子的动能需增加为原来的4倍．故D错误．故选AC。‎ 考点：带电粒子在电场中的运动 ‎【名师点睛】带电粒子在电场中偏转时做匀加速曲线运动．应用处理类平抛运动的方法处理粒子运动，关键在于分析临界条件。‎ ‎7. 如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成．若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外．一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点．不计粒子重力．下列说法正确的是 ‎ A．粒子一定带正电 B．加速电场的电压 C．直径 D．若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有相同的比荷 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ 考点：带电粒子在复合场中的运动 ‎【名师点睛】考查粒子在电场中加速与匀速圆周运动，及在磁场中做匀速圆周运动．掌握电场力与洛伦兹力在各自场中应用，注意粒子在静电分析器中电场力不做功。‎ ‎8. 如图, 一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场B和匀强电场E组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P，进入另一匀强磁场B'，最终打在AlA2上．下列表述正确的是 A. 粒子带负电 B. 所有打在AlA2上的粒子，在磁场B'中运动时间都相同 C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D. 粒子打在AlA2上的位置越靠近P，粒子的比荷越大 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 考点：带电粒子在复合场中的运动 ‎【名师点睛】解决本题的关键知道粒子在速度选择器中做匀速直线运动，在磁场中做匀速圆周运动。‎ ‎22. （本题满分12分）一学习小组学习了电阻的测量的方法后，想描绘一只硅二极管通正向电流时的伏安特性曲线．已知该二极管正向导通时电阻为几十到几百欧，其耐压值约为1.0V．实验室有如下器材：‎ A．干电池一节 B．电压表1，量程15V，内阻约几百千欧 C．电压表2，量程3V，内阻约一百千欧 D．电流表，量程10mA，内阻约几百欧 E．滑动变阻器1，最大阻值为1KΩ F．滑动变阻器2，最大阻值为100Ω G．导线若干，电键一个 ‎①电压表应选 （请填器材前的字母）。‎ ‎②滑动变阻器应选 （请填器材前的字母）。‎ ‎③请将题图1所示未完成的电路图补充完整（硅二极管的符号为 ）。‎ U/V ‎0.00‎ ‎0.12‎ ‎0.281‎ ‎0.40‎ ‎0.50‎ ‎0.56‎ ‎0.60‎ ‎0.64‎ ‎0.68‎ I/mA ‎0.0‎ 约0‎ 约0‎ ‎0.1‎ ‎0.2‎ ‎0.4‎ ‎0.8‎ ‎1.2‎ ‎5.0‎ ‎④如题图2所示，坐标图上的图线I为某硅光电池组的伏安特性曲线，通过图线I直接读出该硅光电池组的电动势为 V，短路电流为 mA，其内电阻 Ω（填“是”或“不是”）定值。‎ ‎⑤移动滑动变阻器的滑片，得到多组硅二极管的电流电压值如下表，请根据表格中的数据在同一坐标纸上通过描点连线画出硅二极管的伏安特性曲线。‎ ‎⑥根据你描绘的图线结合图线I，计算若用该硅光电池组直接给该硅二极管供电时（保证该硅光电池组为二极管输入正向电流），电池组的输出功率为 W，此时硅光电池组的内阻为 Ω，此时二极管的电阻为 Ω（此三空均保留三位有效数字）。‎ ‎【答案】①C，②F，③如下图，④0.88，3.0，不是，⑤如下图，⑥（1.35～1.42）×10－3，109，290～340，‎ ‎【解析】‎ ‎⑥两图象的交点坐标值是二极管的电压与电流值，由图示图象可知，二极管两端电压为：U=0.65V，电流：I=2.1mA=0.0021A，电池组的输出功率为P=UI=0.65×0.0021=1.36×10-3W，此时二极管的电阻为：，由闭合电路的欧姆定律可知：E=U+Ir ‎，即：0.88=0.65+0.0021r，解得，此时硅光电池组的内阻r≈109.5Ω． ‎ 考点：描绘小灯泡的伏安特性曲线 ‎【名师点睛】本题是一道电学综合实验题，要掌握实验器材的选择原则，掌握描点法作图的方法；应用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法，要掌握应用图象法处理实验数据的方法。‎ ‎23. （本题满分16分）如图所示是一种测定风速的装置，一个压力传感器固定在竖直墙上，一弹簧一端固定在传感器上的M点，另一端N与导电的迎风板相连，弹簧穿在光滑水平放置的电阻率较大的金属细杆上，弹簧是不导电的材料制成的．测得该弹簧的形变量与压力传感器示数关系见表．‎ 形变量（m）‎ ‎0‎ ‎0.1【来.源：全,品…中&高*考*网】‎ ‎0.2‎ ‎0.3‎ ‎0.4‎ 压力（N）‎ ‎0‎ ‎130‎ ‎260‎ ‎390‎ ‎520‎ 迎风板面积S=0.50m2，工作时总是正对着风吹来的方向．电路的一端与迎风板相连，另一端在M点与金属杆相连．迎风板可在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好．定值电阻R=1.0Ω，电源的电动势E=12V，内阻r=0.50Ω．闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长L0=0.50m，电压传感器的示数U1=3.0V，某时刻由于风吹迎风板，电压传感器的示数变为U2=2.0V．求：‎ ‎（1）金属杆单位长度的电阻；‎ ‎（2）此时作用在迎风板上的风力；‎ ‎（3）假设风（运动的空气）与迎风板作用后的速度变为零，空气的密度为1.3kg/m3，求风速多大．‎ ‎【答案】（1）1Ω/m；（2）260N；（3）20m/s．‎ ‎【解析】‎ ‎-F′△t=0-mV 又m=ρSV△t，F′=F则F△t=ρSV△t•V ‎ 得到 ‎ 考点：闭合电路的欧姆定律 ‎【名师点睛】本题考查电压、电流、电阻的计算，关键是欧姆定律的公式及其变形的应用以及串联电路电压的规律．解决力电综合题，关键寻找力与电的桥梁，本题的桥梁是弹簧的长度。‎ ‎24. （本题满分16分）如图所示，匀强磁场B1垂直水平光滑金属导轨平面向下，垂直导轨放置的导体棒ab在平行于导轨的外力F作用下做匀加速直线运动，通过两线圈感应出电压，使电压表示数U保持不变。已知变阻器最大阻值为R，且是定值电阻R2 的三倍，平行金属板MN相距为d。在电场作用下，一个带正电粒子从O1由静止开始经O2小孔垂直AC边射入第二个匀强磁场区，该磁场的磁感应强度为B2，方向垂直纸面向外，其下边界AD距O1O2连线的距离为h。已知场强B2 =B，设带电粒子的电荷量为q、质量为m，则高度，请注意两线圈绕法，不计粒子重力。求：‎ ‎（1）试判断拉力F能否为恒力以及F的方向（直接判断）；‎ ‎（2）调节变阻器R的滑动头位于最右端时，MN两板间电场强度多大？‎ ‎（3）保持电压表示数U不变，调节R的滑动头，带电粒子进入磁场B2后都能击中AD边界，求粒子打在AD边界上的落点距A点的距离范围。‎ ‎【答案】（1）F不能为恒力，F方向向左；（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎（2），R1 =3R2 =3R ① ‎ MN两板间电压：U2=IR2 ② ‎ 场强： ③ ‎ 解得场强大小： ④ ‎ ‎（3）带电粒子在O1O2间加速： ⑤ ‎ 在磁场B2中： ⑥ ‎ 运动半径： ‎ ‎ ⑨ ‎ 解得： ⑩ ‎ 故所求的落点距离范围： ‎ 考点：带电粒子在复合场中的运动 ‎【名师点睛】本题是一道电磁感应、电路、带电粒子在匀强磁场中运动的综合题，难度较大，分析清楚电路结构、应用欧姆定律、动能定理、牛顿第二定律即可正确解题，解题时注意几何知识的应用。‎ ‎25. （本题满分18分）如图甲所示，直角坐标系xoy的第二象限有一半径为R=a的圆形区域，圆形区域的圆心O1坐标为（﹣a，a），与坐标轴分别相切于P点和N点，整个圆形区域内分布有磁感应强度大小为B的匀强磁场，其方向垂直纸面向里（图中未画出）．带电粒子以相同的速度在纸面内从P点进入圆形磁场区域，速度方向与x轴负方向成θ角，当粒子经过y轴上的M点时，速度方向沿x轴正方向，已知M点坐标为（0，）．带电粒子质量为m、带电量为﹣q．忽略带电粒子间的相互作用力，不计带电粒子的重力，求：‎ ‎（1）带电粒子速度v大小和cosθ值；‎ ‎（2）若带电粒子从M点射入第一象限，第一象限分布着垂直纸面向里的匀强磁场，已知带电粒子在该磁场的一直作用下经过了x轴上的Q点，Q点坐标为（a，0），该磁场的磁感应强度B′大小为多大？‎ ‎（3）若第一象限只在y轴与直线x=a之间的整个区域内有匀强磁场，磁感应强度大小仍为B．方向垂直纸面，磁感应强度B随时间t变化（B﹣t图）的规律如图乙所示，已知在t=0时刻磁感应强度方向垂直纸面向外，此时某带电粒子刚好从M点射入第一象限，最终从直线x=a边界上的K点（图中未画出）穿出磁场，穿出磁场时其速度方向沿x轴正方向（该粒子始终只在第一象限内运动），则K点到x轴最大距离为多少？要达到此最大距离，图乙中的T值为多少？‎ ‎【答案】（1）（2）B（3）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）带电粒子在圆形磁场区域中做圆周运动的圆心为O2，离开圆形磁场区域时的位置为H，连 ‎【来.源：全,品…中&高*考*网】‎ 解得：cosθ=‎ ‎（2）由图可知，带电粒子以平行于x轴正方向的速度从M点进入磁场区域中做圆周运动，设半径为r3，由几何关系有：，β=37°‎ 则：‎ 得：r3=a 而 得：B′=B1‎ ‎（3）由图知：圆O4与直线x=a相切于C点，圆O5与y轴相切于D点，两圆弧相切于E点，带电粒子运动到K点时离x轴距离最大，‎ ‎ O4 O5=2r=2a ‎ 考点：带电粒子在复合场中的运动 ‎【名师点睛】本题关键是明确粒子的受力情况和运动规律，画出临界轨迹，结合牛顿第二定律和几何关系分析解答。‎