2017-2018学年江西省横峰中学高二上学期第三次月考物理试题 解析版

2017-2018学年江西省横峰中学高二上学期第三次月考物理试题 解析版

‎2017-2018学年度上学期高三年级第三次月考 物理试卷 一、选择题： ‎ ‎1. 如图所示为电场中的一条电场线，在该电场线上有a、b两点，用Ea、Eb分别表示这两处的电场强度的大小，则(　　)‎ A. a、b两点的电场强度方向相反 B. 因为电场线由a指向b，所以Ea>Eb C. 因为电场线是直线，所以Ea＝Eb D. 因不清楚a、b两点附近的电场线分布情况，所以不能确定Ea、Eb的大小关系 ‎【答案】D ‎【解析】电场线的疏密程度反映了电场强度的大小，由于只有一根电场线，题目中也没有明确指出这根电场线是什么电场中的电场线，故无法判断a、b两点的场强大小；电场线的切线方向表示场强的方向，故a、b两点的场强方向相同．故ABC错误，D正确；故选D．‎ 点睛：掌握电场线的特点：电场线的疏密表示电场的强弱，沿电场线方向电势降低，还要会判断电场线做功与电势能、动能的变化关系．‎ ‎2. 一个重力不计的带电粒子垂直进入匀强磁场，在与磁场垂直的平面内做匀速圆周运动。则下列能表示运动周期T与半径R之间的关系图像的是(　　)‎ A. A B. B C. C D. D ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据，，联立可求粒子做圆周运动的周期为，周期与轨道半径r无关，所以A、B、C错误；D正确。‎ 考点：本题考查带电粒子在磁场中的运动 ‎3. 电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作。设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2，则有(　　)‎ A. U1＜U2，Q1＝Q2 B. U1＝U2，Q1＝Q2‎ C. W1＝W2，Q1＞Q2 D. W1＜W2，Q1＜Q2‎ ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：设开关接通后，电路中电流为I．对于电阻R，由欧姆定律得U1=IR；对于电动机，U2＞IR，则U1＜U2．根据焦耳定律得Q1=I2Rt，Q2=I2Rt，则Q1=Q2．故选A．‎ 考点：焦耳定律; 欧姆定律 ‎【名师点睛】本题把握纯电阻电路与非纯电阻电路区别的能力，抓住欧姆定律适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路，而焦耳定律对两种电路均适用．‎ ‎4. 如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是(　　)‎ A. A B. B C. C D. D ‎【答案】B ‎【解析】A图中线框在匀强磁场中运动的过程中，面积不变、磁感应强度不变，穿过线框的磁通量不变，不产生感应电流，故A错误；B图在线框转动过程中，穿过闭合线框的磁通量发生变化，能产生感应电流，故B正确；C图中线框与磁场平行，线框在运动过程中，穿过线框的磁通量始终为零，不发生变化，没有感应电流产生，故C错误；D图中线框与磁场平行，线框在运动过程中，穿过线框的磁通量始终为零，不发生变化，没有感应电流产生，故D错误．故选B．‎ ‎5. 如图所示，等边三角形ABC处在匀强电场中，电场方向与三角形所在平面平行，其中φA＝φB＝0，φC＝φ>0，保持该电场的电场强度大小和方向不变，让等边三角形绕A点在三角形所在平面内顺时针转过30°，则此时B点的电势为(　　)‎ A. φ B. ‎ C. －φ D. －‎ ‎【答案】C ‎【解析】设等边三角形的边长为L，则匀强电场E=，当让等边三角形以A点为轴在纸面内顺时针转过30°，则B1点到AB的距离为L1=0.5L，所以U=Ed=，又因为转动后B1点的电势比B点的电势低，故转动后B点的电势为−φ，故ABD错误，C正确．故选C．‎ ‎6. 如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则(　　)‎ A. θ增大，E增大 B. θ增大，Ep不变 C. θ减小，Ep增大 D. θ减小，E不变 ‎【答案】C ‎【考点定位】电容器、电场强度、电势及电势能 ‎【名师点睛】此题是对电容器的动态讨论；首先要知道电容器问题的两种情况：电容器带电荷量一定和电容器两板间电势差一定；其次要掌握三个基本公式：，，Q=CU；同时记住一个特殊的结论：电容器带电荷量一定时，电容器两板间的场强大小与两板间距无关。‎ ‎ ‎ ‎7. 空间有一磁感应强度为B的水平匀强磁场，质量为m、电荷量为q的质点以垂直于磁场方向的速度v0水平进入该磁场，在飞出磁场时高度下降了h，重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　)‎ A. 带电质点进入磁场时所受洛伦兹力可能向上 B. 带电质点进入磁场时所受洛伦兹力一定向下 C. 带电质点飞出磁场时速度的大小为v0‎ D. 带电质点飞出磁场时速度的大小为 ‎【答案】AD ‎【解析】试题分析：由于质点重力不能忽略，磁场方向未知，因此洛伦兹力方向可能向上也可能向下，A正确，B错误；向下运动时，由于重力做了正功，动能增加，C错误，由于洛仑兹力不做功，只有重力做功，根据动能定理，，因此带电质点飞出磁场时速度的大小为，D正确。‎ 考点：带电质点在复合场中的运动 ‎8. 如图所示，abcd为水平放置的平行“  ”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计，已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。则(　　)‎ A. 电路中感应电动势的大小为 B. 电路中感应电流的大小为 C. 金属杆所受安培力的大小为 D. 金属杆的热功率为 ‎【答案】BC ‎【解析】电路中感应电动势的大小E=Blv；公式中的l为切割的有效长度，故电动势E=Blv；故A错误；感应电流；故B正确；导线与磁场均垂直且长度为，故安培力的大小F=BIL=；故C正确；功率P=FV=；故D错误；故选BC．‎ 点睛：本题考查导体切割磁感线中的电动势和安培力公式的应用，要注意明确E=BLv和F=BIL均为导轨宽度，即导线的有效切割长度．‎ ‎9. 如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，、为理想电流表和电压表。在滑动变阻器滑片P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是(　　)‎ A. 电压表示数减小 B. 电流表示数增大 C. 电容器C所带电荷量增多 D. a点的电势降低 ‎【答案】BD ‎...............‎ 点睛：本题是电路动态变化分析问题，要抓住不变量：电源的电动势、内阻及定值电阻的阻值不变，进行分析．根据电流方向判断电势高低，由电压的变化判断电势的变化．‎ ‎10. 如图所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长固定绝缘杆MN，小球P套在杆上，已知P的质量为m、电荷量为＋q，电场强度为E，磁感应强度为B，P 与杆间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。小球由静止开始下滑直到稳定的过程中(　　)‎ A. 小球的加速度一直减小 B. 小球的机械能和电势能的总和保持不变 C. 下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是v＝‎ D. 下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是v＝‎ ‎【答案】CD ‎【解析】小球静止时只受电场力、重力、支持力及摩擦力，电场力水平向左，摩擦力竖直向上；开始时，小球的加速度应为 ； 小球速度将增大，产生洛伦兹力，由左手定则可知，洛伦兹力向右，故水平方向合力将减小，摩擦力减小，故加速度增大；故A错误；当洛伦兹力等于电场力时，摩擦力为零，此时加速度为g，达最大；此后速度继续增大，则洛伦兹力增大，水平方向上的合力增大，摩擦力将增大；加速度将减小，故最大加速度的一半会有两种情况，一是在洛伦兹力小于电场力的时间内，另一种是在洛伦兹力大于电场力的情况下，则： ，解得， ，故C正确；同理有：，解得，故D正确；而在下降过程中有摩擦力做功，故有部分能量转化为内能，故机械能和电势能的总和将减小；故B错误；故选CD.‎ 二、实验题：（本题包括2小题，共2×8=16分）‎ ‎11. 某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图(a)和(b)所示。该工件的直径为______cm，高度为______mm。‎ ‎(a) (b)‎ ‎【答案】 (1). 1.220cm； (2). 6.861mm；‎ ‎【解析】工件的直径为1.2cm+0.05mm×4=1.220cm，高度为6.5mm+0.01mm×36.1=6.861mm。‎ ‎12. 用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。已知电池的电动势约6 V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有：‎ 电流表A1(量程0～30 mA)； 电流表A2(量程0～100 mA)；‎ 电压表V(量程0～6 V)； 滑动变阻器R1(阻值0～5 Ω)；‎ 滑动变阻器R2(阻值0～300 Ω)； 开关S一个，导线若干条。‎ 某同学的实验过程如下：‎ Ⅰ.设计如图所示的电路图，正确连接电路。‎ Ⅱ.将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录。以U为纵轴，I为横轴，得到如图所示的图线。‎ Ⅲ.断开开关，将Rx改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变。重复Ⅱ的步骤，得到另一条UI图线，图线与横轴I的交点坐标为(I0,0)，与纵轴U的交点坐标为(0，U0)。‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）电流表应选用________，滑动变阻器应选用________。‎ ‎（2）由图线，得电源内阻r＝________Ω。‎ ‎（3）用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx＝________，代入数值可得Rx。‎ ‎（4）若电表为理想电表，Rx接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围________，电压表示数变化范围________。(选填“相同”或“不同”)‎ ‎【答案】 (1). (1) A2； (2). R2； (3). (2)25； (4). (3) －r； (5). (4)相同； (6). 不同；‎ ‎【解析】①根据题设条件中电池的电动势约，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧，可估算出电路中的电流为数十毫安，因此电流表应选用，为了电路正常工作，以及方便调节，多测量几组数据，滑动变阻器应选用 ‎②根据图中电路结构可知，电压表测量了电路的路端电压，电流表测量了电路的总电流，因此图中图线斜率绝对值即为电源的内阻，有。‎ ‎③当改接电路后，将待测电阻与电源视为整体，即为一“等效电源”，此时图线的斜率为等效电源的内阻，因此有，解得。‎ ‎④若电表为理想电表，接在B、C之间与接在A、B之间，电路的总电阻可变范围不变，因此电流表的示数变化范围相同， 接在B、C之间时，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，而接在A、B之间时，电压表测量的是滑动变阻器与两端电压的和，由于对应某一滑动变阻器阻值时，电路的电流相同，因此电压表的读数不同，所以电压表示数变化范围也不同。‎ 点睛：本题考查测量电源内阻及电阻的实验，关键在于明确电路结构，认清实验方法及步骤，再由欧姆定律或闭合电路欧姆定律进行分析求解。‎ 三、计算题（9）‎ ‎13. 如图所示的电路中，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关S，求：‎ ‎（1）路端电压为多少伏?‎ ‎（2）电源的总功率为多少 W？‎ ‎（3）a、b间电压的大小为多少 V？‎ ‎【答案】10v； 12w； 5v；‎ ‎【解析】（1）外电阻R=Ω=10Ω，‎ 则 ‎ 则路端电压U=IR=10V ‎（2）功率P=EI=12W （3）选电源负极为0势点，则b点电势为×10=7.5V a点电势为×10=2.5V 则ab间的电压为U′=7.5-2.5=5V；‎ ‎14. 在一个水平面上建立x轴，在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场，场强大小E＝6.0×105 N/C，方向与x轴正方向相同。在O处放一个电荷量q＝－5.0×10－8 C，质量m＝1.0×10－2 kg的绝缘物块。物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.20，沿x轴正方向给物块一个初速率v0＝2.0 m/s，如图所示。(g取10 m/s2)试求：‎ ‎(1)物块向右运动的最大距离；‎ ‎(2)物块最终停止的位置。‎ ‎【答案】(1)0.4 m；　(2)O点左侧0.2 m处；‎ ‎【解析】试题分析：（1）设物块向右运动的最大距离为xm，由动能定理得：－μmgxm－E|q|xm＝0－，‎ 求得：xm="0.4" m ‎（2）因Eq>μmg，物块不可能停止在O点右侧，设最终停在O点左侧且离O点为x处，由动能定理得：E|q|xm－μmg（xm＋x）＝0 ，可得：x=0.2m 考点：动能定理 ‎15. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m＝5.0×10－8 kg、电量为q＝1.0×10－6 C的带电粒子。从静止开始经U0＝10 V的电压加速后，从P点沿图示方向进入磁场，已知OP＝30 cm，(粒子重力不计，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，求：‎ ‎(1)带电粒子到达P点时速度v的大小；‎ ‎(2)若磁感应强度B＝2.0 T，粒子从x轴上的Q点离开磁场，求OQ的距离；‎ ‎(3)若粒子不能进入x轴上方，求磁感应强度B′满足的条件。‎ ‎【答案】(1)20 m/s；　(2)0.90 m；　(3)B′>5.33 T；‎ ‎【解析】解：（1）对带电粒子的加速过程，由 动能定理 代入数据得：v=20m/s ‎（2）带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，‎ 有：‎ 得 代入数据得：R=0.50m 而=0.50m 故圆心一定在x轴上，轨迹如图所示．‎ 由几何关系可知：OQ=R+Rsin53°‎ 故OQ=0.90m ‎（3）带电粒子不从x轴射出（如图），‎ 由几何关系得：OP＞R'+R'cos53°①‎ ‎②‎ 由①②并代入数据得：B'＞=5.33T 答：（1）带电粒子到达P点时速度v的大小20m/s；‎ ‎（2）若磁感应强度B=2.0T，粒子从x轴上的Q点离开磁场，则QO的距离0.9m；‎ ‎（3）若粒子不能进入x轴上方，则磁感应强度B'满足大于5.33T条件．‎ ‎【点评】考查动能定理、牛顿第二定律及向心力公式，同时将几何知识融入题中，从而提升学生分析与解题的能力．‎ ‎16. 如图所示，电阻不计且足够长的U型金属框架放置在倾角θ＝37°的绝缘斜面上，该装置处于垂直斜面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小B＝0.5 T。质量m＝0.1 kg、电阻R＝0.4 Ω的导体棒ab垂直放在框架上，从静止开始沿框架无摩擦下滑，与框架接触良好。框架的质量M＝0.2 kg、宽度l＝0.4 m，框架与斜面间的动摩擦因数μ＝0.6，与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。‎ ‎(1)若框架固定，求导体棒的最大速度vm；‎ ‎(2)若框架固定，棒从静止开始下滑5.75 m时速度v＝5 m/s，求此过程回路中产生的热量Q及流过ab棒的电量q；‎ ‎(3)若框架不固定，求当框架刚开始运动时棒的速度v1。‎ ‎【答案】(1)6 m/s；　(2)2.2 J；　2.875 C；　(3)2.4 m/s；‎ ‎【解析】（1）棒ab产生的电动势为：E=Blv 回路中感应电流为：I＝ 棒ab所受的安培力为：F=BIl 对棒ab有：mgsin37°-BIl=ma 当加速度a=0时，速度最大，速度的最大值为： vm＝＝6m/s    （2）根据能量转化和守恒定律有： ‎ mgxsin37°＝mv2+Q 代入数据解得：Q=2.2J                                        电量为： ‎ ‎                    （3）回路中感应电流为：I1＝ 框架上边所受安培力为：F1=BI1l 对框架有：Mgsin37°+BI1l=μ（m+M）gcos37° 代入数据解得：v1=2.4m/s                                       点睛：本题是电磁感应中的力学问题，要明确安培是电磁感应与力联系的桥梁，这种类问题在于安培力的分析和计算．同时要明确物体刚好运动的临界条件：静摩擦力达最大值．‎ ‎ ‎ ‎ ‎