【物理】四川省广元天立学校2019-2020学年高二上学期第三学月诊断考试试题（解析版）

【物理】四川省广元天立学校2019-2020学年高二上学期第三学月诊断考试试题（解析版）

四川广元天立学校2019-2020学年高二上学期第三学月诊断考试物理试题 ‎1.下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是(　　)‎ A. 由知，电场中某点的电场强度与检验电荷所带的电荷量成反比 B. 由知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比 C. 由知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关 D. 由知，带电荷量为1 C的正电荷，从A点到B点克服电场力做功1 J，则A、B两点的电势差为－1V ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关。用电容器和电势差的定义式即可求解。真空中点电荷电场强度公式中 ‎，‎ Q是电源电荷。‎ ‎【详解】A．电场强度E与F、q无关，由电场本身决定，A错误。‎ B．电容C与Q、U无关，由电容器本身决定，B错误。‎ C．是决定式，C错误。‎ D．由可知，D正确。‎ 故选D。‎ ‎【点睛】电场强度E由电场本身决定。电容C由电容器本身决定。‎ ‎2.某点电荷和金属圆环间的电场线分布如图所示．下列说法正确的是(　　)‎ A. b点的电势低于a点的电势 B. 若将一正试探电荷由a点移到b点，电场力做负功 C. c点的电场强度与d点的电场强度大小无法判断 D. 若将一正试探电荷从d点由静止释放，电荷将沿着电场线由d到c ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、由沿电场线的方向电势降落和电场线与等势面垂直的特点，可知a点的电势低于b点的电势，故A错误；B、由电势能的公式式：Ep=qφ，可得出a点的电势能低于b点的电势能，由电场力做功与电势能变化的关系，说明电场力做了负功，故B正确；C、因为电场线的疏密表示电场的强弱，故c点的电场强度小于d点的电场强度，故C错误；D、正试探电荷在d点时所受的电场力沿该处电场线的切线方向，使该电荷离开该电场线，所以该电荷不可能沿着电场线由d到c．故D错误．故选B．‎ ‎【点睛】本题考查了电场线和电场强度、电势之间的关系，对于电势能可以通过电势高低进行判断，也可以通过电场力做功进行判断．‎ ‎3.两个等量点电荷的电场线分布如图所示，图中A点和B点在两点电荷连线上，C点和D点在两点电荷连线的中垂线上．若将一电荷放在此电场中，则以下说法正确的是 A. 电荷沿直线由A到B的过程中，电场力先增大后减小 B. 电荷沿直线由C到D的过程中，电场力先增大后减小 C. 电荷沿直线由A到B的过程中，电势能先减小后增大 D. 电荷沿直线由C到D过程中，电势能先增大后减小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 电场线的疏密程度表示电场强度大小，故从A到B过程中电场线先变疏后变密，即电场强度先减小后增大，所以电场力先减小后增大，从C到D过程中电场线先变密后变疏，故电场力先增大后减小，A错误B正确；由于不知道电场方向以及运动电荷的电性，所以无法判断电势能变化，CD错误．‎ ‎4.如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线是方向未知的电场线，虚线AB是一个带电粒子仅在静电力作用下的运动轨迹.下列说法正确的是(　　)‎ A. 带电粒子在A点的电势能一定小于在B点的电势能 B. 带电粒子在A点的加速度一定大于在B点的加速度 C. 若带电粒子带负电，则点电荷Q一定带正电 D. 若带电粒子带负电，则A点的电势一定高于B点的电势 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由图粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子受到的电场力大体向左，根据粒子电性可判断场源电荷的性质。由电场线的疏密程度可知场强大小，结合牛顿第二定律可知加速度的大小。沿着电场线方向电势逐渐降低。‎ ‎【详解】A．粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子受到的电场力大体向左，从A到B，电场力做正功，电势能减小，即带电粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能，故A错误。‎ B．由电场线的疏密程度可知，B点的场强小于A点的场强，故电子在B点受到的电场力小于其在A点受到的电场力，结合牛顿第二定律可知，电子在B点的加速度一定小于其在A点的加速度，故B正确。‎ C．若粒子带负电，受到向左的电场力，故电场方向向右，指向场源电荷，则点电荷Q一定带负电，故C正确。‎ D．由C项分析可知，电场方向向右，沿着电场方向电势逐渐降低可知，A点的电势一定低于B点的电势，故D错误。‎ 故选: BC。‎ ‎【点睛】电势顺着电场线的方向逐渐降低，可简记为：顺线降势。‎ ‎5.直角坐标系xoy中，A、B两点位于x轴上，坐标如图所示，C、D位于y轴上．C、D两点各固定一等量正点电荷，另一电量为Q的负点电荷置于O点时，B点处的电场强度恰好为零．若将该负点电荷移到A点，则B点处场强的大小和方向分别为（静电力常量为k）‎ A. ,沿x轴正方向 B. ,沿x轴负方向 C. ,沿x轴负方向 D. ,沿x轴正方向 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】B点处的电场强度恰好为零，说明负电荷在B点产生的场强与正电荷在B点产生的场强大小相等方向相反，根据点电荷的场强公式可得，负电荷在B点的场强为，两正电荷在B点的合场强也为，当负点电荷移到A点时，负电荷与B点的距离为2l，负电荷在B点产生的场强为，方向沿x轴负方向，由于CD对称，所以两正电荷在B点产生的合场强的大小为，方向沿x轴正方向，所以B点处场合强的大小为，方向沿x轴正方向，所以A、B、C错误，D正确；故选D．‎ ‎【点睛】本题是对场强叠加原理的考查，同时注意点电荷的场强公式的应用，本题的关键的是理解B点处的电场强度恰好为零的含义．‎ ‎6.如图所示，两平行金属板水平放置，板长为L，板间距离为d，板间电压为U，一不计重力、电荷量为q的带电粒子以初速度v0沿两板的中线射入，经过t时间后恰好沿下板的边缘飞出，则(　　)‎ A. 在前时间内，电场力对粒子做的功为Uq B. 在后时间内，电场力对粒子做的功为Uq C. 在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为1∶1‎ D. 在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为1∶2‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】设粒子在前时间内和在后时间内竖直位移分别为y1、y2，由y=at2和匀变速直线运动的推论可知y1：y2=1：3，得：y1=d，y2=d，则在前时间内，电场力对粒子做的功为：W1=q•U=qU，在后时间内，电场力对粒子做的功为：W2=q•U=qU．故A错误，B正确．根据W=qEy可得，在粒子下落前和后的过程中，电场力做功之比为1：1，故C正确，D错误．故选BC.‎ ‎【点睛】本题是类平抛运动，要熟练掌握其研究方法：运动的合成与分解，并要抓住竖直方向初速度为零的匀加速运动的一些推论，研究位移和时间关系．‎ ‎7.两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中a点进入电场，其运动轨迹为图中实线所示，若粒子只受静电力作用，则下列关于带电粒子的判断正确的是( )‎ A. 带正电 B. 速度先变大后变小 C. 电势能先变大后变小 D. 经过b点和d点时的速度大小相同 ‎【答案】CD ‎【解析】A．根据两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面的特点可得，该图中的等势面中，正电荷在上方，负电荷在下方；从粒子运动轨迹看出，轨迹向上弯曲，可知带电粒子受到了向上的力的作用，所以粒子带负电，A错误；‎ BC．粒子从a到c到e的过程中电场力先做负功后做正功，速度先减后增，电势能先增大后减小；B错误，C正确；‎ D．因为bd两点在同一等势面上，所以在bd两点的电势能相同，所以经过b点和d点时的速度大小相同，D正确。故选CD。‎ ‎8.一电流表的满偏电流=30mA．内电阻=95Ω，要把它改装成一个量程为0．6A的电流表，应在电流表上 A. 串联一个5．00Ω的电阻 B. 串联个4．75Ω的电阻 C. 并联一个5．00Ω的电阻 D. 并联一个4．75Ω的电阻 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】把小量程电流表改装成大量程电流表需要并联分流电阻，应用并联电路特点与欧姆定律求出并联电阻阻值．‎ ‎【详解】把电流表改装成0.6A的电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值为：，故C正确，ABD错误．‎ ‎9.如图所示，电源电动势E=6 V，内阻，定值电阻与电动机M串联接在电源上，开关闭合后，理想电流表示数为1 A，电动机刚好正常工作，电动机线圈电阻．下列说法中正确的是 A. 定值电阻消耗的热功率2 W B. 电动机的输出功率为2.5 W C. 电动机的输出功率为3 W D. 电源的输出功率是6 W ‎【答案】AB ‎【解析】根据可知定值电阻消耗的热功率为，故A正确；电动机两端的电压：，电动机消耗的电功率为，电动机的输出功率：，故B正确，C错误；电源的输出功率：，故D错误．故选AB.‎ ‎【点睛】由P=UI求出电动机输入功率，由P=I2R求出电动机热功率，电动机输入功率与热功率之差是电动机的输出功率．‎ ‎10.如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小．当R所在位置温度升高时 A. 灯泡L1变亮 B. 灯泡L2变亮 C. 电压表读数增大 D. 电源内阻消耗功率减小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】热敏电阻和灯泡并联，随温度升高，热敏电阻阻值变小，并联电路电路变小，电路总电阻变小，总电流变大，灯泡由于电流变大而功率变大，变亮，选项A对．电压表读数为路端电压随总电流变大而减小，选项C错．电源内阻消耗的功率随电流的增大而增大，选项D错．并联电路电压随电流增大而减小，灯泡由于电压变小而功率变小变暗，选项B错．‎ ‎11.如图甲，电路中电源电动势为3.0 V，内阻不计，L1 、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，则(　　)‎ A. L1的电流为L2电流的2倍 B. L3的电阻约为1.875Ω C. L3的电功率约为1.20W D. L2和L3的总电功率约为3W ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 当开关闭合后，灯泡L1的电压等于3V ，由图读出其电流I，灯泡L2、L3串联，电压等于1.5V，由图读出电流，求出电阻。‎ ‎【详解】A．当开关闭合后，灯泡L1的电压U1=3V，由图读出其电流I1= 1A，则灯泡L1的电阻R1= 3Ω，灯泡L2、L3串联，电压为U2= U3 =1.5V，由图读出其电流为I2 =I3=0.80A.故A错误。‎ B．灯泡L2、L3的电阻均为 故B正确。‎ CD．L3 的电功率为 L2、L3的总电功率为2.4W，故C正确，D错误。故选:BC。‎ ‎12.图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示．一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是(　　)‎ A. 向上 B. 向下 C. 向左 D. 向右 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：带电粒子在磁场中受洛伦兹力，磁场为4根长直导线在O点产生的合磁场，根据右手定则，a在O点产生的磁场方向为水平向左，b在O点产生磁场方向为竖直向上，c在O点产生的磁场方向为水平向左，d在O点产生的磁场方向竖直向下，所以合场方向水平向左．根据左手定则，带正电粒子在合磁场中洛伦兹力方向向下．故选B．‎ 考点：洛伦兹力方向判定（左手定则）和直导线周围磁场的判定（右手螺旋定则）．‎ ‎13.如图所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和N，通有同向等值电流；沿纸面与直导线M、N等距放置另一根可自由移动的通电导线ab，则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是(　　)‎ A. 沿纸面逆时针转动 B. 沿纸面顺时针转动 C. a端转向纸外，b端转向纸里 D. a端转向纸里，b端转向纸外 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】通过右手螺旋定则来确定平行且固定放置的直导线M和N，在导线a处的磁场分布，再由左手定则来确定安培力的方向，从而确定导线a如何运动。‎ ‎【详解】根据长直导线周围磁场的分布规律和矢量合成法则，可以判断两导线M、N连线的中垂线上方磁场方向水平向右，ab上半段所受安培力垂直于纸面向里，两导线M、N连线的中垂线下方磁场方向水平向左，ab下半段所受安培力垂直于纸面向外，所以a端转向纸里，b端转向纸外，选项D正确，ABC错误。‎ ‎14.如图所示，带电粒子以初速度以v0从a点进入匀强磁场，运动过程中经过b点，Oa=Ob，若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度以v0从a点进入电场，仍能通过b点，则电场强度E和磁感应强度B的比值为 A. v0 B. 1/ v0 C. 2 v0 D. v0/2‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】设oa=ob=d，因为带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，所以圆周运动的半径正好等于d，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：qv0B=m，解得：，如果换成匀强电场，水平方向以v0做匀速直线运动，在水平方向：d=v0t2，竖直沿y轴负方向做匀加速运动，即：，解得：，则=2v0，故选C．‎ ‎【点睛】带电粒子在电场磁场中的运动要把握其运动规律，在电场中利用几何关系得出其沿电场和垂直于电场的运动规律；而在磁场中也是要注意找出相应的几何关系，从而确定圆心和半径．‎ ‎15.劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示.置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略.磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U.若A处粒子源产生质子的质量为m、电荷量为＋q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响.则下列说法正确的是 A. 质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf B. 质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比 C. 质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为∶1‎ D. 不改变磁感应强度B和交流电频率f，经该回旋加速器加速的各种粒子的最大动能不变 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．质子出回旋加速器的速度最大，此时的半径为R，则 所以最大速度不超过，故A正确；‎ B．根据 知 则最大动能 与加速的电压无关，故B错误；‎ C．粒子在加速电场中做匀加速运动，在磁场中做匀速圆周运动，根据 知，质子第2次和第1次经过D形盒狭缝的速度比为，根据，则半径之比为，故C正确；‎ D．质子离开回旋加速器时的最大动能 最大初动能和粒子的质量和电荷量也有关，故D错误．‎ ‎16.如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个质量和电荷量均相同的正负离子(不计重力)，从点O以相同的速率先后射入磁场中，入射方向与边界成θ 角，则正负离子在磁场中(　　)‎ A. 运动时间相同 B. 运动轨道的半径相同 C. 重新回到边界时速度的大小和方向相同 D. 重新回到边界的位置与O点距离相等 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据左手定则可以判断，两粒子运动轨迹不同，转过的圆心角不同，但是运动周期相同，所以运动时间不同，A错误．‎ B.根据可知，粒子运动半径相同，B正确．‎ C.因为从同一边界射入，又从相同边界射出，所以出射角等于入射角，且洛仑兹力时刻与速度垂直，不做功，所以出射速度大小与入射速度相同，C正确．‎ D.根据题意可知，重新回到边界位置与O点距离，相同，D正确．‎ ‎17.已知一质量为m的带电液滴，经电压U加速后，水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中，液滴在此空间的竖直平面内做匀速圆周运动，如图，则( )‎ A. 液滴在空间可能受4个力作用 B. 液滴一定带负电 C. 液滴做圆周运动的半径 D. 液滴在场中运动时总能量不变 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．液滴在竖直平面内做匀速圆周运动，故重力等于电场力，即洛伦兹力提供向心力，所以 mg=qE 由于电场力的方向与场强的方向相反，故液滴带负电，液滴在空间受到三个力作用，故A错误，B正确；‎ C．洛伦兹力提供向心力，即 解得：‎ 在加速电场中根据动能定理 联立解得：‎ 故C正确；‎ D．因电场力与重力相平衡，由洛伦兹力提供向心力，而洛伦兹力总是垂直速度的方向，所以不做功，则在场中运动时总能量不变，故D正确．‎ ‎18.在磁感应强度大小为B0，方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里，如图所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中（　　）‎ A. c、d两点的磁感应强度大小相等 B. a、b两点的磁感应强度大小相等 C. c点的磁感应强度的值最小 D. b点的磁感应强度的值最大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】通电直导线在c点的磁感应强度方向与B0的方向相反，b、d两点的磁感应强度方向与B0垂直，a点的磁感应强度方向与B0同向，由磁场的叠加知c点的合磁感应强度最小，a点的合磁感应强度最大．C项正确．‎ ‎19.如右图所示为圆柱形区域的横截面，在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场．带电粒子(不计重力)第一次以速度沿截面直径入射，粒子飞入磁场区域时，速度方向偏转60°角；该带电粒子第二次以速度从同一点沿同一方向入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转90°角．则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的(　　)‎ A. 半径之比为 B. 速度之比为 C. 时间之比为2∶3 D. 时间之比为3∶2‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 粒子进入磁场时，受到洛伦兹力作用而做匀速圆周运动，速度的偏向角等于轨迹对应的圆心角，再可求出轨迹对应的圆心角θ，由t=T求解时间之比；‎ 根据几何知识求出轨迹半径之比，由半径公式r=求出速度之比．‎ ‎【详解】设圆柱形区域为R．带电粒子第一次以速度v1沿直径入射时，轨迹如图所示，粒子飞出此磁场区域时速度方向偏转60°角，‎ 则知带电粒子轨迹对应的圆心角 θ1=60°，轨迹半径为 r1=Rtan60°，‎ 运动时间为 t1=；‎ 带电粒子第二次以速度v2沿直径入射时，粒子飞出此磁场区域时速度方向偏转90°角，则知带电粒子轨迹对应的圆心角 θ2=90°，轨迹半径为 r2=R，运动时间为 t2=；‎ 所以轨迹半径之比：r1：r2=；时间之比：t1：t2=2：3；‎ 根据半径公式r=得，速度之比：v1：v2=r1：r2=．故A、C正确，B、D错误．‎ 故选AC．‎ ‎20.如图所示，水平绝缘轨道AB长L=4m，离地高h=1.8m，A、B间存在竖直向上匀强电场。一质量m=0.1kg，电荷量q=-5×10－5C的小滑块，从轨道上的A点以v0=6m/s的初速度向右滑动，从B点离开电场后，落在地面上的C点。已知C、B间的水平距离x=2.4m，滑块与轨道间的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s2，求：‎ ‎ ‎ ‎（1）滑块离开B点时速度的大小；‎ ‎（2）滑块从A点运动到B点所用的时间；‎ ‎（3）匀强电场的场强E的大小．‎ ‎【答案】（1）4m/s；（2）0.8s；（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）从B到C过程中，有 h＝gt2‎ x＝vBt 解得 vB＝4m/s ‎（2）从A到B过程中，有 xAB＝t'‎ 解得 t'＝0.8s ‎（3）在电场中运动过程中，受力如图 ‎ ‎ 由牛顿第二定律，得 μ（mg＋Eq）=mα 由运动学公式，有 vB2－vA2＝2αx 解得 E＝5×103N/C ‎21.在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B．一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以一定的初速度垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ＝60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，已知ON＝d，如图所示．不计粒子重力，求：‎ ‎（1）粒子在磁场中运动的轨道半径R；‎ ‎（2）粒子在M点的初速度v0的大小；‎ ‎（3）粒子从M点运动到P点的总时间t．‎ ‎【答案】（1）粒子在磁场中运动的轨道半径R为d；‎ ‎（2）粒子在M点的初速度v0的大小为；‎ ‎（3）粒子从M点运动到P点的总时间t为．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）做出带电粒子的运动轨迹如图 由三角形相关知识得 ‎（2）由qvB=mv2/R 得v 在N点速度v与x轴正方向成θ＝60°角射出电场，将速度分解如图 cosθ= v0/v 得射出速度v=2v0， v0=‎ ‎（3）粒子在电场中运动的时间t1，有d＝v0t1‎ 所以t1＝　　‎ 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T　，故 T 设粒子在磁场中运动的时间t2，有t2 所以　t2‎ t＝t1＋t2，所以　t