高二物理(31)综合测试(内含一道32交变电流的选择题) 8页

U1 L d U2 y 2010—2011 学年度第一学期第二次模块考试 高 二 物 理 模 拟 试 题 2011.01 注意：本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，答卷前，考生必须将自己的姓名、准考证 号、考试科目填涂清楚．本试题满分 100 分，考试时间 90 分钟．试卷中 g 取 10 m/s2． 第Ⅰ卷（40 分） 一、选择题：本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分．在每小题给出的四个选项中，有 的有一个答案符合题意，有的有多个答案符合题意．全选对的得 4 分，选对但不全 者得 2 分，有错选或不答者得零分． 1． 空间某区域内存在着电场，电场线在竖直面上的分 布如图所示，一个质量为m、电量为q的小球在该电 场中运动，小球经过A点时的速度大小为v1，方向水 平向右，运动至B点时的速度大小为v2，运动方向与 水平方向之间的夹角为 ，A、B两点之间的高度差 与水平距离均为H，则以下判断中正确的是 A．带电小球由A运动到B的过程中，电场力对小球一定做正功 B．A、B两点间的电势差 )(2 2 1 2 2 vvq mU  C．小球由A点运动至B点，电场力做的功 mgHmvmvW  2 1 2 2 2 1 2 1 D．小球运动到B点时所受重力的瞬时功率为P = mg v2 2．如图所示是示波管工作原理图：电子经电 场加速后垂直射入偏转电场，若加速电压 为 U1，偏转电压为 U2，偏转电场的极板长 度与极板间的距离分别为 L 和 d，取“单位 A B v1 v2 H H )  偏转电压引起的偏转距离”来描述示波管的灵敏度，即 y/U2（该比值越大则灵敏度 越高），则下列哪种方法可使示波管的灵敏度提高 A．增大 U1 B．增大 U2 C．减小 L D．减小 d 3．实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中， 绕垂直于磁感线的 OO' 轴 匀速转动．今在发电机的输出端接一个电阻 R 和理想 电压表，并让线圈每秒转 25 圈，读出电压表的示数为 10V．已知 R = 10 Ω，线圈 电阻忽略不计，下列说法正确的是 A．线圈位于图中位置时，线圈中的瞬时电流为零 B ． 从 中 性 面 开 始 计 时 ， 线 圈 中 电 流 瞬 时 值 表 达 式 为 （A） C．流过电阻 R 的电流每秒钟方向改变 50 次 D．电阻 R 上的热功率等于 20W 4．如图所示，真空中Ｍ、Ｎ 处放置两等量异号电荷，a、b、 c 表示电场中的 3 条等势线，d 点和 e 点位于等势线 a 上，f 点位于等势线 c 上，d f 平行于 M N．若将一带 正电的试探电荷从 d 点移动到 f 点时，试探电荷的电 势能增加，以下判断正确的是 A．Ｍ 点处放置的是正电荷 B．d 点的电势高于 f 点的电势 C．d 点的场强与 f 点的场强完全相同 D．将试探电荷沿直线由 d 点移动到 e 点，电场力先做正功、后做负功 5．如图所示，用绝缘轻绳悬吊一个带正电的小球，放在 匀强磁场中．现把小球拉至悬点右侧 a 点，轻绳被 水平拉直，静止释放后，小球在竖直平面内来回摆动． 在小球运动过程中，下列判断正确的是 A．小球摆到悬点左侧的最高点与 a 点应在同一水平线上 B．小球每次经过最低点时所受洛伦兹力大小相等 M N d f e a b c ． ． ． ． ． O VR B O O' C．小球每次经过最低点时所受洛伦兹力方向相同 D．小球每次经过最低点时轻绳所受拉力大小相等 6．利用示波器可以观察电压随时间的变化情况．其工作原理如图所示，电子经加速后 进入偏转电场，在图甲、乙所示的竖直电压 u YY'、水平电压 uXX' 作用下打在荧光屏 上，形成图形．下列关于偏转电压与所得图形的说法正确的是 A．如果只加上竖直电压 u YY'，则在荧光屏上看到的图形如图 a 所示 B．如果只加上水平电压 u XX' ，则在荧光屏上看到的图形如图 b 所示 C．如果同时加上竖直电压 u YY' 、水平电压 uXX' ，则看到的图形如图 c 所示 D．如果同时加上竖直电压 u YY' 、水平电压 uXX' ，则看到的图形如图 d 所示 7． 质量为 m、电量为 e 的电子以速度 沿 AB 边射入边长为 a 的等边三角形的 匀强磁场区域中，如图所示．为使电子从 BC 边穿出磁场，磁感应强度 B 的取值 范围为 A. B． C． D． 8．如图所示，一条电场线与 Ox 轴重合，取 O 点电势为零，Ox 方向上各点的电势 φ 随 x 变化的情况如图所示．若在 O 点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则 A．电子一直沿 Ox 负方向运动 u u YY' XX' T T t t0 0. . . .. . 甲 乙 X' X Y 。 。 。 。 Y' X' X Y 。 。 。 。 Y' X' X Y 。 。 。 。 Y' X' X Y 。 。 。 。 Y' a b c d B C v 0 Q d v0 M • b c a • B．电场力一直做正功 C．电子运动的加速度不变 D．电子的电势能逐渐增大 9．如图所示，虚线框内存在着匀强电场（方向未画出）， 一质子从bc边上的M点以速度v0射入电场，最后从cd边上 的Q点飞出电场．下列说法正确的是 A．电荷运动的轨迹一定是抛物线 B．电场方向一定是垂直ab边向右 C．电场力一定对电荷做了正功 D．M点的电势一定高于Q点的电势 10．如图所示，一个边长为 a、电阻为 R 的等边三角形 线框，在外力作用下，以速度 v 匀速穿过宽度 均为 a 的两个匀强磁场区域．这两个磁场区域 的磁感应强度大小均为 B，方向相反。线框运 动方向与底边平行且与磁场边缘垂直．取逆时 针方向为电流正方向．若从图示位置开始计时， 线框中产生的感应电流 i 随线框的位移 x 变化的关系图线是 xO  - - - - O x 第Ⅱ卷（60 分） 二、填空、实验题：请在答题纸上作答，本题共 3 小题，共 18 分． 11. （6 分）某同学查阅资料发现自动铅笔笔芯的电阻随温度升高而变小．在实验室中， 他取一段长为 16cm 的自动铅笔笔芯，用多用电表测量其电阻大约为 4Ω．该同学要较 精确测量铅笔芯的电阻，现有下述器材可供选择： A．直流电源 3V，内阻不计； B．直流电流表 0～3A（内阻 0.1Ω） C．直流电流表 0～600mA（内阻 0.5Ω） D．直流电压表 0～3V（内阻 3kΩ） E．直流电压表 0～15V（内阻 200kΩ） F．滑动变阻器（10Ω，1A） G．滑动变阻器（1kΩ，300mA） ①除开关、导线外，实验中能够在电压表上从零开始读取若干组数据，需要选用的 器材有： （填写字母代号）； ②用线条代替导线，连接实验电路； ③该同学在下表中记录了实验数据，请你根据实验数据，在方格纸上画出该铅笔芯 的伏安特性曲线； 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 U /V 0 0.3 0.5 0.7 1.0 1.2 1.5 1.7 2.0 2.2 I /A 0 0.08 0.13 0.18 0.25 0.30 0.36 0.39 0.43 0.45 铅笔芯 电源 +－ 0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24 0.28 0.32 0.36 0.40 0.44 0.48 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 ④该同学又利用铅笔芯制成一个魔术道具，将“1.2V、1.2W”的小灯泡与一段适当 长度的该铅笔芯串联，接到一节电动势为 1.5V、内阻为 0.2Ω的纽扣电池两端，若铅笔 芯长度合适，小灯泡的电压低于 0.8V 时，灯泡基本不发光；点燃火柴给铅笔芯加热， 就会发现小灯泡亮起来，火柴熄灭，灯泡随之熄灭．请你给他一个建议，应当取用长为 cm 的铅笔芯串接在电路中，才能发生上述神奇的现象． 12. （7 分）图甲是测量一节新干电池的电动势和内阻的实验电路，实验时会发现，当 滑动变阻器在阻值较大的范围内调节时，电压表 ，原因是 ， 从而影响测量的准确性．为了较准确地测量一节新干电池的内阻，可用以下器材连成图 乙所示的电路完成实验，器材：量程 3V 的理想电压表 V，量程 0.6A 的电流表 A（具有 一定内阻），定值电阻 R0（R0＝1.50Ω），滑动变阻器 R 1 （0 — 10Ω），滑动变阻器 R 2 （0 — 200Ω），开关 S． ①在图乙的实验电路中，加接电阻 R 0 有两方面的作用，一是方便实验操作和数据测量， 二是 ； ②为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用 （填 R1 或 R2 ） ③实验中，改变滑动变阻器的阻值，测出当电流表读数为 I 1 时，电压表读数为 U1； 当电流表读数为 I2 时，电压表读数为 U2．则新电池内阻的表达式 r = ． （用 I1、I2、U1、U2 和 R 0 表示） 13．（5 分）发光晶体二极管是用电器上做指示灯用的一种电子元件．它的电路符号如 图甲所示，正常使用时，带“+”号盼一端接高电势，带“一”的一端接低电势． U/V 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.6 2.8 3.0 I/mA 0 0.9 2.3 4.3 6.8 13.0 19.0 24.0 30.0 37.0 A VK1 R0 甲 乙 A V K1 某同学用实验方法探究二极管的伏安特性曲线，现测得它两端的电压 U 和通过它的电 流 I 的数据如表中所示． ①在图乙中的虚线框内画出实验电路图．(除电源、开关、滑动变阻器外；实验用 电压表 V：内组 RV 约为 l0kΩ，电流表 mA：内阻 RA 约为 100Ω) ②在图(丙)中的小方格纸上用描点法画出二极管的伏安特性曲线。 ③根据②中画出的二极管的伏安特性曲线，简要说明发光二极管的电阻与其两端电 压的关系： 三、计算题：本题共 3 个小题，共 42 分，请在答题纸上作答，解答应写出必要的文字 说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分． 14．（12 分）如图所示，在光滑绝缘水平面两端有两块平行带电金属板Ａ、Ｂ，其 间存在着场强Ｅ＝200 N/C 的匀强电场，靠近正极板 B 处有一薄挡板 S。一个带电小球， 质量为 m＝1×10－2kg、电量 q＝－2×10－3Ｃ，开始 时静止在Ｐ点，它与挡板 S 的距离为 h＝5cm，与 A 板距离为 H＝45cm。静止释放后小球在电场力的作 用下向左运动，与挡板 S 相碰后电量减少到碰前的 Ｋ倍，Ｋ＝5/6，碰撞前后小球的速度大小不变。 （1）设匀强电场中挡板 S 所在位置的电势为零，则电场中 P 点的电势 Up 为多少？ 小球在 P 点时的电势能 p 为多少？ （2）小球第一次与挡板 S 碰撞时的速度多大？第一次碰撞后小球能运动到离 A 板 多远的地方？ AB S Hh+ _ P 15．（12 分）如图所示的直角坐标系中，在直线 x=－2l0 到 y 轴区域内存在着两个大小 相等、方向相反的有界匀强电场，其中 x 轴上方的电场方向沿 y 轴负方向，x 轴下方的 电场方向沿 y 轴正方向．在电场左边界上 A（－2l0，－l0）到 C（－2l0，0）区域内，连 续分布着电荷量为＋q、质量为 m 的粒子．从某时刻起由 A 点到 C 点间的粒子，依次连 续以相同的速度 v0 沿 x 轴正方向射入电场.若从 A 点射入的粒子，恰好从 y 轴上的 A′（0， l0）沿 x 轴正方向射出电场，其轨迹如图．不计粒子的重力及它们间的相互作用．求： （1）匀强电场的电场强度 E； （2）在 AC 间还有哪些位置的粒子，通过电场后也能沿 x 轴正方向运动． 16．（18 分）如图所示，平面直角坐标系的 y 轴竖直向上，x 轴上的 P 点与 Q 点关于坐 标原点 O 对称，距离 l 为 2a·有一簇质量为 m、带电量为+q 的带电微粒，在 xoy 平面内，从 P 点以相同的速率斜向上沿与工 x 轴正方向的夹角θ方向射出，0°< θ<90°，经过菜一个垂直于 xoy 平面向外、磁感应强度大小为 B 的有界匀强磁场 区域后，最终会聚到 Q 点，这些微粒的运动轨迹关于 y 轴对称。为保证微粒的速 率保持不变，需要在微粒的运动空闻再施加一个匀强电场，重力加速度为 g。求： （1）匀强电场场强巨的大小和方向； （2）若微粒在磁场中运动的轨道半径为 a，求与 x 轴正方向 30°角射出的微粒从 P 点运动到 Q 点的时间 t； （3）若微粒从 P 点射出时的速率为 v，试推出在 x>0 的区域中磁场的边界点坐标 x 与 y 应满足的关系式． A x A v0 E Ex=－2l0 C y O