【物理】山西省忻州市2019-2020学年高二下学期4月线上联考试题（解析版） 13页

‎2019~2020高二下学期4月月考线上测试物理 一、选择题 ‎1.在物理学发展过程中，有许多伟大的科学家做出了巨大贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　）‎ A. 楞次认为感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 B. 奥斯特首先发现了电流磁效应，并首先发现了磁场对电流的作用规律 C. 法拉第由通电螺线管外部的磁场和条形磁铁的磁场的相似性提出了分子电流假说，解释了磁现象的电本质 D. 库仑用“扭秤”实验精确测定了元电荷e的值 ‎【答案】A ‎【解析】A．根据楞次定律可知，楞次认为感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故A正确；‎ B．奥斯特首先发现了电流磁效应，安培首先发现了磁场对电流的作用规律，故B错误；‎ C．安培由通电螺线管外部的磁场和条形磁铁的磁场的相似性提出了分子电流假说，解释了磁现象的电本质，故C错误；‎ D．密立根用油滴实验精确测定了元电荷e的值，故D错误。故选A。‎ ‎2.两个完全相同的金属小球，带电荷量分别为+Q和-5Q，当两小球相距为d（d远大于小球半径）时，它们之间的库仑力大小为F。若让两小球接触后再放回原处，则它们之间的库仑力大( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】初始时，两球之间库仑力为 两球接触后，电荷先中和再平分，两球电荷量变为，故库仑力变为 故选D。‎ ‎3.如图所示，真空中有两个带等量正电荷的Q1、Q2固定在水平x轴上的A、B两点。一质量为m、电荷量为q的带电小球恰好静止在A、B连线的中垂线上的C 点，由于某种原因，小球带电荷量突然减半。D点是C点关于AB对称的点，则小球从C点运动到D点的过程中，下列说法正确的是（　　）‎ A. 小球做匀加速直线运动 B. 小球受到的电场力可能先减小后增大 C. 电场力先做正功后做负功 D. 小球的机械能一直不变 ‎【答案】B ‎【解析】A．小球初始时能静止，由小球水平方向合力为0可知A、B两电荷电荷量必定相等，设 ；小球下落过程受到重力和电场力作用，由牛顿第二定律可得 由于和均发生变化，故小球不做匀加速运动，故A错误；‎ B．由等量同种电荷的分布可知，电荷C在中垂线上受到的电场力为 其中垂线上从无限远处到两电荷连线中点场强先变大后变小，只要C点位置合适，从C点到O点，小球受到的电场力先减小，从O点到D点，电场力再增大，故小球受到的电场力可能先变减小后增大，B正确；‎ C．由题意可知，小球带正电，故从C到D电场力先做负功后做正功，故C错误；‎ D．小球运动过程中电场力做功了，故小球机械能不守恒，故D错误；故选B。‎ ‎4.若使一已充电的电容器的电荷量减少q，其电压减少为原来的，则（　　）‎ A. 电容器原来的带电荷量为1. 5q B. 电容器的电容变为原来的 C. 电容器原来的电压为1V D. 将电容器完全放电后，其电容变为零 ‎【答案】A ‎【解析】AB．电容是由电容器本身决定，与电压和电荷量无关，电容器的电荷量减少q，电压减少为原来的，电容不变，由知电量减少为原来的即减少了，则原来的电荷量为1.5q，故A正确，B错误；‎ C．由于具体数据不知，无法求出原来的电压，故C错误；‎ D．电容反映电容器本身的特性，电容器放电，电容器的电容不变，故D错误。故选A。‎ ‎5.为了减小输电线路上的电能损耗，我国研制并投产了百万伏特高压输电线路。若A、B两地原采用200kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率△P=400kW。在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1000kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率△P′为（　　）‎ A. 16kW B. 25kW C. 32kW D. 50kW ‎【答案】A ‎【解析】当以不同电压输送时，输送功率P=UI，解得输电电流为 在线路上损失的功率为 可知，损失的功率与电压的平方成反比，即 解得 故A正确，BCD错误。故选A。‎ ‎6.一线圈在磁场中绕垂直于磁感线的固定轴匀速转动，产生交流电的瞬时值表达式为（V），下列说法正确的是（　　）‎ A. 当s时，线圈平面与中性面重合 B. 当s时，线圈的电流将改变方向 C. 当s时，穿过线圈平面的磁通量等于零 D. 将该电压加在标有“220V 60W”的灯泡两端，灯泡的实际功率等于30W ‎【答案】B ‎【解析】A．当s时，产生的瞬时感应电动势为 产生的感应电动势最大，故此时线圈平面与中性面垂直，故A错误；‎ B．当s时，产生的瞬时感应电动势为 线圈位于中性面位置，线圈的电流将改变方向，故B正确；‎ C．当s时，产生的瞬时感应电动势为 线圈位于中性面位置，此时穿过线圈的磁通量最大，故C错误；‎ D．该交流电的有效值 故此灯泡在额定电压下工作，故灯泡实际功率为额定功率即为60W，故D错误。故选B。‎ ‎7.某小组将充电器里的变压器拆下，连成图示电路迸行实验探究，图中R为滑动变阻器，L为小灯泡，电表均为理想电表，变压器可视为理想变压器。当左边接入交流电源且电压的有效值保持不变时，灯泡L始终发光，下列说法正确的是（　　）‎ A. 只让滑片1向上移动，这时电流表和电压表的示数增大、灯泡L变亮 B. 只让滑片2向左移动，这时电流表的示数增大、电压表的示数不变、灯泡L变亮 C. 若同时移动滑片1和滑片2，使灯泡L的亮度不变，则这两种情况下电流表的示数一定相同 D. 若同时移动滑片1和滑片2，使灯泡L的亮度不变，则这两种情况下变压器的输入功率一定相同 ‎【答案】B ‎【解析】A．让滑片1向上移动，则原线圈输入电压不变，电压表示数不变，副线圈匝数变大，根据变压比可知，副线圈输出电压增大，根据闭合电路欧姆定律可知，副线圈输出电流增大，灯泡L变亮，根据变流比可知，原线圈输入电流增大，电流表的示数增大，故A错误；‎ B．只让滑片2向左移动，副线圈所接电路的阻值减小，原、副线圈的电压不变，电压表示数不变，根据欧姆定律可知，副线圈输出电流增大，灯泡L变亮，根据变流比可知，原线圈输入电流增大，这时电流表的示数增大，故B正确；‎ C．若同时移动滑片1和滑片2，使灯泡L的亮度不变，则副线圈输出电流不变，由于副线圈匝数变化，则根据变流比可知，原线圈输入电流变化，电流表示数变化，故C错误；‎ D．若同时移动滑片1和滑片2，使灯泡L的亮度不变，则副线圈输出电流不变，由于副线圈匝数变化，则输出电压变化，则输出功率变化，输入功率变化，则这两种情况下变压器的输入功率不相同，故D错误。故选B。‎ ‎8.如图所示，直角三角形ACD区域内存在垂直纸面向外的有界的匀强磁场，磁感应强度大小为B，直角三角形ACD的直角边AC长为x、直角边CD长为y（且x＞y），一带正电的粒子以速度v从A点沿AC方向垂直磁场方向射入磁场区域，然后从D点射出。已知从A点到D点运动的圆弧长为L，不计粒子重力，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 粒子在磁场中运动的时间等于 B. 粒子在磁场中运动的轨道半径为 C. 粒子射入匀强磁场后在磁场中运动时的动能不变 D. 若x＜y，粒子从A点沿AC方向垂直磁场方向射入磁场，也可以从D点射出 ‎【答案】C ‎【解析】A．粒子在磁场中运动的时间等于 故A错误；‎ B．粒子的运动轨迹如图1所示，设半径为r，由几何关系得 则有 解得 故B错误；‎ C．粒子在磁场中运动时，只受洛伦兹力，由于洛伦兹力不做功，则粒子射入匀强磁场后在磁场中运动时的动能不变，故C正确；‎ D．若x＜y，粒子从A点沿AC方向垂直磁场方向射入磁场，粒子在磁场中运动的最大速度对应的轨迹如图2所示，如果速度增大，粒子则从CD边射出，则粒子不可能从D点射出，故D错误。故选C。‎ ‎9.光滑的平行导轨与水平方向成θ角倾斜放置，导轨上放一个质量为m 的金属导体棒。绐金属导体棒通入垂直于纸面向外电流的同时，施加如图所示的匀强磁场，其中可能平衡的是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】ABD ‎【解析】A．由左手定则可知A图中导线所受安培力沿斜面向上，因此当安培力大小与重力沿斜面向下分力相等时，导体棒即可处于平衡状态，故A正确；‎ B．图中安培力水平向右，这样安培力有沿斜面向上的分力可能与重力沿斜面向下分力平衡，导体棒即可处于平衡状态，故B正确；‎ C．图中导体所受安培力垂直斜面向上，没有力和重力沿斜面向下分力平衡，故一定不能平衡，故C错误；‎ D．图中安培力竖直向上，当安培力等于重力时，导体棒即可处于平衡状态，故D正确。‎ 故选ABD。‎ ‎10.某导体中的电流与其两端电压的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）‎ A. 导体两端加5V电压时，导体的电阻为5‎ B. 导体两端加5V电压时，导体的电阻为10‎ C. 导体两端加12V电压时，导体的电功率为18W D. 随着导体两端电压增大，导体的电阻不断减小 ‎【答案】AC ‎【解析】AB．当电压为5V时，电流值为1.0A，根据欧姆定律可知 故A正确，B错误；‎ C．当电压为12V时，电流值为1.5A，根据功率公式可知 故C正确；‎ D．I－U图像切线的斜率倒数表示导体的电阻，由图像可知，随电压的增大，图线斜率减小，则电阻增大，故D错误。故选AC。‎ ‎11.如图所示，L1和L2为直流电阻可忽略的电感线圈。A1、A2和A3分别为三个相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　）‎ A. 图甲中， 闭合S1瞬间和断开S1瞬间，通过A1的电流方向不同 B. 图甲中，闭合S1，随着电路稳定后，A1会再次亮起 C. 图乙中，断开S2瞬间，灯A3闪亮一下再缓慢熄灭 D. 图乙中，断开S2瞬间，灯A2立刻熄灭 ‎【答案】AC ‎【解析】A．图甲中，闭合电键的瞬间，流过灯泡A1的电流的方向向右；L1的为自感系数很大的自感线圈，则断开电键的瞬间，自感电动势将阻碍其电流的减小，所以流过L1的电流方向不变，而流过灯泡A1的电流的方向与开始时是相反的，故A正确；‎ B．图甲中，闭合S1，电路稳定后，灯泡A1短路，无电流，故B错误；‎ CD．图乙中，闭合S2电路中的电流稳定后两个灯泡都亮且A2中的电流大于A3中的电流，断开S2瞬间，L2对电流减小有阻碍作用，此时L2与两个灯泡以及滑动变阻器组成闭合回路，所以A2、A3中电流从电路闭合时A2中的电流开始逐渐减小，则灯泡A2逐渐变暗直至熄灭，灯A3先变亮后再缓慢熄灭，故C正确，D错误。故选AC。‎ ‎12.如图所示，光滑导轨由倾斜和水平两部分在MM′处平滑连接组成，导轨间距为0.5m，水平导轨处于竖直向上、磁感应强度大小为2T匀强磁场中，倾斜导轨上端连接阻值为1的电阻R，现让质量为0.1kg、阻值也为1的金属棒a从距离水平导轨高度为0.8m处由静止释放，金属棒a到达磁场中OO′时的动能是金属棒运动到MM′时动能的，最终静止在水平导轨上，金属棒a与导轨垂直且接触良好、导轨电阻不计，重力加速度g=10m/s2，下列分析正确的是（　　）‎ A. 金属棒a运动到MM′时回路中的电流为4A B. 金属棒a运动到OO′时的加速度大小为10m/s2‎ C. 在金属棒a整个滑动的过程中，电阻R上产生的焦耳热为0.4J D. 若金属棒a从高为1.25m处由静止释放，可能停在OO′左侧 ‎【答案】BC ‎【解析】A．金属棒沿斜轨道下滑过程，据动能定理有 解得 此时的电动势为 电流为 故A错误；‎ B．由题意知，金属棒a到达磁场中OO'时的动能是金属棒运动到MM'时动能的，金属棒到达OO′时的速度为 根据牛顿第二定律得 解得 故B正确；‎ C．对金属棒运动全过程，根据能量守恒定律有 其中电阻R上产生的焦耳热与金属棒上的焦耳热按阻值分配有 故C正确；‎ D．金属棒a从距离水平导轨高度为0.8m处由静止释放，金属棒a到达磁场中OO'时的动能是金属棒运动到MM'时动能的，最终静止时停在OO′的右侧，若金属棒a从高为1.25m处由静止释放，最终静止时产生的内能会更多，在磁场中运动的距离会更大，所以最终静止时停在OO'的右侧，故D错误。故选BC。‎ 二、非选择题 ‎13.在测金属丝电阻率的实验中，回答下列问题。‎ ‎(1)测得某金属丝的有效长度为L，直径为d，两端的电压为U，通过它的电流为I，可以得到该金属丝的电阻率______（用题中所给的物理量符号表示）。‎ ‎(2)若金属丝的电阻约为5Ω，电流表内阻约为1Ω，电压表内阻约为1kΩ，则实验中应该将电流表______（填“内接”或“外接”）。‎ ‎(3)若实验中采取电流表内接法，则金属丝电阻率实际测量值___（填“偏大”“偏小”或“不变”）。‎ ‎【答案】 (1). (2). 外接 (3). 偏大 ‎【解析】(1)[1]根据电阻定律有 所以可得 ‎(2)[2]由题中数据可知 故应采用电流表外接法；‎ ‎(3)[3]若采用内接法，因为金属丝的电阻较小，由于电流表的分压作用，电阻的测量值偏大，根据电阻定律可知金属丝电阻率实际测量值也偏大。‎ ‎14.某物理小组要测绘小灯泡（2.8V 0.8W）的伏安特性曲线，要求小灯泡两端的电压从零开始增大。有下列器材供选用：‎ A.电压表（03V，内阻约20k）； B．电压表（015V，内阻约100k）；‎ C．电流表（03A，内阻约0.2）； D．电流表（00.6A，内阻约0.1）；‎ E. 滑动变阻器（20，5A）； F. 滑动变阻器（1k，1A）；‎ G. 电源（3V，内阻不计）； H. 开关一个，导线若干。‎ ‎(1)电压表应选用_____，电流表应选用____，滑动变阻器应选用_____；（均用序号字母表示）‎ ‎(2)请在框中画出实验电路图；‎ ‎(3)小灯泡两端所加的电压U由零逐渐增大到2.8V，在此过程中电流I和电压U的关系可以用图像表示，下图中符合实际的是__________‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】 (1). A D E (2). (35). B ‎【解析】(1)[1]灯泡额定电压是2.8V，电压表应选A；‎ ‎[2]灯泡额定电流为则电流表选D；‎ ‎[3]为方便实验操作，滑动变阻器应选总阻值较小的E；‎ ‎(2)[4]描绘小灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法；灯泡正常发光时的电阻较小，故电流表应采用外接法，实验电路图如图所示 ‎(3)[5]根据小灯泡的电阻随着所加电压升高，电阻逐渐增大，由欧姆定律可知,在I－U图像中斜率应逐渐减小，故B正确，ACD错误。故选B。‎ ‎15.如图所示，在方向水平向右、电场强度大小N/C的匀强电场中，一细线上端同定，下端连接一个可视为质点的带电小球，使细线竖直拉直时将小球从A点由静止释放，当细线离开竖直位置偏角时，小球速度大小为0，已知小球所带电荷量C，重力加速度g=10m/s2：‎ ‎(1)求小球的质量；‎ ‎(2)若小球运动到最高点时将电场撤去，求小球回到最低点时细线对小球拉力的大小。‎ ‎【答案】(1)0.3kg；(2)6N ‎【解析】(1)由题意可知，细线离开竖直位置偏角的角平分线的位置，即为小球平衡位置，以小球为研究对象，分析受力，作出受力示意图如图 根据平衡条件得 则 ‎(2)小球从最高点到最低点过程中有 在最低点由牛顿第二定律有 联立解得 ‎16.如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=2m，一端连接R=4的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=0.1T。导体俸MN垂直放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，且与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均忽略不计。在平行于导轨的拉力F（未知）作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=2m/s。求 ‎(1)感应电动势E和感应电流I；‎ ‎(2)拉力F的大小。‎ ‎【答案】(1)0.4V，0.1A；(2)0.02N ‎【解析】(1)由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势 感应电流 ‎(2)根据平衡条件可知，拉力大小等于安培力大小，故拉力 ‎17.在如图所示的竖直平面内，水平轨道CD和倾斜轨道分别与半径r=0.5m的光滑圆弧轨道相切于D点和G点，与水平面的夹角。过G点的竖直平面左侧有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小B=1T；过D 点且垂直于纸面的竖直平面右侧有一匀强电场，电场方向水平向右，电场强度大小E=10N/C。物体P1（视为质点）质量kg、电荷量C，受到水平向右的推力F的作用，沿CD向右以v=3m/s做匀速直线运动，到达D点后撤去推力。当P1到达倾斜轨道底端G点的瞬间，不带电的物体P2（视为质点）在GH顶端由静止释放，经过时间t=0.4s与P1相遇。P1和P2与轨道CD、GH间的动摩擦因数均为，g取10m/s2，sin=0.6，cos=0.8，物体P1电荷量保持不变，不计空气阻力。求：‎ ‎(1)物体P1在水平轨道CD上运动受到的推力F大小；‎ ‎(2)倾斜轨道GH的长度s。 ‎ ‎【答案】(1)；(2)2.56m ‎【解析】(1)物体P1在CD段做匀速直线运动，由平衡可得 又，联立解得 ‎(2)物体P1从D到G过程由动能定理有 解得 物体P1在GH段有 联立解得 物块P2的加速度为 t=0.4s物体P1运动的位移为 t=0.4s物体P2运动的位移为 则