河北省唐山市第一中学2020学年高二物理2月调研试题（含解析） 16页

河北省唐山市第一中学2020学年高二物理2月调研试题（含解析） ‎ 一．选择题（共12小题，1-8小题只有一个选项正确，每小题4分；9-12小题有多个选项正确，每小题4分，全部选对的得4分，选对不全的得2分，有选错或不答得0分）‎ ‎1．磁感应强度单位是特斯拉，1特斯拉相当于（ ）‎ A．1kg/A·s2 B．1kg·m/A·s2 C．1kg·m2/s2 D．1kg·m2/A·s2‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 考点：单位制。‎ ‎【名师点睛】T是导出单位，可根据物理公式推导出各物理量单位的关系。‎ ‎2．A、B两点电荷间的距离恒定，当其他电荷移到A、B附近时，A、B间相互作用的库仑力将（ ）‎ A.可能变大 B.可能变小 C.一定不变 D.无法确定 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：A、B两个点电荷之间的库仑力与外加的电场无关．由，r不变，A、B间的库仑力不变．C正确；ABD错误；故选C。‎ 考点：库仑定律。‎ ‎【名师点睛】解决本题的关键掌握库仑定律的公式．知道两电荷间的库仑力与外加电场无关。‎ ‎3．如图所示，是一交流电随时间而变化的图象，其中电流的正值为正弦曲线的正半周，其最大值为Im；电流的负值的强度也为Im．则该交变电流的有效值为（ ）‎ A． B．‎ C． D．‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：设电流的有效值为I．取一个周期时间，由电流的热效应得：‎ 解得：，ABD错误；C正确；故选C。‎ 考点：正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率。‎ ‎【名师点睛】求有效值方法：是将交流电在一个周期内产生热量与将恒定电流在相同时间内产生的热量相等，则恒定电流的值就是交流电的有效值。‎ ‎4．用电压表检查图示电路中的故障，测得Uad＝5.0 V，Ucd＝0 V，Ubc＝0 V，Uab＝5.0 V，则此故障可能是（ ）‎ A．L断路 B．R断路 C．R′断路 D．S断路 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 考点：闭合电路的欧姆定律、电路故障的分析。‎ ‎【名师点睛】电压表有示数说明此时的电路可以组成闭合的回路，故障应该在和电压表并联的部分，当电压表示数为零，说明此时的电路不通，电路中没有电流，故障不在和电压表并联的部分。‎ ‎5．有一负载电阻为R，当它接到30V直流电源上时，消耗的功率为P，现有一台理想变压器，它的输入电压U=300sinωtV，若把上述负载接到此变压器副线圈的两端，消耗的功率为0.5P，则变压器原、副线圈的匝数比为（ ）‎ A.10：1 B.14.1：1 　　C.17.3：1 D.7.07：1‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：当电阻接在直流电路中的时候，由可得，此时的功率为，当功率为时，由可得，此时电阻的电压的有效值为，变压器的输入电压的有效值为，所以变压器原、副线圈的匝数比为得：变压器原副线圈的匝数比为10：1，A正确；BCD错误；故选A。‎ 考点：变压器的构造和原理。‎ ‎【名师点睛】输出电压是由输入电压和匝数比决定的，输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，根据理想变压器的原理分析即可。‎ ‎6．在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒以水平速度沿与杆垂直的方向抛出，设棒在运动过程中不发生转动，空气阻力不计，则金属棒在做平抛运动的过程中产生的感应电动势（ ）‎ A.越来越大 B.越来越小 C.保持不变 D.无法判断 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 考点：导体切割磁感线产生的感应电动势的计算。‎ ‎【名师点睛】由感应电动势公式，是有效的切割速度，即是垂直于磁感线方向的分速度，结合平抛运动的特点分析选择。‎ ‎7．如图所示，三个灯泡是相同的，额定功率足够大，直流电源E1内阻可以忽略，交流电源E2的电动势有效值与E1相等，自感线圈电阻不计．当开关S接A点时，三灯亮度相同，当开关S接B点时（ ）‎ A．甲、乙、丙三灯亮度相同 B．甲灯最亮，丙灯不亮 C．甲灯和乙灯等亮，丙灯不亮 D．乙灯最亮，丙灯不亮 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【名师点睛】电容器具有通交隔直的特性，电感有通直阻交的特性，而交流对电阻R没有影响．根据电感和电容的特性进行判断。‎ ‎8．粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电，让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动。已知磁场方向垂直纸面向里。以下四个图中，能正确表示两粒子子运动轨迹的是（ ）‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：根据洛伦兹力提供向心力，有 ，结合粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，可知甲的半径大于乙的半径，由于两粒子均带正电，且速度方向相反，A正确；BCD错误；故选A。‎ 考点：洛伦兹力。‎ ‎【名师点睛】由洛仑兹力充当向心力可求得两粒子的半径关系，则由图可知两粒子的轨迹图；由左手定则可判断粒子的运动方向。‎ ‎9．一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势按正弦规律变化，其瞬时值的表达式为e=220sin100πtV，下列说法中正确的是（ ）‎ A．频率是50Hz B．当t=0时，线圈平面与中性面重合 C．当t=1/100 s时，e的值最大，为220V D．线圈转动的角速度为314rad/s ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ 考点：正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．‎ ‎【名师点睛】本题考查了交流电的描述，根据交流电的表达式，可知道其最大值，以及线圈转动的角速度等物理量，然后进一步求出其它物理量，如有效值、周期、频率等。‎ ‎10．有一个n匝的圆形线圈，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面与磁感线成30°角，磁感应强度均匀变化，线圈导线的规格不变，下列方法可使线圈中的感应电流增加一倍的是（ ）‎ A.将线圈匝数增加一倍 B.将线圈面积增加一倍 C.将线圈半径增加一倍 D.将线圈平面转至跟磁感线垂直的位置 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 试题分析：法拉第电磁感应定律：，将线圈的匝数变化时，说明一定时，E与n成正比．当线圈匝数增加一倍，则线圈产生的感应电动势也增加一倍，但线圈电阻也增加一倍，因此线圈中的感应电流没有变化，A错误；由法拉第电磁感应定律：，将线圈的面积增加一倍时，则△φ也增加一倍，则线圈产生的感应电动势是原来的2倍．线圈的面积增加一倍，半径为原来的倍，周长也为原来的倍 ‎，由电阻定律，可得线圈电阻是原来的倍，因此线圈中的感应电流是原来的倍，B错误；法拉第电磁感应定律：，将线圈的直径增加一倍，线圈面积是原来的4倍，因此△φ也是原来的4倍，所以线圈产生的感应电动势是原来的4倍，由电阻定律，可得线圈电阻是原来的2倍，因此线圈中的感应电流是原来的2倍，即线圈中产生的感应电流增大1倍，C正确；由，将线圈平面转至跟磁感线垂直的位置，sinθ可以变为原来的2倍，电流可以变为原来的2倍，D正确；故选CD。‎ 考点：法拉第电磁感应定律。‎ ‎【名师点睛】根据法拉第电磁感应定律，电阻定律，，以及欧姆定律推导出电流I的表达式，看I与什么因素有关，从而判断出哪一种方法使感应电流增加一倍。‎ ‎11．如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来．若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有（ ）‎ A．增加线圈的匝数 B．提高交流电源的频率 C．将金属杯换为瓷杯 D．取走线圈中的铁芯 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ 考点：涡流、法拉第电磁感应定律。‎ ‎【名师点睛】本题考查涡流的应用，要注意明确涡流现象其实就是电磁感应的，由法拉第电磁感应定律可知涡流现象的强弱。‎ ‎12．如图所示的匀强电场E的区域内，由A、B、C、D、A＇、B＇、C＇、D＇作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD垂直。下列说法正确的是（ ）‎ A． AD两点间电势差UAD与A A＇两点间电势差UAA＇相等 B．带正电的粒子从A点沿路径A→D→D＇移到D＇点，电场力做正功 C．带负电的粒子从A点沿路径A→D→D＇移到D＇点，电势能减小 D．带电的粒子从A点移到C＇点，沿对角线A C＇与沿路径A→B→B＇→C＇电场力做功相等 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系、电势差、电势能。‎ ‎【名师点睛】本题关键要掌握：1、只有电场力做功，电荷的电势能和动能之和保持不变．2、只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能三者之和保持不变．3、电场力做的正功，等于电势能的减少量；电场力做负功，等与电势能的增加量。‎ 二．填空题（共6小题，13、14小题每题4分，15小题10分，计18分）‎ ‎13．下面两图中测量仪器的读数分别为 cm、 mm ‎【答案】3.050 2.800‎ ‎【解析】‎ 试题分析：游标卡尺的主尺读数为：3cm，游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为10×0.05mm=0.50mm，所以最终读数为：3cm+0.50mm=3.050cm；‎ 螺旋测微器的固定刻度为2.5mm，可动刻度为30.0×0.01mm=0.300mm，所以最终读数为2.5mm+0.300mm=2.800mm。‎ 考点：游标卡尺和螺旋测微器的使用及读数。‎ ‎【名师点睛】解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读。‎ ‎14．图中AB两个表笔中是红表笔的是_____．若用此多用表欧姆挡测二极管的正向、反向电阻,当电阻值较小时，A表笔接的是二极管的 极.‎ ‎【答案】B 正 ‎【解析】‎ 考点：多用电表的原理及其使用。‎ ‎【名师点睛】本题考查二极管的特点以及多用电表的结构，熟练掌握多用的电表的内部结构原理是基础。‎ ‎15. 下图是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图，图中R0是保护电阻（10Ω），R1是电阻箱（0～99.9 Ω），R是滑动变阻器，A1和A2是电流表，E是电源（电动势10 V，内阻很小）．‎ 在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大．实验具体步骤如下：‎ ‎（ⅰ）连接好电路，将滑动变阻器R调到最大；‎ ‎（ⅱ）闭合S，从最大值开始调节电阻箱R1，先调R1为适当值，再调节滑动变阻器R，使A1示数I1＝0.15 A，记下此时电阻箱的阻值R1和A2的示数I2；‎ ‎（ⅲ）重复步骤（ⅱ），再测量6组R1和I2值；‎ ‎（ⅳ）将实验测得的7组数据在坐标纸上描点．‎ 根据实验回答以下问题：‎ ‎①现有四只供选用的电流表：‎ A．电流表（0～3 mA，内阻为2.0 Ω）‎ B．电流表（0～3 mA，内阻未知）‎ C．电流表（0～0.3 A，内阻为5.0 Ω）‎ D．电流表（0～0.3 A，内阻未知）‎ A1应选用________，A2应选用________．‎ ‎②测得一组R1和I2值后，调整电阻箱R1，使其阻值变小，要使A1示数I1＝0.15 A，应让滑动变阻器R接入电路的阻值________（选填“不变”“变大”或 “变小”）．‎ ‎③在坐标纸上画出R1与I2的关系图．‎ ‎④根据以上实验得出Rx＝________Ω ‎【答案】①D C ②变大 ③略 ④30 （28-32均给分）‎ ‎【解析】‎ ‎④由欧姆定律，解得：，由图象的斜率可求，即，带入数据，解得（均合理）‎ 考点：伏安法测电阻。‎ ‎【名师点睛】（1）由题意可知，A1示数I1=0.15A，即可确定量程，根据题目中图象示数可知，A2的量程为0.3A；‎ ‎（2）由欧姆定律，结合电路分析方法，可知滑动变阻器的阻值如何变化；‎ ‎（3）根据描点，作出图象，让图线分布在点两边，删除错误点；‎ ‎（4）根据串并联特征，结合R1与I2的图象的斜率含义，依据欧姆定律，即可求解。‎ 三．计算题（共3小题，第16题8分、第17题12分，第18题14分,共计34分，解答题应写出必要的文字说明，证明过程或演算步骤）‎ ‎16．一电荷量为q（q＞0）、质量为m的带电粒子在匀强电场的作用下，在t=0时由静止开始运动，场强随时间变化的规律如图所示．不计重力，求在t=0到t=T的时间间隔内 ‎（1）粒子位移的大小和方向；‎ ‎（2）粒子沿初始电场反方向运动的时间．‎ ‎【答案】（1），方向沿初始电场正方向 （2）t＝T/4‎ ‎【解析】‎ 联立解得：，它的方向沿初始电场正方向。（2分）‎ ‎（2）由图（b）可知，粒子在t＝3T/8到t＝5T/8内沿初始电场反方向运动，总的运动时间为     （2分）‎ 考点：带电粒子在匀强电场中的运动、牛顿第二定律。‎ ‎【名师点睛】（1）根据加速度与时间的关系，可确定速度与时间的关系，从而由面积等于位移的大小即可求解，并确定其方向；（2）根据速度与时间的图象，来确定沿初始电场反方向运动的时间。‎ ‎17．一圆筒的横截面如图所示，其圆心为O，筒内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B．圆筒左侧有相距为d的平行金属板M、N其中M板带正电荷，N板带等量负电荷．质量为m、电荷量为q的带正电粒子自M板边缘的P 处由静止释放，经N板的小孔S以速度v沿半径SO方向射入磁场中．粒子与圈筒发生3次碰撞后仍从S孔射出．设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能损失，且电荷量保持不变，在不计重力的情况下，求：‎ ‎（1）M、N间电场强度E的大小；‎ ‎（2）圆筒的半径R；‎ ‎（3）欲使粒子仍从M板边缘的P处由静止释放，进入圆筒后与圆筒的碰撞2次后从S孔射出，在保持M、N间电场强度E不变的情况下，应如何平移M板？‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 由牛顿第二定律，得： （1分）‎ 联立得： （1分）‎ 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动、带电粒子在匀强电场中的运动。‎ ‎【名师点睛】解决该题的关键是根据题目的要求，正确画出粒子运动的轨迹，并根据几何关系写出粒子的半径与磁场的半径的关系；（1）粒子在匀强电场中在加速运动，电场力做功等于粒子动能的增加；‎ ‎（2）使用洛伦兹力提供向心力．求出粒子的运动半径，再根据题意，正确画出粒子运动的轨迹，根据几何关系写出粒子的半径与磁场的半径的关系，从而求出磁场的半径；‎ ‎（3）使用动能定理求出粒子的速度，再求出运动的半径，最后判定与圆筒的碰撞次数n ‎18．如图，两根相距l＝0.4m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值R＝0.15Ω的电阻相连。导轨x＞0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，变化率k＝0.5T/m，x＝0处磁场的磁感应强度B0＝0.5T。一根质量m＝0.1kg、电阻r＝0.05Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。棒在外力作用下从x＝0处以初速度v0＝2m/s沿导轨向右运动，运动过程中电阻上消耗的功率不变。求：‎ ‎（1）电路中的电流；‎ ‎（2）金属棒在x＝2m处的速度；‎ ‎（3）金属棒从x＝0运动到x＝2m过程中安培力做功的大小；‎ ‎（4）金属棒从x＝0运动到x＝2m过程中外力的平均功率 ‎【答案】（1）2A （3分）（2） （3分） （3）1.6J （4分）（4）0.7W（4分）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）因为运动过程中电阻上消耗的功率不变，所以回路中电流不变，感应电动势不变（1分）‎ ‎（1分）‎ 解得（1分）‎ 解得（1分）‎ 所以（1分）‎ 考点：导体切割磁感线时的感应电动势、电磁感应中的能量转化。‎ ‎【名师点睛】（1）由法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律相结合，来计算感应电流的大小；（2）由因棒切割产生感应电动势，及电阻的功率不变，即可求解；（3）分别求出x=0与x=2m处的安培力的大小，然后由安培力做功表达式，即可求解；（4）依据功能关系，及动能定理可求出外力在过程中的平均功率． ‎