2017-2018学年辽宁省瓦房店市高级中学高二上学期12月月考物理试题 解析版 15页

辽宁省瓦房店市高级中学2017-2018学年高二上学期12月月考物理试题 命题： 校对: 时间 90分钟 满分 100分 一．选择题（题共12小题，每小题4分，共48分。第18题只有一项符合题目要求，第912题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。‎ ‎1. 下列说法正确的是（　　）‎ A. 密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值 B. 卡文迪许最先通过实验测出了静电力常量 C. 库仑研究了电荷之间的作用力，安培提出了电荷周围存在着它产生的电场 D. 奥斯特发现了判定电流产生磁场方向的右手螺旋定则 ‎【答案】A ‎【解析】密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值,选项A正确；卡文迪许最先通过实验测出了万有引力常量，选项B错误；库仑研究了电荷之间的作用力，法拉第提出了电荷周围存在着它产生的电场，选项C错误；安培发现了判定电流产生磁场方向的右手螺旋定则，选项D错误；故选A.‎ ‎2. 如图所示，虚线A、B、C为某电场中的三条等势线，其电势分别为3 V、5 V、7 V，实线为带电粒子在电场中运动时的轨迹，P、Q为轨迹与等势线A、C的交点，带电粒子只受电场力的作用，则下列说法不正确的是(　　) ‎ ‎ ‎ A. 粒子可能带正电 B. 粒子在P点的动能大于在Q点动能 C. 粒子在P点电势能小于粒子在Q点电势能 D. 粒子在P点的加速度小于在Q点的加速度 ‎【答案】A ‎【解析】因电场线与等势面相互垂直，且由高电势指向低电势，故电场线如图所示，由粒子运动的轨迹弯曲的方向可知粒子受力沿电场线的方向，故粒子一定带正电；故A错误；‎ ‎3. 用两个相同的小量程电流表,分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2, A1表量程大于A2表量程。若把A1、A2分别采用串联或并联的方式接入电路,如图(a)、(b)所示,则闭合开关后,下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是 ( )‎ ‎ ‎ A. 图(a)中的A1示数小于A2的示数，图(b)中的A1指针偏角小于A2指针偏角 B. 图(a)中的的A1、A2的示数相同，图(b)中的A1、A2的指针偏角相同 C. 图(a)中的A1指针偏角大于A2指针偏角，图(b)中的A1、A2的示数相同 D. 图(a)中的中的A1、A2的指针偏角相同，图(b)中的A1、A2的示数相同 ‎【答案】D ‎【解析】图（a）中的A1、A2并联，表头的电压相等，电流相等，指针偏转的角度相同，量程不同的电流表读数不同，量程大的电流表示数大，即A1示数小于A2的示数．图（b）中的A1、A2串联，A1、A2‎ 的示数相同．由于量程不同，内阻不同，电表两端的电压不同，流过表头的电流不同，指针偏转的角度不同，量程越大，电流表内阻越小，电流表两端电压越小，指针偏角越小，A1的指针偏角小于A2的指针偏角．故选D．‎ 点睛：本题要对于安培表的内部结构要了解：小量程电流表（表头）与分流电阻并联而成．指针偏转角度取决于流过表头的电流大小．‎ ‎4. 中国电磁轨道炮即将服役，美军彻底急了,根据相关资料称，在中国电磁炮的炮口动能可以达到60兆焦以上，在将10.4公斤重的弹丸以每小时9010公里，相当于7倍音速的速度投送到160公里时，还能穿透三堵混凝土墙或者6块半英寸的厚钢板。电磁轨道炮工作原理图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是（ ）‎ A. 只将轨道长度L变为原来的2倍 B. 只将电流I增加至原来的4倍 C. 将弹体质量减至原来的一半，电流I增加至原来2倍，其它量不变 D. 将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变 ‎【答案】D ‎..................‎ ‎5. 如图所示，半径为R的圆形区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，P为磁场边界上的一点。大量质量为m、电荷量为＋q的粒子，在纸面内沿各个方向以相同速率v从P 点射入磁场，这些粒子射出磁场时的位置均位于PMQ圆弧上，PMQ圆弧长等于磁场边界周长的。不计粒子重力和粒子间的相互作用，则该匀强磁场的磁感应强度大小为 (　　)‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为Q，最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点，相应的弧长变为圆周长的，所以∠POQ=120°；结合几何关系，有：r=R；‎ 洛仑兹力充当向心力，根据牛顿第二定律，有：qvB=m；联立解得：；故选D．‎ 点睛：带电粒子在电磁场中的运动一般有直线运动、圆周运动和一般的曲线运动；直线运动一般由动力学公式求解，圆周运动由洛仑兹力充当向心力，一般的曲线运动一般由动能定理求解；本题关键画出临界轨迹．‎ ‎6. 如图所示，一个边长L、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中。若通以图示方向的电流(从A点流入，从C点流出)，电流为I，则金属框受到的磁场力为(　　)‎ A. 0 B. ILB C. ILB D. 2ILB ‎【答案】B ‎【解析】‎ 由图示可知，电流由A流入，从C流出，则有电流从A到C与从A到B再到C两直导线，产生的安培力，可等效成从A到C直导线产生的安培力，由于总电流强度为I，因此金属框受到的磁场力F=BIL，故B正确。‎ 故选：B。‎ ‎【名师点睛】‎ 由安培力公式F=BIL分析答题，其中L是通电导线的有效长度，是导线在磁场中两端点间的距离。‎ ‎7. 如图所示，直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距较远，其磁场互不影响，当开关S闭合后，则小磁针北极N(黑色一端)指示磁场方向正确的是(　　) ‎ A. a B. b C. c D. d ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：小磁针N极的指向为磁感线方向，直导线AB部分，电流从下到上，所以从上往下看，直导线产生的磁场方向应为逆时针方向，所以a指针应斜指向纸面内，a错误；在通电螺线管部分，电流是从上面进来，然后从下边出去，可知左端为螺旋管S极，右端为N极，在外部磁感线从N到S，所以b错误，在内部磁感线从S到N，c正确；在U型螺线管，电流从右端进，左端出，所以右端为S，左端为N，d错误；‎ 考点：考查了右手定则 ‎【名师点睛】根据右手螺旋定则可确定，通电螺线管的磁场分布，及通电直导线磁场的分布，并由小磁针的静止时，N极的指向即为磁场的方向 ‎8. 如图所示，在等量异号点电荷+Q和－Q的电场中，有一个正方形OABC，其中O点为两电荷连线的中点。下列说法正确的是（ ） ‎ A. A点电场强度比C的电场强度小 B. A点电势比B的电势高 C. 将相同的电荷放在O点与C点电势能一定相等 D. 移动同一正电荷，电场力做的功WCB=WOA ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：解答本题要掌握等量异种电荷周围电场分布情况：在等量异种电荷连线上，中点O的电场强度最小，在两电荷连线中垂线上，O点场强最大．中垂线为一条等势线，中垂线上电场方向水平向右；另外电势能的变化可通过电场力做功来判断．‎ 解：A、在等量异种电荷连线上，中点O的电场强度最小，在两电荷连线中垂线上，O点场强最大，则A点的场强大于O点的场强，O的场强大于C点的场强，所以A点的场强大于C点的场强，故A正确．‎ B、沿着电场线电势要降低，过A和B的场强都指向﹣Q由图可知，B到﹣Q的距离要大于A到﹣Q的距离，故B点的电势比A点的电势高，故B错误．‎ C、等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线，故将相同的电荷放在O点与C点电势能一定相等，故C正确．‎ D、因为φB＞φA，φO=φC，所以UCB＜UOA，根据电场力做功的公式W=Uq，所以在电场中移动同一正电荷，从C到B电场力做的功小于从O到A电场力做的功．故D错误．‎ 故选：AC．‎ ‎【点评】在本题中，关键要熟悉掌握等量异种电荷和等量同种电荷周围电场线和等势面的分布情况，并能正确判断电荷在电场中运动时动能、电势能变化情况．‎ ‎9. 如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是(　　) ‎ A. 质谱仪是分析同位素的重要工具 B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/B D. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小 ‎【答案】ABC ‎【解析】试题分析：进入B0的粒子满足，知道粒子电量后，便可求出m的质量，所以质谱仪可以用来分析同位素，故A正确；假设粒子带正电，则受电场力向右，由左手定则可判断磁场方向垂直直面向外，故B正确；由qE=qvB，得，此时离子受力平衡，可沿直线穿过选择器，故C正确；由，知R越小，荷质比越大，故D错误。故选ABC.‎ 考点：质谱仪 视频 ‎10. 某制药厂的污水(含有正、负离子)处理站的管道中安装了如图所示的流量计,该装置由绝缘材料制成,左右两端开口。在垂直于上下底面方向加匀强磁场,在前后两个面的内侧固定有金属板作为电极,通过测量两电极间稳定时的电压U,就可计算出污水的流量Q(单位时间内流过的污水体积)。当污水自左向右匀速流过时,下列说法正确的是 ( )‎ A. 后表面的电势一定高于前表面的电势 B. 若污水中正负离子数相同,则前后表面的电势差为零 C. 两个电极间的电压U与污水流量Q成正比 D. 污水中单位体积内的离子数越多,两电极间的电压U越大 ‎【答案】AC ‎【解析】污水自左向右匀速流过时，根据左手定则，正离子受力方向指向后面，则后表面电势高于前表面，则两表面间形成不等于零的电势差．故A正确，B错误．最终离子受电场力和洛伦兹力平衡，有：qvB=q，得：．Q=vS=vbc=bc=．知流量越大，两个电极间的电压U越大，与污水中单位体积内的正负离子的数目无关．故C正确，D错误．故选AC．‎ ‎11. 如图所示，电动势为E，内阻为r的电源与滑动变阻器R1、定值电阻R2、R3、平行板电容器及理想电表组成闭合电路。当滑动变阻器R1的触头向左移动一小段过程中，则( ) ‎ A. 电流表读数增大 B. 电容器所带电荷量增加 C. R2消耗的功率减小 D. 电压表示数变化与电流表示数变化之比增加 ‎【答案】AC ‎【解析】试题分析：由滑片的移动可知滑动变阻器接入电阻的变化，再由闭合电路欧姆定律可求得电路中电流的变化；由欧姆定律可求得电压表示数与电流表示数的比值．‎ 解：A、变阻器R的触头向左移动一小段时，阻值R1减小，回路的总电阻减小，所以回路的总电流增大，则电流表读数增大，故A正确；‎ B、由A选项可知，路端电压U减小，所以电压表的示数减小，则电容器的电量减小，故B错误；‎ C、由于回路总电流增大，则R3电压增大，因此R2电压减小，由于R2电阻不变，所以R2消耗的功率减小，故C正确；‎ D、根据题意可知，电压表与电流表变化量的示数之比即为电源的内阻，因此之比不变，故D正确；‎ 故选ACD．‎ ‎【点评】本题考查闭合电路欧姆定律的动态分析，要熟练掌握其解决方法为：局部﹣整体﹣局部的分析方法；同时注意部分电路欧姆定律的应用．‎ ‎12. 如图所示，空间有一垂直纸面的磁感应强度为0.5 T的匀强磁场，一质量为0.2 kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速放置一质量为0.1 kg、电荷量q ‎＝＋0.2 C的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。t＝0时对木板施加方向水平向左，大小为0.6 N的恒力F，g取10 m/s2。则(　　) ‎ A. 木板和滑块一直做加速度为2 m/s2的匀加速运动 B. 滑块开始做加速度减小的变加速运动，最后做速度为10 m/s的匀速运动 C. 木板先做加速度为2 m/s2的匀加速运动，再做加速度增大的运动，最后做加速度为3 m/s2的匀加速运动 D. t＝3 s后滑块和木板有相对运动 ‎【答案】BC ‎【解析】试题分析：由于动摩擦因数为0.5，静摩擦力能提供的最大加速度为5m/s2，所以当0.6N的恒力作用于木板时，系统一起以的加速度一起运动，当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力，当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零，此时Bqv=mg，解得v=10m/s，此时摩擦力消失，滑块做匀速运动，而木板在恒力作用下做匀加速运动，．可知滑块先与木板一起做匀加速直线运动，然后发生相对滑动，做加速度减小的变加速，最后做速度为10m/s的匀速运动．故A错误，BC正确．木块开始的加速度为2m/s2，然后加速度逐渐减小，当减小到零，与木板脱离做匀速直线运动，知3s末的速度小于10m/s，知此时摩擦力不为零，还未脱离木板．故D错误．故选BC.‎ 考点：洛伦兹力；牛顿第二定律 ‎【名师点睛】本题主要考查了牛顿第二定律的直接应用，要求同学们能正确分析木板和滑块的受力情况，进而判断运动情况；解题时要注意滑块所受的洛伦兹力的变化情况；此题物理过程较复杂，考查学生综合分析问题的能力.‎ 二．实验题（共16分）按要求作答 ‎13. 为了精确测量某待测电阻Rx的阻值(约为30Ω)。有以下一些器材可供选择。‎ 电流表：A1(量程0～50mA，内阻约12Ω) A2(量程0～3A，内阻约0.12Ω)‎ 电压表：V1(量程0～3V，内阻很大) V2(量程0～15V，内阻很大)‎ 电源：E(电动势约为3V，内阻约为0.2Ω) 定值电阻：R(30Ω，允许最大电流2.0A)‎ 滑动变阻器：R1(0～10Ω，允许最大电流2.0A) ‎ 滑动变阻器：R2(0～1kΩ，允许最大电流0.5A)‎ 单刀单掷开关S一个，导线若干 ‎(1)电流表应选________，电压表应选________，滑动变阻器应选________。(填字母代号) ‎ ‎(2)请在方框中画出测量电阻Rx的实验电路图___。(要求测量值的范围尽可能大一些，所用器材用对应的符号标出)‎ ‎(3)某次测量中，电压表示数为U时，电流表示数为I，则计算待测电阻阻值的表达式为Rx＝_‎ ‎【答案】 (1). A1 (2). V1 (3). R1 (4). (5). ‎ ‎【解析】试题分析：（1）因电源E的电动势约为3V，所以电压表选择V1，待测电阻Rx的阻值（约为30Ω），所以流过的最大电流Rx，如果选择电流表A2（量程0～3A，内阻约0.12Ω），指针偏转角度很小，读数不准确，所以电流变选择A1，滑动变阻器R2的全阻值太大，操作部方便，所以滑动变阻器选择R1（0～15Ω，允许最大电流2.0A）‎ ‎（2）因实验要求测量值的范围尽可能大一些，所以控制电路用分压式接法，又Rx是小电阻，故测量电路用电流表的内接法，为使流过电流表的电流不超过其量程，故应与待测电阻串联一定值电阻起保护作用，所以电路图为：‎ 考点：本题考查电阻的测量，意在考查学生的综合分析能力．‎ ‎14. 某研究小组收集了手机中的锂电池。为测量锂电池的电动势E和内阻r ‎，小红同学设计了如图所示的电路图，图中R为电阻箱。根据测量数据作出图象，如图所示。‎ ‎(1)若该图线的斜率为k，纵轴截距为b，则该锂电池的电动势E＝________，内阻r＝______(用k、b表示)。‎ ‎ ‎ ‎(2)若考虑电压表的内阻，从理论上分析，用上述方法测出的数据与真实值比较，测量出的电动势______，测量出的内阻______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）‎ ‎【答案】 (1). (2). (3). 偏小 (4). 偏小 ‎【解析】（1）由电路可知，E=U+Ir=U+r，则 ，因此图象的纵轴截距b=，电动势E=，图象的斜率k=，则电源内阻r=kE=；‎ ‎（2）由图示电路图可知，由于电压表的分流作用，通过电源的电流大于，这是造成系统误差；若考虑电压表内阻，则表达式为E=U+Ir=U+（）r，（其中的R并为电压表内阻与R的并联）变形得：；则由数学规律可知，电动势E不变；内阻r的测量值偏小；‎ 三.计算题(共36分)‎ ‎15. 汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，其原因可用图示电路解释．在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10A，电动机启动时电流表读数为58A，若电源电动势为12.5V，内阻为0.05Ω，电流表内阻不计.‎ ‎(1)灯泡的电阻为多大；‎ ‎(2)因电动机启动，车灯的电功率降低了多少；‎ ‎(3)若电动机内阻为0.096Ω，电动机的效率为多少．‎ ‎【答案】(1)1.2Ώ(2)43.2w(3)50%‎ ‎【解析】（1）电动机未启动时电路中电流： 则 ‎ ‎（2）此时车灯的功率P1=I12R＝100×1.2=120W 电动机启动后电动机与车灯并联，并联部分电压U=E-I2r=12.5-58×0.05V=9.6V 此时车灯电功率P2=W=76.8W 车灯的功率减少了△P=P1-P2=120-76.8W=43.2W （3）电动机启动后通过电动机的电流 ‎ ‎ ‎ 点睛：本题要注意电路的结构，无论开关是否闭合，灯泡两端的电压都为路端电压；同时要注意电动机为非纯电阻用电器，不能适用欧姆定律，路端电压可以由U=E-Ir求得．‎ ‎16. 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，磁感应强度大小为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点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点与y轴正方向成60°角射出磁场，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)粒子在磁场中的运动时间t；‎ ‎(3)匀强电场的场强大小E．‎ ‎【答案】(1) （2）（3）‎ ‎【解析】试题分析：（1）如图所示，‎ 设粒子过N点时的速度为，根据平抛运动的速度关系得分别过N、P点作速度方向的垂线，相交于Q点，则Q是粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心，根据牛顿第二定律得：，‎ 联立解得轨道半径为：R=‎ ‎（2）设粒子在电场中运动的时间为，有ON=‎ 由几何关系得ON=Rsin30º+Rcos30º 联立解得 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T=‎ 由几何关系知∠NQP=150º，设粒子在磁场中 运动的时间为，则联立解得 故粒子从M点运动到P点的总时间为 ‎（3）粒子在电场中类平抛运动，设加速度为，则 设沿电场方向的分速度为，有联立解得E=‎ 考点：带电粒子在组合场中的运动 ‎17. 如图所示，“L”型滑板，（平面部分足够长)，质量为4m，距滑板的A壁为Ll 距离的B处放有一质量为m,电量为+q的大小不计的小物体，小物体与滑板，及滑板与地面的摩擦均不计，整个装置处于场强为E的匀强电场中，初始时刻，滑板与小物体均静止，试求：‎ ‎(1)释放小物体，第一次与滑板A壁碰前小物体的速度v1大小；‎ ‎(2)若小物体与A壁碰后相对水平地面的速度大小为碰前的3/5，碰撞时间极短，则碰撞后滑板速度的大小；‎ ‎(3)若滑板足够长，小物体从开始运动到第二次碰撞前，电场力做功为多少．‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】试题分析：（1）对物体，根据动能定理，有，得　‎ ‎（2）物体与滑板碰撞前后动量守恒，设物体第一次与滑板碰后的速度为v1′；滑板的速度为v，则 ‎．‎ 若，则，因为，不符合实际，‎ 故应取，则．‎ ‎（3）在物体第一次与A壁碰后到第二次与A壁碰前，物体做匀变速运动，滑板做匀速运动，在这段时间内，两者相对于水平面的位移相同．∴‎ 即．‎ 对整个过程运用动能定理得；‎ 电场力做功．‎ 考点：考查动量守恒定律和动能定理在碰撞问题中的综合应用．‎ ‎ ‎