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- 2021-05-27 发布
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许昌市三校联考高二下期第一次考试
物理试卷
考试时间:90分钟 分值:100分
一、选择题(每小题4分,共计48分,1-7题为单选题,8-12题为多选题)
1. 如图所示,在水平向右、大小为E的匀强电场中,在O点固定一电荷量为Q的正电荷,
A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点,B、D连线与电场线平行,
A、C连线与电场线垂直.则( )
A.A点的场强大小为
B.B点的场强大小为E-k
C.D点的场强大小不可能为0
D.A、C两点的场强相同
2. 如图所示,竖直向上的匀强电场中,绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面
上,上面放一质量为m的带正电小球,小球与弹簧不连接,施加外力F
将小球向下压至某位置静止.现撤去F,小球从静止开始运动到离开弹
簧的过程中,重力、电场力对小球所做的功分别为W1和W2,小球离开
弹簧时速度为v,不计空气阻力,则对于上述过程中分析正确的是( )
A.小球与弹簧组成的系统机械能守恒 B.小球的重力势能增加W1
C.小球的机械能增加W1+mv2 D.小球的电势能减少W2
3. 小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图
线在P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法中不正确的是( )
A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大
B.对应P点,小灯泡的电阻为R=
C.对应P点,小灯泡的电阻为R=
D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积大小
4. 在如图所示的电路中,两个灯泡均发光,当滑动变阻器的滑
动触头向下滑动时,则( )
A.A灯变暗,B灯变亮
B.A灯和B灯都变亮
C.电源的输出功率如何变化不能确定
D.电源的工作效率降低
5. 如图所示,带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转,在
环左侧轴线上的小磁针最后平衡时的位置是( )
A.N极竖直向上 B.N极竖直向下
C.N极沿轴线向左 D.N极沿轴线向右
6. 如图,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线
圈中线AB正上方水平快速经过时,若线圈始终不动,则关于线
圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是( )
A.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左
B. FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左
C.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向右
D.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右
7. 如图所示,圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子
a、b、c,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场,其运动轨迹如图.若带电
粒子只受磁场力的作用,则下列说法正确的是( )
A.a粒子速率最大,在磁场中运动时间最长
B.c粒子速率最大,在磁场中运动时间最短
C.a粒子速率最小,在磁场中运动时间最短
D.c粒子速率最小,在磁场中运动时间最短
8. 如图所示,实线是一质子仅在电场力作用下由a点运动到b点的运动轨迹,虚线可能
是电场线,也可能是等差等势线,则下列说法中正确的是( )
A.若虚线是电场线,则质子在a点的电势能大,动能小
B.若虚线是等差等势线,则质子在a点的电势能大,动能小
C.质子在a点的加速度一定大于在b点的加速度
D.a点的电势一定高于b点的电势
9. 如图所示,A、B分别为电源E和电阻R的U-I图线,虚线C是过图线A、
B交点的曲
线B的切线.现将电源E与电阻R及开关、导线组成闭合电路,
由图象可知( )
A.电源的电动势为3 V,此时消耗的总功率为6 W
B.R的阻值随电压升高而增大,此时的阻值为1 Ω
C.此时电源消耗的热功率为4 W,效率约为66.7%
D.若再串联一定值电阻,电源的输出功率可能不变
10.如图所示为一个质量为m、带电荷量为+q的圆环,可在水平放
置的粗糙细杆上自由滑动,细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场
中,圆环以初速度v0向右运动直至处于平衡状态,则圆环克服摩
擦力做的功可能为( )
A.0 B. mv C. D. m
11.两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,顶端接阻值为R的电
阻.质量为m、电阻为r的金属棒在距磁场上边界某处由静止释放,
金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁
场垂直,如图所示,不计导轨的电阻,重力加速度为g,则 ( )
A.金属棒在磁场中运动时,流过电阻R的电流方向为a→b
B.金属棒的速度为v时,金属棒所受的安培力大小为
C.金属棒的最大速度为
D.金属棒以稳定的速度下滑时,电阻R的热功率为R
12.如图所示,CAD是固定在水平面上的用一硬导线折成的V形框架,
∠A=θ.在该空间存在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场.
框架上的EF是用同样的硬导线制成的导体棒,它在水平外力作用下
从A点开始沿垂直EF方向以速度v匀速水平向右平移.已知导体棒
和框架始终接触良好且构成等腰三角形回路,导线单位长度的电阻均为R,框架和导
体棒均足够长.则下列描述回路中的电流I和消耗的电功率P随时间t变化的图象中
正确的是( )
二、实验题(每空2分,共计12分)
13.为了探究某电阻Rt在不同温度下的阻值,某同学设计了如图甲所示的电路,其中A为
内阻不计、量程为3 mA的电流表,E1为电动势为1.5 V、内阻约为1 Ω的电源,R1
为滑动变阻器,R2为电阻箱,S为单刀双掷开关.
(1)实验室中提供的滑动变阻器有两个:RA(0~150 Ω),
RB(0~500 Ω),本实验中滑动变阻器R1应选用________(选填
“RA”或“RB”).
(2)完成下面实验步骤:
①调节温度,使Rt的温度达到t1;
②将S拨向接点1,调节________,使电流表的指针偏转到适当位置,记下此时电流
表的读数I;
③将S拨向接点2,调节________,使电流表的读数仍为I,记下此时电阻箱的读数
R0,则当温度为t1时,电阻Rt=________;
④改变Rt的温度,重复步骤②③,即可测得电阻Rt的阻值随温度变化的规律.
(3)现测得电阻Rt随温度t变化的图象如图乙所示.把该电阻与电动势为3.0 V、内
阻不计的电源E2,量程为3.0 V的理想电压表V(图中未画出)和电阻箱R2连成如图丙所
示的电路,用该电阻做测温探头,将电压表的电压刻度改为相应的温度刻度,就得到了
一个简单的“电阻温度计”.若要求电压表的读数必须随温度的升高而增大,则应在原理
图丙中________(选填“a、b”或“b、c”)两点接入电压表.如果电阻箱阻值R2=75 Ω,
则电压表刻度盘2.0 V处对应的温度数值为________℃.
三、计算题(14题、15题每小题12分,16题16分,共计40分)
14、如图所示,一条长为L的细线上端固定,下端拴一个质量为m,电荷量为q的小球,
将它置于方向水平向右的匀强电场中,使细线竖直拉直时将小球从A点静止释放,当
细线离开竖直位置偏角α=60° 时,小球速度为0.
(1)求小球带电性质和电场强度E.
(2)若小球恰好完成竖直圆周运动,求小球在A点应有的初速度vA的大小(可含根式).
15、如图所示,两条足够长的平行金属导轨相距L,与水平面的夹角为θ,整个空间存在
垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,虚线上方轨道光滑且磁场方向
向上,虚线下方轨道粗糙且磁场方向向下.在导体棒EF以初速度v0沿导轨上滑至最
大高度的过程中,导体棒MN一直静止在导轨上.若两导体棒质量均为m、电阻均为R,
导轨电阻不计,重力加速度为g,在此过程中导体棒EF上产生的焦耳热为Q,求:
(1)导体棒MN受到的最大摩擦力;
(2)导体棒EF上升的最大高度.
16、如图所示,M、N为平行板电容器的两极板,M板的上表面涂有一种特殊材料,确保
粒子和M板相撞后以原速率反弹且电荷量不变,其上方有一腰长为2a,θ=45°的等
腰直角三角形区域,区域内有垂直纸面向外的匀强磁场.N板上的O为粒子发射源,
现有一质量为m,电荷量为q的带负电粒子从粒子发射源O发射(发射速度忽略不计)
后经电场加速,从M板上距离B点为 a的小孔P垂直于BC进
入磁场,若粒子从P点进入磁场后经时间t第一次与M板相撞,
且撞击点为B点,不计粒子重力与空气阻力的影响.
(1)求M、N之间的电势差UMN;
(2)若粒子从AB边射出磁场区域且不和M板相撞,磁感应强度满足什么条件?
(3)若仅将磁场反向,粒子至少和M板相撞一次后射出磁场,磁感应强度满足什么条件?
许昌市三校联考高二下期第一次考试
物理答案
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
答案
A
D
C
C
C
D
题号
7
8
9
10
11
12
答案
B
BC
AD
ABD
BD
AD
二、实验题
13题(1))RB(2)R1 R2 R0 (3)b、c 50
三、计算题
14题:解析:(1)根据电场方向和小球受力分析可知小球带正电.
小球由A点释放到速度等于零,由动能定理有
0=EqLsin α-mgL(1-cos α) 2分
解得E=. 1分
(2)如图所示,将小球的重力和电场力的合力作为小球的等效重力G′,则G′=mg,方向与竖直方向成30°角偏向右下. 2分
若小球恰能做完整的圆周运动,在等效最高点
m=mg 2分
小球从A点以初速度vA运动,由动能定理知
mv2-mv=-mgL(1+cos 30°) 3分
联立解得vA= . 2分
15题
解析:(1)EF获得向上的初速度v0时,感应电动势
E=BLv0 2分
电路中电流为I,由闭合电路欧姆定律得
I= 2分
此时对导体棒MN进行受力分析,由平衡条件得
FA+mgsinθ=Ff 2分
FA=BIL 2分
解得Ff=+mgsin θ. 1分
(2)导体棒EF上升过程中MN一直静止,对系统,由能的转化和守恒定律,有
mv=mgh+2Q, 2分
解得h=. 1分
16题
解析:(1)如图甲所示,由几何关系可知,粒子在磁场中运动的半径为
R1=① t=② v=③
粒子在平行板电容器中加速,根据动能定理qU=④
由①②③④联立解得
U=⑤
粒子带负电在平行板电容器中加速,所以M板的电势高于N点电势
UMN=.⑥ 6分
(2)粒子恰从B射出时,粒子半径最小,
磁感应强度B1最大
T=⑦ T=2t⑧
联立①②③⑦⑧得B1=⑨ 3分
粒子的轨迹与AC边相切时,半径最大(如图乙所示),磁感应强度B2最小,由几何关系知
R2=a⑩ qvB2=m⑪
得B2=⑫
磁感应强度应满足的关系为
≤B2≤.⑬ 4分
(3)磁场反向后粒子向右偏转,轨道与AC边相切时,磁感应强度最小(如图丙所示),由几何关系得
R3=(3-4)a⑭ qvB3=m⑮
联立各式解得B3=⑯
磁感应强度应满足的关系
B3≥. 3分