物理卷·2019届河北省邢台市高二上学期第四次月考试题（解析版）x 18页

河北省邢台市2017-2018学年高二上学期第四次月考物理试题 一、选择题 ‎1. 电磁炮是一种利用电磁作用发射炮弹的先进武器。某同学利用导体棒、强磁铁和水平导轨模拟电磁炮的发射，如图所示，装置中强磁铁产生的磁场方向垂直于导轨面向上，关于导体棒受到的安培力以及导体棒的运动情况，下列说法正确的是 A. 导体棒所受安培力向左，导体棒向左运动 B. 导体棒所受安培力向右，导体棒向右运动 C. 导体棒所受安培力向上，导体棒并未运动 D. 导体棒所受安培力向下，导体棒并未运动 ‎【答案】B ‎【解析】导体棒受到安培力作用被弹射出去，所以导体棒所受安培力向右，导体棒向右运动，故B正确，ACD错误。‎ 故选：B。‎ ‎2. 图示为A、B两个带电小球周围的电场线分布，如果把这个装置放到“云室”里，让粒子通过这个电场区域，可以看到粒子的运动轨迹。有一个粒子的轨迹如图中曲线ab所示，a为两小球连线的中垂线上的点，b为两小球连线上的点，粒子由a运动到b，则可以判断 A. A、B两个带电小球带等量异种电荷 B. a点电场强度一定大于b点电场强度 C. 由图可以判断射入的粒子带正电荷 D. 粒子从a运动到b的过程中，动能一定变大 ‎【答案】D ‎【解析】A．根据电场线的形状，A、B两个带电小球带不等量异种电荷，故A错误；‎ B．电场线的疏密表示电场的强弱，a点电场强度一定小于b点电场强度，故B错误；‎ C．由于A、B所带电性未知，所以无法判断射入粒子的正负，故C错误；‎ D．粒子受力沿电场线切线方向，根据曲线运动的条件，粒子从a运动到b的过程中，电场力与速度之间的夹角小于90°，电场力做正功，动能一定变大，故D正确。‎ 故选：D。‎ ‎3. 两根长直导线a、b平行放置，图示为垂直于导线的截面图，图中O点为两根导线连线ab的中点，M、N为ab的中垂线上的两点且与a、b等距，两导线中通有等大，同向的恒定电流，则下列说法正确的是 A. 一点电荷在外力作用下从M点沿直线运动到N点的过程中，所受洛伦兹力方向一直不变 B.‎ ‎ 一点电荷在外力作用下从M点沿直线运动到N点的过程中，所受洛伦兹力可能先做正功，后做负功 C. O点处磁感应强度为零 D. 若在N点放一小磁针，静止时其北极沿NO由N点指向O点 ‎【答案】C ‎【解析】A．根据安培定则判断得知，两根通电导线产生的磁场方向均沿逆时针方向，由于对称，两根通电导线在MN两点产生的磁感应强度大小相等，根据平行四边形进行合成得到，M点和N点的磁感应强度大小相等，M点磁场向下，N点磁场向上，方向相反，所以点电荷所受洛伦兹力方向改变，故A错误；‎ B. 洛伦兹力始终不做功，故B错误；‎ C. 两根通电导线在O点产生的磁感应强度大小相等、方向相反，O点的磁感应强度为零，故C正确；‎ D．若在N点放一小磁针，静止时其N极指向磁场方向，垂直MN方向向下，故D错误。‎ 故选：C。‎ 点睛：根据安培定则判断两根导线在M、N两点产生的磁场方向，根据平行四边形定则，进行合成，确定大小和方向的关系．在线段M N上只有O点的磁感应强度为零．‎ ‎4. 如图所示，在一固定的条形磁铁上方有一铁圈，让铁圈由静止自由落下，若下落过程中铁圈始终水平，不计空气阻力，则关于铁圈下落过程中，下列说法正确的是 A. 整个下落过程中，铁圈中的电流方向始终不变 B. 铁圈的加速度始终大于重力加速度 C. 铁圈下落到磁铁中间位置时，加速度等于重力加速度 D. 若把铁圈换成塑料圈，则下列相同高度所需的时间变长 ‎【答案】C ‎【解析】A. 由图示可知，在磁铁下落过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，在磁铁远离圆环时穿过圆环的磁通量减小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向，故A错误；‎ B. 由楞次定律可知，感应电流总是阻碍磁铁间的相对运动，在磁铁靠近线圈的过程中为阻碍磁铁的靠近，线圈对磁铁的作用力竖直向上，在磁铁穿过线圈远离线圈的过程中，为阻碍磁铁的远离，线圈对磁铁的作用力竖直向上，则在整个过程中，线圈对磁铁的作用力始终竖直向上，加速度小于等于g.故B错误；‎ C. 铁圈下落到磁铁中间位置时，磁通量不变化，不受安培力作用，加速度等于重力加速度，故C正确；‎ D. 把铁圈换成塑料圈，不会产生电磁感应现象，塑料圈下落的加速度等于重力加速度，则下列相同高度所需的时间变短，故D错误。‎ 故选：C.‎ ‎5. 不计电阻的自感线圈L、完全相同的灯泡和内阻不计的电源E连接成如图所示的电路，接通开关S，一段时间后断开S，在断开S的瞬间，下列说法正确的是 A. 闪亮一下后熄灭 B. 闪亮一下后熄灭 C. 变暗一下后熄灭 D. 同时闪亮一下后熄灭 ‎【答案】A ‎【解析】开关接通时L1被短路不亮,S断开后L和L1串联,所以L1闪亮一下后熄灭，而L2、L3马上熄灭，故A正确，BCD错误。 ‎ 故选：A。‎ ‎6. 有两个同种材料制成的导体，如图所示，两导体为横截面为正方形的柱体，柱体高均为h，大柱体柱截面边长为，小柱体柱截面边长为，则 A. 若图示箭头方向为电流方向，则大柱体与小柱体的电阻之比为 B. 若图示箭头方向为电流方向，则大柱体与小柱体的电阻之比为 C. 若电流方向竖直向下，则大柱体与小柱体的电阻之比为 D. 若电流方向竖直向下，则大柱体与小柱体的电阻之比为 ‎【答案】B ‎【解析】A. 从图示方向看,则根据电阻定律可知，,，故两电阻比值为R1：R2=1:1，故A错误，B正确；‎ C. 若电流竖直向下,则根据电阻定律有：, ,故R1:R2=，故CD错误。‎ 故选：B.‎ 点睛：根据电阻定律进行分析，注意明确导线长度和截面积的确定，从而求出各自的电阻，进而求出对应的比值．‎ ‎7. 如图甲所示，一面积为0.2m2的金属环与一电容为50μF的电容器相连，环中有垂直于环面（纸面）向里均匀变化的磁场，磁感应强度的变化如图乙所示，则下列说法正确的是 A. 电容器上极板电势高于下极板电势 B. 金属环中产生的感应电动势为1V C. 电容器上的电荷量为 D. 若增大电容器的电容，则金属环中的感应电动势增大 ‎【答案】C ‎【解析】A.根据楞次定律，产生的感应电动势应是逆时针的，所以电容器下极板电势高于上极板电势，故A错误；‎ B．根据法拉第电磁感应定律，金属环产生的电动势为：，故B错误；‎ C．电容器的带电荷量为：Q=CE=50×10−6×2C=1×10−4C，故C正确；‎ D．增大电容器的电容，金属环中的感应电动势不变，故D错误。‎ 故选：C。‎ ‎8. 如图所示，已知I和II是一对异名磁极，ab为放在期间的金属棒，ab和cd用导线连成一个闭合回路，当ab棒向左运动时，cd导线受到向下的磁场力，则下列说法正确的是 A. I为N极，II为S极 B. I为S极，II为N极 C. 若ab不动，则当cd向上运动时，ab受到向左的安培力 D. 若ab不动，则当cd向上运动时，ab受到向右的安培力 ‎【答案】BD ‎【解析】AB.由左手定则可知，cd棒中电流方向是：由c指向d；由右手定则可知，ab棒所处位置磁场方向：竖直向上，则Ⅰ是S极，Ⅱ是N极，故A错误，B正确；‎ CD.当cd向上运动时，由右手定则可知，cd棒中电流方向是：由c指向d；由左手定则可知，ab受到向右的安培力，故C错误，D正确。‎ 故选：BD。‎ 点睛：据cd棒所受磁场力的方向由左手定则判断出导线中电流的方向，然后由右手定则判断出ab棒所处位置磁场方向，进一步判断出磁极名称。‎ ‎9. 如图所示，两相同的白炽灯分别与电容器和电感线圈串联后接入电压最大值为、频率为f的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同，当改变和f时，下列说法正确的是 A. 当不变，而f增大时，均变亮 B. 当不变，而f增大时，变亮，变暗 C. 当增大，而f不变时，均变亮 D. 当增大，而f不变时，变亮，变暗 ‎【答案】BC ‎【解析】AB. 当将a、b接在电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源E1两极之间时，两只灯泡都发光，且亮度相同。当不变，而f增大时，电容的容抗减小，L1变亮；电感的感抗增大，L2变暗，故A错误，B正确；‎ CD．当增大，而f不变时，均变亮，故C正确，D错误。‎ 故选：BC.‎ ‎10. 一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示，由图可知 A. 该交流电的频率为50Hz B. 该交流电的电压的最大值为 C. 该交流电的电压的有效值为 D. 若将该交流电电压加在阻值R=10Ω的电路两端，则电阻消耗的功率为20W ‎【答案】CD ‎【解析】A．由图可知，周期T=0.04s，频率f=1/T=25Hz，故A错误；‎ B．由图可知，交流电的电压的最大值为V，故B错误；‎ C．交流电的电压的有效值为，故C周期； ‎ D．功率，故D周期。 ‎ 故选：CD。‎ ‎11. 如图所示，一理想变压器副线圈与滑动变阻器相连，P是滑动变阻器的滑动触头，原线圈一端接交流电源，另一端a和一线圈中间引出端b分别与单刀双掷开关K两接线柱相连，电源电压的最大值恒定，I为电源电流，则 A. 保持P的位置不变，K由a合向b时，I将增大 B. 保持P的位置不变，K由a合向b时，R消耗的功率减小 C. K合在a处，使P向c端滑动，I将增大 D. K合在b处，使P向c端滑动，R消耗的功率减小 ‎【答案】AD CD. 保持K不动，输出电压不变，向c端移动P，电阻增大，R消耗的功率减小，输入功率随之减小，电源电流减小，故C错误，D正确；‎ 故选：AD。‎ ‎12. 如图所示，质量为m、电荷量为+q的带电小球A用长为l的绝缘细线悬挂于O点，带有电荷量也为+q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上，O点与小球B的间距为。当小球A从与竖直方向夹角θ=30°处的C点由静止释放后，会经过O点正下方的D点，若带电小球A、B均视为点电荷，静电力常量为k，小球A运动过程中细线始终绷直，则 A. 小球A做匀速圆周运动 B. 在C处，小球A与小球B之间的库仑力大小 C. 小球A在运动过程中机械能守恒 D. 小球A从C点运动到D点的过程中，库仑力对其做负功，电势能增加 ‎【答案】BD ‎【解析】小球受力如图：‎ A．由于重力与库仑力之间关系未知，小球不一定做匀速圆周运动，故A错误；‎ B．由题,OA=l,OB=l，悬线与竖直方向夹角θ=30∘，由几何关系可知，△AOB为等腰三角形，AB=AO=l，由库仑定律得：.故B正确；‎ C．小球A在从C点运动到D点的过程中，小球B对A做负功，机械能减小，电势能增加，故C错误，D正确。‎ 故选：BD。‎ 点睛：先由几何关系求出AB之间的距离，然后由库仑定律即可求出两个小球之间的库仑力的大小；根据小球A在从C点运动到D点的过程中，小球B对A的做功情况，判断机械能和电势能的变化。‎ 二、非选择题 ‎13. 图示为“探究感应电流方向的规律”实验时所用电路 ‎（1）闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计指针将________；接着将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动，灵敏电流计指针_______。（均填“向左偏”“向右偏”或“不偏”）‎ ‎（2）某同学在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时突然被电击了一下，则被电击是在拆除____________（选填“A”或“B”）线圈所在电路时发生的，分析可知，要避免电击发生，在拆除电路前应_____________（选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”）。‎ ‎【答案】 (1). 向右偏 (2). 向左偏 (3). A (4). 断开开关 ‎【解析】（1）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明穿过线圈的磁通量增加，电流计指针向右偏，合上开关后，将原线圈A迅速插入副线圈B，穿过线圈B的磁通量增加，电流计指针将向右偏；‎ 原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，穿过线圈的磁通量减少，电流计指针将向左偏。‎ ‎（2）在拆除线圈A时，电流快速减小，由于自感作用，线圈A会产生很大的感应电动势，该同学被点击一下；要避免电击发生，在拆除电路前应先断开开关。‎ ‎14. 用电流表、电压表测电源（两节干电池）的电动势E和内阻r，所给的器材有：‎ A．电压表V：0~3V~5V；‎ B．电流表A：0~0.6A~3A；‎ C．滑动变阻器（总电阻20Ω）；‎ D．滑动变阻器（总电阻1000Ω）；‎ E．开关S和导线若干 ‎（1）实验中应选择的电压表量程为___________（填“3”或“15”V），电流表量程为_________（填“0.6”或“3”A），变阻器为___________（填选项前的字母）。‎ ‎（2）学生选择合适的量程和器材，安装如图甲所示连接电路，作出了如图乙所示的U-I图线，根据图线求得电源的电动势E=_____V，内阻r=_______Ω。‎ ‎【答案】 (1). 3 (2). 0.6 (3). C (4). 3.0 (5). 3.6‎ ‎【解析】（1）由于电源电动势约3V，电压表的量程应选择3V；实验中，电流不宜过大，电流表的量程应选择0.6A；电源内阻一般为几欧姆到几十欧姆，为调节电压、电流方便，滑动变阻器应选择总电阻为20Ω的较小的。‎ ‎（2）根据闭合电路欧姆定律:E=U+Ir，U=E-Ir。U-I图线与纵轴的交点等于电源电动势，故电源电动势等于3V；U-I图线的斜率等于电源内阻，。 ‎ ‎15.‎ ‎ 如图所示，ab、cd为两根相距l=2m的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，质量m=2kg的导体棒垂直导轨静止放置，与导轨间的动摩擦因数μ=0.2.在t=0时导体棒中通入I=9A的电流，t=0.4s时撤去电流，整个过程中导体棒能滑行的最大距离x=0.45m，导体棒运动过程中始终与导轨垂直，，求：‎ ‎（1）导体棒的最大速度；‎ ‎（2）匀强磁场的磁感应强度的大小B。‎ ‎【答案】（1）（2）0.5T ‎【解析】（1）撤去电流后导体棒的加速度大小 由题意可知，解得 ‎（2）导体棒中通入电流时的加速度大小 导体棒所受的安培力大小，解得B=0.5T ‎16. 石家庄某小型实验水电站输出功率P=400kW；输电线路总电阻R=5Ω。‎ ‎（1）若采用U=2000V输电，求输电线路损耗的功率P1；‎ ‎（2）若改用U1=10000V高压输电，用户利用原副线圈的匝数比的理想变压器降压，求用户得到的电压U2.‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】（1）输电线上的电流 输电线路损耗的功率 ‎ ‎ 降压变压器原线圈两端的电压 根据 用户得到的电压 ‎17. 在如图所示的坐标系中，y>0的区域内存在着沿y轴正方向，电场强度为E的匀强电场，y<0的区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，一带负电粒子从y轴上的P（0，h）点以沿x轴正方向的初速度射出，通过x轴上的D（2h，0）点并恰好能回到P点。已知带电粒子的质量为m，带电荷量为q，不计重力的影响，求：‎ ‎（1）粒子初速度的大小；‎ ‎（2）匀强磁场的磁感应强度大小B；‎ ‎（3）粒子从P点出发到第一次回到P点的时间t。‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】（1）粒子只在电场力作用下直接到达D点，x方向做匀速直线运动，有：‎ y方向做匀加速直线运动，有 联立即得 ‎（2）对PD过程用动能定理：，解得，与x轴的夹角是45°。‎ 粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径，由，解得 ‎（3）粒子在电场中运动的时间 磁场周期公式，粒子转过270°，运动时间 运动一圈的时间 ‎18. 如图所示，倒“凸”字形硬质金属线框质量为m，总电阻为R，相邻各边相互垂直，且处于同一竖直平面内，ab、bc、cd、ef、fg、gh、ha边长均为l，ef边长3l，ab与ef平行。匀强磁场区域的上下边界均水平，磁场方向垂直纸面向内，磁场区域高度大于3l，磁感应强度大小为B。线框由静止开始从ab边距磁场上边界高度为处自由下落，当ghcd边进入磁场时，线框恰好做匀速运动，当ab边穿出磁场下边界时线框也做匀速运动，重力加速度为g，求：‎ ‎（1）ghcd边刚刚进入磁场时的速度大小v；‎ ‎（2）线框完全进入磁场过程中产生的热量Q；‎ ‎（3）磁场区域高度H。‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】（1）ghcd边进入磁场后，切割磁感线的有效长度为3l，，，‎ 解得 ‎（2）ghcd边进入磁场后，线框一直做匀速运动，从开始下落到ef边进入磁场，由能量守恒定律，解得 ‎（3）ab边穿出磁场下边界时线框也做匀速运动：，，‎ 线框进入磁场后，穿过线圈磁通量不变，没有感应电流，只受到重力，加速度为g，‎ 解得 点睛：根据线框做匀速运动，受重力和安培力平衡，求出匀速运动的速度；根据能量守恒定律求出产生的热量；线框完全进入磁场后做加速度为g的匀加速运动，根据匀变速运动的规律可求下落的高度。‎ ‎ ‎