2017-2018学年宁夏银川一中高二上学期第二次月考物理试题 解析版 13页

‎2017-2018学年宁夏银川一中高二上学期第二次月考物理试题 解析版 二、选择题 ‎1. 图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是（ ）‎ A. 向上 B. 向下 C. 向左 D. 向右 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：带电粒子在磁场中受洛伦兹力，磁场为4根长直导线在O点产生的合磁场，根据右手定则，a在O点产生的磁场方向为水平向左，b在O点产生磁场方向为竖直向上，c在O点产生的磁场方向为水平向左，d在O点产生的磁场方向竖直向下，所以合场方向水平向左。根据左手定则，带正电粒子在合磁场中洛伦兹力方向向下。故选B。‎ 考点：洛伦兹力方向判定（左手定则）和直导线周围磁场的判定（右手螺旋定则）。‎ ‎ ‎ ‎2. 在如图所示的电路中，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内阻（r< R1，r< R2）.则以下说法中正确的是（ ）‎ A. 当R2=R1+r时，R1上获得最大功率 B. 当R1=R2+r时，R1上获得最大功率 C. 当R2=0时，电源的输出功率最大 D. 当R2=0时，电源的效率最大 ‎【答案】C ‎【解析】AB：R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内阻（r< R1，r< R2），R1上获得的功率，则R2=0时，R1上获得最大功率。故AB两项错误。‎ C： 电源的输出功率 ，当外电路电阻大于r时，外电路电阻越接近r，电源的输出功率越大，则当R2=0时，电源的输出功率最大。故C项正确。‎ D：电源的效率 ，当R2=0时，电源的效率最小。故D项错误。‎ ‎3. 电阻R和电动机M串连接到电路中，如图所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作．设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2．则有（　　）‎ A. U1＜U2，Q1=Q2‎ B. U1=U2，Q1=Q2‎ C. W1=W2，Q1＞Q2‎ D. W1＜W2，Q1＜Q2‎ ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：设开关接通后，电路中电流为I．对于电阻R，由欧姆定律得U1=IR；对于电动机，U2＞IR，则U1＜U2．根据焦耳定律得Q1=I2Rt，Q2=I2Rt，则Q1=Q2．故选A．‎ 考点：焦耳定律; 欧姆定律 ‎【名师点睛】本题把握纯电阻电路与非纯电阻电路区别的能力，抓住欧姆定律适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路，而焦耳定律对两种电路均适用．‎ ‎4. 在如图甲所示的电路中，L1、L2和L3‎ 为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25A．则此时（　　）‎ A. L1的电压为L2电压的2倍 B. L1消耗的电功率为0.75W C. L2的电阻为12Ω D. L1、L2消耗的电功率的比值等于4:1‎ ‎【答案】B ‎【解析】A：由题意知，开关闭合后，L1的电流时L2的两倍，根据伏安特性曲线知，L1的电压不等于L2的两倍，所以A项错误。‎ B：由伏安特性曲线知，当L1的电流为0.25A时，电压为3.0V，故功率为0.75W，所以B项正确；‎ C：由题意知，L2的电流为0.125A，根据伏安特性曲线知电压约为0.3V，再根据知C项错误。‎ D：L1的电流为0.25A时，电压为3.0V；L2的电流为0.125A，电压约为0.3V。据知L1、L2消耗的电功率的比值不等于4:1。故D项错误。‎ ‎5. 如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r，闭合k，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔV1、ΔV2、ΔV3，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则下列说法正确的是(　　)‎ A. A的示数减小 B. V2的示数增大 C. ΔV3与ΔI的比值大于r D. ΔV1小于ΔV2‎ ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：理想电压表内阻无穷大，相当于断路．理想电流表内阻为零，相当短路，所以R与变阻器串联，电压表分别测量R、路端电压和变阻器两端的电压．当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，则A的示数增大，故A错误；根据闭合电路欧姆定律得：的示数，I增大，减小，故B错误；根据闭合电路欧姆定律得：，则得：，则△V3与△I的比值大于r，故C正确；根据闭合电路欧姆定律得：，则得：，据题：，则，故△V1大于△V2，故D错误．‎ 考点：考查了闭合回路欧姆定律的应用 ‎【名师点睛】本题是电路的动态分析问题，关键要搞清电路的结构，明确电表各测量哪部分电路的电压或电流，理想电压表内阻无穷大，相当于断路．理想电流表内阻为零，相当短路．分析电路的连接关系，根据欧姆定律和串、并联电路的规律分析 ‎6. 如图所示，带等量异种电荷的平行金属板a、b处于匀强磁场中，磁感应强度B垂直纸面向里，不计重力的带电粒子沿OO′方向从左侧垂直于电磁场入射，从右侧射出a、b板间区域时动能比入射时小．要使粒子射出a、b板间区域时的动能比入射时大，可以（　　）‎ A. 适当减小金属板的正对面积 B. 适当增大金属板间的距离 C. 适当减小金属板间的磁感应强度 D. 使带电粒子的电性相反 ‎【答案】AC ‎【解析】试题分析：由题意可知，当原来“右侧射出a、b板间区域时动能比入射时小”，说明“电场力对粒子做负功”，电场力小于磁场力，即，则；现在，要“射出a、b板间区域时的动能比入射时大”，就是要“电场力对粒子做正功”，电场力大于磁场力；电容器带电量不变，根据、、，有；适当减小两金属板的正对面积，场强增加，可能满足，故A正确；电容器带电量不变，改变极板间距离时，根据，板间的场强不变，故电场力不变，故B错误；减小磁场的磁感应强度B，可能有 ‎，故C正确；根据左手定则，及正电荷受到的电场力与电场强度方向相同，负电荷与电场强度方向相反，则有：电场力大小与“粒子电性”无关，故D错误。‎ 考点：带电粒子在混合场中的运动 ‎【名师点睛】考查粒子在电场与磁场中，受到电场力与磁场力作用，掌握电场力对粒子做功，而磁场力对粒子不做功，并理解动能定理与左手定则的应用。‎ ‎7. 在同一光滑斜面上放同一导体棒，右、如图所示是两种情况的剖面图．它们所在空间有磁感应强度大小相等的匀强磁场，但方向不同，一次垂直斜面向上，另一次竖直向上：两次导体棒A分别通有电流I1和I2，都处于静止平衡．已知斜面的倾角为θ，则(　　)‎ A. I1:I2=cosθ:1‎ B. I1:I2=1:1‎ C. 导体棒A所受安培力大小之比F1:F2=sinθ:cosθ D. 斜面对导体棒A的弹力大小之比N1:N2=cos2θ:1‎ ‎【答案】AD ‎【解析】试题分析：导体棒受力如图，‎ 根据共点力平衡得，F1=mgsinθ，N1=mgcosθ，F2=mgtanθ，．‎ 所以导体棒所受的安培力之比，斜面对导体棒的弹力大小之比，因为F=BIL，所以，故A、D正确，B、C错误．故选AD．‎ 考点：物体的平衡；安培力.‎ ‎8. 在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子P+和P3+，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B ‎、方向垂直纸面向里，有一定的宽度的匀强磁场区域，如图所示．已知离子P+在磁场中转过θ=30°后从磁场右边界射出．在电场和磁场中运动时，离子P+和P3+ (　　)‎ A. 在电场中的加速度之比为1:1‎ B. 在磁场中运动的半径之比为 C. 在磁场中转过的角度之比为1:2‎ D. 离开电场区域时的动能之比为1:3‎ ‎【答案】BCD ‎ ‎ 考点：带电粒子在电场及磁场中的运动 ‎【名师点睛】磁场中的圆周运动问题重点是要找出半径，然后通过合理的作图画出粒子的运动轨迹，基本就可以解决问题了，磁场中的轨迹问题是高考特别喜欢考查的内容，而且都是出大题，应该多做训练。‎ ‎ ‎ 三、非选择题：‎ ‎9. 某课外小组测一个电池的电动势和内电阻．已知这个电池的电动势约为l l V～13V ‎，内电阻小于3Ω，由于直流电压表量程只有3V，需要将这只电压表通过连接一固定电阻（用电阻箱代替），改装为量程为15V的电压表，然后再用伏安法测电源的电动势和内电阻，以下是实验操作过程：‎ ‎①把电压表量程扩大，实验电路如图甲所示，实验步骤如下，完成填空．‎ 第一步：按电路图连接实物 第二步：把滑动变阻器滑动片移到最右端，把电阻箱阻值调到零 第三步：闭合电键，把滑动变阻器滑动片调到适当位置，使电压表读数为3V 第四步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为_______V 第五步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其它线路，即得量程为15V的电压表 ‎②实验可供选择的器材有：‎ A．电压表（量程为3V，内阻2kΩ）‎ B．电流表（量程为3A，内阻约0.1Ω）‎ C．电阻箱（阻值范围0～9999Ω）‎ D．电阻箱（阻值范围0～999Ω）‎ E．滑动变阻器（阻值为0～20Ω，额定电流2A）‎ F．滑动变阻器（阻值为0～20kΩ，额定电流0.2A）‎ 电阻箱应选____________，滑动变阻器应选______________．‎ ‎③用该扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变），测电源电动势E和内电阻r，实验电路如图乙所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U-I图线如图丙所示，可知电池的电动势为________V，内电阻为______Ω．‎ ‎【答案】 (1). 0.6V (2). C (3). E (4). E=11.5V (5). r=2.5欧 ‎②电压表（量程为3V，内阻2kΩ），要将其改装成15V的电压表，需串联8KΩ的电阻，电阻箱应选C．电阻箱（阻值范围0～9999Ω）‎ 因为电路中要有明显的电流，滑动变阻器应选择E．滑动变阻器（阻值为0～20Ω，额定电流2A）‎ ‎③根据U-I图线的纵截距和斜率可得： ‎ 点睛：U-I图线纵轴的起点往往不是零，即图线与横轴交点不表示短路电流。‎ ‎10. 在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，若待测金属丝的电阻约为5Ω，要求测量结果尽量准确，提供以下器材供选择：‎ A．电池组（3V，内阻约1Ω）‎ B．电流表（0﹣0.6A，内阻约0.125Ω）‎ C．电压表（0﹣3V，内阻约4KΩ）‎ D．滑动变阻器（0﹣20Ω，允许最大电流1A）‎ E．开关、导线若干 ‎ ‎（1）测电阻时，电流表、电压表、待测金属丝电阻在组成电路时，请在虚线框内画出应采用的实验原理图_____（金属丝用电阻符号表示），‎ ‎（2）且此原理图使得待测金属丝电阻的测量值比真实值偏________（填“大”或“小”）；‎ ‎（3）若用L表示金属丝长度，d表示直径，测得电阻值为R，则计算金属丝电阻率的表达式ρ=____．‎ ‎【答案】 (1). (2). 小 (3). ‎ ‎【解析】(1)测量金属丝的电阻率，提供的滑动变阻器最大电阻约为电阻丝的4‎ 倍，则滑动变阻器采用限流式接法；又电阻丝电阻远小于电压表内阻，则电流表采用外接法。实验电路如图：‎ ‎(2)由于电压表的分流，会使待测金属丝电阻的测量值比真实值偏小。‎ ‎(3)由电阻定律 可得： ‎ 点睛：因电表内阻的影响，电流表的内外接法均会带来电阻测量的系统误差。‎ ‎11. 质谱仪是用来测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，如图所示，电容器两极板相距为d，两板间电压为U，极板间匀强磁场的磁感应强度为B1，方向垂直纸面向外．一束电荷电量相同、质量不同的带正电的粒子，沿电容器的中线平行于极板射入电容器，沿直线匀速穿过电容器后进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外．结果分别打在感光片上的a、b两点，设a、b两点之间距离为△x，粒子所带电荷量为q，且不计重力，求：‎ ‎（1）求粒子进入磁场B2时的速度v的大小.‎ ‎（2）求打在a、b两点的粒子质量之差△m.‎ ‎（3）比较这两种带电粒子在磁场B2中运动时间的大小关系，并说明理由.‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】(1)粒子沿电容器的中线平行于极板射入电容器沿直线匀速穿过电容器，则 ‎ 解得：‎ ‎(2) 进入磁感应强度为B2的匀强磁场 解得：‎ 又 解得： ‎ ‎(3) 打在a处粒子的运动时间大于打在b处粒子的运动时间 粒子在磁场B2中运动时间 ‎ 因为 所以 ‎12. 如图所示，x轴上方有一匀强磁场，磁感应强度为B、方向垂直纸面向里，x轴下方有一匀强电场，场强大小为E、方向与y轴负方向夹角为θ=45º且斜向上方。现有一质量为m、电量为q的正离子（不计重力）以速度v0由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场，该离子在磁场中运动了一段时间后从x轴上的C点进入电场区域，该离子经C点时的速度方向与x轴正方向夹角也为45º。设磁场区域和电场区域足够大。‎ 求：（1）C点的坐标；‎ ‎（2）离子从A点出发到第三次穿越x轴时的时间；‎ ‎（3）离子第四次穿越x轴时速度的大小及速度方向与电场方向的夹角。‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】试题分析：（1）磁场中带电粒子在洛伦兹力的作用下做圆周运动，故有 Bqv=m，T=‎ 粒子运动的轨迹如图所示，由几何知识可知：‎ Xc=－(r+rcos45°)=－，故C点的坐标为（－，0）‎ ‎（2）设粒子从A到C的时间为t1，由题意知：(1分）‎ 设粒子从进入电场到返回C的时间为t2，其在电场中做匀变速运动，有 ‎(2分） 联立⑥⑦解得(1分）‎ 设粒子再次进入磁场后在磁场中运动的时间为t3，由题意知(1分）‎ 故而，设粒子从A点到第三次穿越x轴的时间为（1分）‎ ‎(3)粒子从第三次过x轴到第四次过x轴的过程是在电场中做类平抛运动，即沿着v0的方向(设为x′轴)做匀速运动，即x′=v0t (1分)‎ 沿着E的方向(设为y′轴)做初速度为0的匀变速运动，即y′=；vy′=(2分)‎ 设粒子第四次穿越x轴时速度的大小为v，速度的方向与电场方向的夹角为α 由几何关系知：，v=，tanα=‎ 解得v=，α=arctan或tanα=。(4分)‎ 考点：带电粒子在磁场与电场中的运动。‎ ‎【名师点晴】粒子在磁场中运动时做圆周运动，然后进入电场中，进入的方向与电场的方向平行，受与速度方向相反的电场力，然后粒子再反向运动，后又进入磁场，在磁场中再偏转，后再进入电场，求粒子的运动规律时先画图、再计算会更好。‎ ‎13. 水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)。现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图所示，问：‎ ‎（1）当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？‎ ‎（2）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】（1）从b向a看其受力如图所示：‎ 水平方向： ‎ 竖直方向： ‎ 又：‎ 联立解得： ， ‎ ‎（2）使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，可知所受安培力竖直向上，则有 ‎ 解得： ，根据左手定则判定磁场方向水平向右。‎ 综上所述本题答案是：（1）； ‎ ‎（2），方向水平向右 ‎ ‎