精品解析：吉林省长春市九台区第一中学2020-2021学年高二上学期第三次月考物理试卷

九台一中2020——2021学年度第一学期 第三次月考 高二物理试卷（时间：90分钟 分数 ：100分） 第Ⅰ卷 一、选择题（共48分，每题4分。其中1—8题每题只有一个正确选项，9—12题每题有多个正确选项） 1. 如图所示，电解池内有一价离子的电解液，时间t内通过溶液内截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，以下解释中正确的是 A. 正离子定向移动形成电流方向从A→B，负离子定向移动形成电流方向从B→A B. 溶液内正负离子向相反方向移动，电流抵消 C. 溶液内电流方向从A到B，电流I＝ D. 溶液内电流方向从A到B，电流I＝ 2. 在下图各种电场中，A、B两点电场强度相同的是（　　） A. B. C. D. 3. 如下图所示，当开关S闭合后，小磁针指向不变的是（　　） A. B. C. D. 4. 长直导线与环形导线固定在同一平面内，长直导线中通有图示方向的电流。当电流逐渐增大时（ ） A. 环形导线中可能没有感应电流 B. 环形导线中有感应电流，但方向不确定 C. 环形导线中有收缩的趋势 D. 环形导线有靠近长直导线的趋势 5. 条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的左上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向里的电流，用FN表示磁铁对桌面的压力，用Ff表示桌面对磁铁的摩擦力，则导线通电后与通电前相比（ ） A. FN增大，Ff变为向左 B. FN减小，Ff仍等于0 C. FN增大，Ff仍等于0 D. FN减小，Ff变为向右 6. 如图所示，长为的导线放在相互平行的金属导轨上，导轨宽度为，通过的电流为，垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为，则所受的磁场力的大小为 A. B. C. D. 7. 如图所示，在球壳内部球心放置带电荷量为＋Q的点电荷，球壳内有A点，壳壁中有B点，壳外有C点，则下列说法正确的是（　　） A. A、B两点场强均为零 B. EA>EB>EC C. A、B、C三点的电势φA=φB>φC D. A、B、C三点的电势φA>φB>φC 8. 如图所示，平行板电容器与电压为的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地．一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离 A. 带电油滴将沿竖直方向向上运动 B. P点的电势将降低 C. 带电油滴的电势能将减少 D. 若电容器的电容减小，则极板带电量将增大 9. 下列说法正确的是（　　） A. 点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是不存在的 B. 点电荷就是体积和带电量都很小的带电体 C. 根据F=k可知，当r趋近于0时，F趋近于∞ D. 一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计 10. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势之差相等，实线为一带负电的质点仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R同时在等势面b上，据此可知下列说法错误的是（　　） A. 三个等势面中，c的电势最低 B. 带电质点在P点的电势能比在Q点的小 C. 带电质点在P点的动能与电势能之和比在Q点的小 D. 带电质点在R点的加速度方向垂直于等势面b 11. 如图所示，沿直线通过速度选择器的两种离子从狭缝S射入磁感应强度为B2的匀强磁场中，偏转后出现的轨迹半径之比为R1∶R2=1∶2，则下列说法正确的是（　　） A. 离子带正电 B. 离子的速度之比为1∶2 C. 离子的电荷量之比为1∶2 D. 离子的比荷之比为2∶1 12. 如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一带电粒子（不计重力）以某一初速度沿圆的直径方向射入磁场，粒子穿过此区域的时间为t，粒子飞出此区域时速度方向偏转角为60°，根据以上条件可求下列物理量中的（　　） A. 带电粒子的比荷 B. 带电粒子带正电 C. 带电粒子在磁场中运动的周期 D. 带电粒子在磁场中运动的半径 第Ⅱ卷 二、实验题（共15分。其中13题8分，每空2分；14题7分，每空2分，画图3分） 13. （1）用游标为20分度的卡尺测量圆柱体电阻的长度如图1所示，由图可知其长度为___________ cm； （2）用螺旋测微器测量其直径如图2所示，由图可知其直径为___________ mm； （3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，发现指针偏转角度过大，要较准确地测量该圆柱体电阻，应换：___________挡，然后___________。 14. 某实验小组利用如图所示电路测定一节电池的电动势和内电阻，备有下列器材： ①待测电池：电动势约为1.5 V（小于1.5 V）； ②电流表：量程0~3 mA； ③电流表：量程0~0.6 A； ④电压表：量程0~1.5 V； ⑤电压表：量程0~3 V； ⑥滑动变阻器：0~20 Ω； ⑦开关一个，导线若干。 （1）请选择实验中需要的器材___________（选填标号）。 （2）按电路图将实物（如图甲所示）连接起来___________。 （3）小组根据实验数据作出的U­I图像如图乙所示，由图像可求内电阻为___________Ω（保留两位有效数字）。 三、计算题（共37分。其中15题10分，16题12分，17题15分） 15. 一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后，消耗功率66 W。 （1）电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？ （2）电风扇正常工作时效率是多少？ （3）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时发热功率是多少？ 16. 如图所示为示波器工作原理的示意图，已知两平行板间的距离为d，板长为L，电子经电压为U1的电场加速后从两平行板间的中央处垂直进入偏转电场，设电子质量为m、电荷量为q。 （1）求经电场加速后电子速度v的大小； （2）要使电子离开偏转电场时的偏转角度最大，两平行板间的电压U2应是多少？ 17. 在平面直角坐标系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θ＝60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示．不计粒子重力，求 （1）M、N两点间的电势差UMN ； （2）粒子在磁场中运动的轨道半径r； （3）粒子从M点运动到P点的总时间t． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 九台一中2020——2021学年度第一学期 第三次月考 高二物理试卷（时间：90分钟 分数 ：100分） 第Ⅰ卷 一、选择题（共48分，每题4分。其中1—8题每题只有一个正确选项，9—12题每题有多个正确选项） 1. 如图所示，电解池内有一价离子的电解液，时间t内通过溶液内截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，以下解释中正确的是 A. 正离子定向移动形成电流方向从A→B，负离子定向移动形成电流方向从B→A B. 溶液内正负离子向相反方向移动，电流抵消 C. 溶液内电流方向从A到B，电流I＝ D. 溶液内电流方向从A到B，电流I＝ 【答案】D 【解析】 【详解】AB. 电荷的定向移动形成电流，正电荷的定向移动方向是电流方向，由图示可知，溶液中的正离子从A向B运动，负离子从B到A，因此电流方向为A→B，不会相互抵消，故A错误，B错误； CD. 溶液中的正离子从A向B运动，因此电流方向是A→B，电流，故C错误，D正确． 2. 在下图各种电场中，A、B两点电场强度相同的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】C．场强是矢量，既有大小又有方向，而电场线的疏密反映场强的大小，电场线的切线方向反映场强的方向，电场强度相同必须大小和方向均相同的，故C正确； A．两点电场强度大小相等，但方向不同，故A错误； B．两点电场强度方向相同，但大小不等，故B错误； D．两点电场强度大小不等，方向不同，故D错误。 故选C。 3. 如下图所示，当开关S闭合后，小磁针指向不变的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．开关S闭合后，根据安培定则可知，小磁针所在位置的磁场方向垂直于纸面向外，小磁针指向在磁场力作用下将发生变化，故A错误； B．开关S闭合后，根据安培定则可知，左侧小磁针所在位置的磁场方向竖直向下，下方小磁针所在位置的磁场方向向里，小磁针指向在磁场力作用下将发生变化，故B错误； C．开关S闭合后，根据安培定则可知，小磁针所在位置的磁场方向垂直于纸面向里，小磁针指向在磁场力作用下将发生变化，故C错误； D．开关S闭合后，根据安培定则，结合蹄型磁体的磁场分布特征可知，小磁针所在位置的磁场方向水平向左，磁场方向与小磁场指向相同，可知，小磁针指向不会发生变化，故D正确。 故选D。 4. 长直导线与环形导线固定在同一平面内，长直导线中通有图示方向的电流。当电流逐渐增大时（ ） A. 环形导线中可能没有感应电流 B. 环形导线中有感应电流，但方向不确定 C. 环形导线中有收缩的趋势 D. 环形导线有靠近长直导线的趋势 【答案】C 【解析】 【详解】AB．当直导线中电流逐渐增大时，穿过环形导线的磁通量向里增加，则环形线圈中一定有感应电流，根据楞次定律可知，电流方向为逆时针方向，选项AB错误； C．在环形电流上取小段电流元，由左手定则可知电流元所受的磁场力指向圆心，可知环形导线中有收缩的趋势，选项C正确； D．因靠近直导线部分的电流元所受的向下的磁场力较大，则环形导线有远离长直导线的趋势，选项D错误； 故选C. 5. 条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的左上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向里的电流，用FN表示磁铁对桌面的压力，用Ff表示桌面对磁铁的摩擦力，则导线通电后与通电前相比（ ） A. FN增大，Ff变为向左 B. FN减小，Ff仍等于0 C. FN增大，Ff仍等于0 D. FN减小，Ff变为向右 【答案】A 【解析】 【详解】对导线分析，由左手定则知，通电导线受力指向左上方．由牛顿第三定律知磁铁受到的安培力指向右下方，故导线通电后，桌面对磁铁的支持力增大，摩擦力变为向左。 故选A。 6. 如图所示，长为的导线放在相互平行的金属导轨上，导轨宽度为，通过的电流为，垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为，则所受的磁场力的大小为 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由公式F=BIL得F=BI，故选C． 【点睛】公式中的L是有效长度，即为通电电流的磁场中的长度，且垂直放置于磁场中． 7. 如图所示，在球壳内部球心放置带电荷量为＋Q的点电荷，球壳内有A点，壳壁中有B点，壳外有C点，则下列说法正确的是（　　） A. A、B两点场强均为零 B. EA>EB>EC C. A、B、C三点的电势φA=φB>φC D. A、B、C三点的电势φA>φB>φC 【答案】D 【解析】 【详解】AB．+Q在球壳内外表面感应出等量的异种电荷，即球壳内为-Q，球壳外为+Q且均匀分布，画出这时候的电场线，在球壳的内外的场强和没有球壳一样；靠近球心处的场强大、远离球心处的场强小，在球壳内部处于静电平衡，则场强为零，即B点场强为零，A点场强不为零；故AB错误； CD．沿电场线电势降落，故A、B、C三点的电势 φA>φB>φC 故C错误，D正确。 故选D。 8. 如图所示，平行板电容器与电压为的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地．一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离 A. 带电油滴将沿竖直方向向上运动 B. P点的电势将降低 C. 带电油滴的电势能将减少 D. 若电容器的电容减小，则极板带电量将增大 【答案】B 【解析】 【详解】A、将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据得知板间场强减小，油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动．故A错误．B、场强E减小，而P点与下极板间的距离不变，则由公式U=Ed分析可知，P点与下极板间电势差将减小，而P点的电势高于下极板的电势，则知P点的电势将降低．故B正确．C、由带电油滴原来处于平衡状态可知，油滴带负电，P点的电势降低，则油滴的电势能将增加．故C错误．D、根据Q=UC，由于电势差不变，电容器的电容减小，故带电量减小，故D错误；故选B． 【点睛】本题运用分析板间场强的变化，判断油滴如何运动．运用推论：正电荷在电势高处电势能大，而负电荷在电势高处电势能小，来判断电势能的变化． 9. 下列说法正确的是（　　） A. 点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是不存在的 B. 点电荷就是体积和带电量都很小的带电体 C. 根据F=k可知，当r趋近于0时，F趋近于∞ D. 一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计 【答案】AD 【解析】 【详解】A．点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是不存在的，A正确； C．库仑定律的适用条件是在真空中静止的点电荷，而当r趋近于0时，带电体不能作为点电荷，库仑定律不再适用，故C错误； BD．一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它们之间的距离与它们的大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计，所以点电荷不是体积和带电量都很小的带电体，故B错误，D正确。 故选AD。 10. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势之差相等，实线为一带负电的质点仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R同时在等势面b上，据此可知下列说法错误的是（　　） A. 三个等势面中，c的电势最低 B. 带电质点在P点的电势能比在Q点的小 C. 带电质点在P点的动能与电势能之和比在Q点的小 D. 带电质点在R点的加速度方向垂直于等势面b 【答案】ABC 【解析】 【详解】AB．带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，电场线与等势面垂直，且由于带电粒子带负电，因此电场线指向左上方，根据沿电场线电势降低，可知a等势线的电势最低，c等势线的电势最高，负电荷在电势高的地方，电势能小，所以带电质点在P点的电势能比在Q点的大，故AB错误； C．只有电场力做功，所以带电粒子在P点的动能与电势能之和与在Q点的动能与电势能之和相等，故C错误； D．带电质点在R点的受力方向沿着电场线的切线方向，电场线与等势面垂直，故质点在R点的加速度方向与等势面垂直，故D正确。 本题选错误的，故选ABC。 11. 如图所示，沿直线通过速度选择器的两种离子从狭缝S射入磁感应强度为B2的匀强磁场中，偏转后出现的轨迹半径之比为R1∶R2=1∶2，则下列说法正确的是（　　） A. 离子带正电 B. 离子的速度之比为1∶2 C. 离子的电荷量之比为1∶2 D. 离子的比荷之比为2∶1 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据离子在右边磁场中的偏转轨迹，结合左手定则可知，离子带正电，A正确； B．由于离子沿直线通过速度选择器，故在竖直方向上受力平衡，则有 解得 故离子的速度相等，B错误； CD．根据洛伦兹力提供向心力，则有 解得 故对于不同的离子，可以求得其比荷之比，而无法单独求得电荷或质量之比。离子的速度相同，离子的比荷为 即 故离子的比荷之比为2∶1，D正确。 故选AD。 12. 如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一带电粒子（不计重力）以某一初速度沿圆的直径方向射入磁场，粒子穿过此区域的时间为t，粒子飞出此区域时速度方向偏转角为60°，根据以上条件可求下列物理量中的（　　） A. 带电粒子的比荷 B. 带电粒子带正电 C. 带电粒子在磁场中运动的周期 D. 带电粒子在磁场中运动的半径 【答案】AC 【解析】 【详解】 B．根据左手定则，带电粒子带负电，故B错误； AC．带电粒子沿半径方向入射，经过磁场偏转60°后又沿半径方向出射，可确定圆弧的圆心，如答图所示，得圆心角θ=60°，则粒子穿过磁场区域所用时间 根据牛顿第二定律 由圆周运动线速度与周期的关系，解得 ， 故AC正确； D．设圆形区域的半径为，由几何关系可得，带电粒子在磁场中运动的半径 或对带电粒子进行受力分析，受洛伦兹力，根据牛顿第二定律 解得 由于不知圆形磁场的半径与带电粒子进入磁场时速度，则无法求出带电粒子在磁场中运动的半径，故D错误。 故选AC。 第Ⅱ卷 二、实验题（共15分。其中13题8分，每空2分；14题7分，每空2分，画图3分） 13. （1）用游标为20分度的卡尺测量圆柱体电阻的长度如图1所示，由图可知其长度为___________ cm； （2）用螺旋测微器测量其直径如图2所示，由图可知其直径为___________ mm； （3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，发现指针偏转角度过大，要较准确地测量该圆柱体电阻，应换：___________挡，然后___________。 【答案】（1）0.675 （2）4.700 （3） ①. ×1 ②. 欧姆调零 【解析】 【小问1详解】 用游标为20分度的卡尺测量其长度，由题图1可知其长度为 【小问2详解】 用螺旋测微器测量其直径，由题图2可知其直径为 【小问3详解】 用多用电表的电阻“×10”挡，指针偏转角度过大，说明所选挡位相对此圆柱体的阻值而言偏大，接下来正确的操作步骤应是：换“×1”挡，然后欧姆调零。 14. 某实验小组利用如图所示电路测定一节电池的电动势和内电阻，备有下列器材： ①待测电池：电动势约为1.5 V（小于1.5 V）； ②电流表：量程0~3 mA； ③电流表：量程0~0.6 A； ④电压表：量程0~1.5 V； ⑤电压表：量程0~3 V； ⑥滑动变阻器：0~20 Ω； ⑦开关一个，导线若干。 （1）请选择实验中需要的器材___________（选填标号）。 （2）按电路图将实物（如图甲所示）连接起来___________。 （3）小组根据实验数据作出的U­I图像如图乙所示，由图像可求内电阻为___________Ω（保留两位有效数字）。 【答案】（1）①③④⑥⑦ （2） （3）2.8 【解析】 【小问1详解】 干电池的内阻较小，约为几欧，电流表量程为0~3 mA不能满足实验需要，故选量程为0~0.6 A的电流表；电动势小于1.5 V，为精确测量，故选量程为0~1.5 V的电压表；滑动变阻器、开关、导线是电路必需器材，故所需器材为：①③④⑥⑦。 【小问2详解】 实物如图所示 【小问3详解】 根据闭合电路欧姆定律 整理可得 根据图像可知，斜率的绝对值表示内阻，即 三、计算题（共37分。其中15题10分，16题12分，17题15分） 15. 一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后，消耗功率66 W。 （1）电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？ （2）电风扇正常工作时效率是多少？ （3）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时发热功率是多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据可得 （2）电风扇正常工作时转化为内能的功率 电风扇正常工作时转化为机械能的功率 电风扇正常工作时的效率 （3）电风扇风叶被卡住后电动机不转时可视为纯电阻，发热功率为 16. 如图所示为示波器工作原理的示意图，已知两平行板间的距离为d，板长为L，电子经电压为U1的电场加速后从两平行板间的中央处垂直进入偏转电场，设电子质量为m、电荷量为q。 （1）求经电场加速后电子速度v的大小； （2）要使电子离开偏转电场时的偏转角度最大，两平行板间的电压U2应是多少？ 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）电子在加速电场中被加速，根据动能定理有 解得 （2）要使电子离开偏转电场时的偏转角度最大，电子刚好从极板边缘出偏转电场，则有 ， 根据牛顿第二定律有 联立解得 17. 在平面直角坐标系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θ＝60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示．不计粒子重力，求 （1）M、N两点间的电势差UMN ； （2）粒子在磁场中运动的轨道半径r； （3）粒子从M点运动到P点的总时间t． 【答案】1）UMN＝　 （2）r＝　　　（3）　　t＝ 【解析】 【详解】(1)设粒子过N点时的速度为v，有： 解得： 粒子从M点运动到N点的过程，有： 解得： (2)粒子在磁场中以O′为圆心做匀速圆周运动，半径为r，有： 解得： (3)由几何关系得： 设粒子在电场中运动的时间为t1，有： 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期： 设粒子在磁场中运动的时间为t2，有： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $