内容正文:
文山市第一中学高二年级下学期开学考
物理 试卷
本试卷共4页,共15题,全卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项∶
1、答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3、考试结束后,只提交答题卡。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1-7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 两个分别带有电荷量为Q和+5Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r的两处,它们之间库仑力的大小为F,两小球相互接触后再放回原处,则两球之间库仑力的大小为( )
A. B. C. D.
2. 某区域电场线分布如图所示a、b两点场强大小为、,电势高低为、将同一负的试探电荷先后置于a、b两点,电势能分别为和,电荷所受电场力大小分别为和,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
3. 如图所示,空间中有平行于正六边形的匀强电场,正六边形中心为,边长为.将电荷量为的点电荷从点移动到点,电场力做了的功,再从点移动到点,电场力又做了的功.选点为电势能零点,下列说法正确的是( )
A. 点电势为
B. 点的电势为
C. 两点间的电势差
D. 匀强电场电场强度大小为,方向由指向
4. 恒压源通常用于为电子设备提供稳定的电压。图中电源为恒压源,为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小),为定值电阻,A、B灯的电阻均不变。当光敏电阻受到的光照逐渐减弱时,下列说法正确的是( )
A. 电压表示数变大
B. A灯变亮
C. B灯变亮
D. 光敏电阻中电流的变化量等于定值电阻中电流的变化量
5. 如图所示,平行于纸面水平向右的匀强磁场,磁感应强度大小,位于纸面内的细直导线处在磁场中,通有恒定电流,导线与磁场成夹角,当另加一磁感应强度为的匀强磁场时,直导线所受安培力为零。的最小值为( )
A. B. C. D.
6. 如图,一个质量为m、带电量为+q的圆环,可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中。现给圆环一个水平向右的初速度v0,在以后的运动中下列说法正确的是( )
A. 圆环可能做匀减速运动
B. 圆环不可能做匀速直线运动
C. 圆环克服摩擦力所做的功可能为
D. 圆环克服摩擦力所做的功不可能为
7. 小型旋转电枢式交流发电机的原理图如图甲所示,其矩形线圈在磁感应强度的匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动。已知线圈的匝数匝,电阻,所围成矩形的面积,线圈的两端经集流环和电刷与的电阻连接,矩形线圈产生的电动势e随时间t变化的图像如图乙所示,理想交流电压表的量程足够大。下列说法正确的是( )
A. 时线圈恰好位于中性面 B. 该交流电方向每秒变化50次
C. 电压表的示数为 D. 电阻R的电功率为
8. 如图所示,带电的平行板电容器水平放置,质量相同,重力不计的带电微粒A、B,平行于极板以相同的初速度射入电场,结果打在极板上的同一点上。不计两微粒之间的库仑力,则( )
A. 微粒在电场中运动的加速度= B. 微粒在电场中运动的加速度>
C. 微粒在电场中运动的时间= D. 微粒在电场中运动的时间>
9. 在如图所示甲、乙电路中,电阻R和灯泡电阻的阻值相等,自感线圈L的电阻值可认为是0,在接通开关S时,则( )
A. 在电路甲中,A将立刻变亮
B. 在电路甲中,A将先变亮,然后渐渐变暗
C. 在电路乙中,A将渐渐变亮
D. 在电路乙中,A将先由亮渐渐变暗,然后熄灭
10. 如图所示,M、N端连接有效值恒定的正弦交流电源,理想变压器的原线圈上接有阻值为的定值电阻,副线圈上接有滑动变阻器,原、副线圈匝数之比为,初始时滑动变阻器的滑片处于正中间位置,滑动变阻器和定值电阻的电功率相等。滑片移动的过程中,电流表、电压表示数变化量的绝对值分别为,电压表、电流表均为理想交流电表,下列说法正确的是( )
A. 滑动变阻器的最大阻值为
B. 若滑片上移,则滑动变阻器消耗的功率一定减小
C. 若滑片下移,则滑动变阻器消耗的功率可能增大
D. 滑片移动的过程中,
二、非选择题((本题共5题,共54分。其中第13题-15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。)
11. 某物理兴趣小组要精密测量一金属丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器测其直径,如图a所示,为______mm,用游标卡尺测其长度,如图b所示,为______mm。
(2)若通过伏安法测得金属丝电阻为R,用d表示电阻丝的直径,L表示电阻丝的长度,其电阻率的表达式为______。
12. 某同学测量某电源的电动势和内阻,提供下列仪器:
A.待测电源(电动势约为,内阻约为)
B.毫安表(量程,内阻为)
C.电压表(量程,内阻约)
D.电压表(量程,内阻约)
E电阻箱
F.滑动变阻器
G.开关、导线若干。
(1)为尽量减小实验误差,实验中电压表选择_____;(填写元件的字母代号)
(2)由于毫安表的量程太小,该同学用电阻箱与毫安表并联,使其量程变为,需要将电阻箱的电阻调为_____;
(3)用改装后的电流表完成实验,应该选择的实验电路是图中的_____(填“甲”或“乙”);
(4)根据实验数据画出图线如图丙所示。由图线可知电源的电动势_____,内电阻_____。(结果均保留三位有效数字)
13. 如图所示,一质量为、带电荷量为的粒子以速度垂直射入一有界匀强磁场区域内,速度方向跟磁场左边界垂直,从右边界离开磁场时速度方向偏转角,磁场区域的宽度为,求:
(1)带电粒子在磁场中做圆周运动的半径;
(2)磁感应强度大小;
(3)粒子在磁场中运动的时间。
14. 如图所示,正方形线圈绕对称轴在匀强磁场中匀速转动,角速度为,已知,匝数,磁感应强度,图示位置线圈平面与磁感线平行,闭合回路中线圈的电阻,外电阻,求:
(1)线圈转动过程中感应电动势的最大值;
(2)从图示位置开始计时,写出感应电流的瞬时表达式;
(3)交流电压表的示数。
15. 轻质细线吊着一由同种均匀导线绕成正方形单匝线框,线框质量为,边长为l=2m,其总电阻为。在线框的中间位置以上区域分布着磁场,如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随时间变化的关系如图乙所示。(g取)
(1)判断线框中产生的感应电流的方向是顺时针还是逆时针;
(2)求整个线圈框4s内产生的焦耳热;
(3)若细线能承受的最大拉力F为3N,则刚要断时磁感应强度大小多少。
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文山市第一中学高二年级下学期开学考
物理 试卷
本试卷共4页,共15题,全卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项∶
1、答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3、考试结束后,只提交答题卡。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1-7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 两个分别带有电荷量为Q和+5Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r的两处,它们之间库仑力的大小为F,两小球相互接触后再放回原处,则两球之间库仑力的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】开始时,由库仑定律
两小球相互接触后各带电量为+2Q,则此时
故选B。
2. 某区域电场线分布如图所示a、b两点场强大小为、,电势高低为、将同一负的试探电荷先后置于a、b两点,电势能分别为和,电荷所受电场力大小分别为和,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】D
【解析】
【详解】AB.电场线的疏密程度表示场强的强弱,处更密集,则处场强更大,;沿电场线方向电势降低,则。故AB错误;
CD.根据电场力公式可知对于同一负电荷,场强越大,则受到的电场力越大,即;根据电势能表达式,对于负电荷来说高势低能,低势高能,则因为,所以。故C错误,D正确。
故选D。
3. 如图所示,空间中有平行于正六边形的匀强电场,正六边形中心为,边长为.将电荷量为的点电荷从点移动到点,电场力做了的功,再从点移动到点,电场力又做了的功.选点为电势能零点,下列说法正确的是( )
A. 点电势为
B. 点的电势为
C. 两点间的电势差
D. 匀强电场的电场强度大小为,方向由指向
【答案】B
【解析】
【详解】A.从点移动到点,根据电场力做功与电势差的关系可知
可得
其中,
所以点电势为,故A错误;
BC.两点间的电势差为
解得
则点的电势为,故B正确,C错误;
D.如图所示
将PM四等分,分析可知Q点电势为零,则NQ为等势面,故电场方向由P指向M,匀强电场的电场强度大小为,故D错误。
故选B。
4. 恒压源通常用于为电子设备提供稳定的电压。图中电源为恒压源,为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小),为定值电阻,A、B灯的电阻均不变。当光敏电阻受到的光照逐渐减弱时,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数变大
B. A灯变亮
C. B灯变亮
D. 光敏电阻中电流的变化量等于定值电阻中电流的变化量
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由于电源为恒压源,且电压表测的为电源两端电压,故电压表不变,灯泡A两端电压也不变,所以灯泡A亮度不变,故AB错误;
C.由于电源左侧电路总电压不变,当光敏电阻受到的光照逐渐减弱时,电阻增大,电源左侧总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律可知,电源左侧干路电流减小,两端电压减小,所以灯泡B两端电压变大,通过灯泡B的电流增大,所以灯泡B变亮,故C正确;
D.以上分析可知,电源左侧干路电流减小,即通过的电流减小,而通过灯泡B的电流增大,故通过的电流减小,由于通过的总电流减小,故通过灯泡B的电流增加量要小于通过的电流减小量,即光敏电阻R1中电流的变化量大于定值电阻R0中电流的变化量,故D错误。
故选C
5. 如图所示,平行于纸面水平向右的匀强磁场,磁感应强度大小,位于纸面内的细直导线处在磁场中,通有恒定电流,导线与磁场成夹角,当另加一磁感应强度为的匀强磁场时,直导线所受安培力为零。的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意,如果通电导线所受磁场力为零,则说明电流方向与磁场方向平行,说明该区域同时存在的另一匀强磁场,并且与的合磁场的磁感应强度方向沿导线方向,如图所示
由三角形定则可知,当与合磁场(通电导线)垂直时,磁场最小,则
故选C。
6. 如图,一个质量为m、带电量为+q的圆环,可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中。现给圆环一个水平向右的初速度v0,在以后的运动中下列说法正确的是( )
A. 圆环可能做匀减速运动
B. 圆环不可能做匀速直线运动
C. 圆环克服摩擦力所做的功可能为
D. 圆环克服摩擦力所做的功不可能为
【答案】C
【解析】
【详解】分情况对圆环受力分析,第一种情况
圆环受到向下的重力,向上的支持力、向上洛伦兹力、水平向左的摩擦力,圆环受到的洛伦兹力变小,支持力变大,摩擦力增大,圆环做加速度增大的减速运动,最后速度减为零;
第二种情况
支持力为零,圆环受到的摩擦力为零,这种情况下圆环做匀速直线运动。
第三种情况
随着速度减小,支持力减小,摩擦力减小,此时圆环做加速度减小的减速运动,当支持力减为零后做匀速运动。
由以上分析可知圆环可能做匀速运动或变减速运动,不可能做匀减速运动,故A错误;
B.由受力分析第二种情况可知圆环可能不受摩擦力作用,合力为零,这种情况下圆环做匀速直线运动,故B错误;
C.由受力分析第一种情况可知当圆环受到向上的支持力,圆环做加速度逐渐增大的减速运动,最后速度减为零,由动能定理可得圆环克服摩擦力所做的功为,故C正确。
D.由受力分析第三种情况可知当圆环受到向下的支持力时,圆环做加速度逐渐减小的减速运动,当支持力减为零时开始做匀速直线运动,由平衡关系可得
设克服摩擦力做功为W,由动能定理可得
解得
圆环克服摩擦力所做的功为,故D错误。
故选择C选项。
7. 小型旋转电枢式交流发电机的原理图如图甲所示,其矩形线圈在磁感应强度的匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动。已知线圈的匝数匝,电阻,所围成矩形的面积,线圈的两端经集流环和电刷与的电阻连接,矩形线圈产生的电动势e随时间t变化的图像如图乙所示,理想交流电压表的量程足够大。下列说法正确的是( )
A. 时线圈恰好位于中性面 B. 该交流电方向每秒变化50次
C. 电压表的示数为 D. 电阻R的电功率为
【答案】A
【解析】
【详解】A.线圈位于中性面时感应电动势为零,根据题图乙可知,时线圈恰好位于中性面,故A正确;
B.根据图乙可知该交流电的周期
则
一个周期内交流电方向变化2次,则该交流电方向每秒变化次数为次,故B错误;
C.该交流电的电动势最大值
其中
解得电动势最大值
该交流电电动势的有效值
电压表的示数
故C错误;
D.电阻的电功率
故D错误。
故选A。
8. 如图所示,带电的平行板电容器水平放置,质量相同,重力不计的带电微粒A、B,平行于极板以相同的初速度射入电场,结果打在极板上的同一点上。不计两微粒之间的库仑力,则( )
A. 微粒在电场中运动的加速度= B. 微粒在电场中运动的加速度>
C. 微粒在电场中运动的时间= D. 微粒在电场中运动的时间>
【答案】BC
【解析】
【详解】CD.水平方向两个粒子做匀速直线运动,运动时间为
因为x、v0相等,则t相等,故C正确,D错误;
AB.在竖直方向上两个粒子做初速度为零的匀加速直线运动,由
因为,且时间相等,所以
故A错误,B正确。
故选BC。
9. 在如图所示的甲、乙电路中,电阻R和灯泡电阻的阻值相等,自感线圈L的电阻值可认为是0,在接通开关S时,则( )
A. 在电路甲中,A将立刻变亮
B. 在电路甲中,A将先变亮,然后渐渐变暗
C. 在电路乙中,A将渐渐变亮
D. 在电路乙中,A将先由亮渐渐变暗,然后熄灭
【答案】D
【解析】
【详解】AB.在电路甲中,接通S,由于线圈阻碍电流变大,导致A将逐渐变亮。故AB错误;
CD.在电路乙中,接通S时,由于线圈阻碍电流变大,A将变亮,随着线圈阻碍作用减小,A灯逐渐变暗,最后L相当于短路,灯泡熄灭。故C错误D正确;
故选D。
10. 如图所示,M、N端连接有效值恒定的正弦交流电源,理想变压器的原线圈上接有阻值为的定值电阻,副线圈上接有滑动变阻器,原、副线圈匝数之比为,初始时滑动变阻器的滑片处于正中间位置,滑动变阻器和定值电阻的电功率相等。滑片移动的过程中,电流表、电压表示数变化量的绝对值分别为,电压表、电流表均为理想交流电表,下列说法正确的是( )
A. 滑动变阻器的最大阻值为
B. 若滑片上移,则滑动变阻器消耗的功率一定减小
C. 若滑片下移,则滑动变阻器消耗的功率可能增大
D. 滑片移动的过程中,
【答案】BD
【解析】
【详解】A.副线圈在原线圈电路中的等效电阻为
根据理想变压器原理有,
综合可知
初始时滑动变阻器和定值电阻的电功率相等,则
即滑动变阻器的最大阻值为
选项A错误;
BC.把电阻看作电源的内阻,当电源内阻和外电路电阻相等时,电源的输出功率最大,因此初始时滑动变阻器消耗的功率最大,此后移动滑片,无论是上移还是下移,滑动变阻器消耗的功率都一定减小,选项B正确、C错误;
D.滑片移动的过程中,根据等效电路可知
又根据理想变压器原理有,
综合可知,滑片移动过程中有
选项D正确。
故选BD。
二、非选择题((本题共5题,共54分。其中第13题-15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。)
11. 某物理兴趣小组要精密测量一金属丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器测其直径,如图a所示,为______mm,用游标卡尺测其长度,如图b所示,为______mm。
(2)若通过伏安法测得金属丝电阻为R,用d表示电阻丝的直径,L表示电阻丝的长度,其电阻率的表达式为______。
【答案】(1) ①. 1.840 ②. 42.40
(2)
【解析】
【小问1详解】
[1]螺旋测微器的固定刻度读数为1.5mm,可动刻度的最小分度为0.01mm,需要估读到下一位,读数为34.0×0.01mm=0.340mm
故金属丝的直径为1.5mm+0.340mm=1.840mm
[2]游标卡尺主尺的读数为42mm,游标尺的最小分度为0.05mm,读数为8×0.05mm=0.40mm
金属丝的长度为42mm+0.40mm=42.40mm
【小问2详解】
由电阻定律可知
解得电阻率的表达式为
12. 某同学测量某电源的电动势和内阻,提供下列仪器:
A.待测电源(电动势约为,内阻约为)
B.毫安表(量程,内阻为)
C.电压表(量程,内阻约)
D.电压表(量程,内阻约)
E.电阻箱
F.滑动变阻器
G.开关、导线若干。
(1)为尽量减小实验误差,实验中电压表选择_____;(填写元件的字母代号)
(2)由于毫安表的量程太小,该同学用电阻箱与毫安表并联,使其量程变为,需要将电阻箱的电阻调为_____;
(3)用改装后的电流表完成实验,应该选择的实验电路是图中的_____(填“甲”或“乙”);
(4)根据实验数据画出图线如图丙所示。由图线可知电源的电动势_____,内电阻_____。(结果均保留三位有效数字)
【答案】(1)C (2)20
(3)乙 (4) ①. 3.80 ②. 171
【解析】
【小问1详解】
由于待测电源电动势约为 4V,为尽量减小实验误差,实验中电压表选择量程为4V电压表。故选C。
【小问2详解】
根据并联分流规律
解得
【小问3详解】
选用乙图,因电流表内阻为已知,可以计算出电流表的分压值,从而消除系统误差。
【小问4详解】
电流表改装后的内电阻
根据闭合电路欧姆定律
由图可知斜率为,纵截距为
结合图像可得电源的电动势为
因为
故电源内电阻为
13. 如图所示,一质量为、带电荷量为的粒子以速度垂直射入一有界匀强磁场区域内,速度方向跟磁场左边界垂直,从右边界离开磁场时速度方向偏转角,磁场区域的宽度为,求:
(1)带电粒子在磁场中做圆周运动的半径;
(2)磁感应强度大小;
(3)粒子在磁场中运动的时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子运动的轨迹如图,由几何知识得
【小问2详解】
根据洛伦兹力提供向心力有
可得磁感应强度
【小问3详解】
粒子做圆周运动的周期
粒子在磁场中的运动时间
14. 如图所示,正方形线圈绕对称轴在匀强磁场中匀速转动,角速度为,已知,匝数,磁感应强度,图示位置线圈平面与磁感线平行,闭合回路中线圈的电阻,外电阻,求:
(1)线圈转动过程中感应电动势的最大值;
(2)从图示位置开始计时,写出感应电流的瞬时表达式;
(3)交流电压表的示数。
【答案】(1)400V
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据法拉第电磁感应定律,则有最大值为
解得Em=400V
【小问2详解】
感应电动势的瞬时值
由闭合电路欧姆定律
解得
【小问3详解】
最大值与有效值的关系
又
解得交流电压表的示数
15. 轻质细线吊着一由同种均匀导线绕成正方形单匝线框,线框质量为,边长为l=2m,其总电阻为。在线框的中间位置以上区域分布着磁场,如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随时间变化的关系如图乙所示。(g取)
(1)判断线框中产生的感应电流的方向是顺时针还是逆时针;
(2)求整个线圈框4s内产生的焦耳热;
(3)若细线能承受的最大拉力F为3N,则刚要断时磁感应强度大小多少。
【答案】(1)逆时针方向;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向。
(2)由图乙可知
由法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路欧姆定律,线框中电流为
则线框4s内焦耳热
(3)当细线刚要断时对于线框有
解得
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