内容正文:
高二年级阶段总结
物理
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:人教版必修第三册,选择性必修第二册。
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. 关于电路,下列说法正确的是( )
A. 电路接通后,电子由电源出发,以接近光速的速度运动
B. 电路中的电子总是从电势高的地方向电势低的地方定向移动
C. 通过导体的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比
D. 电流是矢量,其方向为正电荷定向移动的方向
【答案】C
【解析】
【详解】A.电路接通后,电场以接近光速的速度建立,但电子定向移动的平均速率极小(约毫米级),并非以光速运动,故A错误;
B.外电路中,电子受电场力作用逆着电场线方向移动,即从电势低处(电源负极)向电势高处(电源正极)移动,故B错误;
C.根据欧姆定律 ,电流与电压成正比,与电阻成反比,故C正确;
D.电流虽有方向,但运算遵循代数法则(如叠加为标量和),故为标量,故D错误。
故选C。
2. 通过一闭合线圈的磁通量随时间的变化如图所示,则线圈产生感应电流的图像为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据
则电流为
可知,电流方向在改变,并且图像为余弦函数。
故选B。
3. 以下四幅图片中:图甲是手机无线充电技术;图乙是真空冶炼炉;图丙是在匀强磁场内运动的闭合线框;图丁是研究自感现象的实验电路图,闭合开关电路稳定时灯泡发光,流过电感线圈的电流大于灯泡中的电流。下列说法正确的是( )
A. 图甲中,手机无线充电技术是利用自感现象制成的
B. 图乙中,真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置
C. 图丙中,闭合线框中b点的电势高于c点的电势
D. 图丁中,电路开关断开瞬间,灯泡A会立即熄灭
【答案】B
【解析】
【详解】A.图甲中,无线充电利用电磁感应原理,当充电底座的发射线圈中通有交变电流时,发射线圈产生交变的磁场,根据电磁感应原理,在接收线圈中产生感应电流,实现对接收充电设备的充电,无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“互感现象”,选项A错误;
B.图乙中,真空冶炼炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的,炉内放入被冶炼的金属,线圈内通入高频交变电流,这时被冶炼的金属中产生涡流就能被熔化,选项B正确;
C.图丙中,根据右手定则可以判断点的电势高于点的电势,选项C错误;
D.图丁中,闭合开关电路稳定时灯泡发光,流过电感线圈的电流大于灯泡中的电流,电路开关断开瞬间,由于线圈产生自感电动势阻碍电流的减小,则线圈相当于电源,与灯泡组成新的回路,则灯泡A会先闪亮再缓慢熄灭,选项D错误。
故选B。
4. 如图所示为两个点电荷的电场,虚线为一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹,a、b为轨迹上两点,下列说法中正确的是( )
A. 两个点电荷为左正右负,且左边电荷所带电荷量少
B. 带电粒子在a点的电场力小于在b点的电场力
C. 带电粒子带正电
D. a点的电势高于b点的电势
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据电场线的指向和电场线的密集程度,可知两个点电荷为左正右负,且左边电荷所带电荷量多,故A错误;
B. b点电场线更密集,b点电场强度更大,故带电粒子在b点受电场力更大,故B正确;
C.由粒子运动轨迹可知,粒子受电场力大致向左,可知粒子带负电,故C错误;
D .沿电场线方向电势逐渐降低,故a点的电势低于b点的电势,故D错误。
故选B。
5. 交流发电机由n匝闭合矩形线框组成,线框的总电阻为R。如图所示为线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动时,穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像。下列说法正确的是( )
A. 时刻线框平面与中性面重合
B. 线框的感应电动势最大值为
C. 线框转一周外力所做的功为
D. 从t=0到t=T过程中线框的平均感应电动势为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图像可知,时刻穿过线圈的磁通量为零,线框处于与中性面垂直的平面,故A错误;
B.线框的感应电动势最大值为
故B错误;
C.线框的感应电动势有效值为
根据功能关系可知,线框转一周外力所做的功为
故C正确;
D.从到过程中,线框的平均感应电动势为零,故D错误。
故选C。
6. 如图所示电路,电源电动势V、内阻Ω,小型直流电动机M的内阻Ω。闭合开关S后,电动机M正常转动,理想电流表的示数为A,则电动机M的机械功率为( )
A. 12W B. 14W C. 20W D. 24W
【答案】A
【解析】
【详解】电动机两端电压为VV
电动机M的机械功率为WW。
故选A。
7. 如图所示,在原线圈两端加上有效值恒为U0的交流电压,变压器原、副线圈的电压有效值分别为、,电流有效值分别为、,两输电线上的定值电阻分别为R1、R2,当滑动变阻器滑片P向下移时( )
A. 变大;变大 B. 变大;变小
C. 变小;变小 D. 变小;变大
【答案】C
【解析】
【详解】设滑动变阻器电阻为,则
由理想变压器可得,
副线圈的电压为
联立解得
当滑动变阻器滑片P向下移时,减小,则原线圈电流增大,从而副线圈电流增大,由于电阻R1上分压增大,U0恒定,则原线圈电压减小,副线圈电压也减小,故变小。
故选C。
8. 如图所示,将一个电荷量为的点电荷放在原来不带电的导体棒的中心轴线上,点电荷与导体棒的中心O的距离为L.已知静电力常量为k,当导体棒达到静电平衡后,下列说法正确的是( )
A. 导体棒的左侧外表面带正电
B. 导体棒内部的电场强度处处为零
C. 导体棒内部的电势右端大于左端
D. 导体棒上的感应电荷在O点产生的电场强度大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】C.导体棒处于静电平衡状态,内部各点的电势是相等的,故C错误;
A.根据静电感应的原理可知,导体棒的左侧外表面应感应异种电荷,故带负电,故A错误;
BD.达到静电平衡导体内部电场强度处处为零,则有
故感应电荷在O点产生的电场强度大小与点电荷在O点形成的电场强度大小相等,方向相反,即,故BD正确。
故选BD。
9. 如图所示为振荡电路,已知线圈自感系数,电容器电容,在电容器开始放电时设为零时刻(取),上极板带正电,下极板带负电,则( )
A. LC振荡电路的周期
B. 当时,电容器上极板带正电
C. 当时,电路中电流方向为逆时针
D. 当时,电场能正转化为磁场能
【答案】AC
【解析】
【详解】A.LC振荡电路周期公式
选项A正确;
B.当时,电容器反向充满电,所以电容器上极板带负电,选项B错误;
C.当时,是之间,电容器正在放电,所以电流方向为逆时针,选项C正确;
D.当时,介于之间,电容器正在充电,磁场能转化为电场能,选项D错误。
故选AC。
10. 如图所示,空间内存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,电场强度大小为,磁场方向垂直于纸面向里,一电荷量为的小球,在与磁场垂直的平面内沿直线运动,该直线与电场方向夹角为,、(图中未标出)为直线轨迹上的两点,两点间距离为。已知重力加速度为,小球在点的速度大小为,则下列说法正确的是( )
A. 小球质量为
B. 磁感应强度大小为
C. 小球由运动到的时间为
D. 小球由运动到的过程中电场力做功的大小为
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB.带电小球做直线运动,合力方向沿直线或合力为零,洛伦兹力与速度方向垂直,大小与速度成正比,重力及电场力均恒定,若速度大小变化必为曲线运动,所以小球只能做匀速直线运动,受力情况如图所示
由平衡条件有,
解得,
故A正确,B错误;
C.小球由a运动到b的时间为
故C正确;
D.电场力方向与电场方向相同,小球一定带正电,根据左手定则可知,小球一定斜向右上方运动,由a到b的过程中,电场力做正功
故D正确。
故选ACD。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中。
(1)为了了解电压表内阻的大概值,用多用电表的欧姆挡来测量电压表的内阻,如图所示,多用电表的红表笔应该与电压表的________(填“正”或“负”)接线柱相连。
(2)实验中为了减小测量误差,如图所示的电路中应该选择的是________(选填“甲”或“乙”)。
(3)通过调节滑动变阻器,测得多组数据,在坐标纸中描点并作出图像如图所示,由此求得电动势________V,内阻________。(结果均保留到小数点后两位)
(4)测量值________真实值,测量值r________真实值。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
【答案】(1)负 (2)甲
(3) ①. 1.44 ②. ##0.62##0.63##0.64##0.66##0.67##0.68
(4) ①. 小于 ②. 小于
【解析】
【小问1详解】
多用电表的欧姆挡的电源正极与黑表笔连接,电源负极与红表笔相连,测电压表内阻时应红表笔与电压表的负极相连。
【小问2详解】
由于电源内阻很小,甲方案中,误差来源于电压表分流,由于电压表内阻很大,分流较小,乙方案中电流表分压,其内阻相比电源内阻相差不多,分压较大,相比较而言,甲方案的误差较小,更接近真实值。
【小问3详解】
[1]根据闭合电路欧姆定律
则在图像中,图像与纵轴的交点值表示电动势
[2]斜率代表内阻
【小问4详解】
[1][2]甲电路图中的误差来源是电压表的分流,将电压表和电源看成一个等效电源,则甲电路图测量的是等效电源的电动势和内阻,则有,
可知电动势和内阻的测量值会比真实值偏小。
12. 在“测定金属丝的电阻率”的实验中,金属丝的阻值约为,先用螺旋测微器测量金属丝直径d,再用游标卡尺测量金属丝的长度L,然后用伏安法测出金属丝的电阻,最后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率。
(1)由图读得某一次测量金属丝的直径d为________。
(2)实验室提供的器材有:
A.电压表(量程,内阻约)
B.电压表(量程,内阻约)
C.电流表(量程,内阻约)
D.电流表(量程,内阻约)
E.滑动变阻器()
F.滑动变阻器()
G.电源E(输出电压恒为)、开关和导线若干
选择合适器材实验,应选择电流表________,滑动变阻器________。(填器材前的字母)
(3)要求电压能从0开始调节并能较准确地测出金属丝的阻值,实验电路应选用图中的________。
A. B.
C. D.
(4)若测得电阻,长度L,直径d,则电阻率表达式为________(用表示)。
(5)该实验中电阻的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1)1.742##1.743##1.744##1.745##1.746
(2) ①. C ②. E (3)A
(4)
(5)小于
【解析】
【小问1详解】
螺旋测微器的精度为,由图可知金属丝的直径为
【小问2详解】
[1]电源输出电压恒为,根据电压和金属丝电阻可估计电流最大值约为,故电流表应选择
故选C。
[2]金属丝电阻约为,为方便调节,滑动变阻器应选择
故选E。
【小问3详解】
电压从0开始调节,滑动变阻器应选择分压接法,金属丝电阻很小,电流表应选择外接接法。
故选A。
【小问4详解】
根据,联立可得金属丝电阻率
【小问5详解】
由于电压表分流导致电流测量值偏大,则电阻测量值偏小。
13. 如图所示空间有平行于纸面的匀强电场。一电荷量为的质点,在恒定拉力的作用下沿虚线由匀速运动到,已知力和虚线MN间夹角为,M、N间距离为,质点重力不计。求:
(1)匀强电场的电场强度大小和方向;
(2)M、N两点的电势差;
(3)带电质点由M运动到N的过程中,电场力做的功。
【答案】(1) 电场强度方向与恒力方向相同
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设匀强电场的电场强度为,质点在恒力作用下沿匀速运动,所以质点所受合力为0,质点受到电场力和恒力作用,所以电场力方向与恒力方向相反,大小相等,即
解得电场强度大小为
由于电荷为负电荷,所以电场强度方向与恒力方向相同。
【小问2详解】
由题意可知,沿电场强度方向的距离为
根据电场强度与电势差的关系有
【小问3详解】
由电场力做功公式得
14. 如图所示,间距为L的两倾斜且平行的金属导轨与水平面之间的夹角为,电阻不计,空间存在垂直于金属导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B,导轨上端接有阻值为R的定值电阻。质量为m的导体棒ab从金属导轨上某处由静止释放,一段时间后速度大小为v,且此过程通过定值电阻R的电荷量为q。已知金属导轨光滑,导体棒接入导轨的电阻为2R,与金属导轨始终垂直且接触良好,重力加速度为g,求:
(1)刚释放瞬间,导体棒的加速度;
(2)从释放导体棒到其速度为v的过程中,导体棒运动的位移;
(3)从释放导体棒到其速度为v的过程中,定值电阻R上产生的热量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
导体棒ab刚释放瞬间,根据牛顿第二定律可得
解得
【小问2详解】
根据电荷量的计算公式可得
解得
【小问3详解】
根据能量守恒定律可得
联立可得
15. 如图所示,一个圆形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场(图中未画出),圆形磁场区域的半径为R,磁感应强度大小为B,O为圆心,P为其竖直直径的下端点,Q为其水平直径的左端点。P点有一个粒子源,可同时沿180°范围向磁场中均匀发射速度大小相同的质量为m,电荷量为q的带正电粒子,已知所有粒子的最远出射点为Q,不计粒子的重力和粒子间的相互作用。求:
(1)粒子的速度大小;
(2)所有粒子轨迹在磁场中扫过的面积;
(3)从Q点出射的粒子出磁场时,还在磁场中的粒子占粒子总数的比例。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由于所有粒子的速度大小相等,所以粒子的半径相等,又因为Q为粒子的最远出射点,所以PQ为粒子轨迹的直径,由于圆形磁场的半径为R,所以
则粒子的轨迹半径
由
解得
【小问2详解】
所有粒子的轨迹扫过的区域如图所示,可以将区域分为3部分,第1部分为对应圆心角为90°的弓形,第2部分为以PQ为半径的扇形,第3部分为以PQ为直径的半圆,第1部分的面积
由几何关系可知第2部分对应的圆心角为45°,则第2部分的面积
第3部分的面积
则所有粒子轨迹扫过的面积
【小问3详解】
从Q点出射的粒子的轨迹如图所示,由几何关系可知其初速度与水平方向的夹角,该粒子的圆心角为180°,入射角比该粒子小的粒子出磁场时轨迹的圆心角都大于该粒子的圆心角,故这些粒子在磁场运动的时间都比该粒子长,所以当从Q点出射的粒子出磁场时,还在磁场中的粒子占总粒子数的比例
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考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:人教版必修第三册,选择性必修第二册。
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. 关于电路,下列说法正确的是( )
A. 电路接通后,电子由电源出发,以接近光速的速度运动
B. 电路中的电子总是从电势高的地方向电势低的地方定向移动
C. 通过导体的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比
D. 电流是矢量,其方向为正电荷定向移动的方向
2. 通过一闭合线圈的磁通量随时间的变化如图所示,则线圈产生感应电流的图像为( )
A. B.
C. D.
3. 以下四幅图片中:图甲是手机无线充电技术;图乙是真空冶炼炉;图丙是在匀强磁场内运动的闭合线框;图丁是研究自感现象的实验电路图,闭合开关电路稳定时灯泡发光,流过电感线圈的电流大于灯泡中的电流。下列说法正确的是( )
A. 图甲中,手机无线充电技术是利用自感现象制成的
B. 图乙中,真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置
C. 图丙中,闭合线框中b点的电势高于c点的电势
D. 图丁中,电路开关断开瞬间,灯泡A会立即熄灭
4. 如图所示为两个点电荷的电场,虚线为一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹,a、b为轨迹上两点,下列说法中正确的是( )
A. 两个点电荷为左正右负,且左边电荷所带电荷量少
B. 带电粒子在a点的电场力小于在b点的电场力
C. 带电粒子带正电
D. a点的电势高于b点的电势
5. 交流发电机由n匝闭合矩形线框组成,线框的总电阻为R。如图所示为线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动时,穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像。下列说法正确的是( )
A. 时刻线框平面与中性面重合
B. 线框的感应电动势最大值为
C. 线框转一周外力所做的功为
D. 从t=0到t=T过程中线框的平均感应电动势为
6. 如图所示电路,电源电动势V、内阻Ω,小型直流电动机M的内阻Ω。闭合开关S后,电动机M正常转动,理想电流表的示数为A,则电动机M的机械功率为( )
A. 12W B. 14W C. 20W D. 24W
7. 如图所示,在原线圈两端加上有效值恒为U0的交流电压,变压器原、副线圈的电压有效值分别为、,电流有效值分别为、,两输电线上的定值电阻分别为R1、R2,当滑动变阻器滑片P向下移时( )
A. 变大;变大 B. 变大;变小
C. 变小;变小 D. 变小;变大
8. 如图所示,将一个电荷量为的点电荷放在原来不带电的导体棒的中心轴线上,点电荷与导体棒的中心O的距离为L.已知静电力常量为k,当导体棒达到静电平衡后,下列说法正确的是( )
A. 导体棒的左侧外表面带正电
B. 导体棒内部的电场强度处处为零
C. 导体棒内部的电势右端大于左端
D. 导体棒上的感应电荷在O点产生的电场强度大小为
9. 如图所示为振荡电路,已知线圈自感系数,电容器电容,在电容器开始放电时设为零时刻(取),上极板带正电,下极板带负电,则( )
A. LC振荡电路的周期
B. 当时,电容器上极板带正电
C. 当时,电路中电流方向为逆时针
D. 当时,电场能正转化为磁场能
10. 如图所示,空间内存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,电场强度大小为,磁场方向垂直于纸面向里,一电荷量为的小球,在与磁场垂直的平面内沿直线运动,该直线与电场方向夹角为,、(图中未标出)为直线轨迹上的两点,两点间距离为。已知重力加速度为,小球在点的速度大小为,则下列说法正确的是( )
A. 小球质量为
B. 磁感应强度大小为
C. 小球由运动到的时间为
D. 小球由运动到的过程中电场力做功的大小为
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中。
(1)为了了解电压表内阻的大概值,用多用电表的欧姆挡来测量电压表的内阻,如图所示,多用电表的红表笔应该与电压表的________(填“正”或“负”)接线柱相连。
(2)实验中为了减小测量误差,如图所示的电路中应该选择的是________(选填“甲”或“乙”)。
(3)通过调节滑动变阻器,测得多组数据,在坐标纸中描点并作出图像如图所示,由此求得电动势________V,内阻________。(结果均保留到小数点后两位)
(4)测量值________真实值,测量值r________真实值。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
12. 在“测定金属丝的电阻率”的实验中,金属丝的阻值约为,先用螺旋测微器测量金属丝直径d,再用游标卡尺测量金属丝的长度L,然后用伏安法测出金属丝的电阻,最后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率。
(1)由图读得某一次测量金属丝的直径d为________。
(2)实验室提供的器材有:
A.电压表(量程,内阻约)
B.电压表(量程,内阻约)
C.电流表(量程,内阻约)
D.电流表(量程,内阻约)
E.滑动变阻器()
F.滑动变阻器()
G.电源E(输出电压恒为)、开关和导线若干
选择合适器材实验,应选择电流表________,滑动变阻器________。(填器材前的字母)
(3)要求电压能从0开始调节并能较准确地测出金属丝的阻值,实验电路应选用图中的________。
A. B.
C. D.
(4)若测得电阻,长度L,直径d,则电阻率表达式为________(用表示)。
(5)该实验中电阻的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
13. 如图所示空间有平行于纸面的匀强电场。一电荷量为的质点,在恒定拉力的作用下沿虚线由匀速运动到,已知力和虚线MN间夹角为,M、N间距离为,质点重力不计。求:
(1)匀强电场的电场强度大小和方向;
(2)M、N两点的电势差;
(3)带电质点由M运动到N的过程中,电场力做的功。
14. 如图所示,间距为L的两倾斜且平行的金属导轨与水平面之间的夹角为,电阻不计,空间存在垂直于金属导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B,导轨上端接有阻值为R的定值电阻。质量为m的导体棒ab从金属导轨上某处由静止释放,一段时间后速度大小为v,且此过程通过定值电阻R的电荷量为q。已知金属导轨光滑,导体棒接入导轨的电阻为2R,与金属导轨始终垂直且接触良好,重力加速度为g,求:
(1)刚释放瞬间,导体棒的加速度;
(2)从释放导体棒到其速度为v的过程中,导体棒运动的位移;
(3)从释放导体棒到其速度为v的过程中,定值电阻R上产生的热量。
15. 如图所示,一个圆形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场(图中未画出),圆形磁场区域的半径为R,磁感应强度大小为B,O为圆心,P为其竖直直径的下端点,Q为其水平直径的左端点。P点有一个粒子源,可同时沿180°范围向磁场中均匀发射速度大小相同的质量为m,电荷量为q的带正电粒子,已知所有粒子的最远出射点为Q,不计粒子的重力和粒子间的相互作用。求:
(1)粒子的速度大小;
(2)所有粒子轨迹在磁场中扫过的面积;
(3)从Q点出射的粒子出磁场时,还在磁场中的粒子占粒子总数的比例。
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