内容正文:
高二“质量监测”联合调考
物理
本试卷满分100分,考试用时90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,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 如图所示,在竖直平面内有垂直纸面向里的有界匀强磁场,闭合线圈由静止释放,边的长度大于磁场区域宽度,下列说法正确的是( )
A. 从边刚进入磁场到边刚离开磁场,线圈中有感应电流
B. 从边刚离开磁场到边刚进入磁场,线圈中有感应电流
C. 从边刚进入磁场到边刚离开磁场,线圈中无感应电流
D. 从边刚进入磁场到边刚离开磁场,线圈中无感应电流
2. 如图所示,两等量异种点电荷分别固定在正方体的B、D'两个顶点上,一个电子仅在电场力的作用下从A点运动到C'点的轨迹如图中的虚线所示,选无限远处电势为0,则当电子的速度最小时( )
A. 电子的加速度最小
B. 电子具有的电势能为0
C. 电子的加速度指向D点
D. 电子具有的电势能大于0
3. 某电源的电动势和内阻不变,电源的路端电压U随外电路的电阻R变化的图像如图所示,则该电源的内阻为( )
A. 0.1 B. 0.2 C. 0.3 D. 0.4
4. 一长方体金属导体如图所示,其长、宽、高分别为a、b、c,它们之间满足,在此长方体的上、下、左、右四个面上分别通过导线引出四个接线柱1、2、3、4,在1、2两端和在3、4两端分别加上相同的恒定电压时,导体内电流之比为( )
A. 1∶4 B. 1∶2 C. 2∶1 D. 4∶1
5. 如图所示,在直角三角形中,,d为的中点;三根通电长直导线垂直于纸面分别过a、b、c三点,a和b导线的电流方向垂直纸面向里,c导线的电流方向垂直纸面向外,已知每根导线在d点产生的磁场的磁感应强度大小均为,则d点的磁感应强度大小为( )
A. B. 2 C. D. 3
6. 如图所示,平行板电容器两个极板与水平面成θ角,极板的长度为L,A板带负电,B板带正电。一比荷为k的带电小球恰能沿电容器A、B板边缘的连线(水平直线)向右通过电容器,已知电容器的电容为C,重力加速度大小为g,则电容器所带的电荷量为( )
A. B. C. D.
7. 如图甲所示,空间存在平行纸面的匀强电场(图中未画出),圆上各点和圆心的连线与的夹角记为,圆上各点的电势与的关系图像如图乙所示,已知圆的半径,,,为该圆的直径,,则c、b两点的电势差为( )
A. B. C. D.
8. 如图所示,两个电荷量均为的等量异种点电荷分别放置在正四面体顶点处,点为底面的中心,已知正四面体的棱长为,规定无穷远处电势为零,离带电荷量为的点电荷距离为处的电势,式中为静电力常量,则点的电势为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 如图所示,平行板电容器两板A、B接于电池两极,用绝缘细线将一个带电小球悬挂在电容器内部,闭合开关S,电容器充电,小球平衡时,细线偏离竖直方向的夹角为。下列说法正确的是( )
A. 将S断开,再将A板向左移少许,变大
B. 将S断开,再将A板向右移少许,变大
C. 保持S闭合,将B板向上移少许,不变
D. 保持S闭合,将B板向下移少许,不变
10. 八只完全相同的灯泡分别用图甲、乙两种方式连接,电路两端电压分别为6V和20V,灯泡的额定电压为4V,额定功率为4W,调节滑动变阻器的滑片,使八只灯泡均正常发光,下列说法正确的是( )
A. 滑动变阻器接入电路的阻值为4
B. 滑动变阻器接入电路的阻值为4
C. 滑动变阻器消耗的电功率为8W
D. 滑动变阻器消耗的电功率为8W
11. 如图甲所示,在某电场中建立x坐标轴,电势φ随x变化的关系如图乙所示,一个质子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动,依次经过A、B、C三点,已知,下列说法正确的是( )
A. 质子经过A点时的速率大于经过B点时的速率
B. 质子在A点的电势能小于在B点的电势能
C. A点的电场强度大于B点的电场强度
D. 质子从A点运动到B点电场力做的功大于质子从B点运动到C点电场力做的功
12. 如图所示的图像中,直线a表示某电源的路端电压U与电流I的关系,直线b、c分别表示电阻、的电压U与电流I的关系。只将与该电源组成闭合电路时,电源的输出功率为,电源的效率为;只将与该电源组成闭合电路时,电源的输出功率为,电源的效率为。下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 某实验小组测量一粗细均匀金属丝的电阻率。
(1)用20等分游标卡尺测量该金属丝的长度L,测量结果如图甲所示,则________。
(2)用螺旋测微器测得该金属丝的直径为d。
(3)该实验小组选用图乙所示的电路来测量金属丝的电阻,电流表A1、A2的内阻均可忽略。正确连接电路后,闭合开关S,调节电阻箱R的阻值至时,调节滑动变阻器的滑片至合适位置,电流表A1、A2的示数分别为、,保持不变,调节滑片位置,多次测出电流表A1、A2的示数,以为纵坐标,为横坐标,画出图像,已知图像的斜率为k,则待测金属丝的电阻________,电阻率________。(用k、、L、d表示)
14. 某实验小组利用如图所示的电路测定一节蓄电池的电动势及内阻,已知电流表A1的内阻为,定值电阻和的阻值已知。
(1)电流表A1的示数用表示,电流表A2的示数用表示,该小组多次改变滑动变阻器的滑片位置,得到了多组数据,并作出图像,该图像斜率的绝对值为,截距为,则被测蓄电池的电动势为_____________,内阻为____________。(结果用和表示)
(2)从实验设计原理来看,该蓄电池电动势的测量值____________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值,内阻的测量值_____________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
15. 如图所示,电源的电动势、内阻,定值电阻、,M为直流电动机,其线圈电阻,电动机正常工作时,理想电压表的示数为,求:
(1)通过电动机的电流;
(2)电动机的输出功率。
16. 如图所示,空间存在水平向左的匀强电场(图中未画出),一质量为m、电荷量为q的带正电小球,从距水平地面高h处的A点,以水平向右的速度被抛出,小球正好落在A点正下方的O点。已知重力加速度大小为g,求:
(1)该匀强电场的电场强度大小E;
(2)小球运动过程中到直线的最大距离。
17. 如图所示,电源的电动势、内阻,定值电阻,闭合开关S且电路稳定后,平行板电容器正中间的带电小球恰好处于静止状态,已知平行板电容器两极板间的距离,重力加速度大小,不计空气阻力。
(1)求小球的比荷;
(2)求通过定值电阻的电流;
(3)断开开关S,电路在极短时间内重新稳定,求小球从开始运动至到达极板的时间。
18. 真空示波管的示意图如图甲所示,电子从灯丝K逸出(初速度为零),经灯丝与A板间的加速电压加速后,从A板中心孔沿M、N板的中心线射出,然后进入由两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入偏转电场时的速度与电场方向垂直,并恰好从金属板M的右边缘射出,打在荧光屏上的P点。已知两板间的距离为d,板长为,板右端到荧光屏的距离为,且,电子的质量为m,电荷量为e,不计电子受到的重力。
(1)求M、N两板间的电压大小;
(2)求电子打在P点时的动能;
(3)若偏转电场两板间的电压按如图乙所示周期性变化,偏转电场的周期T与电子在偏转电场中运动的时间t满足,要使电子经加速电场加速后,在时刻进入偏转电场后仍然打在荧光屏上的P点,试确定偏转电场电压与周期T之间的关系。
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高二“质量监测”联合调考
物理
本试卷满分100分,考试用时90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,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 如图所示,在竖直平面内有垂直纸面向里的有界匀强磁场,闭合线圈由静止释放,边的长度大于磁场区域宽度,下列说法正确的是( )
A. 从边刚进入磁场到边刚离开磁场,线圈中有感应电流
B. 从边刚离开磁场到边刚进入磁场,线圈中有感应电流
C. 从边刚进入磁场到边刚离开磁场,线圈中无感应电流
D. 从边刚进入磁场到边刚离开磁场,线圈中无感应电流
【答案】A
【解析】
【详解】电磁感应原理,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,或者闭合电路的磁通量发生变化时,电路中会产生感应电动势(进而产生感应电流)的现象。
AC.从AB边进入磁场到AB边离开磁场的过程中,线圈的磁通量发生变化,根据电磁感应原理,此时线圈中会产生感应电流,A正确;C错误。
B.从AB边刚离开磁场到CD边刚进入磁场过程中,线圈的磁通量没有发生变化,根据电磁感应原理,此时线圈中不会产生感应电流,B错误;
D.从CD边刚进入磁场到CD边刚离开磁场,线圈的磁通量发生变化,根据电磁感应原理,此时线圈中会产生感应电流,D错误。
故选A。
2. 如图所示,两等量异种点电荷分别固定在正方体的B、D'两个顶点上,一个电子仅在电场力的作用下从A点运动到C'点的轨迹如图中的虚线所示,选无限远处电势为0,则当电子的速度最小时( )
A. 电子的加速度最小
B. 电子具有的电势能为0
C. 电子的加速度指向D点
D. 电子具有的电势能大于0
【答案】D
【解析】
【详解】AC.由电子的运动轨迹可知,电子受到的电场力指向轨迹内侧,所以B点固定的是负点电荷,D'点固定的是正点电荷,电子的速度最小时,在轨迹最凸出的点,结合等量异种电荷电场分布可知,此位置场强并非最小,加速度不是最小,方向不指向D点,选项AC错误;
BD.电场力对电子先做负功后做正功,则当电子的速度最小时,电子具有的电势能最大,因为连线为等势线也是0势线,所以在A点电势能为零,则最大电势能大于0,选项B错误D正确。
故选D。
3. 某电源的电动势和内阻不变,电源的路端电压U随外电路的电阻R变化的图像如图所示,则该电源的内阻为( )
A. 0.1 B. 0.2 C. 0.3 D. 0.4
【答案】D
【解析】
【详解】根据欧姆定律
根据闭合电路欧姆定律
联立得
当,当代入上式联立解得。
故选D。
4. 一长方体金属导体如图所示,其长、宽、高分别为a、b、c,它们之间满足,在此长方体的上、下、左、右四个面上分别通过导线引出四个接线柱1、2、3、4,在1、2两端和在3、4两端分别加上相同的恒定电压时,导体内电流之比为( )
A. 1∶4 B. 1∶2 C. 2∶1 D. 4∶1
【答案】D
【解析】
【详解】根据电阻定律
当在1、2两端加上恒定电压U时,R1=ρ
在3、4两端加上恒定的电压时,R2=ρ
所以
根据欧姆定律
可得电流之比为。
故选D。
5. 如图所示,在直角三角形中,,d为的中点;三根通电长直导线垂直于纸面分别过a、b、c三点,a和b导线的电流方向垂直纸面向里,c导线的电流方向垂直纸面向外,已知每根导线在d点产生的磁场的磁感应强度大小均为,则d点的磁感应强度大小为( )
A. B. 2 C. D. 3
【答案】C
【解析】
【详解】
每根导线在d点产生的磁场的磁感应强度大小均为,根据安培定则则a、c导线在d点产生的磁场的磁感应强度大小为,方向垂直于a、c导线向上,b导线在该点产生的磁感应强度的大小为,方向和a、c导线成夹角向上,具体如图
则将b导线在该点产生的磁感应强度分解为沿着a、c导线方向
垂直于a、c导线
则最终在d点产生的磁场的磁感应强度大小为
故选C。
6. 如图所示,平行板电容器两个极板与水平面成θ角,极板的长度为L,A板带负电,B板带正电。一比荷为k的带电小球恰能沿电容器A、B板边缘的连线(水平直线)向右通过电容器,已知电容器的电容为C,重力加速度大小为g,则电容器所带的电荷量为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】小球受竖直向下的重力,以及垂直于电容器极板的电场力,小球恰能沿图中所示水平直线向右通过电容器,则小球所受电场力方向为垂直电容器极板斜向左上方,小球的受力分析如图
根据几何关系可得板间距为
竖直方向,有
根据电容的定义式,
联立解得
故选C。
7. 如图甲所示,空间存在平行纸面的匀强电场(图中未画出),圆上各点和圆心的连线与的夹角记为,圆上各点的电势与的关系图像如图乙所示,已知圆的半径,,,为该圆的直径,,则c、b两点的电势差为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知当或者2π时电势最高,当时电势最低,可知电场线方向沿方向,可知该匀强电场的电场强度大小,
故选B。
8. 如图所示,两个电荷量均为的等量异种点电荷分别放置在正四面体顶点处,点为底面的中心,已知正四面体的棱长为,规定无穷远处电势为零,离带电荷量为的点电荷距离为处的电势,式中为静电力常量,则点的电势为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设
根据几何关系有,
则点的电势
故选C。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 如图所示,平行板电容器两板A、B接于电池两极,用绝缘细线将一个带电小球悬挂在电容器内部,闭合开关S,电容器充电,小球平衡时,细线偏离竖直方向的夹角为。下列说法正确的是( )
A. 将S断开,再将A板向左移少许,变大
B. 将S断开,再将A板向右移少许,变大
C. 保持S闭合,将B板向上移少许,不变
D. 保持S闭合,将B板向下移少许,不变
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.将S断开,电容器两极板的电荷量Q不变,结合,,
解得
可见改变两极板间的距离d,极板间的电场强度E不变,小球受到的电场力不变,偏角不变,故AB错误;
CD.保持S闭合,则两极板间的电势差不变,仅将B板上移或下移,改变的是两极板的正对面积S,而两极板间的距离d不变,根据可知,两极板间的电场强度E不变,小球受到的电场力不变,偏角不变,故CD正确。
故选CD。
10. 八只完全相同的灯泡分别用图甲、乙两种方式连接,电路两端电压分别为6V和20V,灯泡的额定电压为4V,额定功率为4W,调节滑动变阻器的滑片,使八只灯泡均正常发光,下列说法正确的是( )
A. 滑动变阻器接入电路的阻值为4
B. 滑动变阻器接入电路的阻值为4
C. 滑动变阻器消耗的电功率为8W
D. 滑动变阻器消耗的电功率为8W
【答案】BC
【解析】
【详解】AC.图甲中灯泡正常发光,灯泡电压为4V,电流为
则滑动变阻器电压为
电流为
则
R1消耗的功率为,故A错误,C正确;
BD.图乙中灯泡正常发光,则的电压为
串联电路电流相等,则
消耗的电功率为,故B正确,D错误。
故选BC。
11. 如图甲所示,在某电场中建立x坐标轴,电势φ随x变化的关系如图乙所示,一个质子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动,依次经过A、B、C三点,已知,下列说法正确的是( )
A. 质子经过A点时的速率大于经过B点时的速率
B. 质子在A点的电势能小于在B点的电势能
C. A点的电场强度大于B点的电场强度
D. 质子从A点运动到B点电场力做的功大于质子从B点运动到C点电场力做的功
【答案】CD
【解析】
【详解】A.质子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动,A点电势高于B点电势,电场力方向向右,电场力做正功,质子的速度增大,根据动能定理可知,质子经过A点的速率小于经过B点的速率,选项A错误;
B.质子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动,A点电势高于B点电势,质子在A点的电势能大于在B点的电势能,选项B错误;
C.根据可知,图像的斜率的绝对值表示电场强度的大小,由题图乙可知,A点的电场强度大于B点的电场强度,选项C正确;
D.由题图乙可知,A、B两点间的电势差大于B、C两点间的电势差,结合W=qU可知,质子从A点运动到B点电场力做的功大于质子从B点运动到C点电场力做的功,选项D正确。
故选CD。
12. 如图所示的图像中,直线a表示某电源的路端电压U与电流I的关系,直线b、c分别表示电阻、的电压U与电流I的关系。只将与该电源组成闭合电路时,电源的输出功率为,电源的效率为;只将与该电源组成闭合电路时,电源的输出功率为,电源的效率为。下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BCD
【解析】
【详解】AC.由电源的路端电压U与电流I的关系图线a知,电源电动势为E=6V,只将与该电源组成闭合电路时,电源的输出功率为
电源的效率为,故A错误,C正确;
BD.只将与该电源组成闭合电路时,电源的输出功率为
电源的效率为,故BD正确。
故选BCD。
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 某实验小组测量一粗细均匀金属丝的电阻率。
(1)用20等分游标卡尺测量该金属丝的长度L,测量结果如图甲所示,则________。
(2)用螺旋测微器测得该金属丝的直径为d。
(3)该实验小组选用图乙所示的电路来测量金属丝的电阻,电流表A1、A2的内阻均可忽略。正确连接电路后,闭合开关S,调节电阻箱R的阻值至时,调节滑动变阻器的滑片至合适位置,电流表A1、A2的示数分别为、,保持不变,调节滑片位置,多次测出电流表A1、A2的示数,以为纵坐标,为横坐标,画出图像,已知图像的斜率为k,则待测金属丝的电阻________,电阻率________。(用k、、L、d表示)
【答案】 ①. 5.110 ②. ③.
【解析】
【13题详解】
20等分游标卡尺测量该金属丝的长度为。
【14题详解】
[1]根据欧姆定律
变形整理可得
画出图像的斜率为
则。
[2]根据电阻定律
又
则电阻率为。
14. 某实验小组利用如图所示的电路测定一节蓄电池的电动势及内阻,已知电流表A1的内阻为,定值电阻和的阻值已知。
(1)电流表A1的示数用表示,电流表A2的示数用表示,该小组多次改变滑动变阻器的滑片位置,得到了多组数据,并作出图像,该图像斜率的绝对值为,截距为,则被测蓄电池的电动势为_____________,内阻为____________。(结果用和表示)
(2)从实验设计原理来看,该蓄电池电动势的测量值____________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值,内阻的测量值_____________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. 等于 ②. 等于
【解析】
【小问1详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律,可得
整理得
图线的纵截距
斜率的绝对值
解得,。
【小问2详解】
[1][2]由于本实验中考虑到了电表内阻,因此没有系统误差,电动势的测量值等于真实值,内阻的测量值等于真实值。
15. 如图所示,电源的电动势、内阻,定值电阻、,M为直流电动机,其线圈电阻,电动机正常工作时,理想电压表的示数为,求:
(1)通过电动机的电流;
(2)电动机的输出功率。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设通过电源的电流为,通过的电流为,根据闭合电路欧姆定律有,,
解得
【小问2详解】
设电动机的输入功率为,电动机线圈的发热功率为,则有,,
解得
16. 如图所示,空间存在水平向左的匀强电场(图中未画出),一质量为m、电荷量为q的带正电小球,从距水平地面高h处的A点,以水平向右的速度被抛出,小球正好落在A点正下方的O点。已知重力加速度大小为g,求:
(1)该匀强电场的电场强度大小E;
(2)小球运动过程中到直线的最大距离。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设小球从A点运动到O点的时间为t,则有
解得
【小问2详解】
当小球在水平方向上的速度减为0时,到直线的距离最大,则有
解得
17. 如图所示,电源的电动势、内阻,定值电阻,闭合开关S且电路稳定后,平行板电容器正中间的带电小球恰好处于静止状态,已知平行板电容器两极板间的距离,重力加速度大小,不计空气阻力。
(1)求小球的比荷;
(2)求通过定值电阻的电流;
(3)断开开关S,电路在极短时间内重新稳定,求小球从开始运动至到达极板的时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
开关S闭合,、并联后与串联,电路稳定后中没有电流通过,设电容器两端的电压为,有
带电小球恰好处于静止状态,有
联立解得小球的比荷
【小问2详解】
设通过的电流为,则有
设通过定值电阻的电流,有,
解得
【小问3详解】
设开关S断开后,电容器两端的电压为,与串联,设小球的加速度大小为,有
根据牛顿第二定律可得
根据运动学公式有
解得小球从开始运动至到达极板的时间
18. 真空示波管的示意图如图甲所示,电子从灯丝K逸出(初速度为零),经灯丝与A板间的加速电压加速后,从A板中心孔沿M、N板的中心线射出,然后进入由两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入偏转电场时的速度与电场方向垂直,并恰好从金属板M的右边缘射出,打在荧光屏上的P点。已知两板间的距离为d,板长为,板右端到荧光屏的距离为,且,电子的质量为m,电荷量为e,不计电子受到的重力。
(1)求M、N两板间的电压大小;
(2)求电子打在P点时的动能;
(3)若偏转电场两板间的电压按如图乙所示周期性变化,偏转电场的周期T与电子在偏转电场中运动的时间t满足,要使电子经加速电场加速后,在时刻进入偏转电场后仍然打在荧光屏上的P点,试确定偏转电场电压与周期T之间的关系。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设电子进入偏转电场时的速度大小为,电子在偏转电场中运动的时间为t,加速度大小为a,在加速电场中,根据动能定理可得
在偏转电场中则有,
结合牛顿第二定律可得
联立解得
【小问2详解】
设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为,则有
电子打在P点时的动能
【小问3详解】
电子在偏转电场中沿水平方向做匀速直线运动,则时间仍为
若n>1,则电子在竖直方向上先做匀加速运动,后做匀减速运动,再做匀加速运动,…,最后一次做匀加速运动,如此反复,电子必须经过M 板的右边缘才能打在P 点,则有
结合牛顿第二定律可得
联立解得
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