内容正文:
高二年级第一学期第二次形成性练习物理学科
本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分,练习用时60分钟。
答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上,并在规定位置粘贴考试用条形码。答卷时,考生务必将答案涂写在答题卡上,答在试卷上的无效。祝各位考生练习顺利!
第I卷
注意事项:
每题选出答案后,用铅笔将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。
一、单项选择题(每小题5分,共25分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的)
1. 下列说法中正确的是( )
A. 变化的磁场周围一定产生变化的电场 B. 红光和蓝光在真空中的传播速度相同
C. 把能量子概念引入物理学的科学家是麦克斯韦 D. 红光比蓝光的频率低,红光的能量子能量高
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据麦克斯韦电磁场理论,均匀变化的磁场周围产生稳定的电场,只有非均匀变化的磁场才会产生变化的电场,故A错误;
B.所有电磁波在真空中的传播速度都等于光速,红光和蓝光都属于电磁波,因此二者在真空中传播速度相同,故B正确;
C.把能量子概念引入物理学的科学家是普朗克,麦克斯韦的主要贡献是提出经典电磁场理论、预言电磁波存在,故C错误;
D.能量子能量满足公式(为普朗克常量,为光的频率),能量子能量和频率成正比,红光频率比蓝光低,因此红光的能量子能量更低,故D错误。
故选B。
2. 关于下列情境,说法正确的是( )
A. 甲图中安检人员正用手持金属探测器检查乘客,当探测线圈靠近金属物体时,金属物体中产生了电流,这说明金属物体中的磁通量一定发生了变化。
B. 乙图中当开关S闭合,通电螺线管上端等效为磁铁N极,使小磁针运动。
C. 丙图中当开关闭合一段时间后,会看到灵敏电流计的指针发生偏转。
D. 丁图中当直导线通图示电流时,小磁针N极向纸面内偏转。
【答案】AB
【解析】
【详解】A.探测器中的发射装置通有交变电流,产生变化的磁场,当探测器靠近金属物体时,金属物体中的磁通量发生了变化,从而在金属物体中产生感应电流(涡流),感应电流产生的磁场被探测器中的接收装置接收到,故产生报警信号,A正确;
B.由图乙可知,电源左侧为正极,电流从螺线管下端流入,根据安培定则,螺线管上端为极,下端为极,小磁针在螺线管产生的磁场中受力,故发生转动,B正确;
C.开关闭合一段时间后,电路中电流恒定,原线圈产生的磁场稳定,穿过副线圈的磁通量不发生变化,即,不产生感应电流,灵敏电流计指针不偏转,故C错误;
D.由图丁可知,直导线中电流方向向左。根据安培定则,导线下方磁场方向垂直纸面向外,小磁针极受力方向指向纸面外,所以极向纸面外偏转,故D错误。
故选AB。
3. 等量异号点电荷的连线和中垂线如图所示,一个带负电的试探电荷由点沿水平直线运动到点,则试探电荷在此过程中正确的是( )
A. 做匀速直线运动 B. 静电力先增大后减小
C. 静电力方向竖直向下 D. 电势能始终保持不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.等量异号电荷中垂线上的电场强度方向竖直向下,带负电的试探电荷受到的电场力方向竖直向上,只有当其他外力与电场力等大反向时该点电荷才会做匀速直线运动,其他受力情况题目并未说明,不一定做匀速直线运动,A错误;
B.从点沿水平直线运动到点过程中,电场强度逐渐增大,试探电荷受到的静电力逐渐变大,B错误;
C.等量异种电荷中垂线上电场强度的方向垂直ab向下,负的试探电荷所受的静电力垂直ab向上,C错误;
D.等量异种电荷中垂线上电场强度的方向垂直ab向下,ab是一条等势线,故从点沿水平直线运动到点过程中,电势能不变,D正确。
故选D。
4. 无人机的多个螺旋桨能提供各个方向的动力,每个发动机电阻为R,正常工作时电压为U,图为无人机在有水平风力时执行拍摄任务而悬停在空中,下列说法正确的是( )
A. 各个螺旋桨升力的合力沿竖直方向
B. 单个发动机正常工作时消耗的电功率为
C. 当发动机螺旋桨被“卡死”时通过的电流为
D. 发动机螺旋桨是通过旋转把空气向上推从而提供升力
【答案】C
【解析】
【详解】A.无人机悬停在空中,则受力平衡,可知水平风力和向下的重力的合力与各个螺旋桨升力的合力等大反向,因水平风力和向下的重力的合力不是竖直向下,可知各个螺旋桨升力的合力不是沿竖直方向,A错误;
B.单个发动机不是纯电阻电路,可知正常工作时消耗的电功率不等于,B错误;
C.当发动机螺旋桨被“卡死”时相当于纯电阻,此时通过的电流为,C正确。
D.发动机螺旋桨是通过旋转把空气向下推,根据牛顿第三定律,空气对螺旋桨产生向上的作用力,从而给无人机提供升力,D错误。
故选C。
5. 粒子加速收集器的简化图如图所示,在真空环境中质量为、电荷量为的负电粒子束,不计重力,由静止经加速电极、加速后速度为,在、间形成粒子流的等效电流为,撞击到收集板后粒子被收集,下列说法正确的是( )
A. 电流的方向由到
B. 加速电极、间的电压
C. 单位时间内收集板收集到的粒子数
D. 单位时间内收集板收集到的粒子总质量
【答案】D
【解析】
【详解】A.带负电的粒子从B向C运动,则等效电流的方向由C到B,A错误;
B.在AB间加速时,根据,可得加速电极、间的电压,B错误;
CD.单位时间内收集板收集到的粒子数
单位时间内收集板收集到的粒子总质量,C错误,D正确。
故选D。
二、不定项选择题(每小题5分,共15分。每小题给出的四个选项中,有多个选项是正确的。全部选对的得5分,选对但不全的得3。分,选错或不答的得0分)
6. 如图所示,带正电小球在垂直纸面向外的匀强磁场中沿竖直光滑绝缘的圆弧形轨道的内侧来回往复运动,当它向左或向右运动通过最低点时( )
A. 向左运动通过最低点速度比向右的大
B. 向左运动通过最低点加速度比向右的大
C. 向左与向右运动通过最低点时洛伦兹力大小相等
D. 轨道对小球的弹力向右运动时比向左运动时大
【答案】CD
【解析】
【详解】AC.小球沿圆弧形轨道做圆周运动,支持力、洛伦兹力均不做功,则机械能守恒,每次经过最低点时,速度大小相同,由可知,所受洛伦兹力大小相同, 故A错误,C正确;
B.小球经过最低点时加速度指向圆心,小球每次经过最低点时速度大小相等,由可知,加速度大小相等,故向左或向右运动通过最低点时,加速度相同, 故B错误;
D.向左经过最低点时,对小球有
则
向右经过最低点时,对小球有
则
故轨道对小球的弹力向右运动时比向左运动时大, 故D正确。
故选CD。
7. 如图所示的电路中,光敏电阻的阻值随光照强度增大而减小,电表均为理想电表。闭合开关,电路达到稳定状态后,若减小照射光强度,电流表的示数变化为,电压表的示数变化为,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数减小 B. 电压表示数增大
C. 电容器所带电荷量减小 D. 保持不变
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.当减小照射光强度时,光敏电阻R2增大,电路的总电阻增大,总电流I减小,电流表示数减小,电压表的示数减小,故A正确,B错误;
C.由闭合电路欧姆定律可知,由于I减小,则UC增大,根据可知电容器上的电荷量增加,故C错误;
D.根据欧姆定律,保持不变,故D正确。
故选AD。
8. 让一价的氢离子(电荷量为、质量为)、一价的氦离子(电荷量为、质量为)、二价的氦离子(电荷量为、质量为)的混合物经过同一加速电场由静止开始加速,然后在同一偏转电场里偏转后离开偏转电场,不计重力及粒子间的相互作用,则( )
A. 三个离子同时离开偏转电场
B. 三个离子在偏转电场中的位移相等
C. 三个离子离开偏转电场时的速度方向相同
D. 一价的氢离子、二价的氦离子离开电场时的动能相等
【答案】BC
【解析】
【详解】A.设加速电压为U1,加速距离为l,偏转电压为U2,偏转极板的长度为L,板间距离为d。在加速电场中,由动能定理得
得加速获得的速度为
根据
可得离子在加速电场中的时间为
三个离子在偏转电场中,水平方向做速度为v0的匀速直线运动,根据
可得
则离子在加速电场和偏转电场中运动的总时间为
由于氢离子比荷为,一价氦离子比荷为,二价氦离子比荷为,则三个离子在加速电场和偏转电场中运动的总时间不相等,故三个离子不会同时离开,A错误;
B.偏转电场中竖直方向偏转位移为
其中根据,
得到
与比荷无关,则相同,又因为水平位移均为,则合位移相同,故三个离子在偏转电场中的位移相等,B正确;
C.设速度偏转角为,则
代入推导可得
该结果与粒子的无关,因此三个离子离开偏转电场时的速度偏转角完全相同,即三个离子离开偏转电场时的速度方向相同,C正确;
D.对全程用动能定理,粒子离开电场时的总动能
由于二价氦离子电荷量是一价氢离子电荷量的2倍,其余项均相同,因此二价氦离子的动能是一价氢离子的2倍,D错误。
故选BC。
【点睛】
第Ⅱ卷
注意事项:
1、用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。
2、本卷共4题,共60分。
9. 随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测,结果发现某样品的细菌超标或电导率不合格(电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标)
(1)不合格的纯净水的电导率偏______(填大或小)
(2)将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内,容器两端用碳棒电极密封。
a、首先用多用电表的欧姆挡粗测水样电阻,采用“”挡,调零后测量该电阻,发现指针偏角非常小,如需进一步测量可换______选填“”或“”挡,调整挡位后多用电表的示数如下图所示,则水样阻值______。
b、接着用伏安法进一步测量,提供了电动势的蓄电池、双量程电压表、微安表、最大值为的滑动变阻器等,请设计测量电路,用导线把实物连接起来______。
【答案】(1)大 (2) ①. ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
合格纯净水几乎不含导电离子,电阻率极大,电导率(电阻率的倒数)极小;不合格的纯净水含有更多杂质离子,导电能力更强,电阻率更小,因此电导率偏大。
【小问2详解】
[1]多用电表欧姆挡指针偏角小,说明被测电阻阻值很大,需要换用倍率更高的挡位,因此选择挡; 换挡后重新进行欧姆调零;
[2]根据欧姆表的读数规则可得水样的阻值为
[3]滑动变阻器总阻值仅,远小于待测水样的几万欧电阻,若采用限流式接法,滑动变阻器几乎无法调节电压电流,因此必须采用分压式接法;
待测电阻阻值极大,远大于微安表的内阻,若采用电流表外接法,电压表的分流作用带来的误差会非常显著,因此选择电流表内接法,电压表选择15V量程,故实物图连接如图所示
10. 用如图电流表和电压表测定干电池的电动势和内阻,若根据某次实验记录数据画出的图像如图所示,则该干电池内阻______该内阻测量值______(选填“大于”或“小于”或“等于”)真实值。
【答案】 ①. 1.0##1 ②. 小于
【解析】
【详解】[1]由闭合电路欧姆定律
化简可得
结合图像可知,该干电池内阻为
[2]如图所示由电路图可知,由于电压表分流,电流测量值小于真实值,当外电路短路时,电流测量值等于真实值,电源的U-I图像如图所示
图像斜率的绝对值是电源内阻,由图像可知,电源内阻的测量值小于真实值。
11. 水平放置、间距为1m的平行导轨,左端接有如图所示的电路。电源的电动势为,内阻为,滑动变阻器接入电路的阻值为。将导体棒静置于导轨上,整个装置在匀强磁场中,磁感应强度大小为,方向与导体棒垂直且与水平导轨平面的夹角;导体棒质量为,接入电路部分的阻值为,闭合开关后,导体棒处于静止状态。不计导轨的电阻,,,重力加速度取,求:
(1)导体棒流过的电流大小;
(2)导体棒受到的摩擦力;
(3)导体棒对轨道的压力。
【答案】(1)1A (2)0.8N,方向水平向左
(3)1.4N,方向竖直向下
【解析】
【小问1详解】
由闭合电路欧姆定律可得导体棒流过的电流大小为
【小问2详解】
由安培力公式
解得
对导体棒受力分析,如图
由平衡条件
可得导体棒受到的摩擦力
方向水平向左。
【小问3详解】
对导体棒受力分析,由平衡条件
轨道对导体棒的支持力大小为
由牛顿第三定律可知导体棒对轨道的压力大小为1.4N,方向竖直向下。
12. 如图所示,一电荷量为、质量为的带电粒子以初速度由点射入匀强电场,入射方向与电场线垂直。粒子从点射出电场时,其速度方向与电场线成角。已知匀强电场的宽度为,不计重力作用。求:
(1)从点射出时粒子的速度大小;
(2)粒子由到在竖直方向的偏移量;
(3)匀强电场的电场强度的大小。
【答案】(1)2v0 (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由类平抛运动的规律和几何知识得:粒子在Q点竖直方向的分速度为
粒子在Q点的速度为
【小问2详解】
设粒子在竖直方向的偏移量为y,粒子在电场中的运动时间为t,
则有
水平方向做匀速直线运动,则有
由以上两式得
【小问3详解】
由电场力做功等于粒子动能的变化,得
其中
解得匀强电场的电场强度的大小为
13. 如图所示,在平面直角坐标系的轴上方存在着垂直平面向里磁感应强度大小为的匀强磁场。现由轴上点处平行于轴射入速度为,质量为、电荷量为的粒子,恰从点出磁场,点和点到的距离相等,且,不计粒子重力,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度;
(2)若粒子在平面内,由点以与轴负半轴角的方向入射,速度大小不变,则粒子射出磁场时的位置坐标;
(3)若粒子在平面内,由点以某一方向入射,速度大小不变,恰好与轴上的交点距离点最远,则粒子在磁场中运动的时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,A点坐标为,C点坐标为,粒子初速度沿轴正方向,洛伦兹力提供向心力,轨迹圆心在轴上,如图
A、C间距为,恰好等于粒子做圆周运动的直径,因此轨道半径
由洛伦兹力提供向心力公式
解得匀强磁场的磁感应强度大小为
【小问2详解】
粒子速度大小不变,因此轨道半径仍为
粒子从以与轴负半轴成角入射,速度方向的垂线(即圆心与A点的连线)与轴正方向成角,可得圆心坐标为,如图
代入得圆心坐标为
写出圆周轨迹方程
粒子从轴()入射,射出磁场时仍会回到的磁场边界,代入解得另一交点为,因此出射点坐标为。
【小问3详解】
粒子轨道半径固定为,要让轨迹与轴的交点到O点距离最远,需让该交点成为圆周轨迹上离A点最远的点:即A点和该交点的连线为轨迹圆的直径。 如图
由几何关系可知该过程粒子轨迹对应的圆心角为
粒子圆周运动的周期
运动时间
代入解得粒子在磁场中运动的时间为
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高二年级第一学期第二次形成性练习物理学科
本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分,练习用时60分钟。
答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上,并在规定位置粘贴考试用条形码。答卷时,考生务必将答案涂写在答题卡上,答在试卷上的无效。祝各位考生练习顺利!
第I卷
注意事项:
每题选出答案后,用铅笔将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。
一、单项选择题(每小题5分,共25分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的)
1. 下列说法中正确的是( )
A. 变化的磁场周围一定产生变化的电场 B. 红光和蓝光在真空中的传播速度相同
C. 把能量子概念引入物理学的科学家是麦克斯韦 D. 红光比蓝光的频率低,红光的能量子能量高
2. 关于下列情境,说法正确的是( )
A. 甲图中安检人员正用手持金属探测器检查乘客,当探测线圈靠近金属物体时,金属物体中产生了电流,这说明金属物体中的磁通量一定发生了变化。
B. 乙图中当开关S闭合,通电螺线管上端等效为磁铁N极,使小磁针运动。
C. 丙图中当开关闭合一段时间后,会看到灵敏电流计的指针发生偏转。
D. 丁图中当直导线通图示电流时,小磁针N极向纸面内偏转。
3. 等量异号点电荷的连线和中垂线如图所示,一个带负电的试探电荷由点沿水平直线运动到点,则试探电荷在此过程中正确的是( )
A. 做匀速直线运动 B. 静电力先增大后减小
C. 静电力方向竖直向下 D. 电势能始终保持不变
4. 无人机的多个螺旋桨能提供各个方向的动力,每个发动机电阻为R,正常工作时电压为U,图为无人机在有水平风力时执行拍摄任务而悬停在空中,下列说法正确的是( )
A. 各个螺旋桨升力的合力沿竖直方向
B. 单个发动机正常工作时消耗的电功率为
C. 当发动机螺旋桨被“卡死”时通过的电流为
D. 发动机螺旋桨是通过旋转把空气向上推从而提供升力
5. 粒子加速收集器的简化图如图所示,在真空环境中质量为、电荷量为的负电粒子束,不计重力,由静止经加速电极、加速后速度为,在、间形成粒子流的等效电流为,撞击到收集板后粒子被收集,下列说法正确的是( )
A. 电流的方向由到
B. 加速电极、间的电压
C. 单位时间内收集板收集到的粒子数
D. 单位时间内收集板收集到的粒子总质量
二、不定项选择题(每小题5分,共15分。每小题给出的四个选项中,有多个选项是正确的。全部选对的得5分,选对但不全的得3。分,选错或不答的得0分)
6. 如图所示,带正电小球在垂直纸面向外的匀强磁场中沿竖直光滑绝缘的圆弧形轨道的内侧来回往复运动,当它向左或向右运动通过最低点时( )
A. 向左运动通过最低点速度比向右的大
B. 向左运动通过最低点加速度比向右的大
C. 向左与向右运动通过最低点时洛伦兹力大小相等
D. 轨道对小球的弹力向右运动时比向左运动时大
7. 如图所示的电路中,光敏电阻的阻值随光照强度增大而减小,电表均为理想电表。闭合开关,电路达到稳定状态后,若减小照射光强度,电流表的示数变化为,电压表的示数变化为,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数减小 B. 电压表示数增大
C. 电容器所带电荷量减小 D. 保持不变
8. 让一价的氢离子(电荷量为、质量为)、一价的氦离子(电荷量为、质量为)、二价的氦离子(电荷量为、质量为)的混合物经过同一加速电场由静止开始加速,然后在同一偏转电场里偏转后离开偏转电场,不计重力及粒子间的相互作用,则( )
A. 三个离子同时离开偏转电场
B. 三个离子在偏转电场中的位移相等
C. 三个离子离开偏转电场时的速度方向相同
D. 一价的氢离子、二价的氦离子离开电场时的动能相等
第Ⅱ卷
注意事项:
1、用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。
2、本卷共4题,共60分。
9. 随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测,结果发现某样品的细菌超标或电导率不合格(电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标)
(1)不合格的纯净水的电导率偏______(填大或小)
(2)将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内,容器两端用碳棒电极密封。
a、首先用多用电表的欧姆挡粗测水样电阻,采用“”挡,调零后测量该电阻,发现指针偏角非常小,如需进一步测量可换______选填“”或“”挡,调整挡位后多用电表的示数如下图所示,则水样阻值______。
b、接着用伏安法进一步测量,提供了电动势的蓄电池、双量程电压表、微安表、最大值为的滑动变阻器等,请设计测量电路,用导线把实物连接起来______。
10. 用如图电流表和电压表测定干电池的电动势和内阻,若根据某次实验记录数据画出的图像如图所示,则该干电池内阻______该内阻测量值______(选填“大于”或“小于”或“等于”)真实值。
11. 水平放置、间距为1m的平行导轨,左端接有如图所示的电路。电源的电动势为,内阻为,滑动变阻器接入电路的阻值为。将导体棒静置于导轨上,整个装置在匀强磁场中,磁感应强度大小为,方向与导体棒垂直且与水平导轨平面的夹角;导体棒质量为,接入电路部分的阻值为,闭合开关后,导体棒处于静止状态。不计导轨的电阻,,,重力加速度取,求:
(1)导体棒流过的电流大小;
(2)导体棒受到的摩擦力;
(3)导体棒对轨道的压力。
12. 如图所示,一电荷量为、质量为的带电粒子以初速度由点射入匀强电场,入射方向与电场线垂直。粒子从点射出电场时,其速度方向与电场线成角。已知匀强电场的宽度为,不计重力作用。求:
(1)从点射出时粒子的速度大小;
(2)粒子由到在竖直方向的偏移量;
(3)匀强电场的电场强度的大小。
13. 如图所示,在平面直角坐标系的轴上方存在着垂直平面向里磁感应强度大小为的匀强磁场。现由轴上点处平行于轴射入速度为,质量为、电荷量为的粒子,恰从点出磁场,点和点到的距离相等,且,不计粒子重力,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度;
(2)若粒子在平面内,由点以与轴负半轴角的方向入射,速度大小不变,则粒子射出磁场时的位置坐标;
(3)若粒子在平面内,由点以某一方向入射,速度大小不变,恰好与轴上的交点距离点最远,则粒子在磁场中运动的时间。
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