内容正文:
高二年级教学质量检测
物理
本试卷共8页,15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1、答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2、选择题的作答: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。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示,一金属圆环固定在竖直平面内,圆环的顶端用绝缘细绳吊着一根条形磁铁。磁铁的水平轴线与圆环的水平直径共线,圆环没有通电时,磁铁处于水平静止状态。当圆环通入逆时针方向的恒定电流时,可观察到的现象是( )
A. 磁铁仍然静止不动 B. 磁铁在纸面内逆时针转动
C. 磁铁的极向纸面外转动,极向纸面里转动 D. 磁铁的极向纸面外转动,极向纸面里转动
【答案】C
【解析】
【详解】当圆环通入逆时针方向的恒定电流时,根据安培定则可知,圆环内部的磁场方向垂直于纸面向外,条形磁铁的N极受到向外的作用力,向纸面外转动,S极向里转动。
故选C。
2. 学校的兴趣小组通过图示装置用控制变量法探究电容器电容大小的影响因素,下列图像是电容随极板正对面积、电源电压、极板间距、电源电压的倒数的变化规律,其中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据电容的决定式,当其他条件不变时,电容C与极板正对面积S成正比。C-S图像是一条通过原点的倾斜直线,故A正确;
BD.电容C是电容器的固有属性,与两端电压U无关。因此,C-U图像或图像应为一条平行于U轴的直线(即C为常数),故BD错误;
C.根据电容的决定式,当其他条件不变时,电容C与极板间距d成反比。C-d 图像应为双曲线的一支,故C错误;
故选A。
3. 小华发现一个质量分布均匀的长方体的金属导体,长、宽、高的长度分别为,小华在不同的两个面上连接同一电压(如图甲、乙所示),则甲、乙两种连接方式下产生的电流之比为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据电阻定律可知,
根据,可得
故选B。
4. 如图所示,在竖直向上的匀强磁场中,水平放置着一根通电长直导线,电流方向垂直纸面向里,a、b、c、d是以通电直导线为圆心的同一圆周上的四点,则下列说法正确的是( )
A. c、d两点的磁感应强度相同
B. a、b两点的磁感应强度方向相同
C. a、b两点的磁感应强度方向相反
D. a、b、c、d四点的磁感应强度大小关系为
【答案】D
【解析】
【详解】由安培定则,中心的通电直导线在a、b、c、d四点的磁感应强度大小相等,设为B',方向如图所示:
可知a、b、c、d四点的合磁感应强度大小关系为,c、d两点的磁感应强度的方向不同,设匀强磁场的磁感应强度大小为B,由于不知道B与B'的大小关系,a、b两点的磁感应强度方向可能相同,也可能相反,故D正确;
故选D。
5. 如图所示,匝数为n、质量为m的矩形线圈用轻绳系在力传感器上,线圈下部处于匀强磁场中,磁场方向与线圈平面垂直,线圈的水平边长为L。当线圈中通入电流I时,力传感器的示数为0.5mg,g为重力加速度,则磁场的磁感应强度B的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据左手定则可知,线圈下端水平导线受到的安培力向上,由平衡条件有
解得
故选D。
6. 如图所示为某款玩具小车里面的直流电动机正常工作时的电路图。电动机的内阻为,电路中定值电阻的阻值为,直流电压为,理想电压表的示数为,下列说法正确的是( )
A. 通过电动机的电流为
B. 电动机消耗的功率为
C. 电动机的输出功率为
D. 该电路消耗的总功率为
【答案】C
【解析】
【详解】A.通过电动机的电流为,A错误;
B.电动机消耗的功率为,B错误;
C.电动机的输出功率为,C正确;
D.该电路消耗的总功率为,D错误。
故选C。
7. 如图所示,平行板电容器两极板、接在电压为的直流电源两端。假设质子和粒子同时从紧靠板的位置由静止释放,不计粒子重力和粒子之间的相互作用力,则对两粒子从板到板的运动过程中,下列说法错误的是( )
A. 质子和粒子所受的电场力大小之比为
B. 质子和粒子的电势能变化量之比为
C. 质子和粒子到达板时的速度大小之比为
D. 质子和粒子运动的时间之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A.质子所受电场力为,粒子所受电场力为
质子和粒子所受的电场力大小之比为,故A正确,不符合题意;
B.质子电势能的变化量为,粒子电势能的变化量为
质子和粒子的电势能变化量之比为,故B错误,符合题意;
C.根据动能定理
解得到达B板时的速度
则质子的速度为
粒子的速度
质子和粒子到达板时的速度大小之比为,故C正确,不符合题意;
D.粒子做初速度为零的匀加速直线运动,位移
加速度
解得运动时间
则质子和粒子运动的时间之比为,故D正确,不符合题意。
本题要求选择错误的说法,故选B。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示为放置在真空中点的点电荷周围的电场线分布,是空间内两点,且,下列说法正确的是( )
A. 电场线是真实存在的
B. 、两点的电场强度相同
C. 、两点的电势相同
D. 将试探电荷放在点,受到的电场力的方向可能指向点
【答案】CD
【解析】
【详解】A.电场线是为形象描述电场的强弱和方向而人为假设的,实际并不存在,A错误;
B.点电荷的电场强度方向沿径向,A、B两点到O的距离相等,但方向不同,因此电场强度方向不同,只能说大小相等,不能说电场强度相同,B错误;
C.A、B两点在以O为球心的同一球面上,点电荷电场的等势面是同心球面,因此A、B两点的电势相同。C正确;
D.试探电荷q放在A点,若q为正电荷,受力方向沿电场线方向(背离O);若q为负电荷,受力方向与电场线方向相反(指向O),D正确。
故选CD。
9. 如图所示,带负电的点电荷正下方有一接地的金属框,金属框的厚度不可忽略,为金属框内的一点,为金属框表面上的一点,下列关于金属框上感应电荷在点和点产生的电场强度方向判断正确的是( )
A. 感应电荷在点产生的电场强度沿方向 B. 感应电荷在点产生的电场强度沿方向
C. 感应电荷在点产生的电场强度可能沿方向 D. 感应电荷在点产生的电场强度可能沿方向
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.A为金属框内的一点,则A点的场强为零,即感应电荷在A点的场强与-Q电荷在A点的场强等大反向,可知感应电荷在A点产生的电场强度沿方向,A错误,B正确;
CD.金属框表面是等势面,B点的场强方向垂直于金属框表面向上,因-Q在B点的场强指向-Q,故感应电荷在B点的电场强度方向可能沿E4方向,故C错误,D正确。
故选BD。
10. 质谱仪常用来分析同位素,其结构如图所示。带电粒子(初速度可视为零)经电压的电场加速后进入速度选择器(内部有正交的匀强电场和匀强磁场),粒子沿直线通过速度选择器后进入磁感应强度方向垂直纸面向里、大小为的匀强磁场区域做半径为的匀速圆周运动,最后打在照相底片上。若不计粒子重力,则下列说法正确的是( )
A. 该粒子带正电
B. 该粒子在磁场中运动的速度大小为
C. 该粒子的比荷为
D. 保持、、不变,仅增大,该粒子在磁场区域中运动的时间将变短
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】A.根据该粒子在磁场区域中的运动轨迹,由左手定则可知,该粒子带正电,A正确;
B.在速度选择器中,有
得,B错误;
C.该粒子在磁场区域中做匀速圆周运动,有,其中
得该粒子的比荷为,C正确;
D.由,粒子的比荷不变,增大,减小
粒子在磁场区域中运动时间为,其中
得,可知保持、、不变,仅增大,减小,该粒子在磁场区域中运动的时间将变短,D正确。
故选ACD。
【点睛】
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 为了探究产生感应电流的条件,同学们做了如下的实验。实验操作步骤如下:
(1)用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好。________
(2)实验电路连接完好后,闭合开关前将滑动变阻器的滑片滑至右端,闭合开关瞬间,发现表的指针向右偏转。
(3)闭合开关稳定后,G表的指针________。
(4)闭合开关稳定后,将滑动变阻器的滑片向左滑动,观察到G表的指针________
(5)断开开关瞬间,观察到G表的指针________。
(6)由以上实验操作,同学们得出的实验结论是:闭合回路中的磁通量________时,会产生感应电流。
【答案】 ①. ②. 不发生偏转 ③. 向右偏转 ④. 向左偏转 ⑤. 发生变化
【解析】
【详解】[1]将电源、开关、滑动变阻器、线圈串联成一个回路,注意滑动变阻器分别接一上一下两个接线柱,再将表与线圈串联成另一个回路,电路图如图所示
[2]闭合开关稳定后,将线圈放在线圈中静止不动,穿过线圈的磁通量不变,没有产生感应电流,表的指针不发生偏转;
[3]闭合开关稳定后,当滑动变阻器的滑片向左滑动时,接入电路的电阻变小,电路的电流增大,穿过线圈的磁通量增大,表的指针向右偏转;
[4]断开开关瞬间,电路中的电流减小到0,穿过线圈的磁通量减小,表的指针向左偏转;
[5]通过以上实验说明,闭合回路中的磁通量发生变化时,会产生感应电流。
【点睛】
12. 某学习小组用图甲所示的实验电路图测量干电池的电动势和内阻。
(1)请用笔画线代替导线在图乙中完成实物连接。
(2)正确连接后,在开关闭合前,滑动变阻器的滑片应滑到________(填“”或“”)端。
(3)闭合开关后,滑动滑片,某次测量中电压表指针位置如图丙所示,其示数为________。
(4)测得的多组数据利用计算机拟合得到图丁所示图像,则干电池的电动势________和内阻________。(结果均保留两位小数)。
(5)该小组的同学在图丁上拟合出某电阻的图像,得出图戊,若将该电池直接接在电阻两端构成回路,则该电阻消耗的功率为________(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1) (2)C
(3)1.20 (4) ①. 1.50 ②. 1.04
(5)0.31
【解析】
【小问1详解】
用笔画线代替导线在图乙中完成实物连接如图
【小问2详解】
在开关闭合前,应使滑动变阻器接入电路部分的电阻值最大,对电表起到充分保护作用,所以滑动变阻器的滑片应滑到C端。
【小问3详解】
电压表的量程为3V,表盘上每一小格代表0.1V,应估读到下一位即0.01V。
指针位置在“1”后面第二小格处,读数为1.20V。
【小问4详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律
图像的纵截距代表电源的电动势,结合题图可得
图像的斜率,可得
【小问5详解】
两图像的交点即为电路中的实际电压、电流值,则该电阻消耗的功率为
13. 有些机床为了安全,照明电灯用的电压是36V,其供电电路如图甲所示,理想变压器原线圈的匝数匝,输入电压随时间变化的图像如图乙所示,其中。若两电灯、完全相同,电阻均为,电灯的电阻不随温度变化,电压表、电流表均为理想电表。
(1)求交流电的频率和副线圈的匝数;
(2)当开关闭合后,电压表和电流表的示数、及变压器的输入功率。(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1),
(2),,
【解析】
【小问1详解】
由图乙知,周期,根据
根据理想变压器电压匝数关系
其中,
联立解得
【小问2详解】
电压表测量值为灯泡两端电压
副线圈中的电流
根据理想变压器电流匝数关系
可得电流表读数
理想变压器输入功率等于输出功率
解得
【点睛】
14. 在粒子物理研究中,经常用电场和磁场来控制粒子的运动路径。如图甲所示,在竖直平面内有宽度为的狭长区域,该区域存在竖直向上的匀强电场,电场强度大小,一质量、电荷量的带负电的粒子以水平初速度从左侧边界射入电场,从右侧边界射出。若不计粒子重力,,弧度(角度和弧度的换算)。
(1)求粒子从电场右侧射出时在竖直方向的偏转位移大小;
(2)若仅将区域内的电场换成垂直于纸面向里的匀强磁场,如图乙所示,并使粒子射出磁场时的偏转位移与(1)中相同,求磁场的磁感应强度大小;
(3)粒子在图甲中电场和图乙中磁场运动的时间之比。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在电场中偏转,水平方向有
竖直方向有
其中
联立解得
【小问2详解】
粒子在磁场中做匀速圆周运动,如图所示
由几何关系可得
由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得
【小问3详解】
粒子在电场中运动的时间
在磁场中运动的时间
由几何关系可得
又
联立解得
15. 如图所示,倾角为的绝缘斜面上固定着间距、足够长的光滑平行金属导轨,导轨左端通过导线与阻值为的定值电阻相连。质量为、电阻不计的金属棒垂直导轨放置,并通过平行于导轨的轻绳绕过斜面顶端的光滑定滑轮与质量为的小物块相连,整个导轨平面处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度大小。已知重力加速度,导线、导轨电阻均不计。某时刻将小物块由静止释放,金属棒在轻绳的拉力作用下开始沿导轨向上运动,金属棒与导轨始终垂直且接触良好。求:
(1)小物块刚释放瞬间,金属棒的加速度大小;
(2)金属棒向上运动时、两端的电势高低及金属棒最终达到的稳定速度的大小;
(3)若从金属棒开始释放至达到稳定运动的过程中,通过定值电阻的电荷量为,求该过程中定值电阻上产生的热量。
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
小物块刚释放瞬间,还没有产生安培力,小物块和金属棒一起运动,对小物块和金属棒分析,根据牛顿第二定律有
联立解得
【小问2详解】
由楞次定律可得,金属棒做加速度逐渐减小的加速运动,加速度为零时速度达到最大,此时对整体分析,有
安培力
感应电流
感应电动势
联立解得
【小问3详解】
从金属棒开始释放至达到稳定运动的过程中,流过电阻的电荷量为
平均感应电流
平均感应电动势
解得
则该过程中定值电阻上产生的热量
联立解得
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物理
本试卷共8页,15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1、答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2、选择题的作答: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。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示,一金属圆环固定在竖直平面内,圆环的顶端用绝缘细绳吊着一根条形磁铁。磁铁的水平轴线与圆环的水平直径共线,圆环没有通电时,磁铁处于水平静止状态。当圆环通入逆时针方向的恒定电流时,可观察到的现象是( )
A. 磁铁仍然静止不动 B. 磁铁在纸面内逆时针转动
C. 磁铁的极向纸面外转动,极向纸面里转动 D. 磁铁的极向纸面外转动,极向纸面里转动
2. 学校的兴趣小组通过图示装置用控制变量法探究电容器电容大小的影响因素,下列图像是电容随极板正对面积、电源电压、极板间距、电源电压的倒数的变化规律,其中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
3. 小华发现一个质量分布均匀的长方体的金属导体,长、宽、高的长度分别为,小华在不同的两个面上连接同一电压(如图甲、乙所示),则甲、乙两种连接方式下产生的电流之比为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,在竖直向上的匀强磁场中,水平放置着一根通电长直导线,电流方向垂直纸面向里,a、b、c、d是以通电直导线为圆心的同一圆周上的四点,则下列说法正确的是( )
A. c、d两点的磁感应强度相同
B. a、b两点的磁感应强度方向相同
C. a、b两点的磁感应强度方向相反
D. a、b、c、d四点的磁感应强度大小关系为
5. 如图所示,匝数为n、质量为m的矩形线圈用轻绳系在力传感器上,线圈下部处于匀强磁场中,磁场方向与线圈平面垂直,线圈的水平边长为L。当线圈中通入电流I时,力传感器的示数为0.5mg,g为重力加速度,则磁场的磁感应强度B的大小为( )
A. B. C. D.
6. 如图所示为某款玩具小车里面的直流电动机正常工作时的电路图。电动机的内阻为,电路中定值电阻的阻值为,直流电压为,理想电压表的示数为,下列说法正确的是( )
A. 通过电动机的电流为
B. 电动机消耗的功率为
C. 电动机的输出功率为
D. 该电路消耗的总功率为
7. 如图所示,平行板电容器两极板、接在电压为的直流电源两端。假设质子和粒子同时从紧靠板的位置由静止释放,不计粒子重力和粒子之间的相互作用力,则对两粒子从板到板的运动过程中,下列说法错误的是( )
A. 质子和粒子所受的电场力大小之比为
B. 质子和粒子的电势能变化量之比为
C. 质子和粒子到达板时的速度大小之比为
D. 质子和粒子运动的时间之比为
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示为放置在真空中点的点电荷周围的电场线分布,是空间内两点,且,下列说法正确的是( )
A. 电场线是真实存在的
B. 、两点的电场强度相同
C. 、两点的电势相同
D. 将试探电荷放在点,受到的电场力的方向可能指向点
9. 如图所示,带负电的点电荷正下方有一接地的金属框,金属框的厚度不可忽略,为金属框内的一点,为金属框表面上的一点,下列关于金属框上感应电荷在点和点产生的电场强度方向判断正确的是( )
A. 感应电荷在点产生的电场强度沿方向 B. 感应电荷在点产生的电场强度沿方向
C. 感应电荷在点产生的电场强度可能沿方向 D. 感应电荷在点产生的电场强度可能沿方向
10. 质谱仪常用来分析同位素,其结构如图所示。带电粒子(初速度可视为零)经电压的电场加速后进入速度选择器(内部有正交的匀强电场和匀强磁场),粒子沿直线通过速度选择器后进入磁感应强度方向垂直纸面向里、大小为的匀强磁场区域做半径为的匀速圆周运动,最后打在照相底片上。若不计粒子重力,则下列说法正确的是( )
A. 该粒子带正电
B. 该粒子在磁场中运动的速度大小为
C. 该粒子的比荷为
D. 保持、、不变,仅增大,该粒子在磁场区域中运动的时间将变短
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 为了探究产生感应电流的条件,同学们做了如下的实验。实验操作步骤如下:
(1)用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好。________
(2)实验电路连接完好后,闭合开关前将滑动变阻器的滑片滑至右端,闭合开关瞬间,发现表的指针向右偏转。
(3)闭合开关稳定后,G表的指针________。
(4)闭合开关稳定后,将滑动变阻器的滑片向左滑动,观察到G表的指针________
(5)断开开关瞬间,观察到G表的指针________。
(6)由以上实验操作,同学们得出的实验结论是:闭合回路中的磁通量________时,会产生感应电流。
12. 某学习小组用图甲所示的实验电路图测量干电池的电动势和内阻。
(1)请用笔画线代替导线在图乙中完成实物连接。
(2)正确连接后,在开关闭合前,滑动变阻器的滑片应滑到________(填“”或“”)端。
(3)闭合开关后,滑动滑片,某次测量中电压表指针位置如图丙所示,其示数为________。
(4)测得的多组数据利用计算机拟合得到图丁所示图像,则干电池的电动势________和内阻________。(结果均保留两位小数)。
(5)该小组的同学在图丁上拟合出某电阻的图像,得出图戊,若将该电池直接接在电阻两端构成回路,则该电阻消耗的功率为________(结果保留两位有效数字)。
13. 有些机床为了安全,照明电灯用的电压是36V,其供电电路如图甲所示,理想变压器原线圈的匝数匝,输入电压随时间变化的图像如图乙所示,其中。若两电灯、完全相同,电阻均为,电灯的电阻不随温度变化,电压表、电流表均为理想电表。
(1)求交流电的频率和副线圈的匝数;
(2)当开关闭合后,电压表和电流表的示数、及变压器的输入功率。(结果均保留两位有效数字)
14. 在粒子物理研究中,经常用电场和磁场来控制粒子的运动路径。如图甲所示,在竖直平面内有宽度为的狭长区域,该区域存在竖直向上的匀强电场,电场强度大小,一质量、电荷量的带负电的粒子以水平初速度从左侧边界射入电场,从右侧边界射出。若不计粒子重力,,弧度(角度和弧度的换算)。
(1)求粒子从电场右侧射出时在竖直方向的偏转位移大小;
(2)若仅将区域内的电场换成垂直于纸面向里的匀强磁场,如图乙所示,并使粒子射出磁场时的偏转位移与(1)中相同,求磁场的磁感应强度大小;
(3)粒子在图甲中电场和图乙中磁场运动的时间之比。
15. 如图所示,倾角为的绝缘斜面上固定着间距、足够长的光滑平行金属导轨,导轨左端通过导线与阻值为的定值电阻相连。质量为、电阻不计的金属棒垂直导轨放置,并通过平行于导轨的轻绳绕过斜面顶端的光滑定滑轮与质量为的小物块相连,整个导轨平面处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度大小。已知重力加速度,导线、导轨电阻均不计。某时刻将小物块由静止释放,金属棒在轻绳的拉力作用下开始沿导轨向上运动,金属棒与导轨始终垂直且接触良好。求:
(1)小物块刚释放瞬间,金属棒的加速度大小;
(2)金属棒向上运动时、两端的电势高低及金属棒最终达到的稳定速度的大小;
(3)若从金属棒开始释放至达到稳定运动的过程中,通过定值电阻的电荷量为,求该过程中定值电阻上产生的热量。
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