内容正文:
长沙岳麓实验中学高二10月测试
物理(参考答案)
一、单选题
1.D【解析】静电除尘、静电喷涂、静电杀菌,属于静电应用,油罐行驶时油和罐摩擦产生静电,铁链把静电直接导入大地,目的是消除静电、防止静电火花引燃燃油,属于静电防护。故选D。
2.C【解析】由题图中电场线分布可知,悬挂电极带正电,空气中的尘埃微粒向正极聚集,则尘埃微粒带负电,A错误;电场线的疏密程度反映电场强度大小,结合题图可知点电场强度大于点电场强度,B错误;沿电场线方向电势降低,则点电势高于点电势,尘埃微粒带负电,根据电势能表达式,可知尘埃微粒在点的电势能比在点的小,C正确;D错误。故选C。
3.C【解析】“隔电墙”是通过增加管道中水的长度来增加电阻,从而在漏电时可以通过减小电流来保护人体安全,则漏电时“隔电墙”不能完全隔断电流电阻,所以安装“隔电墙”后,仍需需注意安全用电,故AB错误,C正确;由以上分析可知,“隔电墙”是通过增加管道中水的长度来增加电阻,不是改变水的电阻率,故D错误。故选C。
4.D【解析】由题意可知,两元件串联,两元件两端电压之和等于总电压U0,即U0=UA+UB,由U-I图像可知,元件B分得电压,元件A分的电压,选项ABC错误,D正确;故选D。
5.D【解析】若该新能源汽车完全没电,根据题意可知,充电实际功率,充电达到用时间大于,A错误;此时电池每秒钟对外散发热量,B错误;此时每秒钟有的电能转换为化学能,C错误;电池的充电效率为,D正确。故选D。
6.C【解析】由题图可知,闭合开关后,电源与电流表、、、小灯泡串联形成回路,小灯泡发光,当滑动变阻器的触头向下移动时,总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知电流增大,小灯泡逐渐变亮,理想电压表测量定值电阻两端的电压,示数增大;理想电压表测量电源的路端电压,示数减小,AB错误;电容器与、小灯泡并联,根据,可知电容器两端电压减小,根据,可知电容器电荷量减小,C正确;根据闭合电路欧姆定律可得,可得,D错误。故选C。
7.B【解析】由题意可知,当线圈静止时存在感应电流,说明线圈产生的磁场为变化的,则电流一定是变化的,故A错误;由题意可知,使线圈P在直线AC上的不同位置保持静止(线圈平面与地面平行),线圈中没有感应电流。将线圈P静置于B处,当线圈平面与地面平行时,线圈中有感应电流,当线圈平面与射线BD成45°角时,线圈中感应电流消失。根据感应电流产生的条件可知,放在AC上表面时磁场与线圈平行,而放在B点时磁场与地面成45°角,故说明电流一定沿AC方向,线圈平面与射线BD成45°角时,线圈中感应电流消失说明B点的磁场方向成45°角,则由几何关系可知,埋覆深度与OB长度相等,故深度为L,故B正确,C错误;P在D处与地面成45°可以与磁场方向相互垂直,则此时磁通量最大,磁通量的变化率最大,故感应电流可能最大,故D错误。
二、多选题
8.AD【解析】由题图可知,在处,场强为零,可知两个点电荷在此处产生的场强等大反向,故点电荷、一定为同种点电荷,A正确;B错误;根据点电荷场强公式,可知在处,有,解得,C错误;D正确。故选AD。
9.AD【解析】带电液滴处于平衡状态,根据平衡可知其带负电,A正确;带电粒子带负电,当减小对的光照强度,增大,总电流减小。根据电路串并联关系可知两端的电压增大,电容器两端电压增大,电场强度增加,带电粒子会向上运动。B错误;减小对的光照强度,增大,则总电阻增大,电路总电流减小,则的示数变大,C错误;减小对的光照强度,增大,电路总电流减小,根据电路串并联关系可知两端的电压增大,电容器电压增大,所以电容器充电,中有从至的电流,D正确。故选AD。
10.BC【解析】若两根导线中电流均向内,由安培定则可知,它们在O点磁感应强度恰好等大反向,故O点合磁感应强度为零,同理可知,E、F两点磁感应强度如图甲所示,
甲
故E、F两点的合磁感应强度大小相等,方向不同,故A错误;B正确;设M中电流向内,N中电流向外,分别在E、G的磁感应强度如图乙所示,可知E、G两点的合磁感应强度相同,故C正确;
乙
若M、N中电流均向内,分别在E、G的磁感应强度如图丙所示。
丙
可知E、G两点的合磁感应强度大小相等,方向不同,以此类推,可知无论两根导线中电流同向还是反向,E、F、G三点的磁感应强度大小都相等,故D错误。
三、实验题
11.(1)
见解析【解析】根据电路图连接实物图,如图所示
(2)【解析】由图可知周期,频率
(3)充电;【解析】由图可知,点后电容器两端的电压慢慢增大,即电容器处于充电状态;从图中可得出,点为放电快结束阶段,点为充电开始阶段,所以在点时通过电阻的电流更大。
(4)【解析】由图可知当时,电容器电压最大值约为,根据电容的定义式有,得:
(5)
无需作答
12.(1)【解析】为了电路安全,开关闭合前,应让变阻器以最大阻值接入电路,所以置于端;
(2);变大【解析】根据图乙读数有电阻两端电压大小为;滑片在由向转动过程中,总电阻减小,总电流增大,电压表示数增大;
(3);;【解析】半圆形变阻器接入电路的电阻,根据闭合欧姆定律有;得:;由,可知图像斜率为,纵截距,计算可得,
四、解答题
13.
(1)mg (2)2L
【解析】(1)B对A库仑力方向水平向左,设大小为F,以A球为研究对象,由平衡条件有F=mgtan 30° ①
解得F=mg。
(2)A、B的距离r=L+2Lsin 30°=2L②
设A、B小球所带电荷量为Q,由库仑定律可得 F=k ③
由①②③式解得Q=2L。 ④
14.(1)
,;
【解析】由题图可知,当开关断开时,、串联,根据闭合电路欧姆定律可得
电源总功率为
当开关闭合时,、并联再与串联,总外电阻
根据闭合电路欧姆定律可得
电源总功率为
联立解得,
(2)
;
【解析】闭合时,总外电阻,干路电流为
电源输出功率
(3)
【解析】闭合时,电容器两端电压为零;断开时,两端电压等于电阻两端电压,根据闭合电路欧姆定律可得
则
流过电容器的电荷量
15.
(1) (3)Kqω
【解析】(1)设电子绕核做圆周运动的周期为T,氢原子核外电子以速率v绕核做圆周运动,则T=,等效的“分子电流”大小为I=,分子电流I在圆心处的磁感应强度大小B1=,联立可得B1=。
(2)由题意知,线圈平面与地磁场水平分量方向平行,又待测电流在圆心O处产生的磁感应强度方向垂直于线圈平面,则BO与Be方向垂直,即地磁场磁感应强度的水平分量Be与BO的关系如图所示
则BO=Be tan θ,且BO=K,联立得IO=,则线圈两端的电压U=IOR,解得U=。
(3)设管状电子群的总电荷量为Q,其转动的周期为T1=,定向转动所形成的等效电流为I1=,由于管道内单位长度电荷量为q,则Q=2πRq,管状电流I1在圆心处的磁感应强度大小B2=,联立可得B2=Kqω。
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长沙岳麓实验中学高二10月测试
物理
一、单选题(共7小题,共28分)
1.(4分)静电在我们生活中应用很广泛,下列不属于静电应用的是( )
A.利用静电把空气电离,除去烟气中的粉尘
B.利用静电吸附,将涂料微粒均匀地喷涂在接地金属物体上
C.利用静电放电产生的臭氧,进行杀菌
D.利用运油车尾部的铁链将油与油罐摩擦产生的静电导走
2.(4分)如图所示,某无人化现代印染车间采用“空间电场”技术净化空气。直流高压电源与悬挂电极连接,形成空间电场,空气中的尘埃颗粒会在该电场作用下向悬挂电极移动,、为电场中的两点,则( )
A.空气中的尘埃微粒带正电
B.、处电场强度相同
C.空气中的带电微粒在点的电势能比在点的小
D.点电势等于点电势
3.(4分)防漏电装置“隔电墙”,可以在电热水器发生漏电时减少电流对人体的伤害,其装置如图1。其内部结构是一个螺旋状的相互绝缘的细水管道,结构如图2,它实际上是将水管的水道变得更细更长,安装位置如图3。下列分析正确的是 ( )
A.漏电时“隔电墙”能完全隔断电流
B.安装“隔电墙”后,则无需注意安全用电了
C.“隔电墙”是通过增加管道中水的电阻来保护人体安全的
D.“隔电墙”是通过增加管道中水的电阻率来保护人体安全的
4.(4分)图甲为A、B两电学元件的伏安特性曲线,若把两元件串联并在两端加上电压U0,如图乙所示则有
A.电路中电流
B.电路中电流
C.元件B分得电压
D.元件B分得电压
5.(4分)某新能源汽车充电时,手机APP显示实时充电数据如图所示。已知充电过程中,电池内部存在电阻,电能一部分转化为电池的化学能,另一部分因电池内阻发热损耗,通过查阅资料发现,该新能源汽车的电池的容量为,充电时内阻为,下列说法正确的是( )
A.若该新能源汽车完全没电,以该充电数据开始充电,充满需
B.此时电池每秒钟对外散发热量
C.此时每秒钟有的电能转换为化学能
D.此时电池的充电效率
6.(4分)如图所示,电路中电源电动势为,内阻为,为定值电阻,为滑动变阻器,为小灯泡,为大电容电容器,电压表与电流表都是理想电表。闭合开关,使滑动变阻器的触头向下移动一小段距离时,电压表示数变化量的绝对值为,理想电流表示数变化量的绝对值为,小灯泡不会烧坏,则下列说法正确的是( )
A.电压表示数减小
B.电压表示数增大
C.电容器电荷量减小
D.
7.(4分)如图1所示,水平地面上有一边长为L的正方形ABCD区域,其下方埋有与地面平行的金属管线。为探测地下金属管线的位置、走向和埋覆深度,先让金属管线载有电流,然后用闭合的试探小线圈P在地面探测。如图2所示,将暴露于地面的金属管接头接到电源的一端,将接地棒接到电源的另一端,这样金属管线中就有沿管线方向的电流。使线圈P在直线AC上的不同位置保持静止(线圈平面与地面平行),线圈中没有感应电流。将线圈P静置于B处,当线圈平面与地面平行时,线圈中有感应电流;当线圈平面与射线BD成45°角时,线圈中感应电流消失。由上述现象可以推测( )
A.金属管线中的电流大小和方向都不变
B.金属管线沿AC走向,埋覆深度为L
C.金属管线沿BD走向,埋覆深度为L
D.若线圈P在D处,当它与地面的夹角为45°时,P中一定没有感应电流
二、多选题(共3小题,共15分)
8.(5分)真空中相距为的两个点电荷、分别固定于轴上和的两点上,在它们连线上各点场强随变化关系如图所示,以下判断正确的是( )
A.点电荷、一定为同种点电荷
B.点电荷、一定为异种点电荷
C.点电荷、所带电荷量的绝对值之比为:
D.点电荷、所带电荷量的绝对值之比为:
9.(5分)如图所示的电路中,电源的电动势为、内阻为,为电容器(中间有一带电液滴),和为定值电阻,为光敏电阻(阻值随光照强度的增大而减小),为理想电压表,为理想电流表,为灵敏电流计。当开关闭合且电路稳定后,电容器中间的带电液滴恰好静止,现逐渐减小对的光照强度,下列说法正确的是( )
A.电容器中液滴带负电
B.电容器中带电粒子会向下运动
C.的示数变小
D.中有从至的电流
10.(5分)如图所示,E、F、G、M、N是在纸面内圆上的五个点,其中、的连线均过圆心O点,,在M、N两点处垂直于纸面放置两根相互平行的长直细导线,两根导线中分别通有大小相等的电流,已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度大小,k为常量,r为该点到导线的距离,I为导线中的电流大小。则下列说法正确的是( )
A.若两根导线中电流同向,则O点磁感应强度不为零
B.若两根导线中电流同向,则E、F两点磁感应强度大小相等
C.若两根导线中电流反向,则E、G两点磁感应强度相同
D.无论两根导线中电流同向还是反向,E、F、G三点的磁感应强度大小不相等
三、实验题(共2小题,共22分)
11.(10分)某同学用图所示的电路观察矩形波频率对电容器充放电的影响。所用器材有:电源、电压传感器、电解电容器,定值电阻(阻值)、开关、导线若干。
(1) (2分)电解电容器有正、负电极的区别。根据图,将图中的实物连线补充完整 ;
(2) (2分)设置电源,让电源输出图所示的矩形波,该矩形波的频率为 ;
(3) (4分)闭合开关,一段时间后,通过电压传感器可观测到电容器两端的电压随时间周期性变化,结果如图所示,、为实验图线上的两个点。在点时,电容器处于 状态(填“充电”或“放电”)在 点时(填“”或“”),通过电阻的电流更大;
(4) (2分)保持矩形波的峰值电压不变,调节其频率,测得不同频率下电容器两端的电压随时间变化的情况,并在坐标纸上作出电容器上最大电压与频率关系图像,如图所示。当时电容器所带电荷量的最大值 (结果保留两位有效数字);
(5) 根据实验结果可知,电容器在充放电过程中,其所带的最大电荷量在频率较低时基本不变,而后随着频率的增大逐渐减小。
12.(12分)某实验小组设计了如图甲所示的实验电路,来测量电源的电动势和内阻,实验器材有:待测电源,阻值为的定值电阻,内阻极大的电压表,总阻值为且阻值均匀的半圆形滑动变阻器,变阻器上有可指示滑片转过角度的刻度盘,开关、导线若干。回答下列问题:
(1) (2分)合上开关前,变阻器的触头应置于 (选填“”或“”)端。
(2) (4分)合上开关后,电压表示数如图乙所示,则电阻两端电压大小为 ;当变阻器的触头由向转动时,电压表示数将 (选填“变大”或“变小”)。
(3) (6分)在实验中转动滑片,改变角度(弧度制),定值电阻的电压与电源电动势之间将满足公式: (用、、、、、表示);该实验小组的同学利用测得的实验数据,经过Excel处理后,以为纵坐标,为横坐标,作出图像如图丙所示,已知图像的斜率为,纵截距为,则电源的电动势为 ,内阻 。(用、、、、表示)
四、解答题(共3小题,共35分)
13.(10分)在探究电荷间作用力的大小与距离、电荷量的关系时,某同学用两根长均为L的绝缘细线把小球A、B悬挂在同一水平面上相距为L的M、N两点。两球质量均为m且带等量正电荷,静止时A、B的位置如图所示,细线与竖直方向的夹角为30°。已知静电力常量为k,重力加速度大小为g,A、B均视为点电荷。求:
(1)B球对A球的库仑力大小;
(2)A球所带的电荷量。
14.(12分)如图所示的电路中,,,.,。当开关断开时,电源所释放的总功率为;当开关闭合时,电源所释放的总功率为,求:
(1) (4分)电源的电动势和内电阻;
(2) (4分)闭合时,电源的输出功率;
(3) (4分)断开和闭合时,流过电容器的电荷量是多少。
15.(13分)环形电流周围有磁场,根据电磁学理论可知,半径为R、电流为I的环形电流中心处的磁感应强度大小B=K,其中K为已知常量。电流的本质是电荷的定向运动,电流可以产生磁场意味着运动的电荷也可以产生磁场。
(1)氢原子核外电子以速率v绕核做圆周运动,轨道半径为r,电子电荷量为e,求该“分子电流”在圆心处的磁感应强度大小B1。
(2)如图甲所示,在一个竖直放置半径为r、电阻为R、匝数为n的圆形线圈的圆心O处,有一个可以绕竖直轴在水平面内转动的小磁针。线圈未通电流时,小磁针稳定后指向地磁场水平分量方向。调整线圈方位,使其与静止的小磁针在同一个竖直平面内,并通入电流,小磁针偏转了θ角。已知仪器所在处地磁场的磁感应强度水平分量大小为Be,求线圈两端的电压。
(3)有人用电流观点解释地磁成因:在地球内部的古登堡面附近集结着绕地轴转动的管状电子群,转动的角速度为ω,该电子群形成的电流产生了地磁场。如图乙所示,为简化问题,假设古登堡面的半径为R,电子均匀分布在距地心R、直径为d的管道内,管道内单位长度电荷量为q,且d≪R,求此管状电子群在地心处产生的磁感应强度大小B2。
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