2022~2023学年度下学期高二年级第一次月考试题
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90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:人教版选修3-1,选修3-2第四章。
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~5题中只有一项符合题目要求,第6~8题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)
1. 如图所示,在匀强磁场中固定一边长l=20cm的正方形线框,磁感应强度为B=10T,磁场方向与线框平面间的夹角θ=30°,则穿过线框的磁通量的大小为( )
A Wb B. 0.3Wb C. 0.2Wb D. 0.4Wb
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意可知
Φ=Bl2sinθ=0.2Wb
故选C。
2. 在地球赤道上空,沿东西方向水平放置一根通以由东向西的电流导线,则该导线所受安培力的方向为( )
A. 向东 B. 向西 C. 竖直向上 D. 竖直向下
【答案】D
【解析】
【详解】在地球赤道上空,地磁场的方向由地理南极指向地理北极,当沿东西方向水平放置一根通以由东向西的电流导线,根据左手定则可知,该导线所受安培力的方向为竖直向下。
故选D
3. 如图所示,圆心为O的半圆周上有M、N、P、Q四点,M、N是一条直径的两个端点,MN与PQ平行,M、P之间的距离等于半径。在M、N两点分别放置电荷量绝对值相等的正、负点电荷,下列说法正确的是( )
A. P、Q两点电场强度相同
B. 负电荷在P点的电势能大于在Q点的电势能
C. 一正电荷沿着圆弧从P点移动到Q点电场力不做功
D. P、O两点的电势差等于O、Q两点的电势差
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据等量异种电荷的电场线特点,P、Q两点电场强度大小相等,方向不同,故A错误;
B.根据等量异种电荷的电场线特点,P点电势高,Q点电势低,根据负电荷在电势低的地方电势能大,故负电荷在P点的电势能小于Q点的电势能,故B错误;
C.根据等量异种电荷的电场线特点,P点电势高,Q点电势低,根据正电荷在电势高的地方电势能大,正电荷在P点的电势能大于Q点的电势能,故正电荷从P到Q电场力做正功,故C错误;
D.根据等量异种电荷的电场线特点,P、O两点的电势差等于O、Q两点的电势差,故D正确。
故选D。
4. 一个圆形线圈的匝数n=1000,线圈面积S=200cm2,线圈的电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图所示,则:( )
A. 前4s内的感应电动势为2v
B. 在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零
C. 前4s内通过电阻R的电流由下至上
D. 后4s内电路中的感应电流大小为0.4A
【答案】C
【解析】
【详解】A.前4s内,根据B t图像是一条直线,磁感应强度的变化率是相同的,则磁通量的变化率也是相同的,所以产生的感应电动势为定值,前2S内磁通量的变化为:
△Φ=Φ2 Φ0=S(B2 B0)=200×10 4×(0.3 0.2)Wb=2×10 3Wb,
由法拉第电磁感应定律得:E= V=1V,故A错误,B错误;
C.由楞次定律可知,前4s内产生的感应电流是逆时针的,通过电阻R的电流由下至上,故C正确;
D.由欧姆定律,2s-4s内电路中的感应电流大小为I==0.2A,4-6s内感应电动势为=1000×200×10-4×V=4V,感应电流=0.8A,故D错误.
故选C
5. 如图所示,半径为r=2l的圆形边界与正方形abcd边界之间的区域存在垂直纸面向里的匀强磁场(图中未画出),正方形的中心与圆形区域的圆心O重合,质量为m,带电荷量为q的粒子从P点以速度v沿PO方向射入磁场区域,O、b、P在同一条直线上,粒子恰好不进入正方形区域。则正方形abcd的边长和磁感应强度大小分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】B
【解析】
【详解】粒子恰好不进入正方形区域。作出粒子在磁场中运动的轨迹,如图所示。
圆心为,根据几何关系可知△为等腰直角三角形,。粒子运动轨迹半径
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
根据几何知识有
正方形abcd的边长
故选B。
6. 如图所示的电路中,R是定值电阻,MN是水平正对放置的平行板电容器的两个极板,开关S闭合,电池、电阻、开关与电容器组成串联电路。有一带电油滴悬浮在两极板间A点静止不动,下列说法正确的是( )
A. 保持开关S闭合,将M板向左平移一小段距离,电容器的电容C增大
B. 保持开关S闭合,增大两极板距离的过程中,电阻R中有从D到B的电流
C. 断开开关S,将N板向下平移一小段距离,带电油滴的电势能减小
D. 断开开关S,减小两极板间的距离,则带电液滴向下运动
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据可知,将M板向左平移一小段离,则两极板正对面积S减小,电容器的电容C减小, A错误;
B.保持开关S闭合,根据可知,增大两极板距离的过程中,电容器的电容C减小,电容器放电,电阻R中有从D到B的电流, B正确;
C.由题图可知带电油滴受到竖直向上的电场力,电场方向竖直向下,带电油滴带负电荷,若断开S,则电容器的电量不变,根据
可得
可知电场强度不变,N板电势为零,根据
UAN=EdAN
可得
可知将N板向下平移一小段距离,则dAN增大,A点的电势升高,根据
可知,电势升高,带负电荷的油滴电势能减小, C正确;
D.若断开S,减小两极板距离,电场强度不变,油滴受到的电场力不变,则带电油滴不动, D错误。
故选BC。
7. 如图的电路中,A、B是两个相同的灯泡,L是带有铁芯的线圈,自感系数较大、电阻可忽略不计。已知闭合S且电路稳定后两灯都正常发光,那么( )
A. 闭合S时、两灯同时正常发光 B. 闭合S时,B比A先达到正常发光状态
C. 断开S时,A灯先闪亮一下后逐渐熄灭 D. 断开S时,两灯均逐渐熄灭
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.根据题意可知,开关闭合,B灯立即正常发光,A灯由于线圈L的自感作用,逐渐达到正常发光状态,故A错误,B正确;
CD.由于线圈L的电阻不计,当电路稳定时,流过A、B灯的电流相等,断开S时,由于线圈L的自感现象,两灯均逐渐熄灭,故C错误D正确。
故选BD。
8. 如图所示的电路中,电压表和电流表均为理想电表,电源电动势E=160V,电源内阻忽略不计,电路中的电阻,小型直流电动机M的内阻,闭合开关S后,电动机转动,电压表示数UV=110V,电动机以v=1m/s匀速竖直向上提升质量为m重物,重力加速度g取10m/s2,则( )
A. 电流表的示数为5A B. 电动机的发热功率为550W
C. 电动机输出的机械功率为20W D. 重物的质量m=53kg
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由电路中的电压关系可得电阻R的分压
流过电阻R的电流
即电流表的示数为5A,A正确;
BC.通过电动机的电流
电动机的分压
输入电动机电功率
电动机的发热功率
电动机输出的机械功率
BC错误;
D.电动机将重物匀速提升,则有
所以
D正确。
故选AD。
二、实验题(本题共2小题,共17分)
9. 在测量一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中,采用如下步骤完成实验:
(1)利用螺旋测微器测定合金丝直径如图甲所示,该合金丝的直径______mm;
(2)首先用多用电表粗测的电阻,当用“”挡时发现指针偏转角度过大如图乙所示,接下来的测量操作如下,请帮助该同学选择必需的操作并按操作顺序排序______;
A.测量结束后,将选择开关旋到“OFF”挡
B.断开待测电阻,将选择开关旋到“”挡
C.断开待测电阻,将选择开关旋到“”挡
D.将红黑表笔短接,调整“欧姆调零旋钮”,使指针指向“0”
E.再接入待测电阻,将指针示数乘以对应倍数,即为待测电阻的阻值
(3)该同学采用“伏安法”较准确地测量该合金丝的阻值,所用实验器材如图丙所示,其中电压表内阻约,电流表内阻约,图中部分电路已经连接好,请将电路图补充完整______;
(4)若电压表的示数为U,电流表的示数为I,合金丝长度为L,则该合金丝的电阻率______(用U、I、L、d表示)。
【答案】 ①. 0.730##0.731##0.732##0.733##0.734 ②. BDEA ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1]根据螺旋测微器读数规则,由图甲可得,该合金丝的直径为
(2)[2]当用“”挡时发现指针偏转角度过大,说明被测电阻较小,应该换用小倍率电阻挡;调整档位后,要先进行欧姆调零,再进行测量,测量后,断开表笔关闭多用表;故实验步骤的顺序为BDEA。
(3)[3]由于
待测电阻的阻值远大于电流表内阻,可知电流表应该采用内接法;由于滑动变阻器用分压电路,则实物连线如图所示
(4)[4]根据电阻定律和欧姆定律可知
解得该合金丝电阻率
10. 某同学将微安表改装成多量程电流表并进行校准:
(1)该同学要将一量程为的微安表(如图)改装为量程为的电流表,测得微安表内阻为,需要________(填“串联”或“并联”)阻值________的电阻。
(2)关于将微安表改装成大量程的电流表,下列说法正确的是_________。
A.改装原理为并联电阻能增大通过微安表的电流
B.改装成电流表后,微安表本身允许通过的最大电流并不改变
C.改装后,微安表自身的电阻减小了
D.改装后使用时,微安表本身的参量都不变,整个并联电路允许通过的电流增大
(3)若把改装的电流表与标准的电流表串联进行校准,发现改装表的示数比标准表的示数偏小。
①出现这种问题如果是因为微安表内阻的测量有误差造成的,微安表的实际内阻稍_________(选填“大于”或“小于”)。
②下列措施可使读数变准确的是__________。
A.在上并联一比小得多的电阻 B.在上并联一比大得多的电阻
C.在上串联一比小得多的电阻 D.在上串联一比大得多的电阻
【答案】 ①. 并联 ②. 250 ③. BD##DB ④. 大于 ⑤. C
【解析】
【详解】(1)[1][2]将小量程的电流变改装成大量程的电流表时应该并联一个小电阻,小电阻起到分流作用,并联电阻的阻值
(2)[3]把表头改装成大量程的电流表时,只是并联了一个分流电阻,使整体并联电路允许通过的最大电流增大,但通过微安表的最大电流以及微安表自身的内电阻等各种特征量都不变。
故选BD。
(3)[4]根据并联电路的分流,改装后电流表示数偏小,即流过微安表的电流偏小,可推断微安表实际阻值应稍大于。
[5]发现改装表的示数比标准表的示数偏小,说明流过表头的电流偏小,并联的电阻R0稍小了些,要使电流表读数准确,应使并联电阻稍大些,故在上串联一个很小的电阻。
故选C。
三、计算题(本题共3小题,共计35分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
11. 如图所示,在边长为a的等边三角形OMN区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m,电荷量为q的带负电的粒子,经一电压加速后从M点沿某方向垂直于磁场射入,一段时间后,该带电粒子从ON边的中点Q平行于轴方向射出,不计粒子的重力,求:
(1)加速电压的大小;
(2)带电粒子从射入磁场到运动至y轴所用的时间。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)带电粒子运动轨迹如图所示
由几何关系可知,三角形为等边三角形,则带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为
由牛顿第二定律得
解得
根据动能定理得
解得
(2)带电粒子在磁场中的运动周期
带电粒子在磁场中运动轨迹的圆心角为60°,带电粒子在磁场中运动的时间为
Q点到y轴的距离
带电粒子从Q点运动到y轴的时间
带电粒子从射入磁场到运动至y轴所用的时间
联立解得
12. 如图所示,MN、PQ是两根足够长的光滑平行的金属导轨,导轨间距离L1=0.2m, 导轨平面与水平面的夹角θ=30°,导轨上端连接一个阻值R=0.4Ω的电阻.整个导轨平面处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5T.现有一根质量m=0.01kg、电阻r=0.1Ω的金属棒ab垂直于导轨放置,且接触良好,金属棒从静止开始沿导轨下滑L2=1m后达到匀速直线运动,且始终与导轨垂直.g=10m/s2,导轨电阻不计,求:
(1)金属棒沿导轨下滑过程中速度最大值;
(2)金属棒沿导轨匀速下滑时ab两端的电压;
(3)金属棒从静止达到匀速的过程中,通过电阻R的电量和热量.
【答案】(1)v=2.5m/s(2)U=0.2V(3)q=0.2C,
【解析】
【详解】(1)金属棒匀速运动时,由平衡条件知:,
棒匀速切割磁感线时,
回路电流,
代入得:,
解得:v=2.5m/s;
(2)匀速时,v代入公式,知,又由;
(3)由,,,故,解得:q=0.2C;
由能量守恒定律知:,,解得:
13. 如图所示的xOy坐标系中,y轴的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B=1T,y轴的左侧存在沿x轴正方向的匀强电场。P点为x轴上的点,,一电荷量为、质量为的正粒子由P点沿x轴的正方向射入磁场,经过一段时间粒子通过y轴进入电场,速度方向与y轴的负方向成,粒子在电场中垂直x轴经过Q点。忽略粒子的重力,求:
(1)粒子射入磁场的初速度大小以及电场强度E;
(2)粒子从开始到第三次经过y轴的时间。
【答案】(1),(2)
【解析】
【详解】(1)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动作出运动轨迹示意图如图所示,
由几何关系得
解得
R=04m
粒子射入磁场的初速度大小为,根据洛伦兹力提供向心力有
解得
设带电粒子从进入电场到点时间为,沿y轴方向做匀速直线运动,有
粒子在电场中垂直x轴经过Q点,沿x轴方向做匀变速直线运动且Q点沿x轴方向的分速度为零,有
其中
解得
(2)电粒子进入电场前在磁场中运动的时间
之后带电粒子在电场中运动的时间为
带电粒子再次进入磁场后转过的角度为。所时间
则带电粒子从开始运动到第三次经过y轴所用的时间2022~2023学年度下学期高二年级第一次月考试题
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90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:人教版选修3-1,选修3-2第四章。
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~5题中只有一项符合题目要求,第6~8题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)
1. 如图所示,在匀强磁场中固定一边长l=20cm的正方形线框,磁感应强度为B=10T,磁场方向与线框平面间的夹角θ=30°,则穿过线框的磁通量的大小为( )
A. Wb B. 0.3Wb C. 0.2Wb D. 0.4Wb
2. 在地球赤道上空,沿东西方向水平放置一根通以由东向西的电流导线,则该导线所受安培力的方向为( )
A. 向东 B. 向西 C. 竖直向上 D. 竖直向下
3. 如图所示,圆心为O的半圆周上有M、N、P、Q四点,M、N是一条直径的两个端点,MN与PQ平行,M、P之间的距离等于半径。在M、N两点分别放置电荷量绝对值相等的正、负点电荷,下列说法正确的是( )
A. P、Q两点电场强度相同
B. 负电荷在P点的电势能大于在Q点的电势能
C 一正电荷沿着圆弧从P点移动到Q点电场力不做功
D. P、O两点电势差等于O、Q两点的电势差
4. 一个圆形线圈的匝数n=1000,线圈面积S=200cm2,线圈的电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图所示,则:( )
A. 前4s内的感应电动势为2v
B. 在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零
C. 前4s内通过电阻R的电流由下至上
D. 后4s内电路中的感应电流大小为0.4A
5. 如图所示,半径为r=2l的圆形边界与正方形abcd边界之间的区域存在垂直纸面向里的匀强磁场(图中未画出),正方形的中心与圆形区域的圆心O重合,质量为m,带电荷量为q的粒子从P点以速度v沿PO方向射入磁场区域,O、b、P在同一条直线上,粒子恰好不进入正方形区域。则正方形abcd的边长和磁感应强度大小分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
6. 如图所示的电路中,R是定值电阻,MN是水平正对放置的平行板电容器的两个极板,开关S闭合,电池、电阻、开关与电容器组成串联电路。有一带电油滴悬浮在两极板间A点静止不动,下列说法正确的是( )
A. 保持开关S闭合,将M板向左平移一小段距离,电容器的电容C增大
B. 保持开关S闭合,增大两极板距离过程中,电阻R中有从D到B的电流
C. 断开开关S,将N板向下平移一小段距离,带电油滴的电势能减小
D. 断开开关S,减小两极板间的距离,则带电液滴向下运动
7. 如图的电路中,A、B是两个相同的灯泡,L是带有铁芯的线圈,自感系数较大、电阻可忽略不计。已知闭合S且电路稳定后两灯都正常发光,那么( )
A. 闭合S时、两灯同时正常发光 B. 闭合S时,B比A先达到正常发光状态
C. 断开S时,A灯先闪亮一下后逐渐熄灭 D. 断开S时,两灯均逐渐熄灭
8. 如图所示的电路中,电压表和电流表均为理想电表,电源电动势E=160V,电源内阻忽略不计,电路中的电阻,小型直流电动机M的内阻,闭合开关S后,电动机转动,电压表示数UV=110V,电动机以v=1m/s匀速竖直向上提升质量为m重物,重力加速度g取10m/s2,则( )
A. 电流表的示数为5A B. 电动机的发热功率为550W
C. 电动机输出的机械功率为20W D. 重物的质量m=53kg
二、实验题(本题共2小题,共17分)
9. 在测量一根粗细均匀合金丝电阻率实验中,采用如下步骤完成实验:
(1)利用螺旋测微器测定合金丝直径如图甲所示,该合金丝的直径______mm;
(2)首先用多用电表粗测的电阻,当用“”挡时发现指针偏转角度过大如图乙所示,接下来的测量操作如下,请帮助该同学选择必需的操作并按操作顺序排序______;
A.测量结束后,将选择开关旋到“OFF”挡
B.断开待测电阻,将选择开关旋到“”挡
C.断开待测电阻,将选择开关旋到“”挡
D.将红黑表笔短接,调整“欧姆调零旋钮”,使指针指向“0”
E.再接入待测电阻,将指针示数乘以对应倍数,即为待测电阻的阻值
(3)该同学采用“伏安法”较准确地测量该合金丝的阻值,所用实验器材如图丙所示,其中电压表内阻约,电流表内阻约,图中部分电路已经连接好,请将电路图补充完整______;
(4)若电压表的示数为U,电流表的示数为I,合金丝长度为L,则该合金丝的电阻率______(用U、I、L、d表示)。
10. 某同学将微安表改装成多量程电流表并进行校准:
(1)该同学要将一量程为的微安表(如图)改装为量程为的电流表,测得微安表内阻为,需要________(填“串联”或“并联”)阻值________的电阻。
(2)关于将微安表改装成大量程的电流表,下列说法正确的是_________。
A.改装原理为并联电阻能增大通过微安表的电流
B.改装成电流表后,微安表本身允许通过的最大电流并不改变
C.改装后,微安表自身的电阻减小了
D.改装后使用时,微安表本身的参量都不变,整个并联电路允许通过的电流增大
(3)若把改装的电流表与标准的电流表串联进行校准,发现改装表的示数比标准表的示数偏小。
①出现这种问题如果是因为微安表内阻的测量有误差造成的,微安表的实际内阻稍_________(选填“大于”或“小于”)。
②下列措施可使读数变准确的是__________。
A.在上并联一比小得多的电阻 B.在上并联一比大得多的电阻
C.在上串联一比小得多的电阻 D.在上串联一比大得多的电阻
三、计算题(本题共3小题,共计35分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
11. 如图所示,在边长为a的等边三角形OMN区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m,电荷量为q的带负电的粒子,经一电压加速后从M点沿某方向垂直于磁场射入,一段时间后,该带电粒子从ON边的中点Q平行于轴方向射出,不计粒子的重力,求:
(1)加速电压的大小;
(2)带电粒子从射入磁场到运动至y轴所用的时间。
12. 如图所示,MN、PQ是两根足够长的光滑平行的金属导轨,导轨间距离L1=0.2m, 导轨平面与水平面的夹角θ=30°,导轨上端连接一个阻值R=0.4Ω的电阻.整个导轨平面处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5T.现有一根质量m=0.01kg、电阻r=0.1Ω的金属棒ab垂直于导轨放置,且接触良好,金属棒从静止开始沿导轨下滑L2=1m后达到匀速直线运动,且始终与导轨垂直.g=10m/s2,导轨电阻不计,求:
(1)金属棒沿导轨下滑过程中速度最大值;
(2)金属棒沿导轨匀速下滑时ab两端的电压;
(3)金属棒从静止达到匀速的过程中,通过电阻R的电量和热量.
13. 如图所示xOy坐标系中,y轴的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B=1T,y轴的左侧存在沿x轴正方向的匀强电场。P点为x轴上的点,,一电荷量为、质量为的正粒子由P点沿x轴的正方向射入磁场,经过一段时间粒子通过y轴进入电场,速度方向与y轴的负方向成,粒子在电场中垂直x轴经过Q点。忽略粒子的重力,求:
(1)粒子射入磁场的初速度大小以及电场强度E;
(2)粒子从开始到第三次经过y轴的时间。
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