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湖北省宜昌市金东方高级中学2015-2016学年高二上学期第三次月考物理试卷


宜昌金东方高级中学 2015 年秋季学期 12 月月考 高二物理试题
本试题卷共 4 页,三大题 16 小题。全卷满分 110 分,考试用时 90 分钟。 ★祝考试顺利★ 一、选择题(本题共 10 小题,每小题 5 分,共 50 分。在每小题给出的四个选项中,第 1-7 题只有一项符合题目要求,第 8-10 题有多项符合题目要求。全部选对的得 5 分,选对但不 全的得

3 分,有选错的得 0 分) 1.关于静电场,下列说法正确的是( ) A.在电场中某点电势等于零,则该点电场强度一定为零, B.由公式可知电场中某点的电势 ? 与 q 成反比 C.根据公式 U ab ? Ed 可知,在匀强电场中 a、b 间的距离越大,电势差就越大 D.正电荷从电势高的点运动到电势低的点,电势能一定减少 2.如图所示,两个相同的小球带电量分别为+4Q 和+Q,被固定在光滑、绝缘水平面上的 A、B 两点,O 是 AB 的中点,C、D 分别是 AO 和 OB 的中点.一带电量为+q 的小球从 C 点由静止释 放,仅在电场力作用下向右运动,则小球从 C 点运动到 D 点的过程 中( ) A.速度一直增大 B.加速度一直减小 C.电场力先做正功后做负功 D.电势能先增大后减小 3.如图所示,在场强为 E 的匀强电场中有 A、B 两点,AB 连线长 L, 与电场线夹角为 α 、则 AB 两点的电势差为( ) A.ELcosα B.EL C.ELsinα D.零 4.关于磁感强度,正确的说法是( ) A.磁感强度 B 是矢量,方向与 F 的方向相同 B.在确定的磁场中,同一点的 B 是确定的,不同点的 B 可能相同,磁感线密的地方 B 大些, 磁感线疏的地方 B 小些 C.磁感强度 B 是矢量,方向与通过该点的磁感线的方向相同 D.根据定义式 B=F/(IL),磁场中某点的磁感强度 B 与 F 成正比,与 IL 成反比 5. 如图所示电路中,R 为一滑动变阻器,P 为滑片,若将滑片向下 滑动,则在滑动过程中,下列判断错误的是( ) A.电源内电路消耗功率一定逐渐增大 B.灯泡 L2 一定逐渐变暗 C.电源效率一定逐渐减小 D.R 上消耗功率一定逐渐变小 6.如图所示,在同一平面内,同心的两个导体圆环中通以同向电流时( ) A.两环都有向内收缩的趋势 B.两环都有向外扩张的趋势 C.内环有扩张趋势,外环有收缩趋势 D.内环有收缩趋势,外环有扩张趋势

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7. 如图所示,直角坐标系 Oxy 的 2、4 象限有垂直坐标系向里的匀强磁场,磁感应强度大小 均为 B,在第 3 象限有垂直坐标系向外的匀强磁场,磁感应强度大小为 2B,现将半径为 R, 圆心角为 90°的扇形闭合导线框 OPQ 在外力作用下以恒定角速度绕 O 点在纸面内沿逆时针 方向匀速转动.t=0 时线框在图示位置,设电流逆时针方向为正方向.则下列关于导线框中 的电流随 时间变化 关系正确 的是 ( )

8.如图是位于 x 轴上某点的电荷在直线 PQ 右侧的电势 φ 随 x 变化的图线, a、b 是 x 轴上的两点,过 P 点垂直于 x 轴的直线 PQ 和 x 轴是该曲线的渐 近线,则以下说法正确的是( ) A.可以判断出 OP 间的各点电势均为零 B.负检验电荷在 a 点的电势能小于在 b 点的电势能 C.可以判断出 P 点左侧与右侧的电场方向均为 x 轴正方向 D.正检验电荷从 a 点移到 b 点,电场力一直做正功 9.高铁每节车厢都有两间洗手间, 只有当两间洗手间的门都关上时 (每扇门的插销都相当于 一个开关) , 车厢中指示牌内的指示灯才会发光提示旅客“洗手间有人”.下列所示电路图不 能实现上述目标的是( )

10.如图所示,在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨,导轨间距为 L,两导轨间连有一电 阻 R,导轨平面与水平面的夹角为 θ ,在两虚线间的导轨上涂有薄绝缘涂层.匀强磁场的磁 感应强度大小为 B,方向与导轨平面垂直.质量为 m 的导体棒从 h 高度处由静止释放,在刚 要滑到涂层处时恰好匀速运动.导体棒始终与导轨垂直且仅与涂层间有摩擦,动摩擦因数 μ =tanθ ,其他部分的电阻不计,重力加速度为 g,下列说法正确 的是( ) A.导体棒到达涂层前做加速度减小的加速运动 B.在涂层区导体棒做减速运动 2 2 C.导体棒到达底端的速度为 mgRsinθ /(B L ) 3 2 2 4 4 D.整个运动过程中产生的焦耳热为 mgh﹣m g sin θ /(2B L ) 二、实验题(5 分+9 分=14 分) 11.关于多用表的使用:

2

(1)下述关于用多用表欧姆挡测电阻的说法中正确的是 A.测量电阻时,如果指针偏转过大,应将选择开关 S 拨至倍率较小的挡位,重新调零后测 量 B.测量电阻时,如果红、黑表笔分别插在负、正插孔,则会影响测量结果 C.测量电路中的某个电阻,不应该把该电阻与电路断开 D.测量阻值不同的电阻时,都必须重新调零 (2)用多用电表进行了几次测量,指针分别处于 a 和 b 的位置,如图所示.若多用电表的 选择开关处于下面表格中所指的挡位,a 和 b 的相应读数是多少?请填在表格中.

指针位置 选择开关所处档位 读数 直流电流 100mV mA a 直流电压 2.5V V b 电阻×100 Ω

12.一个未知电阻 Rx,阻值大约为 1.0kΩ ~1.2kΩ .为了较为准确的测定其电阻值,实验室 中还备有如下器材:

电源 E(电动势 3V、内阻可忽略) 电流表 A1(量程 3mA、内阻约为 10Ω ) 滑动变阻器 R 的最大阻值为 20Ω

电压表 V (量程 3V、内阻约为 3kΩ ) 电流表 A2(量程 0.6A、内阻约为 1Ω ) 开关 S、导线若干

(1)在实验中电流表应选 . (2)为了尽可能减少误差,且能够测量较多组数据,请你在虚线框中画出本实验的电路图. (3)根据你所画的电路图在题给的实物图上用笔画线代替导线画出连接图. 三、计算题(本题共 46 分,解答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) ﹣6 13.(10 分)有一带电量 q=﹣3×10 C 的点电荷,从电场中的 A 点移到 B 点时,克服电场力 ﹣4 ﹣4 做功 6×10 J.从 B 点移到 C 点时电场力做功 9×10 J.问: (1)AB、BC、CA 间电势差各为多少? (2)如以 B 点电势为零,电荷在 A、C 两点的电势能各为多少?
3

14.(12 分)有一金属细棒 ab,质量 m=0.05kg,电阻不计,可在两条轨道上滑动,如图所 示,轨道间距为 L=0.5m,其平面与水平面的夹角为 θ =37°,置于垂直于轨道平面向上的匀 强磁场中,磁感应强度为 B=1.0T,金属棒与轨道的动摩擦因数 μ =0.5, (设最大静摩擦力与 滑动摩擦力大小相等)回路中电源电动势为 E=3V,内阻 r=0.5Ω .求: (1)为保证金属细棒不会沿斜面向上滑动,流过金属细棒 ab 的电流的最大值为 多少? (2)滑动变阻器 R 的阻值应调节在什么范围内,金属棒能静止在轨道上? 2 (g=10m/s ,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

15.(12 分)如图所示,一足够长的矩形区域 abcd 内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强 度为 B 的匀强磁场, 在 ad 边中点 O, 方向垂直磁场向里射入一速度方向跟 ad 边夹角 θ =30°、 大小为 v0 的带正电粒子,已知粒子质量为 m,电量为 q,ad 边长为 L,ab 边足够长,粒子重 力不计,求: (1)粒子能从 ab 边上射出磁场的 v0 大小范围. (2)如果带电粒子不受上述 v0 大小范围的限制,求粒子在磁场中运动的最长时间.

16.(12 分)如图甲所示,光滑绝缘水平面上,磁感应强度 B=2T 的匀强磁场以虚线 MN 为左 边界,磁场的方向竖直向下。MN 的左侧有一质量 m=0.1kg,bc 边长 L1=0.2m,总电阻 R=2Ω 的矩形线圈 abcd。t=0s 时,用一恒定拉力 F 拉线圈,使其由静止开始向右做匀加速运动, 经过 1s,线圈的 bc 边到达磁场边界 MN,此时立即将拉力 F 改为变力,又经过 1s,线圈恰 好完全进入磁场。 整个运动过程中, 线圈中感应电流 I 随时间 t 变化的图象如图乙所示。 求: (1)线圈 bc 边刚进入磁场时的速度 v1 和线圈在第 1s 内运动的距离 x; (2)线圈 ab 边的长度 L2; (3)ad 边刚要进入磁场时,拉力的功率。

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宜昌金东方高级中学 2015 年秋季学期 12 月月考 高二物理参考答案 1 D 2 C 3 A 4 B 5 D 6 C 7 B 8 BD 9 BCD 10 AC

11. (1)A ?? 2 分 (2)23.0mA 0.57V 320Ω ??3 分 12. (1)A1 ?? 2 分 (2)如图所示??4 分

(3)如图所示??3 分

13. (1)负电荷从 A 移到 B 点的过程,电荷克服电场力做功,可见负电荷从电势高处移至 电势低处.即 φ A>φ B 电势差 UAB= V ????????????? 2 分

负电荷从 B 移至 C,电场力做正功,可见负电荷从电势低处移至电势高处,即 φ C>φ 电势差 UBC=﹣ V =﹣300

B

????????????? 2 分 而电势差 UAC=φ A﹣φ C=φ A﹣φ B+φ B﹣φ C=UAB+UBC=﹣100 V 故 CA 间电势差 UCA=﹣ UAC=100V ????????????? 2 分 (2)因 B 点为 0 电势点,则 φ A=UAB=200V,φ C=UCB=﹣UBC=300V ???????????? ? 2分 ???????????? ? 2分 14. (1)当金属棒正要向上滑动时,摩擦力沿斜面向下并达最大,此时通过金属棒的电流 达到最大 I1 由平衡条件有 mgsinθ +μ mgcosθ =I1LB 解得: I1=1A ????????? 4 分 (2)由 解得:R1=2.5Ω ?????????

3分 当金属棒正要向下滑动时,摩擦力沿斜面向上并达最大,此时通过金属棒的电流最小为 I2

5

mgsinθ =μ mgcosθ +I2LB R2=14.5Ω ????????? 4 分 2.5Ω ≤R≤14.5Ω 1分 15. (1)若粒子速度为 v0,则 qv0B=

解得:

????????

,所以有 R=

??1 分

设圆心在 O1 处对应圆弧与 ab 边相切,相应速度为 v01,则 R1+R1sinθ =L/2 ??1 分 将 R1= 代入上式可得,v01= ??1 分

同理,设圆心在 O2 处对应圆弧与 cd 边相切,相应速度为 v02,则 R2﹣R2sinθ =L/2??1 分 将 R2= 代入上式可得,v02= ??1 分

所以粒子能从 ab 边上射出磁场的 v0 应满足 (2)由 t=



??1 分

及 T=2π m/qB 可知,粒子在磁场中经过的弧所对的圆心角 α 越长,在磁场

中运动的时间也越长.在磁场中运动的半径 r≤R1 时, 运动时间最长,弧所对圆心角为 α = (2π ﹣2θ )= ,所以最长时间为 t= T=5π m/(3qB) ??????????6 分

16. (1)t1=1s 时,线圈 bc 边进入磁场,感应电动势 E1=BL1v1 ??? 1 分 感应电流 I1=E1/R=0.1A,???? 1 分, 解得 v1=0.5m/s ??? 1 分 x=v1t1/2=0.25m ???? 1 分 (2)线圈在磁场中运动时,感应电流 I=BL1v/R,由乙图可知,电流随时间均匀增加, 故线圈在磁场中做匀加速运动 ??? 1 分 t2=2s 时,线圈速度为 v2,感应电流 I2=BL1v2/R=0.3A, ??? 1 分 解得 v2=1.5m/s, ??? 1 分 L2=(v1+v2)(t2-t1)/2 =1m ??? 1 分 2 (3)线圈在磁场中运动的加速度 a=(v2-v1)/(t2-t1)=1m/s ??? 1 分 ad 边刚要进入磁场时拉力为 F, F-BI2L1=ma, ??? 1 分 拉力的功率 P=Fv2 ??? 1 分 解得 P=0.33W ??? 1 分

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