【文档说明】【精准解析】湖北省襄阳市2019-2020学年高二上学期调研统一测试物理试题.doc,共(23)页,1.628 MB,由小赞的店铺上传
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2020年1月襄阳市普通高中调研统一测试高二物理试卷一、选择题(本大题共11小题,每小题4分,共44分。1-7小题每题只有一个选项正确。8-11小题每题有多个选项是正确的,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,不选、多选、错选得0分。)1.有关电场的几个公式,下列说法正确的是
()A.由FEq=可知电场中某点的电场强度E是由试探电荷的电量q和它所受的电场力F共同决定的B.2QEkr=仅适用于点电荷,由公式可知与场源电荷距离相等的各点场强均相同C.由ABWqU=,移动电荷时,电场力做功与初末位
置的电势差有关,而与电荷移动的路径无关D.abUEd=仅适用于匀强电场,其中d表示a、b两点间的距离【答案】C【解析】【详解】A.FEq=是电场强度的定义式,电场强度是电场本身具有的属性,和F、q无关,A错误;B.2QEkr=是计算点电荷周围场强大小的公式,电场强度是矢量,
还需要考虑方向,所以与场源电荷距离相等的各点场强大小相等,方向不同,B错误;C.根据ABWqU=可知移动电荷时,电场力做功与初末位置的电势差有关,而与电荷移动的路径无关,C正确;D.abUEd=仅适用于计算匀强电场两点间的电
势差,其中d表示两点间沿电场线方向上的距离,D错误。故选C。2.如图所示,ABC与ABD△为两个全等的直角三角形,30DBACAB==,E为AC与BD边的中点。在A、B两点分别放置一个点电荷后,C点的场强方向沿CD方向指向D,则()A.一定是A点放正电荷,B点放负电荷B.电场中C、
D两点的场强相同C.C、E两点间的电势差与E、D两点间的电势差相等D.将一带负电的试探电荷从C点移到E点,其电势能增加【答案】D【解析】【详解】A.根据场强的叠加法则画出示意图,确定电荷的正负关系:所以一定是A点
放负电荷,B点放正电荷,A错误;B.根据场强的叠加,电场中C、D两点合场强的方向不同,B错误;C.根据等势面的特性结合几何关系,C、E两点在BQ+的等势面上,所以C、E两点间电势差只和AQ−有关,同理,与
C、E两间距等长的E、D两点间的电势差只和BQ+有关,根据:2QEkr=可知ABQQ,距离点电荷相同的距离上ABEE,沿电场线方向电势降低,根据:UEd=定性分析可知C、E两点间电势差大于E、D两点间的电势差,C
错误;D.根据:pEq=负电荷从C点移动到E点,结合C选项可知电势降低,电势能增加,D正确。故选D。3.如图,一个带负电的橡胶圆盘处在竖直面内,可以绕过其圆心的水平轴高速旋转,当它不动时,在它轴线上A、B两处的小磁针均处于静止状态,当橡胶圆盘逆时针(从左向右看)高速旋转时,
关于小磁针的情况分析正确的是()A.两处小磁针N极均向左偏B.两处小磁针N极均向右偏C.A处小磁针N极向右偏转,B处小磁针N极向左偏转D.A处小磁针N极向纸内偏转,B处小磁针N极向纸面外偏转【答案】B【解析】【详解】带负电橡胶圆盘,逆时针旋转
,则圆盘的电流方向与旋转方向相反,为顺时针。由安培定则可知,磁感线从左向右,静止时小磁针N极所指方向即为磁感线的方向,故A处小磁针N极向右偏,B处小磁针N极向右偏,ACD错误,B正确。故选B。4.如图所示,一段通有
恒定电流的直导线水平放置在足够大的匀强磁场中,第一次将导线以O为轴在纸面内顺时针转过60°,第二次将导线以AB为轴垂直纸面向里转过60°,不考虑电磁感应的影响,关于两种情况导体受到的安培力大小和方向,下列说法正确的是()A.第一
种情况,安培力大小一直在变,但方向不变B.第一种情况,安培力大小和方向都一直在变C.第二种情况,安培力大小和方向都一直在变D.第二种情况,安培力大小和方向都一直不变【答案】A【解析】【详解】AB.第一次将导
线以O为轴在纸面内顺时针转过60,根据左手定则可知,导线受到的安培力总是垂直纸面向里,根据安培力大小表达式:()FBILBL=⊥可知,L是垂直磁场方向的有效长度,在顺时针转动过程中,有效长度不断减小,故这种情况下安培力大小一直在变,但
方向不变,A正确,B错误;CD.同理,第二次将导线以AB为轴垂直纸面向里转过60,垂直磁场方向的长度不变,安培力的大小总是不变,根据左手定则可知,安培力方向不断变化,CD错误。故选A。5.如图所示,圆形导体线圈a平放在绝缘水平桌
面上,在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管、电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向上滑动,下列说法中正确的是()A.穿过线圈a的磁通量增大B.线圈a有扩张的趋势C.
线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流D.线圈a对水平桌面的压力大于其重力【答案】B【解析】【详解】AC.当滑动触头P向上移动时电阻增大,由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流减小,b线圈产生的磁场减弱,故穿过线圈a的磁通量变小;根据b中的电流方向和安培定则可知b产生的磁场方向向下穿过线圈a,
根据楞次定律,a中的感应电流的磁场要阻碍原来磁场的减小,故a的感应电流的磁场方向也向下,根据安培定则可知线圈a中感应电流方向俯视应为顺时针,AC错误;B.因为滑动触头向上滑动导致穿过线圈a的磁通量减小,根据
楞次定律可知只有线圈面积增大时才能阻碍磁通量的减小,故线圈a应有扩张的趋势,B正确;D.因为滑动触头向上滑动导致穿过线圈a的磁通量减小,根据楞次定律可知只有线圈靠近螺线管才能阻碍磁通量的减小,线圈a受
到的安培力向上,所以对水平桌面的压力将减小,a对水平桌面的压力小于其重力,D错误。故选B。6.如图所示,一个N匝矩形闭合线圈,总电阻为R,在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO以恒定的角速度转动,线圈产生的电动势的最大值为mE,从线圈平面与磁感线平行时开始
计时,则()A.线圈电动势的瞬时值表达式为msineEt=B.当线圈转过2时,磁通量的变化率达到最大值C.穿过线圈的磁通量的最大值为mED.线圈转动一周产生的热量为2mER【答案】D【解析】【详解】A.线圈在转动过程中产生的感应电
动势最大值为mE,从线圈平面与磁感线平行时开始计时,线圈电动势的表达式:mcoseEt=A错误;B.当线圈转过2时,线圈与中性面重合,电动势为0,根据:2ENt=可知磁通量的变化率为零,B错误;C.感应电动势最大值为:mENBS=穿过线圈的磁通量的最大值为:mE
BSN=C错误;D.根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系:m2EE=线圈转动一周,产生热量:222m2EEEQTRRR===D正确。故选D。7.图甲为某电源的UI−图线,图乙为某小灯泡的UI−图线,则下列说法
中正确的是()A.电源的内阻为5ΩB.小灯泡的电阻随着功率的增大而减小C.把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡的功率约为0.3WD.把电源和小灯泡组成闭合回路,电路的总功率约为0.4W【答案】D【解析】【详解】A.根据闭合电路欧姆定律变形:UEIr=−可得图像与纵轴的交点表示电动势
,图像斜率的大小表示内阻,根据甲图电动势为:1.5VE=内阻为:1.01.55ΩΩ0.33r−==A错误;B.根据乙图可知电流越大,小灯泡功率越大,根据欧姆定律变形得:URI=可知乙图线上某点与原点连线的斜率为电阻,所以小灯泡的电阻随着功率
的增大而增大,B错误;C.把电源和小灯泡组成闭合回路,将甲、乙两图叠加到一起:两UI−曲线的交点即小灯泡的电压、电流,根据图像读数:0.125VU0.28AI所以,小灯泡的功率为:0.1250.28W0.035WPUI==C错误;D.回路中的总功率为:1.50.28W0
.42WPEI==总D正确。故选D。8.如图所示,M、N为平行板电容器的两个金属极板,G为静电计,开始时闭合开关S,静电计指针张开一定角度。则下列说法正确的是()A.开关S保持闭合状态,将R的滑片向右移动,静电计指针张角增大B.开关S保持闭
合状态,仅将两极板间距减小,电容器的带电量增加C.断开开关S后,紧贴下极板插入厚云母片,静电计指针张角减小D.断开开关S后,仅将两极板间距减小,板间电场强度减小【答案】BC【解析】【详解】AB.保持开关闭合状态,则电容器两端电压保持不变,将滑片移动时,电容器两端电压也不发生变化
,所以静电计指针张角不变,若是仅将两极板间距减小,根据电容器的决定式:r4SCkd=可知电容器电容变大,根据电容的定义式:QCU=可知电容器带电荷量增加,A错误,B正确;C.断开开关S后,电容器所带电荷量保持不变,若是在板间插入厚云母片,根据电容器的决定式:
r4SCkd=可知电容变大,根据电容的定义式:QCU=所以两板间电势差变小,所以静电计指针张角变小,C正确;D.断开开关S后,电容器所带电荷量保持不变,根据电容器的决定式:r4SCkd=根据电容的定义式:QCU=极板间为匀
强电场:UEd=联立可得:r4kQES=若是仅将两板间距离减小,板间电场强度不变,D错误。故选BC。9.如图所示,足够长的U形光滑金属导轨所在平面与水平面成角(090),其中导轨MN与PQ
平行且间距为L,磁感应强度大小为B的匀强磁场方向垂直导轨所在平面斜向上,金属棒ab质量为m,接入电路的电阻为R,始终与两导轨始终保持垂直且接触良好,导轨电阻不计,0t=时刻,金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,1tt=时刻,棒的速度大小为v(未达到稳定状态),10t时间内流过棒ab某一横截面的总电荷
量为q,下列说法正确的是()A.1t时刻,ab棒的加速度大小为22sinBLvgmR−B.1t时刻,ab棒的电功率为221qRtC.10t时间内,ab棒位移大小为qRBLD.10t时间内,ab棒产生的焦耳热为q
BLv【答案】AC【解析】【详解】A.根据牛顿第二定律可得:sinmgBILma−=即:22sinBLvmgmaR−=解得加速度大小为:22sinBLvagmR=−A正确;B.1t时刻,ab棒的电功率为2222EBLvPRR==,不能用平均值来求,
故B错误。C.根据:qIt=1111EBLxqttRtRR===解得下滑的位移大小为:qRxBL=C正确;D.电流不恒定,无法直接根据焦耳定律求解热量,根据动能定理:21sin2mgxQmv−=解得
:21sin2mgqRQmvBL=−D错误。故选AC。10.微元累积法是常用的物理研究方法,如图所示为某物理量(y)随另一物理量(x)变化的函数图像,关于图像与坐标轴所围面积大小的物理意义,下列说法正确的是(
)A.若y为质点的加速度a,x为时间t,则“面积”表示质点在0x时刻的瞬时速度B.若y为流过导线的电流I,x为时间t,则“面积”表示00x时间内流过导线截面的电量C.若y为用电器的电功率P,x为时间t,则“面积”表示00x时间内用电器消耗的电能D.若y为某元件的电压U,x为电流I,则
“面积”表示0x对应状态下该元件的电功率【答案】BC【解析】【详解】A.如果y轴表示加速度,由:=vat可知“面积”等于质点在相应时间内的速度变化量,A错误;B.如果y轴表示电流,x为时间t,由:qIt=可知“面积”表示00x时间内流过导线截面的电量,B正确;C.若y为用
电器的电功率P,x为时间t,根据:WPt=可知“面积”表示00~x时间内用电器消耗的电能,C正确;D.若y为电压U,x为电流I,则“面积”没有意义,0x对应状态的电功率等于0x对应状态的电压与电流的乘积,D错误。故选BC。11.如图,用一根总电阻为2R粗细均匀的铜导线制成半径为r
的圆环,PQ为圆环的直径,其左右两侧存在垂直于圆环所在平面的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,但方向相反。一根长度为2r、电阻为R金属棒MN绕着圆环的圆心O点紧贴着圆环以角速度沿顺时针方向匀速转动,转动过程中金属棒MN与圆环始终接触良好(不计金属棒经过PQ位置瞬间),则下列
说法正确的是()A.圆环消耗的电功率是变化的B.金属棒两端的电压大小为223BrC.金属棒中电流的大小为223BrRD.金属棒旋转一周的过程中,整个回路产生的焦耳热为2443BrR【答案】CD【解析】【详解】AB.根据右手定则判断电势的高低,可知OM和ON导体棒转动切割磁感线产生的
电动势为二者之和:22122EBrBr==圆环的电阻由两个电阻为R的半圆电阻并联组成,所以圆环的总电阻为:12RRRRR=+电路中总电阻:1322RRR+=金属棒两端电压为路端电压:2112332RUErRB==路端电压恒定,圆环电阻恒定,根据:212UPR=可知圆环消耗的电功率恒定,A
B错误;C.通过导体MN的电流:22132EBrIRRR==+C正确;D.金属棒旋转一周的过程中,根据焦耳定律:2242232324()2323RBrRBrQItRR===D正确。故选CD。二、实验题(本大题共2小题,共14分)1
2.如图游标卡尺的读数为_______mm;螺旋测微器测的读数为________mm。【答案】(1).50.20(2).5.695(5.694~5.698)【解析】【详解】[1]游标卡尺的精度:1mm0.05mm20=,读数为:50mm40.05mm50.20m
m+=;[2]螺旋测微器精度:0.5mm0.01mm50=,读数为:5.5mm19.50.01mm5.695mm+=。13.下列关于多用电表欧姆档测电阻的说法中,正确的是()A.测电路中某个电阻的阻值时,先要将该电阻与其它元件断开B.测量电阻时,如果指针偏转过大,应将选择开关旋转
到倍率较大的档位C.每次换测另一个电阻时,都必须重新欧姆调零D.测量完毕后,应将选择开关旋转到倍率最大的欧姆档【答案】A【解析】【详解】A.欧姆档内部有电源,所以测电路中某个电阻的阻值时,先要将该电阻与其它元件断开
,A正确;B.测量电阻时,如果指针偏转过大,说明待测电阻较小,需要更换倍率较小的档位,B错误;C.每次换挡时,都必须重新欧姆调零,C错误;D.测量完毕后,应将选择开关旋转到“OFF”档或交流电压最大值处,D错误。故选A。14.某实验小组设计了如图所
示的欧姆表电路,通过调控电键S和调节电阻箱2R,可使欧姆表具有“1”和“10”两种倍率。已知:电源电动势1.5VE=,内阻0.5Ωr=;毫安表满偏电流g5mAI=,内阻g20ΩR=,回答以下问题:①图的电路中:
A插孔应该接_______表笔(选填红、黑);1R应该选用阻值为_________Ω的电阻(小数点后保留一位小数);②经检查,各器材均连接无误,则:当电键S断开时,欧姆表对应的倍率为___________(选填“1”、“10”);③为了测量电阻时便于读
出待测电阻的阻值,需将毫安表不同刻度标出欧姆表的刻度值,其中,中央刻度g2I处应标的数值是________________;④该小组选择S闭合的档位,欧姆调零操作无误,测量电阻xR时,毫安表指针处于图位置,由此可知被测电阻xR=_______Ω。【答案】
(1).黑(2).2.2(3).×10(4).30(5).45【解析】【详解】①[1]欧姆档内部电源的正极接黑表笔;[2]根据欧姆档倍率关系,可知闭合开关可以将电流表量程变为原来的10倍,根据分流特点:1g5mA105mA5mAR
R=−解得:12.2ΩR;②[3]当电键S断开时,电流表的量程较小,在相同的电压下,根据闭合欧姆定律:EIR=总可知电流越小,能够接入的电阻越大,所以当电键S断开时,对应10档;③[4]假设欧姆档内部电阻为R内,根据闭合欧姆定律:gEIR=内g02+IERR=
内则g2I处对应的阻值:030ΩRR==内;④[5]根据闭合电路欧姆定律:gEIR=内gx25+EIRR=内解得:x45ΩR=。三、计算题(本大题共4小题,共42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
计算结果的不得分)15.在竖直平面内有一方向斜向上且与水平方向成30=角的匀强电场,电场中有一条长为L的绝缘细线(不可伸长且质量不计),细线一端固定于O点,另一端与质量为m,电荷量为q的小球相连,如图所示。开始时小球静止在M点
,细线恰好水平。已知重力加速度为g,求:(1)电场强度E的大小及细线对小球拉力T的大小;(2)现将小球拉到OM下方的P位置(小球带电量不变),OP与电场方向垂直,细线仍伸直,将小球无初速释放,求小球运动到M点时的动能。【答案】(1)2mgq,3mg,(2)32mgL。【解析】【详
解】(1)带电小球静止于M点,受力分析:由平衡条件:sinqEmg=cosqET=解得:2mgEq=3Tmg=(2)P到M过程中,线的拉力不做功,根据动能定理:kcos30cos30qELmgLE−=解得小球在M点的动能:k32EmgL=。16.如图,正方形ABCD
区域内存在着竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,已知该区域的边长为L。一个带电粒子(不计重力)从AD中点以速度v水平飞入,恰能匀速通过该场区;若仅撤去该区域内的磁场,使该粒子以同样的速度v从AD中点飞入场区,最后恰能从C点飞出;若仅撤去该区域内的电场,该带电粒子仍从
AD中点以相同的速度v进入场区,求:(1)该粒子最后飞出场区的位置;(2)仅存电场与仅存磁场的两种情况下,带电粒子飞出场区时速度偏向角之比是多少?【答案】(1)AB连线上距离A点32L处,(2)34。【
解析】【详解】(1)电场、磁场共存时,粒子匀速通过可得:qvBqE=仅有电场时,粒子水平方向匀速运动:Lvt=竖直方向匀加速直线运动:2122LqEtm=联立方程得:2qELvm=仅有磁场时:2mvqvBR=根据几何关系可得:RL=设粒子从M点飞出磁场,由几何关系:AM=222LR−
=32L所以粒子离开的位置在AB连线上距离A点32L处;(2)仅有电场时,设飞出时速度偏角为α,末速度反向延长线过水平位移中点:2tan12LL==解得:45=仅有磁场时,设飞出时速度偏角为β:tan3AMOA==解得:60=所以偏转角之比:34=。17.一
个闭合回路由两部分组成,如图所示,右侧水平面上是匝数20n=,电阻为1Ωr=的圆形导线圈,线圈所围面积S为20.2m,置于竖直向上均匀增强的磁场1B中,1B随时间的变化率为0.2T/s;左侧是倾角为37=的足够长平行金属导轨,宽度为
0.5md=,导轨电阻及与线圈连接的导线电阻均忽略不计。磁感应强度为20.5TB=的匀强磁场垂直导轨平面向下,且只分布在左侧区域,ab是一个质量为0.05kgm=、电阻为3ΩR=的导体棒,棒与导轨垂直且与导轨间动摩擦因数为0.5=,将ab棒由
静止释放,g取210m/s,sin370.6=,cos370.8=。求:(1)刚释放瞬间,ab棒中的电流及ab棒的加速度a;(2)ab棒最终匀速运动时,速度的大小。【答案】(1)0.2A,3m/s2,(2)9.6m/s。【解析】【详解】(1)根据法拉第电磁感应定律可得线圈
中产生的感应电动势为:11200.20.2V0.8VBEnSt===回路的电流为:110.2AEIRr==+根据楞次定律可知ab中的电流方向从b到a,根据左手定则可知安培力方向沿斜面向下;根据牛顿第二定律可得:21
sincosmgBIdmgma+−=代入数据解得:23m/sa=,方向沿导轨向下;(2)导体棒匀速运动时受力平衡,安培力方向沿导轨向上,根据平衡条件可得:22sincosmgBIdmg=+解得:20.4AI=根据闭合电路的欧姆定律可得:21212EEBdvEIRrRr−−==++解得
:9.6m/sv=。18.如图所示,在直角坐标系xOy中,0x,0y≥范围内有两个匀强磁场区域I和II,磁场方向均垂直纸面向里,虚线34yx=为它们的分界线,区域I的磁感应强度大小为0B,区域II的磁感应强度大小可调
,P点为它们分界线上的某一点,已知4OPL=。质量为m,带电量为q−的粒子从O点沿y+轴方向射入磁场I中,速度大小为0qBLm,不计粒子所受重力。求:(1)粒子不会飞出第一象限,求粒子在区域II磁场中做圆周运动
的半径大小应满足的条件;(2)粒子在第一象限内运动的过程中,恰好能经过P点,求区域II磁场的磁感应强度大小的所有可能值。【答案】(1)224049RL,(2)若粒子是从II区通过P点,磁感应强度可能为:06B
,83B;若粒子是从I区通过P点,磁感应强度为04B。【解析】【详解】(1)两磁场分界线与x轴夹角为37=,设粒子在磁场I和II区内运动的半径分别是1R、2R,粒子在磁场I内运动时,洛伦兹力提供向心力:201mvqvBR=解得:1RL=
由几何知识:粒子每在磁场I运动一次,到OP直线的位置向前推进12cos37R,每在磁场II运动一次,到OP直线的位置向后倒退22cos37R:粒子不会飞出第一象限,需满足:122(2cos372cos37)sin37RRR−解得:2240
49RL;(2)粒子在磁场II内运动时,洛伦兹力提供向心力:222mvqvBR=若粒子是从II区通过P点:12(2cos372cos37)4nRRL−=解得:25(1)2RLn=−,其中n=1,2,3…符合条件的有3n=时:26LR=对应:206BB=
4n=时:238LR=对应:0283BB=若粒子是从I区通过P点:121(2cos372cos33co7)74s2nRRRL−+=解得:23(1)2RLn=−,其中n=1,2,3…符合条件的有2n=时:24LR=对应
:204BB=综上所述:若粒子是从II区通过P点,磁感应强度可能为:06B,83B;若粒子是从I区通过P点,磁感应强度为04B。