湖北省宜昌市金东方高级中学高二物理上学期第三次月考试题

宜昌金东方高级中学2022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．ELcosαB．ELC．ELsinαD．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6\n7.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C．导体棒到达底端的速度为mgRsinθ/(B2L2)D．整个运动过程中产生的焦耳热为mgh﹣m3g2sin2θ/(2B4L4)二、实验题（5分+9分=14分）11.关于多用表的使用：（1）下述关于用多用表欧姆挡测电阻的说法中正确的是　　6\nA．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a直流电流100mV　　mA直流电压2.5V　　Vb电阻×100　　Ω12.一个未知电阻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）电压表V（量程3V、内阻约为3kΩ）电流表A1（量程3mA、内阻约为10Ω）电流表A2（量程0.6A、内阻约为1Ω）滑动变阻器R的最大阻值为20Ω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）13.（10分）有一带电量q=﹣3×10﹣6C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6×10﹣4J．从B点移到C点时电场力做功9×10﹣4J．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？6\n14.（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？（g=10m/s2，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。6\n宜昌金东方高级中学2022年秋季学期12月月考高二物理参考答案12345678910DCABDCBBDBCDAC11.（1）A……2分（2）23.0mA0.57V320Ω……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φA＞φB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φC＞φB电势差UBC=﹣=﹣300V…………………………………2分而电势差UAC=φA﹣φC=φA﹣φB+φB﹣φC=UAB+UBC=﹣100V故CA间电势差UCA=﹣UAC=100V…………………………………2分（2）因B点为0电势点，则φA=UAB=200V，φC=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+μmgcosθ=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I26\nmgsinθ=μmgcosθ+I2LB解得：R2=14.5Ω………………………4分2.5Ω≤R≤14.5Ω……………………1分15.（1）若粒子速度为v0，则qv0B=，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．……1分（2）由t=及T=2πm/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=5πm/(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（3）线圈在磁场中运动的加速度a=(v2-v1)/(t2-t1)=1m/s2………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6