
本試卷滿分100分,考試用時90分鐘。
注意事項:
1.答題前,考生務必將自己的姓名、考生號、考場號、座位號填寫在答題卡上。
2.回答選擇題時,選出每小題答案后,用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動,用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案標號?;卮鸱沁x擇題時,將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。
3.考試結束后,將本試卷和答題卡一并交回。
4.本試卷主要考試內容:人教版必修第三冊第十一章至第十三章,選擇性必修第二冊第一章。
一、單項選擇題:本題共8小題,每小題3分,共24分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。
1.電磁波在日常生產(chǎn)生活中已經(jīng)被大量應用。關于電磁波,下列說法正確的是( )
A.控制電視、空調的遙控器使用的是紫外線
B.銀行、商店用來鑒別大額鈔票真?zhèn)蔚尿炩n機使用的是射線
C.機場、車站用來檢查旅客行李箱的透視儀使用的是X射線
D.智能手機發(fā)射與接收信號使用的是無線電波,老年機發(fā)射與接收信號使用的是紅外線
2.干電池是生活中較為常見的電源,七號干電池和五號干電池的電動勢均為1.5V。關于電源電動勢,下列說法正確的是( )
A.電動勢的大小反映出電源供給能量的多少
B.電源正、負極間的電壓總與電源電動勢相等
C.電動勢的大小反映電源把其他形式的能量轉化成電能本領的強弱
D.七號干電池工作時,非靜電力每“搬運”1.5C的電荷,電池就把1J的化學能轉化為電能
3.磁場和電場都是看不見、摸不著的“特殊”物質,它們有許多相似的性質(也有許多不同),學習過程中可以進行類比。關于磁場的認識,下列說法正確的是( )
A.將一小段通電導線置于磁場中某處,若該導線不受磁場力,則說明此處的磁感應強度為零
B.磁感應強度的方向與置于該處的通電導線受到的安培力的方向相同或相反
C.根據(jù)磁感應強度的定義式可知,B與F成正比,與IL成反比
D.將小磁針放在磁場中某處,小磁針靜止時N極所指的方向就是該處磁感應強度的方向
4.如圖所示,在一個蹄形電磁鐵的兩個磁極的正中間放置一根長直導線,當導線中通有垂直于紙面向外的電流Ⅰ時,導線所受安培力的方向為( )
A.向上B.向下
C.向左D.向右
5.某一直流電動機提升重物的示意圖如圖所示,電源提供給電動機兩端的電壓,當電動機以0.9m/s的恒定速率向上提升質量為100kg的重物時,電動機消耗的功率為1100W,取重力加速度大小,不計各種摩擦,則( )
A.電動機提升重物的功率為200W
B.電動機線圈的電阻是8Ω
C.電動機的熱功率為900W
D.電動機的輸入電流為4A
6.一種由碳原子組成的單層二維蜂窩狀晶格結構的新材料,具有良好的導電性能,該新材料通過材料內部的自由電子導電,自由電子的電荷量為e,每平方米自由電子數(shù)為n。如圖所示,長為l、寬為b的新材料兩端的電壓為U,流過導體中的電流為I,則該新材料內自由電子定向移動的速率為( )
A.B.
C.D.
7.如圖所示,某空間存在水平向右的勻強電場和垂直紙面方向的勻強磁場(圖中未畫出),一質量為m的帶正電粒子恰能以速度v沿圖中虛線所示的軌跡做直線運動,粒子的運動軌跡與水平方向的夾角為60°,勻強電場的電場強度大小為E,重力加速度大小為g,下列說法正確的是( )
A.勻強磁場的方向垂直紙面向外
B.勻強磁場的磁感應強度大小為
C.粒子的電荷量為
D.若粒子運動過程中磁場突然消失,則粒子可能做勻減速直線運動
8.如圖所示,ACD為一邊長為L的等邊三角形,兩根完全相同的無限長直導線分別垂直紙面固定于A、D兩個頂點,兩根長直導線中的電流大小相等且方向均垂直紙面向里,此時C處的磁感應強度大小為。已知通電長直導線在其周圍某點處產(chǎn)生的磁感應強度大小為(k為常量,r為該點到通電直導線的距離),若僅將D處長直導線中的電流方向改為垂直紙面向外,則C處磁感應強度大小為( )
A.B.C.D.
二、多項選擇題:本題共4小題,每小題4分,共16分。在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求,全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分。
9.實驗室經(jīng)常使用的電流表是磁電式儀表,其原理示意圖如圖所示,兩磁極裝有極靴,極靴中間還有一個用軟鐵制成的圓柱形鐵芯,兩者之間有可轉動的線圈。極靴與圓柱形鐵芯間的磁感線(部分)已畫出,a、b、c和d為磁場中的四個點,左、右兩側通電導線中的電流方向已標出。下列說法正確的是( )
A.極靴與圓柱形鐵芯間的磁場是勻強磁場
B.c、d兩點的磁感應強度方向相同
C.圖示左側通電導線受到的安培力向上
D.因為磁感線是閉合的,所以有大量磁感線通過圓柱形鐵芯
10.a(chǎn)、b兩電學元件的伏安特性曲線如圖甲所示,圖線的交點已在圖中標出。若把元件a、b串聯(lián),并在其兩端加上電壓,如圖乙所示,下列說法正確的是( )
A.此時元件a的電阻大于
B.此時元件a兩端的電壓小于
C.此時流過元件b的電流小于
D.此時流過元件b的電流比流過元件a的電流大
11.如圖所示,表頭的量程為,表盤均勻劃分為30個小格,表頭的內阻是電阻的29倍,電阻是的30倍,下列說法正確的是( )
A.將接線柱1、2串聯(lián)接入電路時,該裝置可視為電流表,每一小格表示
B.將接線柱1、2串聯(lián)接入電路時,該裝置可視為電流表,每一小格表示
C.將接線柱1、3并聯(lián)接入電路時,該裝置可視為電壓表,每一小格表示
D.將接線柱1、3并聯(lián)接入電路時,該裝置可視為電壓表,每一小格近似為
12.如圖所示,邊長為L的等邊三角形ABC內有垂直紙面向里、磁感應強度大小為的勻強磁場,D是AB邊的中點,一質量為m、電荷量為的帶負電的粒子從D點以速度v平行于BC邊方向射入磁場,不考慮帶電粒子受到的重力,則下列說法正確的是( )
A.粒子可能從B點射出
B.若粒子垂直BC邊射出,則粒子做勻速圓周運動的半徑為
C.若粒子從C點射出,則粒子在磁場中運動的時間為
D.若粒子從AB邊射出,則粒子的速度越大,其在磁場中運動的時間越短
三、非選擇題:本題共6小題,共60分。
13.(6分)某實驗小組利用圖甲所示的電路測量金屬絲的電阻率(圖中表示待測金屬絲的電阻)。
(1)正確操作螺旋測微器,測量金屬絲的直徑結果如圖乙所示,則該次測得的金屬絲的直徑為______mm。
(2)連接好電路后,開關S閉合前滑動變阻器的滑片應滑至______。(填“左端”或“右端”)
(3)用刻度尺測得被測金屬絲接入電路的長度為l,螺旋測微器測得金屬絲的直徑為d,用電流表和電壓表測得金屬絲的電阻為,則被測金屬絲的電阻率為=______。(用題中所給物理量的字母表示)
14.(8分)我國在鋰電研發(fā)方面處于全球領先水平。羅同學正在測量一節(jié)三元鋰電池的電動勢和內阻,該電池標稱的電動勢為3.6V,內阻小于0.5Ω,羅同學設計的測量電路如圖甲所示,已知保護電阻的電阻值。
(1)在圖甲中,②應為______(填“電壓”或“電流”)表,為了減小實驗誤差,①應與②的______(填“A”或“B”)接線柱連接。
(2)該同學正確選擇實驗器材,正確連接電路,實驗時多次調節(jié)滑動變阻器滑片的位置,根據(jù)記錄的電壓表的示數(shù)U與電流表的示數(shù)I的多組數(shù)據(jù),作出U-I圖像如圖乙所示。該三元鋰電池的電動勢E=______V,內阻r=______Ω。(結果均保留兩位小數(shù))
15.(8分)如圖所示,兩平行金屬導軌間的距離,金屬導軌所在的平面與水平面的夾角,空間中存在磁感應強度大小、方向垂直于導軌所在平面向上的勻強磁場。金屬導軌的一端接有電動勢、內阻的直流電源。現(xiàn)把一個質量的導體棒ab放在金屬導軌上,導體棒靜止。導體棒與金屬導軌垂直且接觸良好,導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻,金屬導軌電阻不計,取重力加速度大小,認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。求:
(1)導體棒受到的安培力的大?。?br>(2)導體棒與導軌間的動摩擦因數(shù)的最小值。
16.(8分)如圖甲所示的電路中,A、B間電壓恒定,,,為非線性元件,其伏安特性曲線如圖乙所示,電壓表示數(shù),電流表和電壓表均為理想電表。求:
(1)此時的阻值;
(2)電流表示數(shù)I。
17.(14分)如圖所示,電源的電動勢和內阻恒定不變,電阻,電流表和電壓表均為理想電表。閉合開關S,待電路穩(wěn)定時,電壓表示數(shù),電流表示數(shù),調節(jié)滑動變阻器的滑片P,電路再次穩(wěn)定時,電壓表示數(shù),電流表示數(shù),求:
(1)電源的電動勢E和內阻r;
(2)滑動變阻器的滑片P從最右端移動到最左端的過程中,電源消耗的最大功率.
(3)滑動變阻器的滑片P從最右端移動到最左端的過程中,滑動變阻器消耗的最大功率。
18.(16分)如圖所示,直角坐標系xOy位于豎直平面內,在的區(qū)域內存在垂直紙面向里的勻強磁場Ⅰ,磁感應強度大小為,在的區(qū)域內存在垂直紙面向里的勻強磁場Ⅱ,磁感應強度大小未知CD是關于x軸對稱的光滑絕緣圓弧軌道,該圓弧軌道與y軸相切于O點,圓心角,一個質量為m、電荷量為的粒子從y軸上半軸的A點垂直y軸射入第一象限且恰好無碰撞地從C點進入圓弧軌道,隨后經(jīng)勻強磁場Ⅱ偏轉一次后再次回到A點,圓弧軌道的半徑為R,取,,不計帶電粒子所受的重力。求:
(1)帶電粒子射入磁場的速度大小v;
(2)帶電粒子運動到O點時,圓弧軌道對帶電粒子的彈力大??;
(3)勻強磁場Ⅱ的磁感應強度大小B;
(4)帶電粒子從A點出發(fā)到再次回到A點的過程中,在勻強磁場Ⅰ和勻強磁場Ⅱ中的運動時間之比。
高二階段性診斷測試
物理參考答案
1.C【解析】控制電視、空調的遙控器使用的是紅外線,選項A錯誤;銀行、商店用來鑒別大額鈔票真?zhèn)蔚尿炩n機使用的是紫外線,選項B錯誤;機場、車站用來檢查旅客行李包的透視儀使用的是X射線,選項C正確;智能手機、老年機發(fā)射與接收信號使用的都是無線電波,選項D錯誤。
2.C【解析】電源的電動勢反映了其他形式的能量轉化為電能本領的大小,選項C正確、A錯誤;電池正、負極間的電壓小于或等于電源電動勢,選項B錯誤;根據(jù)電動勢的定義式可知,電池工作時,每“搬運”1C的電荷通過電池,非靜電力做的功為1.5J,即電池把1.5J的太陽能轉化為電能,選項D錯誤。
3.D【解析】通電導線置于磁場中某處,若不受磁場力,不能確定此處的磁感應強度為零,選項A錯誤;將小磁針放在磁場中某處,小磁針靜止時N極所指的方向就是該處磁感應強度的方向,選項D正確;磁感應強度的方向與置于該處的通電導線受到的安培力方向的關系由左手定則確定,選項B錯誤;磁感應強度根據(jù)比值法定義,但其反映的是磁場自身的性質,與F、IL均無關,選項C錯誤。
4.A【解析】根據(jù)安培定則可以知道通電導線所處位置的磁場方向水平向右,結合左手定則可知,通電導線受到的安培力方向豎直向上,選項A正確,選項B、C、D均錯誤。
5.B【解析】電動機勻速提升重物時輸出的功率,選項A錯誤;電動機的熱功率,選項C錯誤;流經(jīng)電動機的電流,選項D錯誤;根據(jù),得,選項B正確。
6.B【解析】任取一橫截面分析,在時間t內通過該橫截面的電荷數(shù)量,對應的電荷量,根據(jù)電流定義式可知,選項B正確。
7.C【解析】對帶正電粒子受力分析可知,勻強磁場的方向垂直紙面向里,選項A錯誤;根據(jù)幾何關系有,,選項C正確、B錯誤;若小球運動過程中磁場突然消失,粒子做勻變速曲線速運動,選項D錯誤。
8.A【解析】初始時A、D兩處的長直導線在C處產(chǎn)生的磁場磁感應強度大小相等,設為,根據(jù)安培定則可知A、D兩處的長直導線在C處產(chǎn)生的磁場方向的夾角為60°,根據(jù)矢量的合成可知,若將D處長導線中的電流方向改為垂直紙面向外,則A、D兩處的長直導線在C處產(chǎn)生的磁場方向的夾角為120°,根據(jù)矢量的合成可知,C處磁感應強度大小,選項A正確,選項B、C、D均錯誤。
9.BD【解析】極靴與圓柱間的磁場大小、方向并非總是相同,不是勻強磁場,選項A錯誤;c、d兩點的磁感應強度方向相同,選項B正確;根據(jù)左手定則可知,圖示左側通電導線受到的安培力向下,選項C錯誤;因為磁感線是閉合的,所以有大量磁感線通過圓柱形鐵芯,選項D正確。
10.AC【解析】根據(jù)伏安特性曲線可知,當a、b兩電學元件兩端的電壓均為時,兩者的電阻均為,當a、b兩端的電壓小于時,b的阻值不變,a的阻值變大,選項A正確;由于此時a的阻值大于b的阻值,此時元件a兩端的電壓大于,選項B錯誤;根據(jù)歐姆定律可知,此時電路中的電流,選項C正確;根據(jù)串聯(lián)電路的特點可知,流流過元件b的電流等于流過元件a的電流,選項D錯誤。
11.BD【解析】將接線柱1、2串聯(lián)接入電路時,該裝置可視為電流表,若流過表頭G的電流為,流過的電流為,則此時的量程為,每一小格表示,選項B正確、A錯誤;若將接線柱1、3并聯(lián)接入電路時,該裝置可視為電壓表,此時的量程為,每一小格表示,選項D正確、C錯誤。
12.BC【解析】帶電的粒子從D點以速度v平行于BC邊方向射入磁場,根據(jù)左手定則可知,粒子向下偏轉,由于BC邊的限制,粒子不能達到B點,選項A錯誤;若粒子垂直BC邊射出,根據(jù)幾何關系可知,粒子做勻速圓周運動的半徑,選項B正確;若粒子從C點射出,根據(jù)幾何關系有,解得,粒子運動軌跡對應的圓心角為,粒子在磁場中運動的時間,選項C正確;若粒子從AB邊射出,則粒子的速度越大,軌跡半徑越大,粒子運動軌跡的圓心角相同,其在磁場中運動的時間相同,選項D錯誤。
13.(1)2.095(2.094~2.097均正確)(2分)
(2)左端(2分)
(3)(2分)
【解析】(1)螺旋測微器的精確值為0.01mm,金屬絲直徑。
(2)滑動變阻器采用分壓式接法,閉合開關前滑動變阻器的滑片應滑至最左端。
(3)根據(jù)電阻定律,金屬絲的橫截面積,綜合可得金屬絲的電阻率。
14.(1)電流(2分)A(2分)
(2)3.72(2分)0.30(3分)
【解析】(1)電表②串流在電路中,應為電流表;為了減小實驗誤差,電表②應采用內接法(相對滑動變阻器而言電流表內接,相對電源來說電流表是外接法),即電表①應與電表②的接線柱A連接。
(2)根據(jù)閉合電路的歐姆定律,結合題圖有,結合題圖乙可知,該三元鋰電池的電動勢,題圖乙的斜率,解得。
15.解:(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,通過導體棒的電流
(2分)
導體棒受到的安培力大小為
(1分)
解得(1分)
(2)對導體棒受力分析,根據(jù)受力平衡有
(2分)
根據(jù)題意有
(1分)
解得。(1分)
16.解:(1)根據(jù)歐姆定律可知,流過的電流
(2分)
根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知,結合的伏安特性曲線可知,此時兩端的電壓(1分)
根據(jù)歐姆定律有
。(1分)
(2)根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知
(1分)
根據(jù)歐姆定律可知,流過的電流
(1分)
電流表測量的是干路電流,根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點有
(1分)
解得。(2分)
17.解:(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律有
(1分)
(1分)
解得(1分)
。(1分)
(2)電源消耗的功率
(1分)
根據(jù)閉合電路歐姆定律有
(1分)
則時,干路中的電流最大,電源消耗的功率最大
(1分)
。(1分)
(3)滑動變阻器消耗的功率
(1分)
結合閉合電路歐姆定律有
(2分)
根據(jù)數(shù)學知識可知,當(或)時滑動變阻器消耗的功率最大(1分)
解得。(2分)
18.解:(1)帶電粒子從A點運動到C點的過程中,設小球做勻速圓周運動的半徑為,根據(jù)幾何關系有(2分)
根據(jù)牛頓第二定律有
(1分)
解得。(1分)
(2)帶電粒子運動到O點時,根據(jù)牛頓第二定律有
(2分)
解得.(1分)
(3)設帶電粒子在勻強磁場Ⅱ中做勻速圓周運動的半徑為,根據(jù)幾何關系有
(2分)
根據(jù)牛頓第二定律有
(1分)
解得。(1分)
(4)設帶電粒子在勻強磁場Ⅰ中的運動時間為,在勻強磁場Ⅱ中的運動時間為,
則(1分)
(2分)
解得。(2分)
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