2021-2022年四川省南充市阆中中学校高二（上）第三学月教学质量检测物理试题含解析

阆中中学高2020级2021秋第三学月教学质量检测

物 理 试 题

（满分：110分  时间：55分钟  命题教师：朱刚）

一、选择题（本题8小题，每题6分，共48分，1-5小题单选，6-8小题多选，多选选对6分，选对但不全3分，有错选0分）

1. 将含有大量正、负带电粒子及不带电粒子的气体以一定速度垂直于磁场喷入匀强磁场中，它们在磁场中的运动径迹分成了如图的三束，其中②是直线。则（　　）

A. ①是带正电的粒子

B. ②是带正电的粒子

C. ③是带正电的粒子

D. ③是不带电的粒子

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据左手定则可知，①是带正电的粒子，选项A正确；

B．②是不带电的粒子，选项B错误；

CD．根据左手定则可知，③是带负电的粒子，选项CD错误。

故选A。

2. 如图所示，把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面的另一处放置带电小球B。现给B一个沿垂直于AB方向的速度，B球将（　　）

A. 若A、B为异种电荷，B球一定做圆周运动

B. 若A、B为异种电荷，B球可能做加速度、速度均变小的曲线运动

C. 若A、B同种电荷，B球一定做远离A的变加速曲线运动

D. 若A、B同种电荷，B球的动能一定会减小

【答案】BC

【解析】

【详解】A．若A、B为异性电荷，A、B间存在引力，只有当A对B的引力恰好等于B球所需要的向心力时，B球才做圆周运动，否则不做圆周运动，故A错误；

B．若A、B为异种电荷，AB之间的库仑力为吸引力，当AB之间的库仑力大于需要的向心力的时候，B球做向心运动，速度和加速度都要变大，当AB之间的库仑力小于需要的向心力的时候，B球做离心运动，速度和加速度都要减小，故B正确；

CD．若A、B为同种电荷，AB之间的库仑力为排斥力，并且力的方向和速度的方向不再一条直线上，所以B球一定做曲线运动，由于AB之间的距离越来越大，它们之间的库仑力也就越来越小，所以B球的加速度在减小，而库仑力做正功，故动能不断变大，故C正确，D错误。

故选BC

3. 关于电容器和电容，以下说法正确的是

A. 电容器充电后，两极板总带等量异种电荷

B. 电容器带电量是两极板带电量之和

C. 电容器电容的大小与其带电量及两极板间电势差有关

D. 电容器两极板间电势差每增加1V，电容器的电容即增加1F

【答案】A

【解析】

【详解】AB．电容器被充电后，两极总是带等量异种电荷，每一个极板上的电荷量即为电容器的电荷量，A正确，B错误；

CD．电容器的电容是电容器本身的性质，数值上等于电容器两极板加单位电势差时所容纳的电荷量，但与其带电量及两极板间电势差无关，由于电容是电容器本身的性质，所以确定的电容器大小不会改变，CD错误．

4. 在如图所示电路中，电源电动势为E、内电阻为r，V为电压表，A为电流表，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，开关闭合后，电路正常工作，当滑动变阻器的滑片向左移动时，下列判断正确的是

A. 电压表的示数不变 B. 电流表的示数将增大

C. 电阻R0上消耗的电功率将增大 D. 灯泡L将变亮

【答案】D

【解析】

【详解】把滑动变阻器的滑片向左移动时，变阻器接入电路的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析电路中总电流I增大，电源的内电压增大，路端电压减小，则知电压表和电流表的示数都将减小，电阻R0上消耗的电功率将减小，而且根据总电流增大，通过电流表的电流减小，可知通过灯L的电流增大，灯泡变亮．综上分析，D正确，ABC错误

5. 如图所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和N，通有同向等值电流；沿纸面与直导线M、N等距放置另一根可自由移动的通电导线ab，则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是(　　)

A. 沿纸面逆时针转动

B. 沿纸面顺时针转动

C. a端转向纸外，b端转向纸里

D. a端转向纸里，b端转向纸外

【答案】D

【解析】

【分析】通过右手螺旋定则来确定平行且固定放置的直导线M和N，在导线a处的磁场分布，再由左手定则来确定安培力的方向，从而确定导线a如何运动。

【详解】根据长直导线周围磁场的分布规律和矢量合成法则，可以判断两导线M、N连线的中垂线上方磁场方向水平向右，ab上半段所受安培力垂直于纸面向里，两导线M、N连线的中垂线下方磁场方向水平向左，ab下半段所受安培力垂直于纸面向外，所以a端转向纸里，b端转向纸外，选项D正确，ABC错误。

二、多选题（共18分）

6. 如图所示，在真空中有两个等量异种电荷＋Q和－Q，它们分别固定在A、B两点，DC为AB连线的中垂线．现将正电荷q由C沿CD移至无穷远处，在此过程中(　　)

A. q的电势能逐渐减小

B. q的电势能先逐渐增大，后逐渐减小

C. q受到的电场力逐渐减小

D. q受到的电场力始终不做功

【答案】CD

【解析】

【分析】在等量异种电荷连线的中垂线CD是一条等势线且电势为零，从C向无穷远处电场线越稀疏，电场强度越小．

【详解】CD是一条等势线且电势为零，将正电荷q由C沿CD移至无穷远处，电场力不做功，电势能不变用为零，故AB错误，D正确；从C向无穷远处电场线越稀疏，电场强度越小故电场力不断减小，故C正确；故选CD．

【点睛】解决本题的关键知道等量异种电荷周围的电场线分布，知道两电荷连线的中垂线是等势线．

7. 如图所示，电源电动势，小灯泡L上标有“3V、”字样，电动机线圈电阻当开关S拨向接点1，滑动变阻器调到时，小灯泡L正常发光：现将开关S拨向接点2，小灯泡L和电动机M均正常工作．则　　

A. 电源内阻为

B. 电动机正常工作电压为3V

C. 电源的输出功率为

D. 电动机的机械效率为

【答案】AD

【解析】

【分析】当开关S拨向接点1，根据闭合电路欧姆定律求出电源的内阻；将开关S拨向接点2，先根据电功率公式求出电流，根据功率公式求电源的总功率和内阻的功率，最后求出电源的输出功率；再根据闭合电路欧姆定律求出电动机的电压和电流，最后根据电功率和效率公式求解．

【详解】A．当开关S拨向接点1，小灯泡L正常发光，根据功率公式，解得：，根据闭合电路欧姆定律：，解的：，故A正确；

B．将开关S拨向接点2，小灯泡L正常发光，根据功率公式，解得：，根据闭合电路欧姆定律：，解得：，即电动机正常工作电压为；故B错误；

C．电源的总功率为：，内阻的功率为：，则电源的输出功率为：，故C错误；

D．电动机的输入功率为：，热功率为：，则输出功率为：，电动机的机械效率为，故D正确．

所以AD正确，BC错误．

【点睛】本题考查闭合电路欧姆定律和电功率内容，关键是利用题中信息求出内阻和电动机的电压．

8. 如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有强度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是（　　）

A. 质谱仪是分析同位素的重要工具

B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里

C. 能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于

D. 粒子打在胶片上的位置离狭缝P越远，粒子的荷质比越小

【答案】AD

【解析】

【详解】A．同位素的电荷量相同而质量不同，粒子在磁场偏转的半径就不同，利用这一点可以发现同位素，历史上就是利用质谱仪发现同位素的，A正确；

BC．粒子沿直线通过速度选择器，所以有

根据粒子在平板S下方磁场中的偏转，可得粒子带正电。在速度选择器中，电场力向右，则洛伦兹力向左，根据左手定则得磁场方向垂直纸面向外。其速率为

BC错误；

D．粒子打在胶片上的位置离狭缝P越远，半径越大，根据牛顿第二定律得

解得

半径越大，比荷越小。D正确。

故选AD。

三、实验题（共22分）

9. 某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。步骤如下：

（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图，由图甲可知其长度为_______；

（2）用螺旋测微器测量其直径如图，由图乙可知其直径_______；

（3）用多用电表的电阻“”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图丙，则该电阻的阻值约为_______。

（4）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻，现有的器材及其代号和规格如下：

待测圆柱体电阻；电流表（量程，内阻约）；

电流表（量程，内阻约）；电压表（量程，内阻约）

电压表（量程，内阻约）；直流电源（电动势，内阻不计）

滑动变阻器（阻值范围，允许通过的最大电流）；

滑动变阻器（阻值范围，允许通过的最大电流）；开关；导线若干．

为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在图丁中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号_______。

（5）若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的测量值几乎相等，由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为_______。（保留2位有效数字）

【答案】    ①. 50.15    ②. 4.700    ③. 220    ④. 见解析    ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1]主尺读数为50mm，游标上第3条刻度线与主尺对齐，读数为，

则长度为．

（2）[2]螺旋测微器固定刻度读数为4.5mm，可动刻度读数为，则直径为

（3）[3]电阻的阻值

（4）[4]电源电动势为4V，电压表选．电阻中最大电流约为

则电流表选．

因为

故选择电流表外接法．根据实验要求便于调节且测得多组数据进行分析，可知变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器以方便调节；

（5）[5]由电阻定律

且

代入解得

10. 手机、电脑等电器已经普及到人们的日常生活中，这些电器都要用到蓄电池。某同学利用下列器材测定一节蓄电池的电动势和内阻。蓄电池的电动势约为。

A.电流表A，量程是，内阻的；

B.电压表，量程是，内阻约为：

C.电压表，量程是，内阻约为；

D.滑动变阻器，阻值为；

E.定值电阻；

F.开关S一个，导线若干。

（1）为了使实验结果尽可能准确，电压表应选择__________（填器材前面的代号），图中的导线应连接到_______处（填“①”或“②”）。

（2）用（1）问中的实验电路进行测量，读出电压表和电流表的读数，画出对应的图线如图所示，由图线可得该蓄电池的电动势________V，内阻_______。（结果均保留两位有效数字）

（3）本实验测得电源电动势的测量值和电动势的真实值的关系为：________；测得的电源内阻和电源内阻真实值的关系为：________（填“大于”，“小于”或“等于”）。

【答案】    ①. B    ②. ②    ③. 3.2    ④. 0.83    ⑤. 等于    ⑥. 等于

【解析】

【详解】(1)[1]蓄电池的电动势约为，所以为了使实验结果尽可能准确，电压表应选择B；

[2]题中电压表内阻是一个约等于的数值，电流表的内阻已知，所以导线应连接到②；

(2)[3]由图线可知，电源电动势为

[4]根据电路图的连接可知图像图线的斜率表示电源内阻、固定电阻和电流表内阻之和，则可得电源内阻为

(3)[5]图中电路的连接，可以把电源、定值电阻、电流表看成等效电源，设等效电源的电动势为E’，断路时

即电动势的测量值等于真实值；

[6]短路时电流

则电源内阻

所以内阻的测量值也等于真实值。

四、解答题（共40分）

11. 如图所示为一组未知方向的匀强电场的电场线，将带电荷量为的点电荷由A点沿水平线移至B点，克服电场力做了的功，已知A、B间的距离为。

（1）求A、B两点间的电势差；

（2）若A点电势，求B点的电势；

（3）求该匀强电场的电场强度的大小并判断其方向。

【答案】（1）-4V；（2）7V；（3）100V/m；沿电场线斜向上

【解析】

【详解】（1）由题意可知，静电力做负功，则有

（2）由于有

即

解得

（3）沿着电场方向的位移为

则有

沿着电场线方向电势降低，所以电场线的方向：沿电场线斜向上。

12. 如图所示，导轨间的距离L=0.5m，B=2T，ab棒的质量m=1kg，物块重G=3N，ab棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.2，电源的电动势E=10V，r=0.1Ω，导轨的电阻不计，ab棒电阻也不计，问R的取值范围怎样时棒处于静止状态？（g取10m/s2）

【答案】1.9Ω≤R≤9.9Ω时棒处于静止状态

【解析】

详解】依据物体平衡条件可得，

恰不右滑时有：G﹣μmg﹣BLI1=0…①

恰不左滑时有：G+μmg﹣BLI2=0…②

依据闭合电路欧姆定律可得：E=I1（R1+r）…③

E=I2（R2+r）…④

联立①③得：R1=﹣r=9.9Ω．

联立②④得：R2=﹣r=1.9Ω．

所以R的取值范围为：1.9Ω≤R≤9.9Ω．

答案：1.9Ω≤R≤9.9Ω时棒处于静止状态

【点睛】此题是通电导体在磁场中平衡问题，要抓住静摩擦力会外力的变化而变化，挖掘临界条件进行求解．

13. 如图所示，一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg电荷量q=+1.0×10-5C，从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，微粒射出电场时的偏转角θ=30°，并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长L=20cm，两板间距d=17.3cm，重力忽略不计。求∶

(1)带电微粒进入偏转电场时的速率v1；

(2)偏转电场中两金属板间的电压U2；

(3)为使带电微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大？

【答案】(1) ； (2)100V；(3)0.1T

【解析】

【详解】(1)带电微粒在电场中加速，由动能定理得：

qU1=

代入数据解得：

(2)带电微粒在偏转电场中只受电场力作用，做类平抛运动。水平方向：

竖直方向：

tanθ=

解得：

U2=

代入数据解得：

U2=100V

(3)带电微粒进入磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，微粒轨迹刚好与磁场右边界相切，设轨迹半径为R，由几何关系知：

D=R+Rcos60°

设微粒进入磁场时的速度为，则

=

由牛顿第二定律得：

代入数据解得：

B=0.1T

若带电粒子不射出磁场，磁感应强度B至少为0.1T。