四川省成都市双流中学2023-2024学年高二下学期第一次月考物理试题(Word版附解析)
展开第Ⅰ卷(选择题,共43分)
一、单选题(本题共7个小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)
1. 关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是( )
A. 电磁波在任何介质中的传播速度都为
B. 将手机放在真空塑料袋中,拨打该手机,手机不能接收信号
C. 赫兹首先用实验证实了电磁波的存在
D. 麦克斯韦认为,变化的电场一定产生变化的磁场,变化的磁场一定产生变化的电场
【答案】C
【解析】
【详解】A.电磁波在真空中传播的速度都是3×108m/s,而在介质中的传播速度要小于3×108m/s,故A错误;
B.电磁波的传播不需要介质,故将手机放在真空塑料袋中,拨打该手机,手机能接收信号,故B错误;
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹证实了电磁波的存在,故C正确;
D.根据麦克斯韦的电磁场理论可知,均匀变化的电场产生恒定不变的磁场,均匀变化的磁场产生恒定不变的电场,故D错误。
故选C。
2. 如图所示,等量异种点电荷分别置于M、N两点,O点为MN连线的中点,点a、b在MN连线上,点c、d在MN的中垂线上,它们( )
A. c点的电场强度比b大
B. a、b两点的电势相同
C. 将电子沿直线从c移到d,电势能先增大后减小
D. 将电子沿直线从a移到b,电场力对电子一直做负功
【答案】D
【解析】
【详解】A.c点场强小于O点场强,b点场强大于O点场强,则b点场强大于c点场强,故A错误;
B.沿着电场线方向电势降低,a点电势高于b点电势,故B错误;
C.c、d连线是一条等势线,电子沿直线从c点移到d点,电势能不变,故C错误;
D.将电子沿直线从a点移到b点,电场力方向向左,所以电场力做负功,故D正确。
故选D。
3. 如图,一端连接电源的平行光滑导轨AB和CD水平放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向与水平面成夹角且垂直于导体棒MN指向右上方;导轨所在平面内的轻弹簧平行于导轨,一端连接MN,另一端连接固定挡板P。已知导轨宽度为L,MN中电流为I,MN垂直于导轨且与导轨接触良好。则MN受力平衡后,下列说法正确的是( )
A. 弹簧处于拉伸状态B. MN所受安培力大小为BIL
C. 弹簧弹力大小为D. 导轨对MN的支持力小于MN的重力
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据左手定则可知,导体棒受安培力方向垂直MN斜向右下方,可知弹簧处于压缩状态,故A错误;
B.MN所受安培力大小为
F安=BIL
故B正确;
C.弹簧弹力大小为
故C错误;
D.导轨对MN的支持力
故D错误。
故选B。
4. 某RC遥控竞速赛车电机的额定电压为7.5V,额定电流为2A,驱动赛车以15m/s的速度匀速行驶,若平均阻力为0.8N,则该电机的内阻为( )
A. 0.25ΩB. 0.75ΩC. 1.5ΩD. 3.75Ω
【答案】B
【解析】
【详解】电动机的电功率为
输出功率为
电动机内阻消耗的功率为
得到该电机的内阻为
故选B。
5. 一束复色光以入射角i从空气射入足够长的平行玻璃砖ABCD,经玻璃砖折射后分解为a和b两束单色光,部分光路图如图所示,下列说法正确的是( )
A. a光与b光相比,b光在玻璃中的折射率更大
B. a光与b光相比,a光在玻璃中的传播速度更快
C. a光与b光分别进行双缝干涉实验,a光的条纹间距更窄
D. 增大入射角i,a光在CD界面可能发生全反射
【答案】C
【解析】
【详解】A.a光偏折程度大,可知a光在玻璃中的折射率更大,故A错误;
B.根据
可知b光在玻璃中的传播速度更快,故B错误;
C.a光折射率较大,则频率较大,波长较短,根据
a光与b光分别进行双缝干涉实验,a光的条纹间距更窄,故C正确;
D.增大入射角i,a光一定能从CD界面射出且射出的光与AB界面的入射光平行,故D错误。
故选C。
6. 一个带电荷量为的油滴,从O点以速度v射入方向水平向右的匀强电场中恰好做直线运动,油滴运动到最高点P时未离开电场区域,v的方向与电场方向成角。已知油滴的质量为m,重力加速度为g。则O、P两点间的电势差为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知,带电油滴在匀强电场中受到水平向左的电场力,竖直向下的重力。因为其做直线运动,所以其两者的合力方向与速度方向相反,由几何关系得
得
由题意知,带电油滴的合力方向与速度方向相反,合力大小为
带电油滴沿着初速度方向做匀减速直线运动,运动到最高点时速度零,由动能定理得
最高点与O点的水平距离为
O点与最高点的电势差为
解得
故选C。
7. 如图,半径为R的圆形区域内有一方向垂直纸面向里的匀强磁场,MN、PQ是相互垂直的两条直径。两质量相等且带等量异种电荷的粒子从M点先后以相同速率v射入磁场,其中粒子甲沿MN射入,从Q点射出磁场,粒子乙沿纸面与MN方向成角射入,两粒子同时射出磁场。不计粒子重力及两粒子间的相互作用,则两粒子射入磁场的时间间隔为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】
O1是粒子甲运动轨迹的圆心,由题意可知,四边形OQO1M是正方形,所以甲乙运动轨迹的半径均为R,甲的运动轨迹的圆心角为。而粒子乙往左偏转飞出磁场,它的圆心角为。
甲运动的时间为
乙运动的时间为
因为两粒子同时射出磁场,所以两粒子射入磁场的时间间隔为
故选B。
二、多选题(本题共3个小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目的要求,全选对的得5分,选对但不全的得3分,有错选的得0分)
8. 如图所示,电灯A和B与固定电阻的电阻均为R,L是自感系数很大的线圈。当S1闭合、S2断开且电路稳定时,A、B亮度相同,再闭合S2,待电路稳定后将S1断开瞬间,下列说法正确的是( )
A. B立即熄灭
B. A灯将比原来更亮一些后再熄灭
C. 有电流通过B灯,方向为c→d
D. 有电流通过A灯,方向为a→b
【答案】AD
【解析】
【详解】ACD.S1闭合、S2断开且电路稳定时两灯亮度相同,说明L的直流电阻也为R。闭合S2后,L与A灯并联,R与B灯并联,它们的电流均相等,当断开S2后,L将阻碍自身电流的减小,即该电流还会维持一段时间,在这段时间里,因S2闭合,电流不可能经过B灯和R,只能通过A灯形成c→L→a→b的电流,故AD正确,C错误;
B.由于自感形成的电流是在L原来电流的基础上逐渐减小的,并没有超过A灯原来的电流,故A灯虽推迟一会熄灭,但不会比原来更亮,故B错误。
故选AD。
9. 如图甲为一感温式火灾报警器,当警戒范围内发生火灾,温度升高达到预设值时,报警器报警。其简化工作原理图如图乙所示,其中R0为滑动变阻器,R为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,报警器连入电路中的部分可看作定值电阻R1。图乙中理想变压器原、副线圈匝数比为55∶6,副线圈输出电压如图丙所示,则下列说法正确的是( )
A. 原线圈输入电压的有效值为220V
B. 警戒范围内出现火情时,原线圈电流减小
C. 若要调低预设的报警温度,可减小滑动变阻器R0的阻值
D. 警戒范围内出现火情时,热敏电阻R功率变大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据变压器电压与匝数成正比,可得
可得,原线圈输入电压的有效值为220V,故A正确;
B.R处出现火情时电阻变小,则副线圈电流变大,线圈匝数比不变,所以原线圈电流增大,故B错误;
C.若要调低预设的报警温度,由图乙知热敏电阻变大,因R1为定值电阻,所以可减小滑动变阻器R0的阻值,故C正确;
D.R处出现火情时电阻变小,则副线圈的电流变大,根据P=I2R,可知电阻R0与R1的电功率增大,由于不确定电阻阻值的关系,所以无法判断热敏电阻R的功率变化,故D错误。
故选AC。
10. 如图所示,虚线右侧存在垂直纸面向外的匀强磁场,正方形金属框电阻为R,边长为L,线框在外力作用下由静止开始,以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域并开始计时,t1时刻线框全部进入磁场.规定顺时针方向为感应电流I的正方向,外力大小为F,线框中电功率的瞬时值为P,通过导体横截面的电荷量为q,则这些量随时间变化的关系正确的是(其中P-t图象为抛物线)( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】A.线框做匀加速运动,其速度
v=at
感应电动势
E=BLv
感应电流
i与t成正比,故A错误。
B.线框进入磁场过程中受到的安培力
由牛顿第二定律得
F-FB=ma
得
F-t图象是不过原点的倾斜直线,故B正确。
C.线框的电功率
故C正确。
D.线框的位移
电荷量
q-t图象应是抛物线。故D错误;
故选BC。
第Ⅱ卷(非选择题,共57分)
三、实验题(本题共2个小题,每空2分,共16分)
11. 某实验小组在用激光笔测量半圆形玻璃砖折射率的实验中,足够长的光屏与半圆形玻璃砖的直边平行,O点为玻璃砖圆心,为法线。当激光沿AO方向入射时光屏上未出现光斑;当激光沿BO方向入射时光屏上C点出现光斑,如图所示。
(1)激光沿AO方向入射时光屏上未出现光斑的原因是_______。
(2)过B点作的垂线,垂足为D。测得和,则该玻璃砖的折射率______(用和表示)。
【答案】 ①. 全反射 ②.
【解析】
【详解】(1)[1]激光沿AO方向入射时光屏上未出现光斑的原因是激光未发生折射,发生全反射;
(2)[2]由图标出折射角和入射角
由图可知
由折射定律可知,该玻璃砖的折射率为
12. 随着智能手机耗电的增加,充电宝成为外出常备物品。为测量某款充电宝(可视为跟蓄电池和干电池一样的可移动直流电源)在充满电后的电动势和内阻,某同学拆开了充电宝,在里面找到连接正极和负极的两根导线,准备开始实验。实验室提供的器材如下;
A.充电宝E(电动势约为5V)
B.电压表V(量程2.5V,内阻约几千欧)
C.电流表A(量程1.5A,内阻约为0.03Ω)
D.滑动变阻器(最大阻值为10Ω)
E.电阻箱(最大阻值为9999.9Ω)
F.开关、,导线若干
(1)该同学发现V表量程太小,准备把V表改装成量程为5V的电压表,而改装前需要知道V表的内阻,为此他设计了图(a)所示的实验电路。实验步骤如下:
①按图(a)连接电路,将变阻器的滑片置于最___________(填“左”成“右”)侧,且将电阻箱调至阻值最大;
②闭合开关、,滑动的滑片,使V表的指针指在2.5V处,断开,调节电阻箱,使V表的指针指在1.5V处,此时电阻箱的示数为2000.0Ω,则V表的内阻=___________Ω;
③将电阻箱的阻值调到=___________Ω,使其与V表___________(选填“并”或“串”)联,就改装成了量程为5.0V的电压表;
(2)该同学利用A表和改装好的电压表测量充电的电动势与内阻,设计的电路如图(b)所示。若根据测出的多组V表示数U与A表示数I,得到的U—I图线如图(c)所示,则充电宝的电动势E=___________V,内阻r=___________Ω。(结果均取2位有效数字)。
【答案】 ①. 左 ②. 3000.0##3000 ③. 3000.0##3000 ④. 串 ⑤. 4.8 ⑥. 1.6
【解析】
【详解】(1)[1]为了保证电路安全,在接通开关前,滑动变阻器滑片应置于左端。
[2]电压表内阻远大于变阻器最大阻值。故断开,V表与电阻箱的电压仍为2.5V,根据闭合电路欧姆定律有
解得
[3][4]电压表扩大量程需要串联电阻,有
解得
(2)[5][6]根据闭合电路欧姆定律有
代入数据整理得到
结合图像可知
,
解得
,
四、解答题(本题共3个小题,共41分。要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。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. 一列简谐横波在介质中沿x轴正方向传播,O和A是介质中平衡位置分别位于和处的两个质点。时刻的波形图如图所示,时,质点O第一次回到平衡位置。求:
(1)该简谐横波的波速;
(2)质点A的位移随时间变化的关系式。
【答案】(1)0.8m/s;(2)
【解析】
【详解】(1)根据质点的振动规律可得
得
T=4s
根据图像可知质点O、A的平衡位置之间的距离
得
波速
(2)设质点A位移随时间变化的关系式为
其中
则质点A的位移随时间变化的关系式
根据图像可知t=0时刻,质点A偏离平衡位置的位移为,即
解得
或
(舍去)
因此质点A的位移随时间变化的关系式
14. 如图所示,两根足够长平行光滑金属导轨MN、PQ固定在倾角的光滑绝缘斜面上,顶部接有一阻值的定值电阻,下端开口,轨道间距。整个装置处于磁感应强度为的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向上。质量的金属棒ab从静止释放,沿导轨运动时始终垂直于导轨,且与导轨接触良好。金属棒ab在导轨之间的电阻,电路中其余电阻不计。金属棒ab从静止释放到最大速度的过程中,定值电阻R上产生的焦耳热。,取。
(1)判断金属棒ab沿导轨下滑过程中流过定值电阻R电流方向;
(2)求金属棒ab达到的最大速度的大小;
(3)求金属棒ab从开始运动至达到最大速度所用时间。
【答案】(1)M→P;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)根据右手定则可判断金属棒ab沿导轨下滑过程中产生的感应电流方向为b→a,则流过定值电阻R的电流方向为M→P。
(2)金属棒由静止释放后,沿斜面做变加速运动,加速度不断减小,当加速度为零时有最大速度,此时有
又
,,
联立并代入数据解得
(3)设金属棒从开始运动至达到最大速度过程中,沿导轨下滑距离为x,由能量守恒定律有
根据焦耳定律
且
解得
金属棒ab从开始运动至达到最大速度过程由动量定理得
此过程电路中的平均电流为
即有
代入数据解得
15. 如图所示,A、B两平行板间存在相互垂直的电场和磁场,方向如图所示,电场强度和磁感应强度分别为和。在A、B板右边存在以和为边界,宽度为d,方向竖着向下,大小也为的匀强电场,电场右边空间存在无限大的匀强磁场,磁感应强度为,方向如图。现有两个不同的带电粒子a和b,其比荷分别为k和,先后从A、B板的左侧沿中线垂直电场方向射入,两粒子都沿A、B中线运动后进入偏转电场,最后从进入磁场。(不计粒子的重力)则:
(1)求粒子进入偏转电场的速度大小;
(2)a粒子从边界进出右边磁场两点间的距离为,粒子从边界进出右边磁场两点间的距离为,求与之比;
(3)若两粒子从边界上同一点射出磁场,求磁感应强度的大小。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)带电粒子在A、B板间能沿直线运动,则有
解得
(2)粒子在电场中做类平抛运动,设粒子射出电场时速度方向与水平方向的夹角为,则粒子进入磁场时的速度为
粒子在磁场中做匀速圆周运动,有
解得
粒子从边界进出右边磁场两点间的距离为
由于带电粒子a和b,其比荷分别k和,所以有
(3)在电场中做类平抛运动,有
解得
所以带电粒子a和b在电场中的偏转距离分别为
两粒子能从边界上同一点射出磁场,根据几何关系可判断出两粒子带异种电荷,且
如图
解得
四川省成都市双流棠湖中学2023-2024学年高二物理上学期11月期中试题(Word版附解析): 这是一份四川省成都市双流棠湖中学2023-2024学年高二物理上学期11月期中试题(Word版附解析),共13页。试卷主要包含了选择题,实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。
四川省成都市双流棠湖中学2023-2024学年高三物理上学期10月月考试题(Word版附解析): 这是一份四川省成都市双流棠湖中学2023-2024学年高三物理上学期10月月考试题(Word版附解析),共58页。试卷主要包含了考试时间150分钟,满分300,38A,U=2等内容,欢迎下载使用。
四川省双流棠湖中学2023-2024学年高二物理上学期10月月考试题(Word版附解析): 这是一份四川省双流棠湖中学2023-2024学年高二物理上学期10月月考试题(Word版附解析),共14页。试卷主要包含了选择题,实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。