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四川省营山县回龙中学高二物理12月检测试卷(含解析)

四川省营山县回龙中学 2015-2015 学年高二 12 月检测 物理试题
一、单选题 1.关于电场线的说法,正确的是 A.电场线的方向,就是电荷受力的方向 B.在匀强电场中,正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动 C.电场线越密的地方,同一电荷所受电场力越大 D.静电场的电场线是闭合的 【答案】C 【解析】本题考查电场线和电场强度的知识,意在考查学生的理解能力。 电场线的方向,与正电荷受力的方向相同,与负电荷受力方向相反,A 错;在匀强电场中, 初速度为零正电荷只在电场力作用下才会沿电场线运动,B 错;电场线越密的地方,电场强 度越大,根据 F=Eq,可知同一电荷所受电场力越大,C 正确;电场线由正电荷出发终止于负 电荷或无穷远处,D 错。综上本题选 C。
2.电位器是变阻器的一种。如图所示,如果把电位器与灯泡串联起来,利用它改变灯的亮 度,下列说法正确的是
A.连接 A、B 使滑动触头顺时针转动,灯泡变亮 B.连接 A、C 使滑动触头逆时针转动,灯泡变亮 C.连接 A、C 使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗 D.连接 B、C 使滑动触头顺时针转动,灯泡变亮

【答案】D
【解析】本题考查电功率和电阻的知识,意在考查学生的分析能力。 连接 A、B 使滑动触头顺时针转动时,根据电阻定律,电位器接入电路的电阻增大,电流减 小,灯泡的功率 P=I2R,P 减小,灯泡变暗,A 错误;连接 A、C,电位器接入电路的电阻不 变,电流不变,灯光亮度不变,故 BC 错误;连接 B、C 使滑动触头顺时针转动时,电位器接 入电路的电阻减小,电流增大,灯泡变亮,故 D 正确。综上本题选 D。
3.如图甲所示,导线 MN 和矩形线框 abcd 共面且均固定,在 MN 中通以如图乙所示的电流(NM 方向为电流正方向)。则在 0~T 时间内

A.线框感应电流方向始终沿 abcda

B.线框感应电流方向先沿 abcda 后沿 adcba

C.ab 边始终不受力的作用

D.bc 边受安培力先向左后向右

【答案】A

【解析】本题考查楞次定律的知识,意在考查学生对楞次定律的应用能力。

由题意可知,NM 方向为电流正方向,根据右手螺旋定则可知,在 0 到时间内,穿过线框 abcd 磁场方向垂直纸面向里,大小在减小,则线框产生的感应电流方向,由楞次定律可得,感应 电流方向顺时针,即为 abcda;当在到 T 时间内,穿过线框 abcd 磁场方向垂直纸面向外, 大小在增大,则线框产生的感应电流方向,由楞次定律可得,感应电流方向仍为顺时针,即 为 abcda,A 正确,B 错误;当 NM 电流大小变化时,周围产生磁场,导致线框中产生感应电 流,从而使线框 ab 受到安培力作用,故 C 错误;当通以正向电流时,线框 bc 受到向右的安 培力;当通以反向电流时,线框 bc 受到向左的安培力,故 D 错误。综上本题选 A。

4.如图所示,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁, 磁铁的 S 极朝下。在将磁铁的 S 极插入线圈的过程中

A.通过电阻的感应电流的方向由 b 到 a,线圈与磁铁相互排斥 B.通过电阻的感应电流的方向由 b 到 a,线圈与磁铁相互吸引 C.通过电阻的感应电流的方向由 a 到 b,线圈与磁铁相互排斥 D.通过电阻的感应电流的方向由 a 到 b,线圈与磁铁相互吸引 【答案】A 【解析】本题考查楞次定律的知识,意在考查学生对楞次定律的应用能力。 当磁铁向下运动时,穿过线圈的磁通量变大,原磁场方向向上,所以感应磁场方向向下,根 据右手螺旋定则,大拇指表示感应磁场的方向,弯曲的四指表示感应电流的方向,即通过电 阻的电流方向为 b→a;根据楞次定律“来拒去留”可判断线圈对磁铁的作用是阻碍作用, 故磁铁与线圈相互排斥.综上所述,故 A 正确,BCD 错误。综上本题选 A。
5.两根不同金属导体制成的长度相等、横截面积相同的圆柱形杆,串联后接在某一直流电 源两端,如图所示。已知杆 a 的质量小于杆 b 的质量,杆 a 金属的摩尔质量小于杆 b 金属的 摩尔质量,杆 a 的电阻大于杆 b 的电阻,假设每种金属的每个原子都提供相同数目的自由电 子(载流子)。当电流达到稳恒时,若 a、 b 内均存在电场,则该电场可视为均匀电场。下面 结论中正确的是
A.两杆内的电场强度都不等于零,且 a 内的场强大于 b 内的场强 B.两杆内的电场强度都等于零

C.两杆内载流子定向运动的速率一定相等
D.a 内载流子定向运动的速率一定大于 b 内载流子定向运动的速率
【答案】A
【解析】本题考查电压和电场强度的关系、电流的微观表达式的知识,意在考查学生的分析 能力。
两杆串联,所以电流相等,因为,由欧姆定律可知,根据匀强电场关系式可知,两杆内电场 强度都不为零,且 a 内的电场强度大于 b 内的电场强度,A 正确、B 错误;根据电流的决定 式可知载流子的定向运动速率,由题意无法确杆内单位体积内的自由电荷数 n 的大小关系, 所以无法确定定向运动速率大小关系,故 C、D 错误。综上本题选 A。

6.定值电阻和一热敏电阻串联后与一内阻不计的电源组成闭合电路,开始时。现先后对加 热、冷却,则下列关于的电功率变化情况正确的是

A.加热时增加,冷却时减少

B.加热时减少,冷却时增加

C.冷却、加热时均增加

D.冷却、加热时均减少

【答案】D

【解析】本题主要考查闭合电路欧姆定律、电功率以及热敏电阻的特点,意在考查学生应用 闭合电路欧姆定律分析动态电路的能力。

由题意根据闭合电路欧姆定律和电功率的计算公式可得,当时,分母有最小值,此时最大, 又电源电动势不变,不变,所以当对加热时,电阻减小或当对冷却时,都会减小,选项 D 正确,综上,本题选项 D 正确。

7.在如图所示电路中,当变阻器的滑动头 P 向 b 端移动时

A.电压表示数变大,电流表示数变小

B.电压表示数变小,电流表示数变大

C.电压表示数变大,电流表示数变大

D.电压表示数变小,电流表示数变小

【答案】B

【解析】本题主要考查应用闭合电路欧姆定律分析动态电路,意在考查学生利用闭合电路欧 姆定律和串并联电路的特点综合分析动态电路的能力。

由图可知当变阻器的滑动头 P 向 b 端移动时,电路的总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可 知干路电流增大,又,所以路端电压减小,即电压表示数减小,选项 A、C 错误;因为干路 电流增大,所以两端电压增大,而路端电压是减小的,所以两端的电压是减小的,是定值电 阻,所以通过的电流是减小的,又因为是增大的,是减小的,所以是增大的,选项 B 正确, D 错误。综上,本题选项 B 正确。

二、多选题

8.下列说法中正确的是

A.法拉第发现了电流的磁效应

B.感应电流的磁场一定与引起该感应电流的磁场方向相反

C.静止电荷之间的相互作用是通过电场发生的

D.磁极之间、电流之间的相互作用都是通过磁场发生的

【答案】CD

【解析】本题考查了电场、磁场的相关知识点,意在考查学生的记忆能力。

奥斯特发现了电流的磁效应,故 A 错;由楞次定律可知,感应电流的磁场可以与引起该感应 电流的磁场方向相反,也可以相同,故 B 错;静止电荷之间的相互作用是通过电场发生的, 故 C 对;磁极之间、电流之间的相互作用都是通过磁场发生的,故 D 对。综上本题选 C、D。

9.如图,一束电子以大小不同的速率沿图示方向飞入一正方形的匀强磁场区,对从 ab 边离开 磁场的电子,下列判断正确的是

A.从 a 点离开的电子速度最小
B.从 a 点离开的电子在磁场中运动时间最短
C.从 b 点离开的电子运动半径最小
D.从 b 点离开的电子速度方向改变的角度最小
【答案】BC
【解析】本题考查带电粒子在磁场中运动的知识,意在考查学生的应用能力。
对于从右边离开磁场的电子,从 a 离开的轨道半径最大,根据带电粒子在匀强磁场中的半径 公式,知轨道半径大,则速度大,则 a 点离开的电子速度最大,从 a 点离开的电子偏转角最 小,则圆弧的圆心角最小,根据,与粒子的速度无关,知 θ 越小,运行的时间越短,故 B、 C 正确,A、D 错误。综上本题选 BC。
10.下列说法正确的是
A.电荷在某处不受电场力作用,则该处的电场强度一定为零
B.一小段通电导线在某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零
C.表征电场中某点电场的强弱,是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身 电荷量的比值
D.表征磁场中某点磁场的强弱,是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导体 长度和电流强度乘积的比值
【答案】AC
【解析】本题主要考查电场强度与磁感应强度的定义,意在考查学生对电场强度和磁感应强 度定义方法、电场基本性质和磁场基本性质的区别的理解能力。
电场的基本性质是对放入电场中的电荷具有力的作用,即电荷在电场中一定受到电场力的作 用,为了表征电场的强弱引入试探电荷,把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电 荷本身电荷量的比值大小就表示该点电场的强弱,所以选项 A、C 正确;对于磁场,一小段 通电导线放在磁场中,不一定受到磁场力的作用,导线所受磁场力的大小与导线的放置位置 有关,所以不能依靠通电导线在磁场中受到的力的大小来表征磁场的强弱,选项 B、D 错误, 综上,本题选项 A、C 正确。
三、实验题
11.(1)①在“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如下 图所示,读数为______mm。

②用游标为 20 分度的游标卡尺测量小球的直径,示数如图所示,读数为______cm.
(2)某研究性学习小组欲较准确地测量一电池组的电动势及其内阻.给定的器材如下: A.电流表 G(满偏电流 10 mA,内阻 10 Ω) B.电流表 A(0~0.6 A~3 A,内阻未知) C.滑动变阻器 R0(0~100 Ω,1 A) D.定值电阻 R(阻值 990 Ω) E.多用电表 F.开关与导线若干 ①该小组首先用多用电表 F 的直流 10 V 挡粗略测量电池组的电动势,电表指针如图所示, 则该电表读数为__________V.
②该小组再用提供的其他实验器材,设计了如下图甲所示的电路,请按照电路图在图乙上完 成实物连线.

③图丙为该小组根据上述设计的实验电路所测出的数据绘制的 I1-I2 图线(I1 为电流表 G 的 示数,I2 为电流表 A 的示数),则由该图线可以得到被测电池组的电动势 E=______V,内阻 r=______Ω.(保留 2 位有效数字)

【答案】(1) ①0.316;

②0.665

(2) ①7.2

②如图所示

③7.5

5.0

【解析】本题考查了游标卡尺的使用、螺旋测微器、万用表的读法和测电源电动势和内阻的 实验,意在考查学生的理解和运用能力。

(1) ①螺旋测微器的固定刻度是 0mm,可动刻度为 31.60.01=0.316mm,所以最终读数为 0mm+0.316mm=0.316mm。②游标卡尺主尺读数为 6mm,游标尺上第 13 个刻度和主尺上某一刻 度对齐,所以游标尺的读数为 130.05mm=0.65mm,所以最终读数为 6mm+0.65mm=6.65mm=0.665cm。

(2) ①量程为 10V,最小分度为 0.2,故读数为 7.2V;②答案如图所示,先将电流表和滑动 变阻器串连接在电源两端,然后并联另一支路即可。③电流表 G 和定值电阻 R 组成了一个量 程为 10V 的电压表,由 r 可得,图像与纵轴的交点为电源的电动势,由图可知,E=7.5V;图 像的斜率表示电源的内阻,内阻。

12.有一个小灯泡上标有“4V、2W”的字样,现在要用伏安法描绘这个灯泡的 I﹣U 图线。 现有下列器材供选用:

A.电压表(0~5V,内阻 10kΩ)

B.电压表(0~15V,内阻 20kΩ)

C.电流表(0~3A,内阻 1Ω)

D.电流表(0~0.6A,内阻 0.4Ω)

E.滑动变阻器(10Ω,2A)

F.滑动变阻器(500Ω,1A)

G.学生电源(直流 6V)、开关、导线若干

下面已画出如图(A)、(B)、(C)、(D)所示的四种实验电路图可供选择。

(1)根据本实验要求,应选择图

的电路图来完成实验。

(2)实验中所用电压表应选

,电流表应选用



。(用序号字母表示)

,滑动变阻器应选

(3)把右图中所示的实验器材用实线代表导线连接成实物电路图。

【答案】(1)C;(2)A,D,E;

(3)如图:
【解析】本题考查描绘小灯泡伏安特性曲线的实验,意在考查学生对实验原理和步骤的掌握 情况。 (1)描绘灯泡伏安特性曲线,电压与电流应从零开始变化,滑动变阻器应选择分压接法, 灯泡电阻:=8Ω,电压表内阻约为 10kΩ,电流表内阻约为 0.4Ω,电压表内阻远大于灯泡 电阻,电流表应采用外接法,实验电路图应选 C; (2)灯泡额定电压为 4V,电压表应选 A,灯泡额定电流 I==0.5A,电流表应选 D,为方便实 验操作,滑动变阻器应选择 E; (3)根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:
四、计算题 13.有一种“电测井”技术,用钻头在地上钻孔,通过在钻孔中进行电特性测量,可以反映 地下的有关情况,如图所示为一钻孔,其形状为圆柱体,半径为 10 cm,设里面充满浓度均 匀的盐水,其电阻率 ρ=0.314 Ω·m,现在钻孔的上表面和底部加上电压,测得 U=100V, I=100mA。

(1)求:该钻孔的深度。
(2)若截取一段含盐水的圆柱体与电动势为 200 V、内阻为 100 Ω 的电源相连,通电 10 min, 当截取的圆柱体长度为多少时,盐水产生的热量最多,最多为多少?
【答案】(1)100 m;(2)10 m,6×104 J
【解析】本题考查欧姆定律、电阻定律、闭合电路欧姆定律等知识,意在考查学生的分析能 力。
(1)盐水电阻=1000 Ω。
由电阻定律 R=,S=πr2=3.14×10-2m2,
解得 h=100 m。
(2)当圆柱体电阻等于电源内阻时,电源输出功率最大,盐水产生热量最多。电源内阻 r= 100 Ω,则截取的圆柱体内阻也应该等于 R′=100 Ω,
圆柱体长度 L==10 m。
圆柱体与电源组成闭合电路,电流 I′==1 A
热量最多为 Q=I′2R′t=6×104 J。
14.如图所示,在空间中取直角坐标系 oxy,在第一象限内平行于 y 轴的虚线 MN 与 y 轴距 离为 d,从 y 轴到 MN 之间的区域充满一个沿 y 轴正方向的匀强电场,场强大小为 E。初速度 可以忽略的电子经过另一个电势差为 U 的电场加速后,从 y 轴上的 A 点以平行于 x 轴的方向 射入第一象限区域, A 点坐标为(0,h)。已知电子的电量为 e,质量为 m,加速电场的电势 差,电子的重力忽略不计,求:

(1)电子从 A 点进入电场到离开该电场区域所经历的时间 t 和离开电场区域时的速率 v;

(2)电子经过 x 轴时离坐标原点 O 的距离 l。

【答案】(1)

(2)

【解析】本题主要考查带电粒子在匀强电场中的类平抛运动,意在考查学生应用运动的合成 与分解、牛顿第二定律、动能定理等分析解决类平抛运动的能力。

(1) 由题意可知电子在电场中做类平抛运动,由动能定理得

由题图可知,电子在垂直电场方向上做匀速直线运动,在平行电场方向上做匀加速直线运动, 电子从 A 点进入电场到离开该电场区域所经历的时间
在电场方向上偏移的距离为
又: 即:Y< h 则有:

(2) 由题意可知电子离开电场后做匀速直线运动,设电子离开电场后经过时间 t 到达 x 轴, 在 x 轴方向上的位移为 x,则:

联立上式解得:


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