这是一份2021宁波诺丁汉大学附中高二10月月考物理试题含答案
宁诺附中2020-2021学年高二十月份月考物理试题一 单项选择题（每个题只有一个答案，每题3分共36分）1．如图是某一点电荷的电场线分布图,下列表述正确的是( )A．A点的电势高于B点的电势 B．该点电荷带负电C．A点和B点电场强度的方向相同 D．A点的电场强度小于B点的电场强度2.一个带正电的质点，电荷量q＝2.0×10－9C，在静电场中由a点移到b点，在这个过程中，除电场力外，其他外力做的功为6.0×10－5J，质点的动能增加了8.0×10－5J，则a、b两点间电势差Uab为( )A.1×104V B.－1×104V C.4×104V D.－7×104V3小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中错误的是( )A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝eq \f(U1,I2)C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝eq \f(U1,I2－I1)D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积4．如图所示，示波器的示波管可以视为加速电场与偏转电场的组合，若已知加速电压为U1，偏转电压为U2，偏转极板长为L，极板间距为d，且电子被加速前的初速度可忽略，则关于示波器的灵敏度（即偏转电场中每单位偏转电压所引起的偏转量 QUOTE ）与加速电场、偏转电场的关系，下列说法中正确的是（ ）A. d越大，灵敏度越高B. L越大，灵敏度越高C. U1越大，灵敏度越高D. U2越大，灵敏度越高5 如图所示的路灯为太阳能路灯，每只路灯的光伏电池板有效采光面积约为0.3 m2.晴天时电池板上每平方米每小时接收到的太阳辐射能约为3×106 J．如果每天等效日照时间约为6 h，光电池一天产生的电能可供30 W的路灯工作8 h．光电池的光电转换效率约为( )A．4.8% B．9.6% C．16% D．44%6.长为l的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，如图12所示．磁感应强度为B，板间距离为l，极板不带电．现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是( )A．使粒子的速度v>eq \f(Bql,4m)B．使粒子的速度v<eq \f(5Bql,4m)C．使粒子的速度v满足v<eq \f(Bql,4m)或v>eq \f(5Bql,4m)D．使粒子的速度v满足eq \f(Bql,4m)
eq \f(E,B)B．粒子射入的速度可能是v<eq \f(E,B)C．粒子射出时的速度一定大于射入速度D．粒子射出时的速度一定小于射入速度9．如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计，已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)．则( )A．电路中感应电动势的大小为eq \f(Blv,sin θ)B．电路中感应电流的大小为eq \f(Bvsin θ,r)C．金属杆所受安培力的大小为eq \f(B2lvsin θ,r)D．金属杆的热功率为eq \f(B2lv2,rsin θ)10.法拉第圆盘发电机的示意图如图所示．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，关于流过电阻R的电流，下列说法不正确的是( )A．若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B．若从上往下看，圆盘顺时针转动，则圆盘中心电势比边缘高C．若从上往下看，圆盘顺时针转动，则电阻R中电流沿a到b的方向流动D．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化11．如图所示电路中，A、B是相同的两小灯泡．L是一个带铁芯的线圈，电阻可不计，调节R，电路稳定时两灯泡都正常发光，则在开关合上和断开时( )A．两灯同时点亮、同时熄灭B．合上S时，B比A先到达正常发光状态C．断开S时，A、B两灯都不会立即熄灭，通过A、B两灯的电流方向都与原电流方向相同D．断开S时，A灯会突然闪亮一下后再熄灭12.如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是( )A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向B．PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向C．PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向D．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向二 不定项选择题（每题有一个或多个答案，全选对得4分，选不全得2分，有错误选项不得分，每题4分共16分）13.一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示．不计粒子所受重力，则( )A．粒子带正电 B．粒子加速度逐渐减小C．A点的速度大于B点的速度 D．粒子的初速度不为零14．如图所示，平行板电容器A、B间有一带电油滴P正好静止在极板正中间，现将B极板向下移动到虚线位置，其他条件不变．则（ ）A．油滴将向上运动B．在B极板移动过程中电流计中有由b流向a的电流C．油滴运动的电势能将增大D．极板带的电荷量减少15.如图所示是小丽自制的电流表原理图．质量为m 的均匀细金属杆MN与一竖直悬挂的绝缘轻质弹簧相连，弹簧劲度系数为k, 在边长ab＝L1、bc＝L2的矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外．MN的右端连接一绝缘轻指针，可指示出标尺上的刻度，MN的长度大于ab.当MN中没有电流通过且MN处于静止状态时，MN与ab边重合，且指针指在标尺的零刻度处；当MN中有电流时，指针示数可表示电流大小 .MN始终在纸面内且保持水平，重力加速度g.则( )A．要使电流表正常工作，金属杆中电流方向应从M至NB．当该电流表的示数为零时，弹簧的伸长量为零C．该电流表的最大量程是Im＝eq \f(kL2,BL1)D．该电流表的刻度在0～Im范围内是不均匀的16.如图所示，氕、氘、氚的原子核自初速度为零经同一电场加速后，又经同一匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，那么( )A.经过加速电场的过程中，电场力对三种原子核做的功一样多B.经过偏转电场的过程中，电场力对氚核做的功最多C.三种原子核打在屏上的速度一样大D.三种原子核都打在屏的同一位置上三 实验题（10分）17在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，除有一标有“6 V 1.5 W”的小灯泡、导线和开关外，还有：A.直流电源6 V(内阻不计) B.直流电流表0～3 A(内阻在0.1 Ω以下)C.直流电流表0～300 mA(内阻约为5 Ω) D.直流电压表0～10 V(内阻约为15 kΩ)E.滑动变阻器(10 Ω，2 A) F.滑动变阻器(1 kΩ，0.5 A)实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量.(1)实验中电流表应选用________，滑动变阻器应选用________(均用序号表示).(2)在虚线框内画出实验电路图.(3)试将图所示器材连成实验电路.18 如图所示，是“研究电磁感应现象”的实验装置.(1)将实物电路中所缺的导线补充完整.(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将线圈L1迅速插入线圈L2中，灵敏电流计的指针将________偏转.(选填“向左”“向右”或“不”)(3)线圈L1插入线圈L2后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，灵敏电流计的指针将________偏转.(选填“向左”“向右”或“不”)四 解答题（共38分）19．(9分)轻质细线吊着一质量为m＝0.32 kg、边长为L＝0.8 m、匝数n＝10的正方形线圈，总电阻为r＝1 Ω。边长为eq \f(L,2)的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图甲所示，磁场方向垂直纸面向里，大小随时间变化如图乙所示，从t＝0开始经t0时间细线开始松弛，取g＝10 m/s2。求：(1)在前t0时间内线圈中产生的感应电动势；(2)在前t0时间内线圈的电功率；(3)t0的值。20.（9分）如图所示，第一象限范围内有垂直于xOy平面的匀强磁场，磁感应强度为B.质量为m、电荷量大小为q的带电粒子(不计重力)在xOy平面里经原点O射入磁场中，初速度v0与x轴夹角θ＝60°，试分析计算：(1)带电粒子从何处离开磁场？穿越磁场时运动方向发生的偏转角多大？(2)带电粒子在磁场中运动时间多长？21.（10分）如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面的夹角θ＝30°，导轨电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上．长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m、电阻为R.两金属导轨的上端连接一个灯泡，灯泡的电阻也为R.现闭合开关K，给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为F＝2mg的恒力，使金属棒由静止开始运动，当金属棒达到最大速度时，灯泡恰能达到它的额定功率．重力加速度为g，求：(1)金属棒能达到的最大速度vm的大小；(2)灯泡的额定功率PL；(3)若金属棒上滑距离为s时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始上滑2s的过程中，金属棒上产生的热量Q1.22.（10分）如图所示，在平面直角坐标系xOy的第二象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴负方向.在第一、四象限内有一个圆，圆心O′坐标为(r,0)，圆内有方向垂直于xOy平面向里的匀强磁场.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不计粒子所受的重力)，从P(－2h，h)点，以大小为v0的速度沿平行于x轴正方向射入电场，通过坐标原点O进入第四象限，又经过磁场从x轴上的Q点离开磁场.求：(1)电场强度E的大小；(2)圆内磁场的磁感应强度B的大小；(3)带电粒子从P点进入电场到从Q点射出磁场的总时间t.参考答案一 单项选择题（每个题只有一个答案，每题3分共36分）二 不定项选择题（每题有一个或多个答案，全选对得4分，选不全得2分，有错误选项不得分，每题4分共16分）17答案 (1)C E (2)实验电路图如图所示(3)实物图连线如图所示解析 (1)I额＝eq \f(1.5,6) A＝250 mA，故电流表应选C.因要求小灯泡两端的电压从零开始变化，滑动变阻器用分压式接法，应选较小阻值的E.18解析 (1)补充的实物电路如图所示.(2)已知闭合开关瞬间，线圈L2中的磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转.当开关闭合后，将线圈L1迅速插入线圈L2中时，线圈L2中的磁通量增加，由已知条件可知产生的感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转.(3)滑动变阻器的滑片迅速向右移动，线圈L1中的电流变小，线圈L2中的磁场方向不变，磁通量减少，则灵敏电流计的指针向左偏转.答案 (1)见解析图 (2)向右 (3)向左19答案：(1)0.4 V (2)0.16 W (3)2 s解析：(1)由法拉第电磁感应定律得E＝neq \f(ΔΦ,Δt)＝n×eq \f(1,2)×(eq \f(L,2))2eq \f(ΔB,Δt)＝10×eq \f(1,2)×(eq \f(0.8,2))2×0.5V＝0.4 V(2)I＝eq \f(E,r)＝0.4 A，P＝I2r＝0.16 W(3)分析线圈受力可知，当细线松弛时有：F安＝nBIeq \f(L,2)＝mg，I＝eq \f(E,r)，B＝eq \f(2mgr,nEL)＝2 T由图知：B＝1＋0.5t0(T)，解得t0＝2 s。20答案 见解析解析 不论粒子带何种电荷，由qv0B＝eq \f(mv\o\al(,02),R)得R＝eq \f(mv0,Bq).如图，有O1O＝O2O＝R＝O1A＝O2B，带电粒子沿半径为R的圆运动一周所用的时间为T＝eq \f(2πR,v0)＝eq \f(2πm,Bq).(1)若粒子带负电，它将从x轴上A点离开磁场，由几何关系知运动方向发生的偏转角θ1＝120°.A点与O点相距：x＝eq \r(3)R＝eq \f(\r(3)mv0,Bq)，坐标位置eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3)mv0,Bq)，0))若粒子带正电，它将从y轴上B点离开磁场，运动方向发生的偏转角θ2＝60°，B点与O点相距：y＝R＝eq \f(mv0,Bq)，坐标位置eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，\f(mv0,Bq))).(2)若粒子带负电，它从O到A所用的时间为t1＝eq \f(θ1,360°)T＝eq \f(2πm,3Bq)，若粒子带正电，它从O到B所用的时间为t2＝eq \f(θ2,360°)T＝eq \f(πm,3Bq).21答案 (1)eq \f(3mgR,B2L2) (2)eq \f(9m2g2R,4B2L2) (3)eq \f(3,2)mgs－eq \f(9m3g2R2,4B4L4)解析 (1)金属棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为零时，金属棒达到最大速度，此后开始做匀速直线运动．设最大速度为vm，则速度达到最大时有：E＝BLvm，I＝eq \f(E,2R)，F＝BIL＋mgsin θ，解得：vm＝eq \f(3mgR,B2L2) (2)根据电功率表达式：PL＝I2R解得：PL＝(eq \f(E,2R))2R＝eq \f(B2L2v\o\al( 2,m),4R)＝eq \f(9m2g2R,4B2L2)(3)设整个电路产生的热量为Q，由能量守恒定律有：F·2s＝Q＋mgsin θ·2s＋eq \f(1,2)mveq \o\al(,m2)解得：Q＝3mgs－eq \f(9m3g2R2,2B4L4)根据串联电路特点，可知金属棒上产生的热量Q1＝eq \f(Q,2)解得：Q1＝eq \f(3,2)mgs－eq \f(9m3g2R2,4B4L4).22答案 (1)eq \f(mv\o\al(2,0),2qh) (2)eq \f(mv0,qr) (3)eq \f(4h＋πr,2v0)解析 (1)带电粒子在电场中做类平抛运动，有水平方向：2h＝v0t1 ①竖直方向：h＝eq \f(1,2)ateq \o\al( 2,1) ②a＝eq \f(Eq,m) ③由①②③式得E＝eq \f(mv\o\al( 2,0),2qh) ④(2)粒子进入磁场时沿y轴方向的速度vy＝at1＝v0 ⑤粒子进入磁场时的速度v＝eq \r(v\o\al( 2,0)＋v\o\al( 2,y)) ⑥粒子在洛伦兹力作用下做圆周运动，有qvB＝meq \f(v2,R) ⑦由几何关系有R＝eq \r(2)r ⑧由③⑤⑥⑦⑧式得B＝eq \f(mv0,qr) ⑨(3)粒子在磁场中运动的时间t2＝eq \f(1,4)T ⑩粒子在磁场中做圆周运动的周期T＝eq \f(2πm,qB) ⑪粒子从P点进入电场到Q点射出磁场的总时间t＝t1＋t2 ⑫由①⑨⑩⑪⑫解得t＝eq \f(4h＋πr,2v0) 题号123456789101112答案BACBCCDBBDBD题号13141516答案BCDCDACAD
