无锡市高二物理寒假作业含答案 13.docx

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无锡市高二物理寒假作业含答案13

无锡市高二物理寒假作业第13套

一、单选题（本大题共5小题，共20.0分）

1.静电现象在自然界中普遍存在，下列不属于静电现象的是（　　）

A.梳过头发的塑料梳子吸起纸屑

B.带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引

C.小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流

D.从干燥的地毯走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉

2.如图所示，已经充好电的平行板电容器与静电计连接在一起，固定B板，移动A板，下列现象正确的是（　　）

A.向右移动A板，静电计指针张角增大

B.向右移动A板，静电计指针张角不变

C.向上移动A板，静电计指针张角增大

D.向上移动A板，静电计指针张角不变

3.如图所示，矩形线框在匀强磁场中做的各种运动，能够产生感应电流的是（　　）

A.

B.

C.

D.

4.如图所示，当变阻器R3的滑动触头P向b端移动时（　　）

A.电压表示数变小，电流表示数变大

B.电压表示数变小，电流表示数变小

C.电压表示数变大，电流表示数变大

D.电压表示数变大，电流表示数变小

5.

如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B．在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成θ角（0＜θ＜π）以速率v发射一个带正电的粒子（重力不计）．则下列说法正确的是（　　）

A.若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短

B.若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大

C.若v一定，θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越短

D.若v一定，θ越大，则粒子在离开磁场的位置距O点越远

二、多选题（本大题共4小题，共20.0分）

6.下列图中，A图是真空冶炼炉可以冶炼高质量的合金；B图是充电器工作时绕制线圈的铁芯中会发热；C图是安检门可以探测人身是否携带金属物品；D图是工人穿上金属丝织成的衣服可以高压带电作业。

属于涡流现象的是

（　　）

A.

B.

C.

D.

7.在磁场中的同一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直．先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样，图中几幅图象表现的是导线受的力F与通过的电流I的关系．a，b各代表一组F，I的数据．正确的是（　　）

A.

B.

C.

D.

8.

如图，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场（B）和匀强电场（E）组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P，进入另一匀强磁场（B′），最终打在AlA2上。

下列表述正确的是（　　）

A.粒子带负电

B.所有打在AlA2上的粒子，在磁场B′中运动时间都相同

C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于

D.粒子打在AlA2上的位置越靠近P，粒子的比荷

越大

9.电荷量为Q1和Q2的两点电荷分别固定在x轴上的O、C两点，规定无穷远处电势为零，x轴上各点电势随x的变化关系如图所示，则（　　）

A.Q1的电荷量小于Q2的电荷量

B.G点处电场强度的方向沿x轴负方向

C.将一带负电的试探电荷自G点静止释放，仅在电场力作用下一定能到达D点

D.将一带负电的试探电荷从D点移到J点，电场力先做正功后做负功

三、实验题（本大题共2小题，共26.0分）

10.用如图甲所示的多用电表测量某一电阻的阻值，要用到选择开关K和两个部件S、T．请根据下列步骤完成测量（请将你的答案相应的字母或文字填写在空格内）：

（1）旋动部件______，使指针对准电流的“0”刻线；

（2）将K旋转到电阻挡“×100”的位置；

（3）将插入“+”“-”插孔的表笔短接，旋动部件______，使指针对准电阻的______（填“0刻线”或“∞刻线”）；

（4）将红、黑表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小．为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按______的顺序进行操作，再行读数．

A．将K旋转到电阻挡“×1k”的位置

B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置

C．将两表笔分别与被测电阻相接

D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行调零

（5）若电表的示数如图乙所示，则该电阻的阻值读数为______Ω．

（6）测量完毕后，要将选择开关旋转到______位置．

11.利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减小实验误差．

（1）应该选择的实验电路是图1中的______（选填“甲”或“乙”）．

（2）现有电流表（0～0.6A）、开关和导线若干，以及以下器材：

A．电压表（0～15V）

B．电压表（0～3V）

C．滑动变阻器（0～50Ω）

D．滑动变阻器（0～500Ω）

实验中电压表应选用______；滑动变阻器应选用______．（选填相应器材前的字母）

（3）某位同学记录的6组数据如表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出UI图线．

序号

1

2

3

4

5

6

电压

U（V）

1.45

1.40

1.30

1.25

1.20

1.10

电流I

（A）

0.060

0.120

0.240

0.260

0.360

0.480

（4）根据（3）中所画图线可得出干电池的电动势E=______V，内电阻r=______Ω

四、计算题（本大题共4小题，共54.0分）

12.

如图所示，一水平放置的平行导体框宽度L=0.5m，接有R=0.2Ω的电阻，磁感应强度B=0.4T的匀强磁场垂直导轨平面方向向下，现有一导体棒ab跨放在框架上，并能无摩擦地沿框架滑动，框架及导体ab电阻不计，当ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求：

（1）导体ab上的感应电动势的大小；

（2）导体ab上感应电流的大小和方向；

（3）电阻R上产生的热功率多大？

13.如图所示，把一带电荷量为﹣5×10﹣8C的小球A用绝缘细绳悬吊，若将带电荷量为+4×10﹣6C的带电小球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距30cm时，绳与竖直方向成45°角，已知静电力常量k＝9.0×109N•m2/C2，A、B两小球均可视为点电荷，g＝10m/s2，求：

（1）A、B两球间的库仑力大小；

（2）A球的质量；

（3）撤去小球B，改加一匀强电场，为使小球A仍静止在原处，则所加匀强电场的场强最小值多大？

14.如图电路中，电源电动势Ed＝6V，内阻r＝1Ω，一定值电阻R0＝9.0Ω，变阻箱阻值在0﹣99.99Ω范围。

一平行板电容器水平放置，电容器极板长L＝100cm，板间距离d＝40cm，重力加速度g＝10m/s2，此时，将变阻箱阻值调到R1＝2.0Ω，一带电小球以v0＝10m/s的速度从左端沿中线水平射入电容器，并沿直线水平穿过电容器。

求：

（1）变阻箱阻值R1＝2.0Ω时，R0的电功率是多少？

（2）变阻箱阻值R1＝2.0Ω时，若电容器的电容C＝2μF，则此时电容器极板上带电量多大？

（3）保持带电小球以v0＝10m/s的速度从左端沿中线水平射入电容器，变阻箱阻值调到何值时，带电小球刚好从上极板右端边缘射出？

15.如图，两平行金属板A、B间电势差U=5×104V，在B板右侧有两个方向不同但宽度相同的有界磁场Ⅰ、Ⅱ，它们宽度为d1=d2=6.25m，磁感应强度分别为B1=2.0T、B2=4.0T，方向如图中所示。

现有一质量m=1.0×10-8kg、电荷量q=1.6×10-6C、重力忽略不计的粒子从A板的O点由静止释放，经过加速后恰好从B板的小孔Q处飞出。

试求：

（1）带电粒子从加速电场Q处飞出时的速度v的大小；

（2）带电粒子穿过磁场区域Ⅰ所用的时间t；

（3）若d1的宽度不变，改变d2的宽度，要使粒子不能从Ⅱ区飞出磁场，则d2的宽度至少为多大？

答案和解析

1.【答案】C

【解析】解：

A、梳子与头发摩擦会产生静电，吸起纸屑，是静电现象，不符合题意。

故A错误；

B、带电小球移至不带电金属附近，两者相互吸引属于静电感应现象，是静电现象，不符合题意。

故B错误；

C、小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流属于电磁感应现象，不属于静电现象。

故C正确。

D、从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉是由于摩擦会产生静电，也是静电现象，不符合题意。

故D错误；

本题选不属于静电现象的，故选：

C。

分析各现象的形成原因，然后判断各现象的成因是否与静电现象有关，然后答题．

静电是因为摩擦使物体带电的现象，平时所见到的摩擦起电现象都是一种静电现象．如：

塑料的梳子梳理干燥的头发的时候，头发和梳子会粘在一起，而且会产生噼啪的响声；玻璃棒和丝绸摩擦，用玻璃棒可以吸引碎纸片玻璃棒带正电，丝绸带负电；毛皮和橡胶棒摩擦也产生静电，现象和上面一样橡胶棒带负电，毛皮带正电；注意闪电不属于静电，静电积累到一定程度，正负电子引诱，而产生的放电现象．

2.【答案】C

【解析】解：

AB、若向右移动A板，则两极板间的距离减小，根据公式C=

，电容增大；由于Q一定，再根据公式C=

，电压减小，因此静电计指针张角减小，故AB错误；

CD、若向上移动A板，即两极板的正对面积减小，根据公式C=

，电容减小；由于Q一定，再根据公式C=

，电压增加，静电计指针张角增大，故C正确，D错误；

故选：

C。

静电计测定电容器极板间的电势差，电势差越大，指针的偏角越大；根据电容的决定式C=

分析电容的变化情况；由于极板所带电荷量不变，由电容的定义式C=

分析板间电势差的变化，再确定静电计指针的偏角变化情况。

本题是电容器的动态分析问题，关键明确电键闭合时，电压等于电源的电动势；电键断开后，电容器的带电量不变；同时要结合电容器的定义公式和决定公式列式分析。

3.【答案】B

【解析】解：

A、线框在匀强磁场中运动时，穿过线框的磁感线条数不变，即磁通量不变，没有感应电流产生，故A错误。

B、线框在磁场中转动时，穿过线框的磁通量发生变化，产生感应电流，故B正确。

CD、线框与磁场平行，穿过线框的磁通量为零，当线框向右平动时，磁通量保持为零，没有变化，所以没有感应电流产生，故CD错误。

故选：

B。

根据产生感应电流的条件：

穿过闭合电路的磁通量发生变化，判断各个选项

本题考查了感应电流产生的条件，分析清楚图示情景、明确磁通量是否发生变化，即可正确解题

4.【答案】A

【解析】解：

当变阻器R3的滑动触头P向b端移动时，滑动变阻器接入电阻减小，电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得，电路中总电流增大，内电压增大，因此路端电压减小，故电压表示数变小；

将R1等效为内阻，则可知并联部分电压一定减小，故流过R2的电流减小，因总电流增大，故电流表示数变大；故A正确，BCD错误；

故选：

A。

由图可知R2与R3并联后与R1串联，电压表测量路端电压；由滑片的移动可得出滑动变阻器接入电阻的变化，则由闭合电路的欧姆定律可得出总电流的变化，由U=E-Ir可得出路端电压的变化；将R1作为内阻处理，则可得出并联部分电压的变化，求得R2中电流的变化，由并联电路的电流规律可得出电流表示数的变化．

闭合电路的欧姆定律一般按先分析外电路，再分析内电路，最后再分析外电路的思路进行；若电阻与电源串联，可以等效为内阻处理．

5.【答案】C

【解析】

解：

A、D如图，画出粒子在磁场中运动的轨迹。

由几何关系得：

轨迹对应的圆心角α=2π-2θ

粒子在磁场中运动的时间t=

T=

•

=

则得知：

粒子的运动时间与v无关，故A错误；

若v一定，θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越短，故C正确；

B、粒子在磁场中运动的角速度ω=

，又T=

，则得ω=

，与速度v无关。

故B错误。

D、设粒子的轨迹半径为r，则r=

．如图，AO=2rsinθ=

，则若θ是锐角，θ越大，AO越大。

若θ是钝角，θ越大，AO越小。

故D错误。

故选：

C。

带电粒子进入磁场中，受到洛伦兹力而做匀速圆周运动，作出轨迹，由轨迹对应的圆心角等于粒子速度的偏向角，求出轨迹的圆心角α，由t=

T分析时间；

根据几何知识分析粒子离开磁场的位置与半径的关系；由ω=

，T=

分析角速度．

求带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的时间，常常根据t=

T，θ是轨迹的圆心角，根据几何知识，轨迹的圆心角等于速度的偏向角．

6.【答案】ABC

【解析】解：

A、真空冶炼炉可以冶炼高质量的合金时，是使金属材料发生涡流而快速发热的，故A正确；

B、图是充电器工作时绕制线圈的铁芯中会发热是因为线圈在铁芯中产生涡流而发热的，故B正确；

C、安检门可以探测人身是否携带金属物品是通过物体上产生涡流而使报警器发出警告的，故C正确；

D、工人穿上金属丝织成的衣服可以高压带电作业是利用静电屏蔽原理，故D错误。

故选：

ABC。

线圈中的电流做周期性的变化，在附近的导体中产生感应电流，该感应电流看起来像水中的漩涡，所以叫做涡流。

涡流会在导体中产生大量的热量。

掌握涡流的原理及应用与防止：

真空冶炼炉，硅钢片铁心，金属探测器，电磁灶等

7.【答案】BC

【解析】解：

在匀强磁场中，当电流方向与磁场垂直时所受安培力为：

F=BIL，由于磁场强度B和导线长度L不变，因此F与I的关系图象为过原点的直线，故AF错误，B正确，C也正确。

故选：

BC。

由于a、b导线的方向均与磁场垂直，根据安培力公式F=BIL写出表达式即可正确求解．

本题比较简单，考查了安培力公式F=BIL的理解和应用，考查角度新颖，扩展学生思维．

8.【答案】CD

【解析】解：

A、带电粒子在磁场中向左偏转，根据左手定则，知该粒子带正电。

故A错误。

B、所有打在AlA2上的粒子，在磁场B'中做匀速圆周运动，运动的时间等于t=

，T=

，则t=

，与带电粒子的比荷有关。

故B错误。

C、粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平衡，有：

qE=qvB．则v=

．故C正确。

D、经过速度选择器进入磁场B'的粒子速度相等，根据

知，粒子打在AlA2上的位置越靠近P，则半径越小，粒子的比荷越大。

故D正确。

故选：

CD。

粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平衡，根据带电粒子在磁场中的偏转方向判断电荷的电性。

根据平衡求出粒子经过速度选择器的速度。

通过带电粒子在磁场中的偏转，根据半径的大小判断粒子比荷的大小。

解决本题的关键知道粒子在速度选择器中做匀速直线运动，在磁场中做匀速圆周运动。

9.【答案】BD

【解析】解：

A、由图知无穷远处的电势为0，B点的电势为0，由于沿着电场线电势降低，所以O点的电荷Q1带正电，C点电荷Q2带负电。

由于B点距离O比较远而距离C比较近，所以Q1的电荷量大于Q2的电荷量，故A错误；

B、沿着电场线电势逐渐降低，可知G点的电场强度沿x轴负方向，故B正确；

C、带负电的试探电荷在G点受x正方向的电场力，故沿x正向加速运动，不能到达D点，故C错误；

D、负电荷从D点到J点的电场力先沿x正向后沿x负向，故电场力先做正功后做负功，故D正确。

故选：

BD。

根据顺着电场线方向电势降低，判断两个电荷的电性。

根据B点距离O比较远而距离C比较近，确定电荷量的大小。

分析电场力的方向判断电场力做功的正负。

解决本题的关键是明确沿着电场线电势逐渐降低，分析场强的方向，判断电场力的方向。

10.【答案】S T 0刻线 ADC 1.9×104 OFF

【解析】解：

（1）电表使用前要旋转机械调零旋钮S进行机械调零，使指针对准电流的0刻线；

（2）将K旋转到电阻挡“×l00“的位置．

（3）将插入“十“、“-“插孔的表笔短接，旋动欧姆调零旋钮T，使指针对准电阻的0刻线．

（4）欧姆表指针偏转角度过小，说明所选挡位太小，应换大挡进行测量，应将旋转开关K置于“×1k”，然后进行欧姆调零，再测电阻，

因此合理是实验步骤是：

A、D、C．

（5）由图乙所示可知，被测电阻Rx=19×1000Ω=1.9×104Ω，

（6）测量完毕后，要将选择开关旋转到0FF位置．

故答案为：

（1）S；（3）T；0刻线；（4）ADC；（5）1.9×104；（6）OFF

①电表使用前要使指针指在0刻线位置，通过调节调零旋钮实现；

③欧姆表测量前要进行欧姆调零；

④欧姆表中值电阻附近刻度线最均匀，读数误差最小，故测量电阻时，要通过选择恰当的倍率使指针指在中值电阻附近；每次换挡要重新调零；

⑤欧姆表读数=刻度盘读数×倍率；

⑥欧姆表使用完毕，要将旋钮选择“OFF”挡或者交流电压最大挡，若长期不用，需要将电池取出．

本题考查了多用电表的使用方法，掌握基础知识即可正确解题；使用欧姆表测电阻时，要选择合适的挡位，使指针指在中央刻度线附近．

11.【答案】甲 B C 1.5 0.83

【解析】解：

（1）干电池内阻较小，为减小实验误差，应选题甲所示电路图；

（2）一节干电池电动势约为1.5V，则电压表应选B，为方便实验操作，滑动变阻器应选C；

（3）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出电源的U-I图象如图所示；

（4）由图示电源U-I图象可知，图象与纵轴交点坐标值是1.5，则电源电动势E=1.5V，

电源内阻：

r=

=

=0.83．

故答案为：

（1）甲；

（2）B，C；（3）如图；（4）1.5；0.83

（1）分析图示电路结构，然后答题；

（2）根据电源电动势选择电压表，为方便实验操作应选最大阻值较小的滑动变阻器；

（3）应用描点法作出图象；

（4）根据电源的U-I图象求出电源电动势与内阻；

本题考查了实验电路选择、实验器材选择、作图象、求电源电动势与内阻等问题，要知道实验原理，要掌握应用图象法处理实验数据的方法；电源的U-I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势图象斜率的绝对值是电源内阻．

12.【答案】解：

（1）导体棒垂直切割磁感线，产生的感应电动势大小为：

E=BLv=0.4×0.5×4V=0.8V；

（2）导体棒ab相当于电源，由闭合电路欧姆定律得体ab上感应电流为：

I=

=

A=4A

由右手定则知感应电流的方向由b向a．

（3）电阻R上的热功率：

P=I2R=42×0.2W=3.2W．　

答：

（1）导体ab上的感应电动势的大小为0.80V．

（2）导体ab上感应电流的大小为4A，感应电流的方向为b→a．

（3）电阻R上产生的焦耳热功率为3.2W．

【解析】

（1）根据切割产生的感应电动势大小公式E=BLv求出感应电动势的大小

（2）由右手定则判断感应电流的方向．根据闭合电路欧姆定律求出感应电流的大小．

（3）根据P=I2R求出电阻R上产生的热功率．

本题是简单的电磁感应问题，关键掌握切割产生的感应电动势公式、右手定则、闭合电路欧姆定律等知识点，并能正确应用．

13.【答案】解：

（1）由库仑定律得：

F库=

，

代入数据：

F库=0.02N。

（2）对A受力分析如图所示：

根据物体平衡得：

F库=mgtanα，

代入数据：

m=2×10-3kg。

（3）当电场力的方向与细线垂直时，电场强度最小。

由mgsinα=qE，

解得：

E=

=

​N/C=2

×105N/C；

答：

（1）A、B两球间的库仑力大小为0.02N；

（2）A球的质量是2×10-3kg；

（3）撤去小球B，改加一匀强电场，为使小球A仍静止在原处，则所加匀强电场的场强最小值是2

×105N/C。

【解析】

（1）根据库仑定律，即可求解；

（2）根据受力分析，结合平衡条件，及平行四边形定则，即可求解；

（3）依据电场力的方向与细线垂直时，电场强度最小，结合平衡条件，及三角知识，即可求解。

考查库仑定律与平衡条件的应用，掌握三角知识，及平行四边形定则的内容，注意当电场力的方向与细线垂直时，电场强度最小。

14.【答案】解：

（1）当R1=2.0Ω时，闭合回路电流I为：

I=

代入数据解得：

I=0.5A

于是：

PR0=I2R0=0.52×9W=2.25W

（2）当R1=2.0Ω时，UR1=IR1=1V

由Q=CU=2×10-6C

（3）当R1=2.0Ω时，则：

Mg=qE

   E=

电路中分压关系，则有：

UR1=

调节变阻箱阻值到R

，使得带电小球刚好从上极板边缘射出，则：

qE2-Mg=Ma

且

=

和 E2=

又：

水平向：

L=vot

由以上各工，代入数值得：

R1’=50Ω

（1）变阻箱阻值R1=2.0Ω时，R0的电功率是2.25W。

（2）电容器极板上带电量为2×10-6C。

（3）变阻箱阻值调到50Ω时，带电小球刚好从上极板右端边缘射出。

【解析】

（1）由闭合电路欧姆定律求得电流，由功率公式坦求得功率。

（2）由Q=CU求得电量。

（3）水平向匀速直线运动，竖直向匀加速运动，由在竖直向的偏转距离为

可确定出电容器的电压，结合电路确定出电阻值。

本题是欧姆定律与牛顿运动定律的综合应用，要能熟练运用运动的分解法，将类平抛运动分解成两个相互垂直的简单直线运动的合成，由动力学的基本方法研究。

15.【答案】解：

（1）粒子在电场中做匀加速直线运动，由动能定理有：

qU=

mv2-0

解得：

v=4.0×103 m/s

（2）粒子运动轨迹如图，设粒子在磁场区域Ⅰ中做匀速圆周运动的半径为r，由洛伦兹力提供向心力得：

qvB1=

代入数据解得：

r=12.5 m

设粒子在Ⅰ区内做圆周运动的圆心角为θ，则：

sin θ=

=

=

，

所以θ=30°

粒子在Ⅰ区运动周期T=

则粒子在Ⅰ区运动时间t=

T，

解得：

t=

 s

（3）设粒子在Ⅱ区做圆周运动的轨道半径为R，则有：

qvB2=

解得：

R=6.25 m

要使粒子不能从Ⅱ区飞出磁场，粒子运动的轨迹与磁场边界相切时，由图可知Ⅱ区磁场的宽度至少为：

d2=R+Rcos 60°=1.5R=9.375 m

答：

（1）带电粒子从加速电场Q处飞出时的速度v的大小是4.0×103 m/s；

（2）带电粒子穿过磁场区域Ⅰ所用的时间是

 s；

（3）若d1的宽度不变，改变d2的宽度，要使粒子不能从Ⅱ区飞出磁场，则d2的宽度至少为9.375 m。

【解析】

（1）粒子在电场中只受电场力做功，由动能定理可求得粒子离开I区域时的速度；

（2）粒子在磁场Ⅱ中做圆周运动，由牛顿第二定律可得出粒子运动半径，由几何关系可得出粒子在Ⅱ中转过的圆心角，则可求得粒子运动的时间；

（3）由牛顿第二定律可求得粒子区域Ⅱ中的半径，由几何关系可得d2的宽度。

粒子在磁场中的运动一定要注意找出圆心和半径，进而能正确的应用好几何关系，则可顺利求解！