届四川省成都市高中毕业班摸底测试物理试题解析版.docx
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届四川省成都市高中毕业班摸底测试物理试题解析版
四川省成都市2018届高中毕业班摸底测试试题(物理)
一、本题包括6小题,每小题3分,共18分,每小题只有一个选项符合题意。
1.关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是()
A.电磁波由真空进入介质,频率不变,速度变大
B.均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场
C.声波和电磁波都可在真空中传播
D.雷达是用电磁波来测定物体位置的设备
【答案】D
【解析】
【详解】根据n=c/v可知,电磁波由真空进入介质,速度变小,频率不变,故A错误;根据电磁波理论可知,均匀变化的电场产生稳定的磁场,故B错误;声波属于机械波,它的传播离不开介质,电磁波可在真空中传播,故C错误;雷达的工作原理是:
发射电磁波对目标进行照射并接收其回波,由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息,故D正确。
故选D。
2.真空中有两个完全相同的、可视为点电荷的甲、乙带电小球,甲的电荷量为q,乙的电荷量为-2q,当它们相距为r时,它们间的库仑力大小为F。
现将甲、乙充分接触后再分开,且将甲、乙间距离变为2r,则它们间的库仑力大小变为()
A.F/32B.F/16C.F/8D.F/4
【答案】A
【解析】
【详解】当甲、乙充分接触后它们的电荷量先中和再平分,所以接触后带的电荷量都为-q/2,由库伦力的公式F=k
可得,原来电荷之间
,将甲、乙充分接触后再分开,且将甲、乙间距离变为2r后的库仑力的大小为
,所以A正确。
故选A。
【点睛】当两个异种电荷接触后,电荷的电量先中和之后再平分电量,找到电量的关系再由库伦力的公式F=k
计算即可.
3.下列说法正确的是()
A.电荷在电场中某处不受电场力,则该处的电场强度一定为零
B.电荷在电场中某处不受电场力,则该处的电势一定为零
C.运动电荷在磁感应强度不为零的地方,一定受到洛仑兹力的作用
D.运动电荷在磁场中某处不受洛仑兹力,则该处的磁感应强度一定为零
【答案】A
【解析】
试题分析:
电荷在电场中某处不受电场力,则该处的电场强度一定为零,选项A正确;电荷在电场中某处不受电场力,则该处的电势不一定为零,例如在等量同种电荷连线的中点处,选项B错误;运动电荷在磁感应强度不为零的地方,不一定受到洛仑兹力的作用,例如当电荷的速度与电场线平行时,选项C错误;运动电荷在磁场中某处不受洛仑兹力,则该处的磁感应强度不一定为零,例如当电荷的速度与电场线平行时,选项D错误;故选A.
考点:
电场力和洛伦兹力
【名师点睛】此题是对电场和磁场性质的考查;要知道电荷在电场中某处不受电场力,则该处的电场强度一定为零,反之也成立;若运动电荷在磁感应强度为零的地方,一定不受到洛仑兹力的作用,但是运动电荷在磁场中某处不受洛仑兹力,则该处的磁感应强度不一定为零,要考虑粒子速度与磁场平行的情况.
4.磁悬浮列车需要很强的磁场,因此线圈中的电流将非常大。
用超导材料做磁悬浮线圈主要是因为()
A.超导线圈强度大
B.只有超导线圈才能产生强磁场
C.低于临界温度时,超导线圈无电阻不发热
D.低于临界温度时,超导线圈有电阻但不发热
【答案】C
【解析】
【详解】线圈强度与是否是超导体无关,故A错误;只要电流大就能产生强磁场,故B错误;达到临界温度时,超导体电阻变为零,根据Q=I2Rt可知,产生热量为零,减小能量损耗,超导材料做磁悬浮线圈正是用了超导体的这一特性,故C正确,D错误。
故选C。
5.如图所示,实线为方向未知的三条电场线,一带电粒子(不计重力)从电场中a点以某一初速度运动至b点,运动轨迹如图中虚线所示,则下列判断正确的是()
A.a点的电场强度大于b点的电场强度
B.a点的电势高于b点的电势
C.粒子在b点的动能小于在a点的动能
D.粒子在b点的电势能小于在a点的电势能
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知b处电场线比a处电场线密,因此a点的电场强度小于b点电场强度,故A错误;由于电场线方向和带电粒子带电正负不知,无法判断a、b两点电势高低,故B错误;从a运动b过程中,根据做曲线运动带电粒子的受力特点可知,电场力的方向与运动方向之间的夹角小于90°,电场力做正功,动能增大,电势能减小,与粒子所带电荷的正负无关,故C错误;D正确。
故选D。
【点睛】在电场中跟据带电粒子运动轨迹和电场线关系判断电场强度、电势、电势能、动能等变化是对学生基本要求,也是重点知识,要重点掌握.
6.如图所示,甲为一台小型发电机构造示意图,线圈逆时针转动,产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示。
发电机线圈内阻为1Ω,外接灯泡的电阻为9Ω,则()
A.电压表的示数为6V
B.灯泡消耗的电功率是6.48W
C.线圈转动的角速度为l00πrad/s
D.在t=l×10-2s时刻,穿过线圈的磁通量为零
【答案】C
【解析】
【详解】由图象可知,电动机电压的最大值为6
V,那么有效电压就是6V,电压表测量的是灯泡的电压,所以电压为
×9V=5.4V,所以A错误。
由P=U2/R知,P=
=3.24W,所以B错误。
由ω=
=l00πrad/s,所以C正确。
在t=l×10-2s时刻,有图象可知此时的电动势为零,那么此时的磁通量应该是最大的,所以D错误。
故选C。
【点睛】应用正弦式交变电流最大值和有效值间的关系,判断出电压,其它的由公式都可以求出,就是看对交变电流的理解.
二、多选题
7.如图所示,回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形盒,两盒间构成一狭缝,两D形盒处于垂直于盒面的匀强磁场中。
下列有关回旋加速器的描述正确的是()
A.粒子由加速器的边缘进入加速器
B.粒子由加速器的中心附近进入加速器
C.粒子在狭缝和D形盒中运动时都能获得加速
D.交流电源的周期必须等于粒子在D形盒中运动周期的2倍
【答案】B
【解析】
【详解】由qvB=
⇒v=
.当r越大时,v越大。
粒子由加速器中心附近进入加速器才可使粒子加速到最大,故A错误;由A选项中的分析可知粒子由加速器的中心附近进入加速器,速度可加速到最大,故B正确;狭缝中电场可加速粒子,在D形盒中运动时,由左手定则知,洛伦兹力总与速度方向垂直,不对粒子加速,故C错误;交流电源周期必须等于粒子运动周期,才可以进行周期性的加速,故D错误;故选B。
8.如图所示,有一电动势e=100
sinl00πt(V)的交流电源与理想变压器输入端相连,已知理想变压器原、副线圈匝数比为5:
1,输出端电阻R的阻值为4Ω。
则()
A.当变压器原线圈瞬时电压为零时,电压表读数也为零
B.电压表读数为20V
C.电流表读数为
A
D.理想变压器的输出功率为100W
【答案】BD
【解析】
【详解】电压表读数为副线圈有效值,根据公式E=
,得U1=100V;由
得 U2=100×
=20V,故A错误;电压表读数为U2的值20V 故B正确。
电流表读数:
因I2=
=5A 由
得 I1=
I2=1A,电流表读数为1A,故C错误; 理想变压器的输出功率P=U2I2=100W,故D正确。
故选BD。
【点睛】电表读数为交流电有效值,正弦交流电有效值等于最大值的
,输出功率用有效值计算.
9.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,平行板电容器C的两金属板水平放置.G为灵敏电流计。
开关S闭合后,两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态。
则在滑动变阻器R的触头P向上移动的过程中,下列判断正确的是()
A.灵敏电流计G中有b→a的电流
B.油滴向上加速运动
C.电容器极板所带电荷量将减小
D.通过电阻R2的电流将减小
【答案】AB
【解析】
【详解】在滑动变阻器R的触头P向上移动的过程中,R增大,总电阻增大,电动势和内阻不变,可知总电流减小,内电压减小,外电压增大,外电压等于R1上的电压和R2与R并联电压之和,而R1上的电压减小,所以R2与R的并联电压增大,通过R2的电流增大。
根据Q=CU,电容器所带的电量增大,上极板带正电,电容器充电,所以流过电流计的电流方向是b→a.电容器两端电压增大,电场强度增大,电场力增大,开始电场力与重力平衡,所以油滴会向上加速。
故AB正确,CD错误。
故选AB。
【点睛】处理本题的关键是抓住不变量,熟练运用闭合电路的动态分析.注意处理含容电路时,把含有电容的支路看成断路,电容器两端的电压等于和电容器并联支路的电压.
10.如图所示,一个质量为m的带电小球从M点自由下落,M点距场区水平边界PQ的高度为h,边界PQ下方有方向竖直向下、大小为E的匀强电场,同时还有垂直于纸面的大小为B的匀强磁场。
小球从边界上的a点进入复合场后,恰能做匀速圆周运动,并从边界上的b点穿出。
重力加速度为g,不计空气阻力,则下列说法正确的是()
A.小球带负电,电荷量大小
B.匀强磁场方向垂直于纸面向外
C.小球从a运动到b的过程中,小球的电势能先减小后增大
D.小球在复合场中做匀速圆周运动的半径R=
【答案】AD
【解析】
【详解】因小球在复合场中做匀速圆周运动,故电场力和重力平衡,电场力向上,故粒子带负电;由Eq=mg可知,q=
,故A正确;由图可知,圆周运动的圆心在上方,故洛仑兹力向上,由左手定则可知,磁场向里,故B错误;小球从a到b的过程中,电场力先做负功再做正功,故电势能先增大后减小,故C错误;粒子进入混合场时的速度由机械能守恒得:
v=
;由Bqv=
可得,半径
;故D正确;故选AD。
【点睛】此类题目应熟记:
在混合场中若粒子做匀速圆周运动,则一定有电场力与重力平衡,合力为洛仑兹力.
11.我国于2011年5月1日起,醉酒驾驶由交通违法行为升级为犯罪行为。
“陶瓷气敏传感器”可以用于分析气体中酒精蒸汽的含量。
如果司机饮酒,血液中的酒精成分扩散到呼出的气体中,呼出的气体喷在传感器上,传感器的电阻将随酒精蒸汽浓度发生相应的变化,从而可以检测血液中的酒精含量。
某种陶瓷气敏传感器的电导(即电阻的倒数)与气体中酒精蒸汽浓度C的关系如图甲所示。
现用其组成如图乙所示的检测电路(电池内阻为r,电流表内阻不计).以下判断正确的是()
A.此陶瓷气敏传感器的电阻与气体中酒精蒸汽的浓度C成正比
B.气体中酒精蒸汽的浓度C越大,则电流表指针偏转的角度越小
C.气体中酒精的蒸汽浓度C越大,则电池路端电压越小,传感器上电压也越小
D.气体中酒精的蒸汽浓度C越大,则传感器电阻越小,电源的总功率越小
【答案】C
【解析】
【详解】传感器的电导与酒精蒸汽的浓度成正比,而电导和电阻互为倒数。
故A错。
气体中酒精蒸汽的浓度C越大,电导越大,电阻越小,闭合电路的总电阻越小,总电流越大,电流表指针偏转的角度越大。
故B错。
气体中酒精的蒸汽浓度C越大,电阻越小,闭合电路的总电阻越小,总电流越大,内电压越大,外电压越小。
电阻R0上的电压越大,所以传感器上电压也越小。
故C正确。
气体中酒精的蒸汽浓度C越大,传感器电阻越小,总电流越大,电源总功率P=EI,可知电源的总功率越大,故D错。
故选C。
12.矩形导线框abcd放在匀强磁场中,磁感线方向与线圈平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图象如图所示,t=0时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里。
若规定导线框中感应电流逆时针方向为正,安培力方向取向上为正。
则在0~4s时间内,线框中的感应电流I、ab边所受安培力F随时间变化的图象正确的是()
A.
B.
C.
D.
【答案】AC
【解析】
【详解】由图可知,0-2s内,线圈中磁通量的变化率相同,故0-2s内电流的方向相同,由楞次定律可知,电路中电流方向为顺时针,即电流为负方向;同理可知,2-4s内电路中的电流为逆时针,且两段时间内电流强度大小时等,故A正确,B错误;由
可知,电路中电流大小时恒定不变,故由F=BIL可知,F与B成正比;且b中电流一直为由a至b,则由左手定律可知,电流方向0时刻为向上,为正,故C正确,D错误;故选AC。
【点睛】本题要求学生能正确理解B-t图的含义,才能准确的利用楞次定律、左手定律等进行判定;解题时要特别注意,0-2s,2-4s,虽然磁场的方向发生了变化,但因其变化为连续的,故产生的电流一定是相同的.
三、实验题:
13.如图甲所示,20分度游标卡尺的读数是_______cm;如图乙所示,螺旋测微器的读数是_____mm。
【答案】
(1).10.380;
(2).2.969-2.971
【解析】
【详解】游标卡尺的主尺读数为103mm,游标读数为0.05×16mm=0.80mm,所以最终读数为103.80mm=10.380cm.
螺旋测微器固定刻度为2.5mm,可动刻度为0.01×47.0=0.470mm,所以最终读数为2.970mm.
【点睛】解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法,主尺读数加上游标读数,不需估读.以及螺旋测微器的读数方法,固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读.
14.下列有关电学实验的说法中,正确的是_____(填选项字母)
A.在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”实验中,用恒定电流场模拟静电场
B.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,电流表采用内接法,滑动变阻器采用限流式接法
C.在“测定金属的电阻率”实验中,用螺旋测微器测量金属丝的直径,为减小误差,多次测量求平均值
D.在使用多用电表欧姆档测未知电阻时,不必每次换档都进行欧姆档调零
【答案】AC
【解析】
在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”实验中,用恒定电流场模拟静电场.故A正确.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,由于小灯泡的电阻较小,使用电流表的外接法误差较小,电流和电压要从零开始测起,滑动变阻器需采用分压式接法.故B错误.测量金属丝的直径,一次测量偶然误差较大,应多次测量取平均值.故C正确.使用多用电表时,每换一次挡,需重新欧姆调零一次.故D错误;故选AC.
点睛:
本题考查了四个电学实验,关键掌握实验的原理、误差来源以及注意事项,以及知道滑动变阻器分压式接法和限流式接法的区别,电流表内外接的区别.
15.
(1)甲同学按如图甲所示电路测量量程为500μA的电流表G的内阻。
他按图甲连接好电路后,先闭合S1,断开S2,调节R1,使电流表G的指针满偏。
再闭合S2,保持R1的滑动触头不动,调节R2使电流表G的指针指到满刻度的1/3。
若此时电阻箱R2各旋钮的位置如图乙所示,则电流表G的内阻测量值RG=____Ω。
(2)现将该电流表G改装成量程为3V的电压表V,需给该电流表G串联一阻值为_____Ω的电阻。
(3)乙同学将
(2)问中改装的电压表V校准后采用伏安法测量某待测电阻Rx,实验室还备有以下器材:
A.待测电阻Rx,阻值约为200Ω
B.电源E,电动势为3V,内阻可忽略不计
C.电流表A,量程为0~15mA,内阻rA=20Ω
D.滑动变阻器R′1,最大阻值10Ω
E.滑动变阻器R′2,最大阻值5kΩ
F.开关S,导线若干
①为提高实验精确度,尽可能测量多组数据,实验中滑动变阻器应选择____(填器材序号字母)。
②请在虚线框内画出乙同学用伏安法测量电阻Rx的电路图_______。
【答案】
(1).
(1)100
(2).
(2)5900(3).(3)①D(4).②见解析;
【解析】
【详解】
(1)因s2闭合前后电总电流不变,则电流表达满偏刻度的1/3时,则并联电阻的电流为电流表满偏电流的2/3.因是并联关系,则
得:
Rg=
R=2R
由电阻箱可读出:
R=50Ω
则:
Rg=2R=2×50=100Ω
(2)改装成电压表要串联的阻值为 R=
−Rg=5900Ω
(3)因测量范围大,要采用滑动变阻器分压式接法,宜用小阻值,故选D.
因电压表内阻比得测电阻大的多,宜用电流表外接法.故画得电路图如图所示;
【点睛】考查的电阻箱的读数,半偏法测电阻,明确总电流认为不变;电路的设计,电流表的内外接法要求大电阻内接法,小电阻外接法.滑动变阻器分压式接法宜用小阻值.
四、计算题
16.一次闪电过程通常由若干个相继发生的闪击构成,每个闪击持续时间很短,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。
在某一次闪电前,云地之间的电势差约为1.0×109V,云地间距离约为2km;第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6C,闪击持续时间约为5×10-5s。
若闪电前云地间的电场可以看做匀强电场,试估算:
(1)闪电前云地间的电场强度大小。
(2)第一个闪击过程中闪电电流的平均值。
(3)第一个闪击过程中释放的能量。
【答案】
(1)5×105V/m
(2)1.2×105A(3)6×109J
【解析】
【详解】
(1)电场强度大小
.
(2)平均电流
.
(3)第一个闪击过程中释放的能量 W=qU=6×1.0×109J=6×109J.
17.如图所示电路中,电源电动势E=12V,内阻r=2Ω,指示灯RL的阻值为16Ω,电动机M线圈电阻RM为2Ω.当开关S闭合时,指示灯RL的电功率P=4W.求:
(1)流过电流表A的电流.
(2)电动机M输出的机械功率.
【答案】
(1)2A.
(2)7.5W.
【解析】
试题分析:
(1)由图可知,指示灯与电动机并联;已知指示灯的电功率,则由功率公式P=I2R可求得灯泡中的电流,再由欧姆定律可求得并联部分的电压,由闭合电路的欧姆定律可求得干路中的电流;
(2)由并联电路的电流规律可求得电动机的电流,则由功率公式P=UI可求得电动机消耗的总功率,而输出功率等于总功率减去热功率.
解:
(1)设流过指示灯RL的电流为I1,流过电流表A的电流为I
则指示灯RL的电功率P=I12RL
代入数据解得I1=0.5A
路端电压U=I1RL=8V
由闭合电路欧姆定律有E=U+Ir
解得I=2A
即流过电流表的电流示数为2A.
(2)设流过电动机M的电流为I2
根据并联电路的电流关系I2=I﹣I1=1.5A
电动机输出的机械功率P出=I2U﹣I22RM
代入数据解得P出=7.5W
电动机输出的机械功率为7.5W.
【点评】此类题目首先要明确电路的结构,再根据电路特点选择合适的方法;因电动机不是纯电阻电路,故应特别注意功率公式的选择,应由P=UI求总功率,不能用P=
求电动机的总功率.
18.如图所示,水平放置的、足够长的光滑金属轨道与光滑倾斜轨道以小圆弧平滑对接。
在倾斜轨道上高h=l.8m处放置一金属杆a,在平直轨道靠右端处放置另一金属杆b,平直轨道区域有竖直向上的匀强磁扬。
现由静止释放杆a,杆a下滑到水平轨道后即进入磁场,此时杆b的速度大小为v0=3m/s,方向向左。
已知ma=2kg,mb=lkg,金属杆与轨道接触良好,g取10m/s2。
求:
(1)杆a下滑到水平轨道上瞬间的速度大小。
(2)杆a、b在水平轨道上的共同速度大小。
(3)在整个过程中电路消耗的电能。
【答案】
(1)6m/s
(2)3m/s(3)27J
【解析】
【详解】
(1)设杆a下滑到水平轨道瞬间的速度为Va,杆a从斜轨道上下滑到水平轨道的过程中,只有重力做功,由机械能守恒定律得magh=
mava2
解得va=6m/s.
(2)当a以6m/s的速度进入匀强磁场后,a、b两杆所受的安培力等大反向,合力为零,最终一起匀速运动.设共同的速度为V,取水平向右为正,由动量守恒定律得
mava-mbv0=(ma+mb)v
解得v=3m/s
(3)设消耗的电能为E,由能量守恒定律得E=
mava2+
mbv02-
(ma+mb)v2
代入数据解得E=27J.
【点睛】本题很好的考查了机械能守恒、动量守恒和能量守恒定律,把力学和电磁场有机的结合了起来,考查了学生的分析能力,是个好题.
19.如图所示的平面直角坐标系,x轴水平,y轴竖直,第一象限内有磁感应强度大小为B,方向垂直坐标平面向外的匀强磁场;第二象限内有一对平行于x轴放置的金属板,板间有正交的匀强电场和匀强磁场,电场方向沿y轴负方向,场强大小未知,磁场垂直坐标平面向里,磁感应强度大小也为B;第四象限内有匀强电场,电场方向与x轴正方向成45°角斜向右上方,场强大小与平行金属板间的场强大小相同。
现有一质量为m,电荷量为q的粒子以某一初速度进入平行金属板,并始终沿x轴正方向运动,粒子进入第一象限后,从x轴上的D点与x轴正方向成45°角进入第四象限,M点为粒子第二次通过x轴的位置。
已知OD距离为L,不计粒子重力。
求:
(1)粒子运动的初速度大小和匀强电场的场强大小。
(2)DM间的距离。
(结果用m、q、v0、L和B表示)
【答案】
(1)
(2)
【解析】
【详解】
(1)、粒子在板间受电场力和洛伦兹力做匀速直线运动,设粒子初速度为v0,由平衡条件有:
qv0B=qE…①
粒子在第一象限内做匀速圆周运动,圆心为O1,半径为R,轨迹如图,
由几何关系知R=
…②
由牛顿第二定律和圆周运动的向心力公式有:
qv0B=m
…③
由②③式解得:
v0=
…④
由①④式解得:
E=
…⑤
(2)、由题意可知,粒子从D进入第四象限后做类平抛运动,轨迹如图,设粒子从D到M的运动时间为t,将运动分解在沿场强方向和垂直于场强的方向上,则粒子沿DG方向做匀速直线运动的位移为:
=v0t…⑥
粒子沿DF方向做匀加速直线运动的位移为:
…⑦
由几何关系可知:
,
…⑧
由⑤⑥⑦⑧式可解得
.
【点睛】
此类型的题首先要对物体的运动进行分段,然后对物体在各段中进行正确的受力分析和运动的分析,进行列式求解;洛伦兹力对电荷不做功,只是改变运动电荷的运动方向,不改变运动电荷的速度大小.带电粒子做匀速圆周运动的圆心、半径及运动时间的确定:
①、圆心的确定:
因为洛伦兹力提供向心力,所以洛伦兹力总是垂直于速度的方向,画出带电粒子运动轨迹中任意两点(一般是射入磁场和射出磁场的两点)洛伦兹力的方向,其延长线的交点即为圆心.②、半径的确定:
半径一般都是在确定圆心的基础上用平面几何的知识求解,常常用到解三角形,尤其是直角三角形.③、运动时间的确定:
利用圆心角与弦切角的关系或者四边形的内角和等于360°计算出粒子所经过的圆心角θ的大小,用公式t=
可求出运动时间.