湖北省忻州市新洲一中阳逻校区2020届高二物理电学综合训练试题 17页

新洲一中阳逻校区2020届高二物理电学综合训练试题 ‎ ‎2020.2.11‎ 一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分 ‎1.关于磁感线，下列说法中正确的是 （ ）‎ Ａ、磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向；‎ Ｂ、磁感线一定从磁体的N极出发，到S极终止；‎ Ｃ、任何磁场的磁感线都是闭合曲线，磁感线在空间不能相交；‎ Ｄ、磁感线密处磁场强，磁感线疏处磁场弱；‎ ‎2．物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用.下面列举的四种器件中，利用电磁感应现象工作的是（ ）‎ A.回旋加速器 B.日光灯 C.质谱仪 D.示波器 ‎3．右图所示，为正电荷Ｑ的电场，Ａ、Ｂ是电场中的两点，将电量为q=5×10－8库仑的正点电荷（试探电荷）置于Ａ点，所受电场力为2×10－3牛，则下列判断正确的是（ ）‎ Ａ．将点电荷ｑ从Ａ点移走，则该点的电场强度为零 Ｂ．将电量为q的负点电荷放于A点，A点场强大小为4.0×104N/C，方向指向Ｂ Ｃ．将电量为2q的正点电荷放于Ａ点，A点场强大小为8.0×104 N/C，方向指向Ｂ Ｄ．Ｂ点处的电场强度小于4.0×104N/C ‎4．点电荷Q1、Q2和Q3所产生的静电场的等势面与纸面的交线如图中的实线所示，图中标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，a、b、c……表示等势面上的点，下列说法正确的有 （ ）‎ A．位于g点的点电荷不受电场力作用 B．b点的场强与d点的场强大小一定相等 C．把电荷量为q的正点电荷从a点移到i点，再从i点移到f点过程中，电场力做的总功大于把该点电荷从a点直接移到f点过程中电场力所做的功 D．把1库仑正电荷从m点移到c点过程中电 场力做的功等于7KJ ‎…………‎ ‎5.如图，电源的内阻不能忽略，当电路中点亮的电灯的数目增多时，下面说法正确的是 A、 外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小 B、 外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐不变 C、 外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐不变 D、 外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小 ‎6． 高温超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如图。超导部件有一个超导临界电流，当通过限流器的电流时，将造成超导体失超，从超导态（电阻为零）转变为正常态（一个纯电阻），以此来限制电力系统的故障电流。已知超导部件的正常态电阻为，超导临界电流，限流电阻，小灯泡上标有“，”的字样，电源电动势，内阻。原来电路正常工作，现突然发生短路，则（ ）‎ ‎、短路前通过的电流为；‎ ‎、短路后超导部件将由超导状态转化为正常态；‎ ‎、短路后通过的电流为；‎ ‎、短路后通过的电流为；‎ a b c E ‎7．如图所示，匀强电场E方向竖直向下，水平匀强磁场B垂直纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷。已知a静止，b、c在纸面内均做匀速圆周运动（轨迹未画出）。以下说法正确的是 （ ）‎ A．a的质量最大，c的质量最小，b、c都沿逆时针方向运动 B．b的质量最大，a的质量最小，b、c都沿顺时针方向运动 C．三个油滴质量相等，b沿顺时针方向运动，c沿逆时针方向运动 D．三个油滴质量相等，b、c都沿顺时针方向运动 ‎8． 如图所示，一个理想边界为PQ、MN的匀强磁场区域，磁场宽度为d，方向垂直纸面向里。一电子从O点沿纸面垂直PQ以速度v0进入磁场。若电子在磁场中运动的轨道半径为2d。O′在MN上，且OO′与MN垂直。下列判断正确的是 vo d O MH NMH PMH QMH O′‎ ‎× × ×‎ ‎× × × ×‎ ‎× × × ×‎ ‎× × ×‎ ‎× × × ×‎ ‎× × × ×‎ ‎× × ×‎ ‎× × × ×‎ ‎× × × ×‎ ‎× × ×‎ ‎× × × ×‎ ‎× × × ×‎ ‎× × ×‎ ‎× × × ×‎ ‎× × × ×‎ ‎× × ×‎ ‎× × × ×‎ ‎× × × ×‎ ‎× × ×‎ ‎× × × ×‎ ‎× × × ×‎ ‎× × ×‎ ‎× × × ×‎ ‎× × × ×‎ ‎× × ×‎ ‎× × × ×‎ ‎× × × ×‎ ‎× × ×‎ ‎× × × ×‎ ‎× × × ×‎ 左 右 A．电子将向右偏转 B．电子打在MN上的点与O′点的距离为d C．电子打在MN上的点与O′点的距离为 D．电子在磁场中运动的时间为 a b c 甲 B t/s ‎1　　3　　 5　 7‎ O B0‎ ‎-2B0‎ ‎-B0‎ 乙 ‎9． 如图甲所示，正三角形导线框abc 放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，t=0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里．图丙中能表示线框的ab边受到的磁场力F随时间t的变化关系的是(力的方向规定以向左为正方向)‎ I1‎ L S I2‎ A ‎10．如图所示的电路中，电键S闭合且电路达到稳定时，流过灯泡A和线圈L的电流分别为I1和I2．在电键S切断的瞬间，为使小灯泡能比原来更亮一些，然 后逐渐熄灭，则 A．必须使I2>I1‎ B．与I1、I2大小无关，但必须使线圈自感系数L足够大 C．自感系数L越大，切断时间越短，则I2也越大 D．不论自感系数L多大，电键S切断瞬间I2只能减小，不会增大 b a c d M N ‎11．如图所示，在理想边界MN的左侧空间存在一匀强磁场，其方向垂直纸面向里，在MN右侧有一矩形金属线圈abcd，ab边与MN重合．现将a、b两端分别连接到示波器的输入端，同时使线圈以ab边为轴从图示位置按图示方向匀速转动，则从示波器中观察到a、b两端电压uab随时间t变化的图象是 A B C D ‎12．2020年7月1日，世界上海拔最高、线路最长的青藏铁路全线通车，青藏铁路安装的一种电磁装置可以向控制中心传输信号，以确定火车的位置和运动状态，其原理是将能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面，如图甲所示（俯视图），当它经过安放在两铁轨间的线圈时，线圈便产生一个电信号传输给控制中心．线圈边长分别为l1和l2，匝数为n，线圈和传输线的电阻忽略不计．若火车通过线圈时，控制中心接收到线圈两端的电压信号u与时间t的关系如图乙所示（ab、cd均为直线），t1、t2、t3、t4是运动过程的四个时刻，则火车 A．在t1~t2时间内做匀加速直线运动 B．在t3~t4时间内做匀减速直线运动 C．在t1~t2时间内加速度大小为 D．在t3~ t4时间内平均速度的大小为 A B C D E P G ‎_‎ ‎+‎ ‎-‎ G 二、实验题,本题共1小题．共10分．把答案填写在题中的横线上或按题目要求作答．‎ ‎13．（1）某同学用如图所示的实验器材探究电磁感应现象．他连接好电路并检查无误后，闭合电键的瞬间观察到电流表G指针向右偏转．电键闭合后，他还进行了下列操作：‎ 将滑动变阻器的滑动触头快速向接线柱C移动，电流计指针将_________‎ ‎（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）．‎ 将线圈A中的铁芯快速抽出，电流计指针将________（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）．‎ ‎0‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎50‎ ‎100‎ ‎500‎ ‎1k ‎∞‎ Ω ‎（2）测量一只量程已知的电压表内阻，器材如下：‎ A．待测电压表V（量程3V，内阻未知）‎ B．电流表A（量程‎3A，内阻0.01Ω）‎ C．定值电阻R0（阻值2kΩ，额定电流50mA）‎ D．电池组E（电动势小于3V，内阻可忽略）‎ E．多用电表 F．开关S1、S2‎ G．导线若干 V R0‎ 乙 S1‎ S2‎ E A V 甲 S1‎ E 有一同学利用上述所给的器材，进行如下实验操作：‎ 用多用电表进行粗测：多用电表电阻挡有三个倍率，分别是×100Ω、×10Ω和×1Ω．该同学选择×10Ω倍率，用正确的操作方法测量，发现指针偏转角度太小．为了较准确地进行测量，应选用________倍率．若这时刻度盘上的指针位置如上图所示，那么测量结果大约是_________kΩ．‎ 为了更准确的测出此电压表内阻大小，该同学设计了甲、乙两实验电路．你认为其中较为合理的是_______电路．其理由是：__________________________________________________________________________．‎ 用你选择的电路进行实验时，需要直接测量的物理量是______________________；用上述所测各量表示电压表内阻，其表达式为RV=___________________．‎ 三、本题共5小题，共50分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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．‎ ‎14．（10分）一个正方形导线圈边长，共有N=100匝，其总电阻，线圈与阻值的外电阻连成闭合回路．线圈所在区域存在着匀强磁场，磁场方向垂直线圈所在平面向外，如图甲所示；磁感应强度的大小随时间做周期性变化，如图乙所示．‎ ‎0‎ B/T ‎1.0‎ t/s ‎0.1‎ ‎0.2‎ ‎0.3‎ ‎0.4‎ ‎0.5‎ ‎0.6‎ ‎（1）若取向上流过电阻R的电流为正，试画出流过电阻R的电流随时间变化的图象（要求至少画出一周期，并在图象上标明有关数据）；‎ ‎（2）求流过电阻R的电流的有效值．‎ B P d E A ‎15．（10分）静电喷漆技术具有效率高、质量好、有益于健康等优点，其装置可简化如图．A、B为两块平行金属板，间距d＝‎0.40m，两板间有方向由B指向A，大小为E＝1.0×103N/C的匀强电场．在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒，油漆微粒的初速度大小均为v0＝‎2.0m/s，质量m＝5.0×10－‎15kg、电荷量q＝－2.0×10－‎16C．微粒的重力和所受空气阻力均不计，油漆微粒最后都落在金属板B上．试求：‎ ‎（1）微粒打在B板上时的动能；‎ ‎（2）微粒到达B板所需的最短时间；‎ ‎（3）微粒最后落在B板上所形成的图形的面积．‎ y E A O x B C v φ φ ‎16、（10分）如图所示，在xOy平面的第一象限有一匀强电场，电场的方向平行于y轴向下；在x轴和第四象限的射线OC之间有一匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向外．有一质量为m，带有电荷量+q的质点由电场左侧平行于x轴射入电场．质点到达x轴上A点时，速度方向与x轴的夹角为φ，A点与原点O的距离为d．接着，质点进入磁场，并垂直于OC飞离磁场．不计重力影响．若OC与x轴的夹角为φ，求：‎ ‎⑴粒子在磁场中运动速度的大小；‎ ‎⑵匀强电场的场强大小．‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ y ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ x O B P(x，y)‎ ‎17、（10分）在场强为B的水平匀强磁场中，一质量为m、带正电q的小球在O静止释放，小球的运动曲线如图所示．已知此曲线在最低点的曲率半径为该点到x轴距离的2倍，重力加速度为g．求：‎ ‎⑴小球运动到任意位置P（x，y）的速率v；‎ ‎⑵小球在运动过程中第一次下降的最大距离ym；‎ ‎⑶当在上述磁场中加一竖直向上场强为E（）的匀强电场时，小球从O静止释放后获得的最大速率vm．‎ ‎18、（10分）如图所示，一个质量m=‎0.1 kg、阻值R=0.5Ω的正方形金属框，放在表面绝缘且光滑的斜面顶端（框上边与从AA‘重合），自静止开始沿斜面下滑，下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB‘平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端（框下边与BB‘重合）。设金属在下滑过程中的速度为v时所对应的位移为s，那么v2—s图象如图所示，已知匀强磁场方向垂直斜面向上。试问：‎ ‎（1）根据v2—s图象所提供的信息，计算出斜面倾角和匀强磁场的宽度d。‎ ‎（2）匀强磁场的磁感应强度为多大?金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间为多少?‎ 新洲一中阳逻校区2020届高二物理电学综合训练试题 参考答案及评分标准 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ ACD B BD D D BC D D A AD D ACD b a c d M N ‎13．右偏；左偏． （每空1分）‎ ‎×100Ω；3kΩ； （每空1分）‎ 乙 （2分）‎ 因为甲图中流过电流表的电流太小（或电流表量程太大），读数误差比较大；（2分）‎ S2断开前、后电压表的读数U1、U2（1分），． （2分）‎ ‎14．（10分）解析：（1）由图乙可知，0.1s时间内：‎ ‎－2‎ ‎0‎ i/A t/s ‎0.1‎ ‎0.2‎ ‎0.3‎ ‎2‎ 线圈中产生的感应电动势 通过电阻R的电流大小 联立代入数据解得 由楞次定律可知0.1s时间内电流方向为正．‎ 流过电阻R的电流随时间变化的图象如图所示．‎ ‎（2）根据有效值的定义，有 ‎，代入数据解得 ‎15．（10分）解析：（1）对任意一个微粒，从A板运动到B板，电场力做的功相同，因此打在B板上时的动能也相同．根据动能定理，有 ‎，代入数据解得Ek=9.0×10－14J （‎ ‎（2）初速度垂直B板的微粒到达B板的时间最短．设这样的微粒到达B板是的速度为v，则 由运动学公式得，解得 ‎（3）初速度平行于A板的微粒做类平抛运动，打到B板上的位置离中央最远，设其运动时间为t'，水平位移为x，则 ‎，，解得 根据对称性可知，所有微粒打在B板上应形成一个圆，此圆的面积 ‎16、解：⑴由几何关系得：R＝dsinφ 由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得 ‎ 解得： ‎ ‎⑵质点在电场中的运动为类平抛运动．设质点射入电场的速度为v0，在电场中的加速度为a，运动时间为t，则有 v0＝vcosφ vsinφ＝at d＝v0t 解得：‎ 设电场强度的大小为E，由牛顿第二定律得 qE＝ma 解得：‎ ‎17、⑴由动能定理得：‎ 解得：‎ ‎⑵设在最大距离ym处的速率为vm，有：‎ ‎ 解得： ‎ 得：‎ ‎⑶小球运动如图所示 由动能定理得：‎ 由圆周运动得：‎ 且： 解得：‎ ‎18.解：（1）由图象可知，金属框从开始运动到位移过程中，做匀加速直线运动。根据运动学公式①，动力学公式②，代入数据解得，。‎ 由图象可知，金属框从‎1.6 m运动到‎2.6 m过程中做匀速直线运动，位移，加速度，速度；从‎2.6m运动到‎3.4m过程中做匀加速直线运动，，初速度，加速度。由此可判断，金属框从进入磁场开始到完全离开磁场一直在做匀速直线运动，故s2=2d③，d=‎0.5 m。‎ ‎（2）由匀速直线运动，当金属框运动位移为s=‎‎2.6m 时开始做匀速直线运动，故受力平衡。即④，解得。‎ 金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间 ⑤‎ 新洲一中阳逻校区2020届高二物理电学综合训练试题 姓名________________‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ ‎13．（1）_____________； _____________．‎ ‎（2）__________，___________kΩ；‎ __________，__________________________________________________________；‎ ______________________________________________，RV=___________________．‎ ‎14.‎ ‎15.‎ ‎16.‎ ‎17.‎ ‎18.‎