《河南省鹤壁市高中2020_2021学年高二物理上学期尖子生联赛调研试题三.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《河南省鹤壁市高中2020_2021学年高二物理上学期尖子生联赛调研试题三.docx（17页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、河南省鹤壁市高中2020-2021学年高二物理上学期尖子生联赛调研试题（三）一选择题（每题5分，共40分）1小管同学为了探究感应电流的方向与什么因素有关，他把一灵敏电流计与一个线圈相连构成闭合电路，然后将条形磁铁插入或拔出线圈，如图所示。其中线圈中所标箭头方向为感应电流方向。则下列判断正确的是（）A甲图磁铁正在向下运动B乙图磁铁正在向上运动C丙图磁铁正在向上运动D丁图磁铁正在向上运动2如图所示电路中，平行金属板中带电质点P处于静止状态，所有电流表和电压表均可视为理想电表。当滑动变阻器R4的的滑片向b端移动时，则（）A电流表A的示数变小，电压表V的示数变小B此过程中电压表V1示数的变化量U1和电
2、流表A1示数的变化量I1的比值的绝对值变小C平行金属板之间原静止的质点P将向下运动DR3上消耗的功率逐渐增大3如图所示，足够长的平行板电容器与电动势为E、内阻为r的电源连接，电容器两极板间的距离为d，在靠近电容器右侧极板的某点有一粒子发射源，能向各个方向发射速度大小都为v的同种粒子，粒子质量为m、带电量为q（q0），所有粒子运动过程中始终未与左侧极板接触。将电容器两极板间的电场看做匀强电场，不计带电粒子的重力，则粒子再次到达电容器右侧极板时与出发点的最大距离为（）ABCD4如图所示，在y0的区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场B1，在y0的区域内存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场B2，磁场B2
3、的磁感应强度大小是磁场B1的2倍。一带负电的粒子（重力不计）从y轴上P（0，h）点以某一速度沿x轴正方向射入磁场B1，若第一次经过x轴时的横坐标为h，则粒子第三次经过x轴时的横坐标为（）A3hB C4hD5如图所示垂直纸面向里的有界匀强磁场的宽度为d，在纸面内，相同的带正电的粒子（不计重力）从左边界的A点以大小相同的初速度，沿各种方向垂直射入磁场，有些粒子从右边界射出磁场，有些粒子从左边界射出磁场。已知粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R，周期为T，且Rd，下列说法中正确的是（）A从右边界射出的粒子在磁场中有最短的运动时间是TB从右边界射出的粒子在磁场中有最长的运动时间是TC从左边界射出的粒子
4、在磁场中运动时间相同都是TD从左边界射出的粒子在磁场中有最长的运动时间是T6如图所示，半径为R的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，PA为直径。大量比荷（）相同、带电性相同的粒子，以相同的速率在纸面内从P点沿不同的方向射入磁场。已知粒子在磁场中的运动轨迹半径rR；在磁场中运动时间最长的粒子，入射方向与PA夹角为45，这个最长时间为t0。则（）A粒子飞出磁场时的动能一定相等B粒子运动的轨迹半径r2RC从PA圆弧中点射出的粒子，在磁场中的运动时间tt0D从PA圆弧中点射出的粒子，进入磁场的方向与PA夹角为307如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场
5、。在该区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球。O点为圆环的圆心，a、b、c、d为圆环上的四个点，a点为最高点，c点为最低点，bd过圆心沿水平方向。已知小球所受电场力与重力大小相等。现将小球从环的顶端a点由静止释放。下列判断正确的是（）A小球能越过与O等高的d点并继续沿环向上运动B当小球运动到c点时，洛仑兹力不是最大C小球从a点到b点，重力势能减小，电势能增大D小球从b点运动到c点，电势能增大，动能增大8如图所示，一质量为m、电荷量为+q的带电粒子，（不计粒子重力），在O点以某一初速度与水平成60射入磁场区域，粒子沿曲线Oabc运动，Oa、ab、bc都是半径相同的圆弧。粒
6、子在每段圆弧上运动的时间都为t现规定垂直纸面向外为磁感应强度的正方向，则水平宽度相同的磁场区域、三部分的磁感应强度B随x变化的关系是下图中的：（）二多选题（每题5分，共20分）9如图所示，平行板电容器两极板水平放置，A在上方，B在下方，现将其和二极管串联接在电源上，已知A和电源正极相连，二极管具有单向导电性，一带电小球沿AB中心水平射入，打在B极板上的N点，小球的重力不能忽略。现通过上下移动A板来改变两极板AB间距（两极板仍平行），则下列说法正确的是（）A若小球带正电，当AB间距增大时，小球打在N的右侧B若小球带正电，当AB间距减小时，小球打在N的左侧C若小球带负电，当AB间距减小时，小球打在
7、板上的动能可能变小D若小球带负电，当AB间距增大时，小球落在板上的动能可能增大10如图所示，带有正电荷的A粒子和B粒子同时以同样大小的速度（速度方向与边界的夹角分别为30、60）从宽度为d的有界匀强磁场的边界上的O点射入磁场，又恰好都不从另一边界飞出，则下列说法中正确的是（）AA、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为1：BA、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为3（2）：1CA、B两粒子的比荷之比是：1DA、B两粒子的比荷之比是（2+）：311如图所示，平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，边界过原点O和y轴的点a（0，L）。一质量为m、电荷量为e的电子（不计重力）从a点以初速
8、度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的b点射出磁场，此时速度方向与x轴正方向的夹角为60，则下列说法正确的是（）A电子在磁场中的运动时间为Bab长度为2LC磁场的磁感应强度为D磁场区域圆心的坐标为12如图，等腰直角三角形ABC的区域内存在垂直于纸面向外的磁场，ACBCL，质量为m、电荷量为+q的粒子（不计重力），以v从AB边上P点（未画出）垂直于AB边且垂直于磁场方向射入磁场，则（）A该粒子不可能从AC边射出B该粒子在磁场中偏转的最大圆心角为C要使该粒子从BC边射出，入射点P应满足PAD若粒子从BC边上的Q点射出，则QB三实验题（每空2分，共20分）13某同学要将一量程为0250A的微安
9、表G（内阻在400600之间）改装为量程为020mA的电流表。（1）用图甲电路测量微安表G的内阻。先闭合K1，调节电阻箱R，使G表满偏，保持R不变，再闭合K2，调节R使G表读数为200A，此时R和R的阻值分别为48k和2000，则G表的内阻为 。（2）经计算后将一阻值为R0的定值电阻与微安表G连接，进行改装.然后利用一标准电流表，根据图乙所示电路对改装后的电表进行校准，虚线框内是改装后的电表，请在虚线框中将电路补完整。（3）当标准电流表的示数为16.0mA时，G表的指什位置如图丙所示，由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是 mA。（4）若G表内阻测量准确，产生上述问题的一个可能原因是接
10、入电阻R0的阻值 （填“偏小”或“偏大”）。14某实验小组用如图1所示的电路测定一节蓄电池的电动势和内阻。除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有A电阻箱R（量程099.9）B电压表V（量程03V、015V）（1）小组成员甲同学在利用如图1所示电路，调节电阻箱共测得了6组电阻、电压的数据，如表一所示。表一R（）1.02.03.04.05.06.0U（V）1.541.731.801.861.891.90（2）甲同学发现实验数据中电压的变化范围太小了，准备进一步调小电阻箱阻值继续测量，他指出电压的变化范围太小的主要原因是电池内阻太小；乙同学提出反对意见，电阻箱调的太小，电路中电流过大，会对电
11、池造成严重损伤，于是他找来了两个备用定值电阻来解决这个问题，下面两个定值电阻选择 （填序号）串联接在开关的旁边。C定值电阻R1（阻值1）D定值电阻R2（阻值20）（3）乙同学动手重新组装了电路后测量结果记录如表二所示。表二R（）1.02.03.04.05.06.0U（V）0.871.201.401.501.591.65他们准备采用如图2所示的图象处理实验数据，横轴应该是 ，由图象进一步得到斜率为k，纵轴截距为b，则蓄电池的内阻为 ，电动势为 （均用字母符号表示）。（4）如果考虑电压表内阻对测量结果的影响，则电动势测量值 ，内阻测量值 （均填“偏大”“偏小”或“准确”）。四计算题（共3小题）15
12、（9分）在竖直平面内有一范围足够大且斜向右上方的匀强电场，方向与水平方向成45角。在电场中有一质量为m，带电荷量为q的带电小球，用长为L不可伸长的绝缘细线悬挂于固定轴O上。小球可以在与O点等高的M点处于静止状态，如图所示。现用外力将小球拉到最低点P，然后无初速度释放，重力加速度为g。求（1）电场强度E的大小及小球从P运动到M过程中电势能的变化量；（2）小球运动到M点时速度大小；（3）小球运动到M点时，若细线突然断开，再经过多长时间小球速度方向与电场方向相同。16（9分）如图所示，在一等腰直角三角形ACD区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，一质量为m、电荷量为q的带正电的粒
13、子（重力不计），从AC边的中点O垂直于AC边射入该匀强磁场区域，并从CD边射出。若该三角形两直角边的边长均为2a，求：（1）粒子入射速度大小的范围；（2）粒子在磁场中运动的最长时间。17（12分）如图所示，在平面直角坐标系中第象限有沿y轴负方向的匀强电场，第象限和第象限存在垂直xOy平面向里的匀强磁场，第象限的磁感应强度是第象限的两倍。一质量为m、带电荷量为+q的粒子从P（2a，a）以初速度v0沿x轴正方向射出，粒子恰好从坐标原点进入磁场，不考虑粒子重力。（1）求电场的电场强度大小E；（2）若第象限磁场磁感应强度为B，求带电粒子进入第象限磁场运动半径；（3）若带电粒子在运动过程中经过了点Q（L
14、，0），L0，求第象限磁场的感应强度的可能值。鹤壁市高中2022届高二上学期宏奥调研三物理答案一选择题（共8小题）1【解答】解：A、由图示可知，条形磁铁N极向下插入线圈时，向下穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向上，则线圈外侧的电流方向向左，与图中矛盾，故A错误；B、由图示可知，条形磁铁N极向上运动时，向下穿过线圈的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向下，则线圈外侧的电流方向向右，与图中矛盾，故B错误；C、由图示可知，条形磁铁S极向上运动时，向上穿过线圈的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向上，则线圈外侧的电流方向向左，与图中矛盾，故C错误；
15、D、由图示可知，条形磁铁S极向上运动时，向上穿过线圈的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向上，则线圈外侧的电流方向向左，与图中方向一致，故D正确；故选：D。2【解答】解：A、由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联后，再与R1串联接在电源两端；电容器与R3并联；当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；路端电压减小，同时R1两端的电压也增大，故并联部分的电压减小；由欧姆定律可知流过R3的电流减小，流过并联部分的总电流增大，故电流表A示数变大，因并联部分电压减小，而R2中电压增大，故电压表V示数变小
16、，故A错误；B、将定值电阻R1看作等效电源内阻，则电压表V1测量等效电源的路端电压，电流表A1测量等效电源的干路电流，则电压表V1示数的变化量U1和电流表A1示数的变化量I1的比值的绝对值：R1+r，恒定不变，故B错误；C、因电容器两端电压减小，故质点P受到的向上的电场力减小，则重力大于电场力，合力向下，质点将向下运动，故C正确；D、因R3两端的电压减小，由P可知，R3上消耗的功率减小，故D错误。故选：C。3【解答】解：设粒子离开放射源的速度方向与极板间的夹角为，则对速度进行分解：垂直于右极板方向，粒子做匀减速直线运动，初速度大小为：vyvsin；平行于右极板方向，粒子做匀速直线运动，初速度大
17、小为：vxvcos在垂直于右极板方向上，由牛顿第二定律可知：a设粒子离开放射源后回到极板上所用的时间为t，此时粒子与出发点的距离为x，则0vyaxvxt联立解得：xsin2，故当45时，x取最大值，即xm，故B正确，ACD错误；故选：B。4【解答】解：如图所示，连接P点与第一次经过x轴的交点然后做中垂线，其与y轴的交点即为圆心，由几何关系可知带电粒子在磁场B1中运动的半径为：r12h由洛伦兹力提供向心力：qvBm可知粒子在磁场B2中的半径为：r2r1h由几何关系可知带电粒子第三次经过x轴时的横坐标为：xh+2hcos30+2h4h故ABD错误，C正确。故选：C。5【解答】解：A、由题意可知Rd
18、，根据洛伦兹力提供向心力，结合几何关系，可得从左右两个边界射出的粒子运动轨迹如图所示；粒子在有界磁场中运动时间不大于半个周期，圆心角不大于180，入射点和出射点之间的连线越长即弦长越长、弧长越大、圆心角越大，那么粒子运动时间就越长，反之越短。分析运动轨迹图象可知，能从右边界射出的粒子，最短的弦长为R，圆心角最小为60，则最短时间t，故A错误；B、由几何关系可知，能从右边界射出的粒子，最长的弦长为R，圆心角最大为90，则最长的运动时间为t，故B正确；C、能从左边界射出的粒子在磁场中做匀速圆周运动，出射位置不同，导致运动的时间也不同，故C错误；D、能从左边界射出的粒子在磁场中做匀速圆周运动，最长的
19、弦长为2R，圆心角最大为180，则最长的运动时间为，故D错误。故选：B。6【解答】解：A、粒子在磁场中受洛伦兹力作用，洛伦兹力不做功，故射出磁场的动能等于射入磁场的动能，射入磁场的动能为Ek0，因为比荷相等，但不知道两电荷质量之间关系，所以不能确定射入的动能相等，故A错误；B、粒子在磁场中的运动轨迹半径rR，所以粒子在磁场中不可能做完整的圆周运动，则运动时间越长走过的弧长越长，即弦长越长，故在磁场中运动时间最长的离子从A点射出磁场，设粒子转过的角度为，如图，有题意可知90，则由几何关系可知rsinR，可得rR，故B错误；CD、设粒子在磁场中运动的最长时间为t0，可知t0T，可得：T4t0从PA
20、圆弧中点射出的粒子在磁场中的运动轨迹如图，设粒子进入磁场的方向与PA夹角为，由题意可知：POO45，则由几何关系可知15，POO30，所以粒子在磁场中的运动时间tT，故C正确，D错误。故选：C。7【解答】解：电场力与重力大小相等，则二者的合力指向左下方45，由于合力是恒力，故类似于新的重力，所以ad弧的中点相当于平时竖直平面圆环的“最高点”；关于圆心对称的位置（即bc弧的中点）就是“最低点”，速度最大。A、由于只有电场力和重力做功，故电荷在a点与d点间做往复运动，故A错误；B、由于bc弧的中点相当于“最低点”，速度最大，当然这个位置洛伦兹力最大，故B正确；C、从a到b，重力和电场力都做正功，重
21、力势能和电势能都减少，故C错误；D、小球从b点运动到c点，电场力做负功，电势能增大，但由于bc弧的中点速度最大，所以动能先增后减，故D错误；故选：B。8【解答】解：根据题意，据左手定则可判断出磁感应强度B在磁场区域I、II、内磁场方向分别为向里、向外和向里，在三个区域中均运动圆周，故tT由于T，求得B，只有选项A正确。故选：A。二多选题（共4小题）9【解答】解：二极管具有单向导电性，图中得二极管左侧为正极，则电流的方向只能向右，不能向左，则该电路中二极管只能充电，不能放电，即二极管极板上的电荷量只能增大，不能减少；A、若小球带正电，则小球受到的电场力的方向向下，重力的方向也向下，当AB间距d增
22、大时，电容减小，但电容器不能放电，Q不可能减小，所以Q不变，根据E，知E不变，所以小球受到的电场力不变，小球仍然打在N点，故A错误；B、若小球带正电，当AB间距d减小时，电容增大，Q增大，根据E，知d减小时E增大，所以小球受到的电场力变大，方向向下，小球做平抛运动竖直方向加速度增大，运动时间变短，打在N点左侧，故B正确；C、若小球带负电，则小球受到的电场力的方向向上，小球仍然向下运动，说明小球受到的重力大于电场力；当AB间距d减小时，电容增大，则Q增大，根据E，知E增大，所以电场力变大，则小球做类平抛运动竖直方向上的加速度减小，下落时间变大，小球可能会落在N点右侧，也可能飞出电场；若小球能落到
23、下极板上，则小球从抛出点到达下极板的过程中电场力做的负功增大，根据动能定理，与开始时比较可知小球到达N点的动能一定减小，故C正确；D、若小球带负电，当AB间距d增大时，电容减小，但Q不可能减小，所以Q不变，知电场强度E不变，所以电场力大小不变，小球做类平抛运动竖直方向上的加速度不变，运动时间不变，小球仍然打在N点，同时由于电场力不变则电场力做的功也不变，所以小球到达N点的动能不变，故D错误。故选：BC。10【解答】解：粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，解得轨迹半径：R，AB、设A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径分别为RA和RB。由几何关系则有：RAcos30+RAdRBcos60+RBd解得
24、：3（2）：1，故A错误，B正确；CD、由于B与v大小相同，则R与成反比，所以A、B两粒子的之比是（2+）：3，故C错误，D正确。故选：BD。11【解答】解：A、电子在磁场中的运动轨迹如图所示，由几何关系可知，60，rLrcos，解得r2L电子在磁场中的运动时间tT，故A错误；B、由几何关系可知obrsin60，ab2L，故B正确；C、由洛伦兹力提供向心力得：qv0Bm，解得B，故C错误；D、由直径对应的圆周角为90可知，ab为磁场圆的直径，则磁场区域圆心的横坐标为xob，纵坐标yoa，故磁场区域圆心的坐标为（，），故D正确。故选：BD。12【解答】解：A、粒子在磁场中运动，有洛伦兹力提供向心
25、力，可求得轨迹圆的半径：R，则由于在等腰直角三角形中ACBCL，ABL，则粒子在如下图情况下可从BC边射出，若将粒子入射点P左移到适当位置，可能从AC边射出，故A错误B、由以上分析可知，该粒子在磁场中的轨迹圆可以达到半圆形，故偏转的最大圆心角可以为，故B正确；C、要使粒子从BC边射出，如上图所示，临界位置为轨迹圆与BC相切，入射点在BP之间即可从BC边射出，由几何关系可知：PAABBP，故要使粒子从BC边射出，入射点P应满足PA，故C正确；D、粒子恰好从BC边射出时，由几何关系可知QB，将P点右移，则圆弧与BC边的交点上移，即QB，故D正确。故选：BCD。三实验题（共2小题）13【解答】解：（
26、1）闭合K1，调节电阻箱R，使G表满偏，保持R不变，再闭合K2，调节R使G表读数为200A，通过电阻箱的R的电流为50A，流过G的电流是流过电阻箱R的电流的4倍，由并联电路特点可知，G的电阻是电阻箱R的，则G的内阻RgR2000500。（2）把微安表改装成电流表，微安表与分流电阻并联，电路图如图所示；（3）由图丙所示可知，微安表的分度值为5A，示数为160A，标准电流表示数为16.0mA，电流表示数是微安表示数的100倍，微安表改装后的量程为250106100A2.5102A25mA；（4）改装后电流表量程偏大，通过分流电阻的电流偏大，说明并联分流电阻偏小。故答案为：（1）500；（2）电路图
27、如图所示；（3）25；（4）偏小。14【解答】解：（2）由图1所示电路图根据闭合电路的欧姆定律可知，路端电压UEIr，由于蓄电池内阻r太小，当电路电流变化时路端电压变化范围较小，电压表示数变化量较小；定值电阻与蓄电池串联，把定值电阻与电源整体看成等效电源，可以增大电压表示数变化范围，蓄电池电动势约为2V，定值电阻如果选择R2，电路电流太小，无法准确测量电路电流，因此定值电阻应选择R1，故选C。（3）定值电阻R1与串联，由闭合电路的欧姆定律可知，电源电动势EU+I（r+R1）U+（r+R1），整理得：+，应以为横轴作出图象，图象纵轴截距b，图象的斜率k，电源电动势E，电源内阻rR1。（4）考虑电
28、压表内阻，由闭合电路的欧姆定律可知，电源电动势EU+I（r+R1）U+（r+R1），整理得：+，图象纵轴截距b+，图象斜率k，解得电源电动势的真实值E真，电动势的测量值小于真实值，电源内阻的真实值r真kER1kR1R1，内阻测量值小于真实值。故答案为：（2）蓄电池内阻太小；C；（3）；R1；（4）偏小；偏小。四计算题（共4小题）15【解答】解：（1）小球可以静止在M点，所以合力为零，根据平衡条件可得：qEsinmg解得：从P到M过程中电场力做的功为：根据功能关系可得电势能减少2mgL；（2）从P到M根据动能定理可得：解得：（3）绳断开后，小球做类平抛运动，竖直方向做匀速直线运动，水平方向做初速
29、度为零的匀加速直线运动，加速度当小球速度方向与电场方向相同时，小球水平方向的分速度所需的时间答：（1）电场强度E的大小是，小球从P运动到M过程中电势能的变化量2mgL；（2）小球运动到M点时速度大小为；（3）小球运动到M点时，若细线突然断开，再经过时间小球速度方向与电场方向相同。16【解答】解：（1）若使粒子从CD边射出，会有两个临界位置，第一个临界位置是从C点射出，此时运行半径最小，速度最小；另一处是与AD边相切，半径最大、速度最大，如图所示。当速度最小时，根据几何关系可得轨道半径：r1由洛伦兹力提供向心力，可得：qv1Bm解得：v1；第二个临界位置是与AD边相切时，轨迹半径最大，由几何关系
30、可得：得：r2（）a由洛伦兹力提供向心力，可得：qv2Bmv2使粒子从CD边射出粒子入射速度大小的范围是：v；（2）当粒子从三角形AC边射出时，粒子在磁场中运动时间最长，由于此时粒子做圆周运动的圆心角为180，所以：t因为粒子在磁场中运动的周期为：T得：T故其最长时间应为：t。答：（1）粒子入射速度大小的范围为v；（2）粒子在磁场中运动的最长时间为。17【解答】解（1）由题意可知，粒子在第II象限运动时做类平抛运动，有2av0t1 解得：（2）粒子由P点到O点的过程中，由动能定理可知：qEymv2m，ya解得：设v与x轴正方向夹角为：cos，解得45粒子进入磁场，由洛伦兹力提供向心力： 解得：r（3）设粒子在第IV象限运动时的轨迹半径为r，第IV象限磁场感应强度为B，根据可知，粒子在第I象限运动时的轨迹半径为，粒子的运动轨迹如图所示运动过程中经过点Q（L，0），则需满足Lnrcos45（n1，2，3）又得（n1，2，3）答：（1）电场的电场强度大小为；（2）若第象限磁场磁感应强度为B，带电粒子进入第象限磁场运动半径；（3）若带电粒子在运动过程中经过了点Q（L，0），L0，第象限磁场的感应强度的可能值（n1，2，3）。