陕西省咸阳百灵中学2019-2020学年高二上学期月考物理试题（理） 15页

咸阳百灵学校2019～2020学年度第一学期第二次月考 高二物理试题（理）‎ 一、选择题（第1题至第7题只有一个正确选项，第8题至第12题有多个正确选项，共计34分）‎ ‎1.在如图的闭合电路中，当滑片P向右移动时，两电表读数的变化是(　　)‎ A. A变大，V变大 B. A变小，V变大 C. A变大，V变小 D. A变小，V变小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】滑片P向右移动时，R电阻增大总电流减小，所以电流表示数 变小，电动势不变，内电压、R0两端电压减小，所以R两端电压增大，电压表示数 变大，故B正确，ACD错误；‎ 故选B．‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ ‎2.有一束电子流沿x轴的正方向高速运动，如图所示，电子流在z轴上的P点处所产生的磁场方向沿( )‎ A. y轴正方向 B. y轴负方向 C. z轴正方向 D. z轴负方向 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】电子流沿 x轴正方向运动，形成的电流方向沿 x 轴负方向，根据安培定则可知，电子流在z 轴上的P点处所产生的磁场方向是沿y轴正方向，故A正确．‎ ‎【点睛】安培定则是判断电流方向与磁场方向间关系的规则，要熟练掌握．要注意电流方向与负电荷定向运动方向相反．‎ ‎3.a、b、c是三个固定于同一平面内的通电直导线，通入大小相等方向如图所示的电流．ab与bc间距相等，则电流a、b、c受力方向分别是（ ）‎ A. 向右、向右、向左 B. 向右、向左、向右 C. 向左、向右、向右 D. 向左、向左、向右 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据右手螺旋定则可确定，导线b在导线a处产生的磁场方向均垂直纸面向外，而导线c在导线a处产生的磁场方向垂直纸面向里．由靠近导线的磁场强远离导线的磁场弱，则导线b、c在导线a的合磁场方向垂直纸面向外，则由左手定则可知，安培力方向向右．同理，导线c的安培力方向向右，导线b的受力方向向左，故B正确，ACD错误；故选B．‎ ‎4.粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电．让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动．已知磁场方向垂直纸面向里．以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由洛仑兹力充当向心力可求得两粒子的半径关系，则由图可知两粒子的轨迹图；由左手定则可判断粒子的运动方向．‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ ‎【详解】根据洛伦兹力提供向心力有 ，结合粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，可知甲的半径大于乙的半径，由于两粒子均带正电，且速度方向相反，A正确；BCD错误．‎ ‎5.图为带电微粒的速度选择器示意图，若使之正常工作，则以下叙述哪个是正确的（ ）‎ A. P1的电势必须高于P2的电势 B. 从S2出来的只能是正电荷，不能是负电荷 C. 如果把正常工作时的B和E的方向都改变为原来的相反方向，选择器同样正常工作 D. 匀强磁场的磁感应强度B、匀强电场的电场强度E和被选择的速度v的大小应满足v=BE ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据粒子通过复合场后，电场力与洛伦兹力平衡，若正电荷，则P1的电势必须低于P2的电势；若负电荷，则P1的电势仍必须高于P2的电势．故A错误；从S2出来的可以是正电荷，也可以是负电荷，故B错误；如果把正常工作时的B和E的方向都改变为原来的相反方向，则电场力与洛伦兹力均反向，因此选择器同样正常工作，故C正确；匀强磁场的磁感应强度B、匀强电场的电场强度E和被选择的速度v的大小应满足，故D错误．‎ ‎6.法拉第在1831年发现了“磁生电”现象．如图所示，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，线圈A和电池连接，线圈B用导线连通，导线下面平行放置一个小磁针．实验中可能观察到的现象是(　　)‎ A. 用一节电池作电源小磁针不偏转，用十节电池作电源小磁针会偏转 B. 线圈B匝数较少时小磁针不偏转，匝数足够多时小磁针会偏转 C. 线圈A和电池连接瞬间，小磁针会偏转 D. 线圈A和电池断开瞬间，小磁针不偏转 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 电路稳定后，电池是直流电，大小和方向都不变，所以在B中没有电流产生，则小磁针不会偏转，故A错误；电路稳定后，在B中没有电流产生，无论线圈匝数多还是少都不能偏转，故B错误；线圈A和电池连接瞬间，A中电流从无到有，电流发生变化，则在B线圈中感应出感应电流，从而产生感应磁场，小磁针偏转，同理线圈A和电池断开瞬间，小磁针也会偏转，故C正确，D错误．故选C．‎ ‎7.一个电流表的满偏电流Ig=1mA，内阻为500Ω，要把它改装成一个量程为10V的电压表，则应在电流表上（　　）‎ A. 串联一个10kΩ的电阻 B. 并联一个10kΩ的电阻 C. 串联一个9.5kΩ的电阻 D. 并联一个9.5kΩ的电阻 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】把电流表改装成电压表，串联电阻阻值：‎ A．串联一个10kΩ的电阻，与结论不相符，选项A错误；‎ B．并联一个10kΩ的电阻，与结论不相符，选项B错误；‎ C．串联一个9.5kΩ的电阻，与结论相符，选项C正确；‎ D．并联一个9.5kΩ的电阻，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎8.某导体中的电流I随其两端电压U的变化如图所示,则下列说法中正确的是： （ ）‎ A. 加5 V电压时,导体的电阻为0.2 Ω B. 加12 V电压时,导体的电阻约为8 Ω C. 随着电压的增大,导体的电阻不断增大 D. 随着电压的增大,导体的电阻不断减小 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】当导体的电压U=5V时，由图知电流为I=‎1.0A，则导体的电阻R==5Ω，故A错误；当U=12V时，由图看出电流为I=‎1.5A，则可得电阻R==Ω=8Ω，故B正确；由图可知，随电压的增大，图象上的点与原点连线的斜率减小，而此斜率等于电阻的倒数，则可知导体的电阻不断增大，故C正确、D错误．‎ ‎【点睛】本题考查欧姆定律的应用．关键要抓住伏安特性曲线中“斜率”等于电阻的倒数，能从图象中得出电阻的变化．：I-U图象描述导体的电流随电压的变化；由各点的坐标得到电压和电流，由R=，求得导体的电阻；由图象的斜率的变化可分析电阻的变化．‎ ‎9.A、B两电源分别供电时其路端电压与电流的关系图线如图所示，则下述正确的是 ( )‎ A. 电源电动势 B. 电源内阻 C. 电源A的短路电流为‎0.2 A D. 电源B的短路电流为‎0.3 A ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】由闭合电路欧姆定律得，当I=0时，U=E，U-I图线的斜率等于电源内阻大小 A．由图看出，A的电动势为2V，B的电动势为1.5V，即有电源电动势EA＞EB，故A错误；‎ B．两图线平行，说明电源的内阻相等，即 故B正确；‎ C．电源A的短路电流为 故C错误；‎ D．电源B的短路电流为 故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎10.一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，并与磁针指向平行，如图所示．此时小磁针的N极向纸外偏转，则这束带电粒子可能（ ）‎ A. 向右飞行的正离子束 B. 向左飞行的正离子束 C. 向右飞行的负离子束 D. 向左飞行的负离子束 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．向右飞行的正离子束形成的电流方向向右，根据安培定则可知，离子在上方产生的磁场方向向外，则N极转向外，S极转向里，故A正确；‎ B ‎．向左飞行的正离子束形成的电流方向向左，根据安培定则可知，离子在上方产生的磁场方向向里，则N极转向里，S极转向外，故B错误；‎ C．向右飞行的负离子束形成的电流方向向左，根据安培定则可知，离子在上方产生的磁场方向向里，则N极转向里，S极转向外，故C错误；‎ D．向左飞行的负离子束形成的电流方向向右，根据安培定则可知，离子在上方产生的磁场方向向外，则N极转向里，S极转向外，故D正确．‎ ‎11.关于带电粒子在匀强磁场中运动，不考虑其他场力（重力）作用，下列说法正确的是（ ）‎ A. 可能做匀速直线运动 B. 可能做匀变速直线运动 C. 可能做匀变速曲线运动 D. 只能做匀速圆周运动 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】当速度方向与磁场方向平行时，它不受洛伦兹力作用，又不受其他力作用，这时它将做匀速直线运动，故A正确；因洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直，改变速度方向，因而同时也改变洛伦兹力的方向，所以洛伦兹力是变力，粒子不可能做匀变速运动，故BC错误；只有当速度方向与磁场方向垂直时，带电粒子才做匀速圆周运动，如果速度方向与磁场不垂直，则粒子不做匀速圆周运动，故D错误．所以A正确，BCD错误．‎ ‎12.回旋加速器核心部分如图所示，两个D形盒分别与交变电源的两极相连．下列说法正确的是（ ）‎ A. D形盒之间电场力使粒子加速 B. D形盒内洛伦兹力使粒子加速 C. 增大交变电压的峰值，最终获得的速率v增大 D. 增大磁感应强度，最终获得的速率v增大 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】带电粒子在D形盒的中间缝隙中受电场力作用，使粒子加速，选项A 正确；D 形盒内的洛伦兹力只是使带电粒子的速度方向发生改变，不能使粒子加速，选项B 错误；设D形盒的半径为R,则当粒子加速结束时满足：，即，故增大磁感应强度，最终获得的速率v增大，选项C 错误，D正确．‎ 二、填空题（每空2分，共计24分）‎ ‎13.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中的________(选填“甲”或“乙”)．‎ ‎(2)现有电流表(0～‎0.6 A)、开关和导线若干，以及以下器材：‎ A．电压表(0～15 V)‎ B．电压表(0～3 V)‎ C．滑动变阻器(0～50 Ω)‎ D．滑动变阻器(0～500 Ω)‎ 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组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在如图的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U－I图线_________.‎ ‎(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.‎ ‎(5)实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化．下列各示意图中正确反映P－U关系的是________．‎ ‎【答案】 (1). 甲 (2). B (3). C (4). (5). 1.50(1.49～1.51) (6). 0.83(0.81～0.85) (7). C ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）干电池的内阻较小，电压表的分流作用可以忽略，可以用滑动变阻器中的电流来代替干路中的电流，所以选甲图电路．（注意：两种实验电路都存在系统误差，题图甲实际测量的电阻是电源内阻与电压表的并联电阻，而图乙测量的电阻是电池内阻与电流表内阻之和）‎ ‎（2）一节干电池的电动势为1.5V，依据精确测量的原则，电压表应该选用B，电源的内阻较小，为了调节方便，滑动变阻器应该选C．‎ ‎（3）画线时第4个点的误差较大，将其舍去，其他点连成直线，就得到电源的U-I图线．‎ ‎（4）在（3）中图线中，U轴上的截距为该电源的电动势1.5V，图线的斜率为该电源的内阻 ‎（5）当滑动变阻器的阻值等于电源内阻时，电源的输出功率最大，即电源的输出功率随着U先变大再变小，A、B错误；输出功率与路端电压的关系可以表示为：，由数学知识可得C正确，D错误．‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ ‎14.默写公式 ‎(1)闭合电路欧姆定律：I=__________‎ ‎(2)安培力:F=_________‎ ‎(3)洛伦兹力:f=________‎ ‎(4)磁感应强度:B=_______‎ ‎(5)电功:W=_________‎ ‎【答案】 (1). (2). (3). (4). (5). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]闭合电路欧姆定律：；‎ ‎(2)[2]安培力：，其中为磁感应强度与电流方向的夹角；‎ ‎(3)[3]洛伦兹力，其中为磁感应强度与速度方向的夹角；‎ ‎(4)[4]磁感应强度：，其中电流元与磁感应强度垂直；‎ ‎(5)[5]电功：‎ 三.计算题(共42分)‎ ‎15.如图所示，电子从A点以速度v0平行匀强电场等势面沿AO方向射入电场（图中的平行线为匀强电场的等势面），由B点飞出匀强电场时速度方向与AO方向的夹角为45°．已知电子质量为m，电荷量为e．‎ ‎（1）说明电场线的方向．‎ ‎（2）求AB两点间的电势差UAB．‎ ‎【答案】（1）垂直等势面向上．‎ ‎（2）求AB两点间的电势差﹣．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）电子带负电荷，匀强电场的电场线与等势面垂直，所以电场线的方向垂直等势面向上 ‎（2）电子进入电场后做类平抛运动，‎ 则由速度分解知电子飞出电场时 由动能定理有 解之得：；‎ ‎16.如图所示的电路中，电源电动势E=10V，内阻r=0.5Ω，电动机的电阻R0=1.0Ω，电阻R1=1.5Ω．电动机正常工作时，电压表的示数U1=3.0V，求：‎ ‎（1）电源释放的电功率；‎ ‎（2）电动机消耗电功率．将电能转化为机械能的功率；‎ ‎【答案】（1）20W　（2）12W　 8W．‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）通过电阻两端的电压求出电路中的电流I，电源的总功率为P=EI，即可求得；‎ ‎（2）由U内=Ir可求得电源内阻分得电压，电动机两端的电压为U=E-U1-U内，电动机消耗的功率为P电=UI；电动机将电能转化为机械能的功率为P机=P电-I2R0．‎ ‎【详解】（1）电动机正常工作时，总电流为：I= ‎ I=A=‎2 A，‎ 电源释放的电功率为：P=EI =10×2 W=20 W；‎ ‎（2）电动机两端的电压为： U= E﹣Ir﹣U1 ‎ 则U =（10﹣2×0.5﹣3.0）V=6 V；‎ 电动机消耗的电功率为： P电=UI=6×2 W=12 W；‎ 电动机消耗的热功率为： P热=I2R0 =22×1.0 W=4 W；‎ 电动机将电能转化为机械能的功率，据能量守恒为：P机=P电﹣P热 ‎ P机=（12﹣4）W=8 W；‎ ‎【点睛】对于电动机电路，关键要正确区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路：当电动机正常工作时，是非纯电阻电路；当电动机被卡住不转时，是纯电阻电路．对于电动机的输出功率，往往要根据能量守恒求解．‎ ‎17.如图所示，在xOy直角坐标系中，第Ⅰ象限内分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场，第Ⅱ象限内分布着方向沿y轴负方向的匀强电场．初速度为零、带电荷量为q、质量为m的粒子经过电压为U的电场加速后，从x轴上的A点垂直x轴进入磁场区域，经磁场偏转后过y轴上的P点且垂直y轴进入电场区域，在电场中偏转并击中x轴上的C点．已知OA＝OC＝d.求电场强度E和磁感应强度B的大小(粒子的重力不计)．‎ ‎【答案】E=B=‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设带电粒子经电压为U的电场加速后获得速度为v，由 ‎……①‎ 带电粒子进入磁场后，洛仑兹力提供向心力，由牛顿第二定律：‎ ‎……②‎ 依题意可知：r=d……③‎ 联立①②③可解得：……④‎ ‎（2）带电粒子在电场中偏转，做类平抛运动，设经时间t从P点到达C点，由 d=vt……⑤‎ ‎……⑥‎ 联立①⑤⑥可解得：⑦‎ ‎18.如图所示，在同一水平面两导轨相互平行，相距‎2m并处于竖直向上的磁感应强度为B=0.75T的匀强磁场中，一根质量为‎3.0kg的金属棒放在导轨上且与导轨垂直．当金属棒中通如图所示的电流为‎5A时，金属棒恰好做匀速直线运动(g取‎10m/s2)求：‎ ‎（1）导轨与金属棒间动摩擦因数；‎ ‎（2）若只改变电流的大小，使电流增加到‎9A时，金属棒将获得多大的加速度；‎ ‎（3）若只改变磁感应强度大小和方向，使金属棒静止在导轨上并且与导轨之间无挤压，则所加磁场的磁感应强度大小和方向？‎ ‎【答案】(1)0.25(2)‎2m/s2(3)3T，水平向左 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)金属棒受到的安培力，由平衡条件得 代入数据得 ‎(2)金属棒受到的安培力：，由牛顿第二定律得 代入数据得 ‎(3)金属棒静止，处于平衡状态，由平衡条件得 代入数据得 根据左手定则可知，磁感应强度方向水平向左.‎ ‎ ‎