吉林省辉南县第六中学2021-2022学年高二上学期12月月考物理试卷（Word版含答案）

辉南县第六中学2021-2022学年高二上学期12月月考
物理试卷
考试时间：100分钟 满分：110分
第I卷（选择题）
一、单选题（本题共8小题，每题4分，共32分）
1．关于电场强度和磁感应强度，下列说法正确的是（　　）
A．电场强度的定义式适用于任何电场
B．由真空中点电荷的电场强度公式可知，当r→0时，E→无穷大
C．一小段通电导线在某处若不受磁场力，则由公式可知此处一定无磁场
D．磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的安培力方向
2．关于电源电动势，下列说法正确的是（　　）
A．常见充电宝标有5000mA．h或10000mA．h等，此物理量越大，则充电电流越大
B．同一电源接入不同的电路中，电动势会发生变化
C．电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势越大
D．1号1.5V干电池比7号1.5V干电池体积大，但电动势相同
3．一根粗细均匀的金属导线两端加上恒定电压U时，通过的电流为I。若将导线均匀拉长为原来的2倍，保持导线两端电压不变，则此时（　　）
A．电阻率变为原来的2倍 B．电阻变为原来的2倍
C．通过金属导线的电流为 D．自由电子定向移动的平均速率变为原来的2倍
4．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R点在等势面b上，据此可知（　　）
A．带电质点在P点的加速度比在Q点的加速度小
B．带电质点在P点的电势能比在Q点的小
C．带电质点在P点的动能大于在Q点的动能
D．三个等势面中，c的电势最高
5．在如图所示的电路中，由于某一电阻发生短路或断路，使A灯变暗，B灯变亮，则故障可能是（　　）
A．R1短路 B．R2断路
C．R3短路 D．R4断路
6．图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示．一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是(　　)
A．向上 B．向下
C．向左 D．向右
7．如图所示，下列说法正确的
A．如图甲是回旋加速器的示意图。要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压
B．如图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出极板是发电机的负极
C．如图丙是速度选择器，带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是
D．如图丁是质谱仪的原理示意图，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，粒子的比荷越小
8．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，大量相同的带电粒子以相同的速率v经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用，已知带电粒子的比荷为β，则磁感应强度大小为（　　）
A． B．
C． D．
二、多选题（本题共4小题，每题4分，共16分）
9．如图所示，一电子沿等量同种点电荷的中垂线由某点A向O点运动，则电子所受等量同种点电荷的电场力的大小和方向可能变化情况是（　　）
A．先变大后变小，方向由A指向O
B．先变小后变大，方向由O指向A
C．一直变小，方向由A指向O
D．一直变大，方向由O指向A
10．如图所示电路中，电源电动势为 E，内阻为 r。开关 S 闭合后，平行金属板中的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，R2 为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），当光照强度增大时，下列说法正确的是（　　）
A．R3 的功率增大
B．电压表、电流表示数都增大
C．电压表示数增大，电流表示数减小
D．电容器 C 所带电荷量减少，液滴向下加速运动
11．如图，直线 A 为某电源的 U-I 图线，曲线 B 为某小灯泡 D1 的 U-I 图线的一部分，用该电源和小灯泡 D1 组成闭合电路时，灯泡 D1 恰好能正常发光，则下列说法中正确的是（　　）
A．此电源的内阻为Ω
B．灯泡 D1 的额定电压为 3V，功率为 6W
C．电源的效率为 75%
D．把灯泡 D1 换成阻值为 1Ω的定值电阻，电源的输出功率将变大
12．如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值．静止的带电粒子带电荷量为＋q，质量为m（不计重力），从点P经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界上的一绝缘板，它与N板的夹角为θ=30°，孔Q到板的下端C的距离为L，当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，则( )
A．两板间电压的最大值
B．CD板上可能被粒子打中区域的长度
C．粒子在磁场中运动的最长时间
D．能打到N板上的粒子的最大动能为
第II卷（非选择题）
三、实验题（本题共2小题，每空2分，共24分）
13．（1）现有一合金制成的圆柱体．用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度．螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和图乙所示．由图甲读得圆柱体的直径为_____mm，由图乙读得圆柱体的长度为 _____cm．
(2)用伏安法测电阻时，如待测电阻 Rx 约为 150Ω，电流表内阻 RA 约为 20Ω， 电压表内阻 RV 约为 5KΩ，应该用图中的___________电路（填图 a 或图 b）来测量时误差相对较小．用该电路图进行测量时，测量值将比真实值偏__________（填大或小）；
(3) 用多用电表的欧姆挡测量一未知电阻的阻值．若将选择倍率的旋钮拨至“×100”挡时，测量时指针停在刻度盘 0 Ω 附近处，为了提高测量的精确性，有下列可供选择的步骤：
A．将两根表笔短接
B．将选择开关拨至“×1 k”挡
C．将选择开关拨至“×10”挡
D．将两根表笔分别接触待测电阻的两端，记下读数
E．调节调零电阻，使指针停在 0 Ω刻线处
F．将选择开关拨至交流电压最高挡
将上述必要的步骤选出来，这些必要步骤的合理顺序是_____________ (填写步骤前的代号)；若操作正确，上述 D 步骤中，指针偏转情况如图所示，则此未知电阻的阻值 Rx＝ ___________．
14．现有一节干电池（电动势约为1.5V，内阻约为0.30Ω），电压表V（量程为3V，内阻约3kΩ）；电流表A（量程为0.6A，内阻为0.70Ω），滑动变阻器R（10Ω，2A），电键一个及导线若干．
(1) 为了更准确地测出电源电动势和内阻，某组同学用右图所示电路测得多组电压和电流值，得到如图所示的 U-I图线，由图可得该电源电动势E=_______V，内阻 r=_______Ω．（结果均保留两位小数）
(2)某小组在实验时，发现电流表坏了，于是不再使用电流表，仅用电阻箱R′替换掉了滑动变阻器，电路图如右图所示．他们在实验中读出几组电阻箱的阻值R′和电压表的示数U，描绘出 的关系图像，得到的函数图像是一条直线．若该图像的斜率为k，纵轴截距为b，则此电源电动势E=_________，内阻r=__________．该组同学测得电源电动势E测_____E真，内阻r测_____r真．(填“>”“＝”或“<”)．
四、解答题（本题共3小题，共38分）
15．（10分）一台电风扇，内阻为20Ω，接上220V电压后，消耗功率66W．
（1）（6分）电风扇正常工作时转化为内能的功率是多少？转化为机械能的功率是多少？电动机的效率多少？（电动机的效率计算结果保留一位小数）
（2）（4分）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，电动机消耗的电功率和发热功率是多少？
16．（12分）如图所示，水平导轨间距为L＝0.5 m，导轨电阻忽略不计；导体棒ab的质量m＝1 kg，电阻R0＝0.9 Ω，与导轨接触良好；电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.1 Ω，电阻R＝4 Ω；外加匀强磁场的磁感应强度B＝5 T，方向垂直于ab，与导轨平面成夹角α＝53°；ab与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），定滑轮摩擦不计，线对ab的拉力沿水平方向，重力加速度g＝10 m/s2，ab处于静止状态。已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。求：
（1）（3分）通过ab的电流大小和方向；
（2）（3分）ab受到的安培力大小；
（3）（6分）重物重力G的取值范围。
17．（16分）在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B．一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ＝60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示．不计粒子重力，求
（1）（6分）M、N两点间的电势差UMN ；
（2）（4分）粒子在磁场中运动的轨道半径r；
（3）（6分）粒子从M点运动到P点的总时间t．
参考答案
1．A
【详解】
A. 电场强度的定义式是，定义式适用于任何电场，故A正确；
B. 由真空中点电荷的电场强度公式可知，当r→0时，电荷已不能看成点电荷，公式不成立，故B错误；
C. 当通电导线与磁场平行时，不受安培力，但磁感应强度并不为零，故C错误；
D. 磁感应强度的方向与该处的通电导线所受的安培力方向垂直，故D错误。
故选A。
2．D
【详解】
A．常见充电宝标有5000mA.h或10000mA.h等，此物理量越大，则充电宝的电量越大，所以A错误；
B．同一电源接入不同的电路中，电动势不会发生变化，电动势是由电源本身性质决定，所以B错误；
C．电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，但是电源把其他形式的能转化为电能越多，与电动势越大没有直接关系，还与通电时间有关，所以C错误；
D．1号1.5V干电池比7号1.5V干电池体积大，但电动势相同，所以D正确；
故选D。
3．C
【详解】
A．电阻率不变，A错误；
B．根据电阻定律
将导线均匀拉长为原来的2倍，电阻变为原来的4倍，B错误；
C．根据
解得
通过金属导线的电流为，C正确；
D．根据
解得
自由电子定向移动的平均速率变为原来的倍，D错误。
故选C。
4．D
【详解】
A．等势面P处密，P处电场强度大，电场力大，加速度大。所以A错误；
BCD．根据轨迹弯曲的方向和电场线与等势线垂直可知负电荷所受的电场力应向下，所以电场线向上。故c点电势最高。利用推论：负电荷在电势高处电势能小，知道P点电势能大。负电荷的总能量守恒，即带电质点在P点的动能与电势能之和不变，P点电势能大则动能小。所以BC错误；D正确；
故选D。
5．B
【详解】
A．若R1短路，外电路总电阻减小，干路电流变大，且B灯与R2并联部分电压增大，A灯和B灯均变亮，A错误；
B．R2断路，B灯分得的电流增大，则B灯变亮，R2断路后，电路总电阻增大，则干路电流减小，A灯变暗，B正确；
C．R3短路，即R3支路相当于一条导线，则电流几乎不会流经R1、B灯和R2，则B灯不亮，A灯变亮，C错误；
D．R4断路，则A灯和B灯都不亮，D错误。
故选B。
6．B
【详解】
试题分析：带电粒子在磁场中受洛伦兹力，磁场为4根长直导线在O点产生的合磁场，根据右手定则，a在O点产生的磁场方向为水平向左，b在O点产生磁场方向为竖直向上，c在O点产生的磁场方向为水平向左，d在O点产生的磁场方向竖直向下，所以合场方向水平向左．根据左手定则，带正电粒子在合磁场中洛伦兹力方向向下．故选B．
考点：洛伦兹力方向判定（左手定则）和直导线周围磁场的判定（右手螺旋定则）．
7．C
【详解】
A．根据公式
得
最大动能为
最大动能与加速电压无关，故A错误；
B．由左手定则可知，正离子向下偏转，所以下极板带正电，A板是电源的负极，B板是电源的正极，故B错误；
C．电场的方向与B的方向垂直，带电粒子进入复合场，受电场力和安培力的作用，且二力平衡，即
故C正确；
D．由
可得
R越小，比荷越大，故D错误。
故选C。
8．C
【详解】
粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上，所以当粒子的轨迹圆与磁场圆相交的弦为轨迹圆直径时，交点最远，根据几何关系有
根据牛顿第二定律得
解得
故选C。
9．AC
【详解】
等量同种点电荷的电场线如图所示，一电子沿等量同种点电荷的中垂线由某点A向O点运动，电场力的方向与电场强度方向相反，故受力方向由A指向O；等量同种点电荷的中垂线上由无限远向O点靠近的过程中，场强先变大后减小，因起始点A位置未知，故电场力大小变化可能为先变大后变小，也可能一直变小，故AC正确。
故选AC。
10．BD
【详解】
电路中R2、R3、电容器C先并联再与R1串联，当光照强度增大时，R2阻值减小，根据“串反并同”可知，R3的功率减小，电压表、电流表示数都增大，电容器C两端电压减小，根据可知，电荷量减少，根据可知，两板间电场强度减小，则电场力减小，故液滴向下加速运动。
故选BD。
11．BCD
【详解】
A．根据U=E-Ir，由图线A读出电源的电动势为E=4V，图A的斜率绝对值大小表示电源的内阻，则
故A错误；
B．灯泡与电源连接时，灯泡 D1 恰好能正常发光，A、B两图线的交点表示灯泡的工作状态，则知其电压U=3V，I=2A，则灯泡D1的额定电压为3V，功率为
P=UI=3×2W=6W
故B正确；
C．电源的效率为
故C正确；
D．灯泡正常发光时的电阻为
把小灯泡D1换成一个R=1Ω的定值电阻，即外电阻由1.5Ω变为1Ω，更接近内阻r=0.5Ω，所以电源的输出功率变大，故D正确。
故选BCD。
12．ACD
【详解】
画出粒子运动轨迹的示意图，如图所示，
A.当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，可知粒子半径r=L，在加速电场中，根据动能定理
在偏转磁场中，根据洛伦兹力提供向心力可得
可得两板间电压的最大值，故A正确；
B.设粒子轨迹与CD相切于H点，此时粒子半径为，粒子轨迹垂直打在CD边上的G点，则GH间距离即为粒子打中区域的长度s，根据几何关系
解得，则可得粒子打中区域的长度
故B错误；
C.粒子在磁场中运动的周期，粒子在磁场中运动的最大圆心角，所以粒子在磁场中运动的最长时间为，故C正确；
D.当粒子在磁场的轨迹与CD边相切时，即粒子半径时，打到N板上的粒子的动能最大，最大动能为，根据洛伦兹力提供向心力可得
qvB=m
解得能打到N板上的粒子的最大动能为，故D正确．
13．1.843-1.846 4.240 b 偏小 CAEDF 150Ω
【详解】
(1)略
(2)[3]. 如待测电阻Rx约为150Ω，电流表内阻RA约为20Ω，电压表内阻RV约为5KΩ，电压表的内阻远大于待测电阻的阻值，则电流表应采用外接法，应选择图b所示实验电路；[4].用电路图b进行测量时，由于电压表的分流作用，电流表的测量值大于真实值，由欧姆定律可知，测量值将比真实值偏小；
(3)[5].用“×100Ω”测电阻时挡时，指针停在刻度盘0Ω附近，说明所选挡位太大，为准确测量电阻阻值，应换用小挡，应选“×10Ω”挡，然后对欧姆表重新进行欧姆调零，然后再测电阻阻值，欧姆表使用完毕后，要把选择开关置于OFF挡或交流电源最高挡上，因此合理的实验步骤是：CAEDF；
[6].由图象表盘可知，待测电阻阻值为：15×10Ω=150Ω；
14．1.48—1.50 0.30 ＜ ＜
【详解】
（1）[1][2]．由图可得该电源电动势E=1.50V，内阻
．
（2）[3][4]．由闭合电路欧姆定律：
U=IR＇；
联立变形得：
；
变形可得：
又此式可知图中直线斜率
，
解得：
[5][6]．将电压表内阻等效为电源的内阻，则电源内阻测量值
电源电动势测量值
即该组同学测得电源电动势E测15．(1)1.8 W　64.2 W　97.3% (3)　2 420 W　2 420 W
【详解】
（1）由P=UI可得电流为：I==0.3A；
线圈电阻发热功率：PQ=I2r=1.8W；
机械功率：P机=P-PQ=64.2W；
η=×100%=97.3%
（2）当叶片不转动时，作纯电阻，根据欧姆定律，有：I==11A；
电动机消耗的电功率等于电机的发热功率：P=UI=I2r=11×11×20=2420W．
【点睛】
对于电功率的计算，一定要分析清楚是不是纯电阻电路，对于非纯电阻电路，总功率和发热功率的计算公式是不一样的．
16．（1）2 A，从a到b；（2）5 N；（3）0.5 N≤G≤7.5 N
【详解】
（1）根据闭合电路的欧姆定律得
I＝ ＝2 A
方向为从a到b。
（2）安培力为
F＝BIL＝5 N
（3）导体棒受力如图所示，ab即将滑动时，所受最大静摩擦力fm既可能向左，也可能向右，其大小为
fm＝μ（mg－F cos 53°）＝3.5 N
当最大静摩擦力方向向右时
FT＝F sin 53°－fm＝0.5 N
当最大静摩擦力方向向左时
FT＝F sin 53°＋fm＝7.5 N
而FT＝G，所以
0.5 N≤G≤7.5 N
17．1）UMN＝　 （2）r＝　　　（3）　　t＝
【详解】
(1)设粒子过N点时的速度为v，有：
解得：
粒子从M点运动到N点的过程，有：
解得：
(2)粒子在磁场中以O′为圆心做匀速圆周运动，半径为r，有：
解得：
(3)由几何关系得：
设粒子在电场中运动的时间为t1，有：
粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期：
设粒子在磁场中运动的时间为t2，有：