河南省信阳市潢川县2023-2024学年高二上学期第二次月考物理试卷（含答案）
文档属性
| 名称 | 河南省信阳市潢川县2023-2024学年高二上学期第二次月考物理试卷（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 841.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-01-04 19:04:05 | ||
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文档简介
潢川县2023-2024学年高二上学期第二次月考物理试卷
一、单选题（共7小题，每题4分，共28分）
1. 下列说法中正确的是（ ）
A. 磁场中磁感应强度大的地方，磁通量不一定很大
B. 穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度为零
C. 若试探电荷在某位置所受的电场力为零，则该处的电场强度可能不为零
D. 若一小段电流在某位置所受的安培力为零，则该处的磁感应强度一定为零
2. 地球是一个巨大的磁体，潢川地区地表附近的磁感应强度大约为，忽略磁偏角影响，在该地区下列说法正确的是（ ）
A. 某中学电学实验室指南针静止时N极都指向地理南极
B. 物理课上，老师在讲台上静置一带正电小球，该小球受到洛伦兹力指向地理北极
C. 某同学正在直道上向北骑行自行车，轮胎金属辐条上离轴越远电势越高
D. 某同学正在直道上向北骑行自行车，则车头金属横梁的左侧把手电势高
3. 水分子的键角堆积造成了水分子宏观结晶的多样性。如图所示，一个水分子中氧原子（O）与氢原子（H）分布在竖直平面内等腰三角形的三个顶点上，两个氢原子的连线水平且中点为A。已知氢原子带正电，氧原子带负电，氧原子所带电荷量为氢原子电荷量的2倍。下列说法正确的是（ ）
A. A点电场强度方向竖直向下
B. 氧原子所受电场力的方向竖直向下
C. 其中一个氢原子所受电场力的方向竖直向上
D. 若将带负电的试探电荷从A点沿竖直向下方向移动，其电势能先增大后减小
4. 如图，力传感器固定在天花板上，边长为L的正方形匀质导线框abcd用不可伸长的轻质绝缘细线悬挂于力传感器的测力端，导线框与磁感应强度方向垂直，线框的bcd部分处于匀强磁场中，b、d两点位于匀强磁场的水平边界线上。若在导线框中通以大小为I、方向如图所示的恒定电流，导线框处于静止状态时，力传感器的示数为。只改变电流方向，其它条件不变，力传感器的示数为。该匀强磁场的磁感应强度大小为（ ）
A. B. C. D.
5. 在如图所示的平面内，存在宽为L的匀强磁场区域（足够长、边界上有磁场），匀强磁场的磁感应强度大小为B，左侧边界上有一离子源S，可以向纸面内各方向发射质量为m、带电荷量为、速度大小为的离子。不计离子受到的重力和空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 离子在磁场中运动的最长时间为
B. 离子从右侧边界离开磁场时，在磁场中运动的最短时间为
C. 离子从右侧边界离开磁场时，在磁场中运动的最长时间为
D. 离子从左侧边界离开磁场时，射入点与射出点间的最大距离为
6. 如图甲所示是一个“简易电动机”，一节5号干电池的正极向上，一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，将一段裸铜导线弯成图中所示形状的线框，线框上端的弯折位置与正极良好接触，下面弯曲的两端与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会转动起来。该“简易电动机”的原理图如图乙所示，关于该“简易电动机”，下列说法正确的是（ ）
A. 从上往下看，该“简易电动机”逆时针旋转
B. 电池消耗的电能全部转化为线框的动能
C. 线框①、②两部分导线电阻在电路中是串联关系
D. 电动机的工作原理是通电导线在磁场中受安培力的作用
7. 如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点运动的最低点，不计摩擦阻力，则以下说法中正确的是（ ）
A. 液滴一定带正电 B. 液滴在C点时的动能最大
C. 从A到C过程液滴的电势能可能减小 D. 从C到B过程液滴的机械能不变
二、多选题（共3小题，每题6分，共18分）
8. 利用电场、磁场控制电荷的运动，在现代科技领域有着广泛应用，如图所示，下列四种器件中（均不计粒子重力），关于带电粒子运动的说法正确的是（ ）
A. 甲图中从左侧射入的粒子，无论正、负均有可能沿直线射出
B. 乙图中等离子体进入上、下极板之间后上极板A带正电
C. 丙图中通过励磁线圈的电流越小，电子的运动径迹半径越大
D. 丁图中只要回旋加速器的D形盒足够大，加速粒子就能获得任意大的速度
9. 如图所示，光滑绝缘的水平面正上方有垂直纸面向里，大小为2T匀强磁场。现将一质量为5kg，带电量为＋2.5C的带电小球（可看成点电荷）静止放于水平面上，并对点电荷施加一水平向右的恒力。（重力加速度为），则下列说法正确的是（ ）
A. 点电荷离开水平面前做变加速运动
B. 当点电荷速度达到10m/s时点电荷将要离开水平面
C. 点电荷离开水平面前在水平面上运动的时间为5s
D. 点电荷离开水平面前在水平面上所发生的位移为50m
10. 如图所示，在等腰直角三角形BAC内充满着磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出）。一群质量为m、电荷量为＋q、速度为v的带正电粒子垂直AB边射入磁场，已知从AC边射出且在磁场中运动时间最长的粒子，离开磁场时速度垂直于AC边。不计粒子重力和粒子间的相互作用。下列判断中正确的是（ ）
A. 等腰三角形BAC中AB边的长度为
B. 粒子在磁场中运动的最长时间为
C. 从AB中点射入的粒子离开磁场时的位置与A点的距离为
D. 若仅将磁场反向，则粒子在磁场中运动的最长时间不变
三、实验题（共两小题，每空2分，共14分）
11. 某同学利用螺旋测微器和游标卡尺分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图甲和乙所示，该工件的直径为______mm，高度为______cm。该同学又用多用电表欧姆挡测该工件的电阻，选择开关旋转到“”挡，多用电表读数丙所示，该工件的电阻为______。
图甲 图乙 图丙
12. 太阳能电池板在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池板在没有光照时（没有储存电能）的特性。所用的器材包括：太阳能电池板，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干。
（1）为了达到上述目的，实验电路应选用图甲中的______（填“a”或“b”）。
（2）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙所示的图像，由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池板的电阻很大；当电压为2.80V时，太阳能电池板的电阻为______。
（3）当有光照射时，太阳能电池板作为电源，其路端电压与总电流的关系如图丙所示，分析该曲线可知，该电池板作为电源时的电动势为______V。若把它与阻值为的电阻连接构成一个闭合电路，在有光照射情况下，该电池板的效率是______%。（结果均保留三位有效数字）
四、解答题（共三小题，其中13题10分，14题14分，15题16分）
13.（10分）如图所示，在倾角为的斜面上，固定一宽的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和变阻器。电源电动势，内阻，一质量的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度、垂直于斜面向上的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不计）。金属导轨是光滑的，取，要保持金属棒在导轨上静止，求
（1）金属棒所受到的安培力大小；（4分）
（2）通过金属棒的电流；（3分）
（3）滑动变阻器R接入电路中的阻值。（3分）
14.（14分）如图所示，半径为R的圆形区域，圆心位于平面直角坐标系原点O，其内充满垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为；在第四象限空间充满沿y轴正方向的匀强电场。位于x轴上的离子源以恒定速度射出电荷量为q、质量为m的正离子，离子沿x轴正方向进入磁场，经坐标点离开电场。已知离子离开磁场时速度方向与x轴正方向的夹角。忽略离子间的相互作用，不计重力。求
（1）离子在圆形区域中运动时的速度的大小v；（6分）
（2）电场强度的大小E。（8分）
15.（16分）如图空间区域Ⅰ、Ⅱ有匀强电场和匀强磁场，MN、PQ为Ⅰ区域的上下边界，Ⅰ区域高度，Ⅱ区域的范围足够大。匀强电场方向竖直向上；Ⅰ、Ⅱ区域的磁感应强度大小均为，方向分别垂直纸面向里和向外。一个质量为、带电荷量为的带电小球，从距MN的高度为h的O点由静止开始下落，进入Ⅰ区域后，恰能做匀速圆周运动，取。求：
（1）试判断小球的电性并求出电场强度E的大小；（4分）
（2）若带电小球能进入区域Ⅱ，则h应满足什么条件？（6分）
（3）若想带电小球运动一定时间后恰能回到O点，h应该等于多少？（6分）
潢川县2023-2024学年高二上学期第二次月考
物理试题答案
一、单选题（共7小题，每题4分，共28分）
1 2 3 4 5 6 7
A D B C B D B
二、多选题（共3小题，每题6分，共18分）
8 9 10
AC BC AB
三、实验题（共两小题，每空2分，共14分）
11. 1.200 1.060 110
12.（1）a （2） （3）2.80 64.3
四、解答题（共三小题，其中13题10分，14题14分，15题16分）
13.（10分）（1）0.1N；（2）0.5A；（3）
【详解】（1）金属棒静止在金属导轨上受到重力、支持力和沿斜面向上的安培力，由受力平衡可知
（2分）
代入数据得（2分）
（2）由解得（3分）
（3）设滑动变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆定律得
（2分）
解得（1分）
14. 略
15.（16分）（1）小球带正电 2.5N/C；（2）；（3）0.6m
【详解】（1）带电小球进入复合场后，恰能做匀速圆周运动，即所受合力为洛伦兹力，则重力与电场力大小相等，方向相反，重力竖直向下，电场力竖直向上，即小球带正电，（2分）
则有
解得（2分）
（2）假设下落高度为时，带电小球在Ⅰ区域做圆周运动的圆弧与PQ相切时，运动轨迹如图甲所示
（1分）
由几何知识可知，小球的轨道半径（1分）
带电小球在进入磁场前做自由落体运动，由机械能守恒定律得
（1分）
带电小球在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得
（1分）
联立解得（1分）
则当时，即时带电小球能进入区域Ⅱ。（1分）
（3）若带电小球运动一定时间后恰能回到O点，则带电小球的轨迹如图乙所示
（2分）
以三个圆心为顶点的三角形为等边三角形，边长为2R，内角为，由几何关系知
（1分）
设此种情况下带电小球在磁场中运动时的速度大小为，由牛顿第二定律得
（1分）
由机械能守恒定律得（1分）
解得（1分）
一、单选题（共7小题，每题4分，共28分）
1. 下列说法中正确的是（ ）
A. 磁场中磁感应强度大的地方，磁通量不一定很大
B. 穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度为零
C. 若试探电荷在某位置所受的电场力为零，则该处的电场强度可能不为零
D. 若一小段电流在某位置所受的安培力为零，则该处的磁感应强度一定为零
2. 地球是一个巨大的磁体，潢川地区地表附近的磁感应强度大约为，忽略磁偏角影响，在该地区下列说法正确的是（ ）
A. 某中学电学实验室指南针静止时N极都指向地理南极
B. 物理课上，老师在讲台上静置一带正电小球，该小球受到洛伦兹力指向地理北极
C. 某同学正在直道上向北骑行自行车，轮胎金属辐条上离轴越远电势越高
D. 某同学正在直道上向北骑行自行车，则车头金属横梁的左侧把手电势高
3. 水分子的键角堆积造成了水分子宏观结晶的多样性。如图所示，一个水分子中氧原子（O）与氢原子（H）分布在竖直平面内等腰三角形的三个顶点上，两个氢原子的连线水平且中点为A。已知氢原子带正电，氧原子带负电，氧原子所带电荷量为氢原子电荷量的2倍。下列说法正确的是（ ）
A. A点电场强度方向竖直向下
B. 氧原子所受电场力的方向竖直向下
C. 其中一个氢原子所受电场力的方向竖直向上
D. 若将带负电的试探电荷从A点沿竖直向下方向移动，其电势能先增大后减小
4. 如图，力传感器固定在天花板上，边长为L的正方形匀质导线框abcd用不可伸长的轻质绝缘细线悬挂于力传感器的测力端，导线框与磁感应强度方向垂直，线框的bcd部分处于匀强磁场中，b、d两点位于匀强磁场的水平边界线上。若在导线框中通以大小为I、方向如图所示的恒定电流，导线框处于静止状态时，力传感器的示数为。只改变电流方向，其它条件不变，力传感器的示数为。该匀强磁场的磁感应强度大小为（ ）
A. B. C. D.
5. 在如图所示的平面内，存在宽为L的匀强磁场区域（足够长、边界上有磁场），匀强磁场的磁感应强度大小为B，左侧边界上有一离子源S，可以向纸面内各方向发射质量为m、带电荷量为、速度大小为的离子。不计离子受到的重力和空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 离子在磁场中运动的最长时间为
B. 离子从右侧边界离开磁场时，在磁场中运动的最短时间为
C. 离子从右侧边界离开磁场时，在磁场中运动的最长时间为
D. 离子从左侧边界离开磁场时，射入点与射出点间的最大距离为
6. 如图甲所示是一个“简易电动机”，一节5号干电池的正极向上，一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，将一段裸铜导线弯成图中所示形状的线框，线框上端的弯折位置与正极良好接触，下面弯曲的两端与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会转动起来。该“简易电动机”的原理图如图乙所示，关于该“简易电动机”，下列说法正确的是（ ）
A. 从上往下看，该“简易电动机”逆时针旋转
B. 电池消耗的电能全部转化为线框的动能
C. 线框①、②两部分导线电阻在电路中是串联关系
D. 电动机的工作原理是通电导线在磁场中受安培力的作用
7. 如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点运动的最低点，不计摩擦阻力，则以下说法中正确的是（ ）
A. 液滴一定带正电 B. 液滴在C点时的动能最大
C. 从A到C过程液滴的电势能可能减小 D. 从C到B过程液滴的机械能不变
二、多选题（共3小题，每题6分，共18分）
8. 利用电场、磁场控制电荷的运动，在现代科技领域有着广泛应用，如图所示，下列四种器件中（均不计粒子重力），关于带电粒子运动的说法正确的是（ ）
A. 甲图中从左侧射入的粒子，无论正、负均有可能沿直线射出
B. 乙图中等离子体进入上、下极板之间后上极板A带正电
C. 丙图中通过励磁线圈的电流越小，电子的运动径迹半径越大
D. 丁图中只要回旋加速器的D形盒足够大，加速粒子就能获得任意大的速度
9. 如图所示，光滑绝缘的水平面正上方有垂直纸面向里，大小为2T匀强磁场。现将一质量为5kg，带电量为＋2.5C的带电小球（可看成点电荷）静止放于水平面上，并对点电荷施加一水平向右的恒力。（重力加速度为），则下列说法正确的是（ ）
A. 点电荷离开水平面前做变加速运动
B. 当点电荷速度达到10m/s时点电荷将要离开水平面
C. 点电荷离开水平面前在水平面上运动的时间为5s
D. 点电荷离开水平面前在水平面上所发生的位移为50m
10. 如图所示，在等腰直角三角形BAC内充满着磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出）。一群质量为m、电荷量为＋q、速度为v的带正电粒子垂直AB边射入磁场，已知从AC边射出且在磁场中运动时间最长的粒子，离开磁场时速度垂直于AC边。不计粒子重力和粒子间的相互作用。下列判断中正确的是（ ）
A. 等腰三角形BAC中AB边的长度为
B. 粒子在磁场中运动的最长时间为
C. 从AB中点射入的粒子离开磁场时的位置与A点的距离为
D. 若仅将磁场反向，则粒子在磁场中运动的最长时间不变
三、实验题（共两小题，每空2分，共14分）
11. 某同学利用螺旋测微器和游标卡尺分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图甲和乙所示，该工件的直径为______mm，高度为______cm。该同学又用多用电表欧姆挡测该工件的电阻，选择开关旋转到“”挡，多用电表读数丙所示，该工件的电阻为______。
图甲 图乙 图丙
12. 太阳能电池板在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池板在没有光照时（没有储存电能）的特性。所用的器材包括：太阳能电池板，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干。
（1）为了达到上述目的，实验电路应选用图甲中的______（填“a”或“b”）。
（2）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙所示的图像，由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池板的电阻很大；当电压为2.80V时，太阳能电池板的电阻为______。
（3）当有光照射时，太阳能电池板作为电源，其路端电压与总电流的关系如图丙所示，分析该曲线可知，该电池板作为电源时的电动势为______V。若把它与阻值为的电阻连接构成一个闭合电路，在有光照射情况下，该电池板的效率是______%。（结果均保留三位有效数字）
四、解答题（共三小题，其中13题10分，14题14分，15题16分）
13.（10分）如图所示，在倾角为的斜面上，固定一宽的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和变阻器。电源电动势，内阻，一质量的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度、垂直于斜面向上的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不计）。金属导轨是光滑的，取，要保持金属棒在导轨上静止，求
（1）金属棒所受到的安培力大小；（4分）
（2）通过金属棒的电流；（3分）
（3）滑动变阻器R接入电路中的阻值。（3分）
14.（14分）如图所示，半径为R的圆形区域，圆心位于平面直角坐标系原点O，其内充满垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为；在第四象限空间充满沿y轴正方向的匀强电场。位于x轴上的离子源以恒定速度射出电荷量为q、质量为m的正离子，离子沿x轴正方向进入磁场，经坐标点离开电场。已知离子离开磁场时速度方向与x轴正方向的夹角。忽略离子间的相互作用，不计重力。求
（1）离子在圆形区域中运动时的速度的大小v；（6分）
（2）电场强度的大小E。（8分）
15.（16分）如图空间区域Ⅰ、Ⅱ有匀强电场和匀强磁场，MN、PQ为Ⅰ区域的上下边界，Ⅰ区域高度，Ⅱ区域的范围足够大。匀强电场方向竖直向上；Ⅰ、Ⅱ区域的磁感应强度大小均为，方向分别垂直纸面向里和向外。一个质量为、带电荷量为的带电小球，从距MN的高度为h的O点由静止开始下落，进入Ⅰ区域后，恰能做匀速圆周运动，取。求：
（1）试判断小球的电性并求出电场强度E的大小；（4分）
（2）若带电小球能进入区域Ⅱ，则h应满足什么条件？（6分）
（3）若想带电小球运动一定时间后恰能回到O点，h应该等于多少？（6分）
潢川县2023-2024学年高二上学期第二次月考
物理试题答案
一、单选题（共7小题，每题4分，共28分）
1 2 3 4 5 6 7
A D B C B D B
二、多选题（共3小题，每题6分，共18分）
8 9 10
AC BC AB
三、实验题（共两小题，每空2分，共14分）
11. 1.200 1.060 110
12.（1）a （2） （3）2.80 64.3
四、解答题（共三小题，其中13题10分，14题14分，15题16分）
13.（10分）（1）0.1N；（2）0.5A；（3）
【详解】（1）金属棒静止在金属导轨上受到重力、支持力和沿斜面向上的安培力，由受力平衡可知
（2分）
代入数据得（2分）
（2）由解得（3分）
（3）设滑动变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆定律得
（2分）
解得（1分）
14. 略
15.（16分）（1）小球带正电 2.5N/C；（2）；（3）0.6m
【详解】（1）带电小球进入复合场后，恰能做匀速圆周运动，即所受合力为洛伦兹力，则重力与电场力大小相等，方向相反，重力竖直向下，电场力竖直向上，即小球带正电，（2分）
则有
解得（2分）
（2）假设下落高度为时，带电小球在Ⅰ区域做圆周运动的圆弧与PQ相切时，运动轨迹如图甲所示
（1分）
由几何知识可知，小球的轨道半径（1分）
带电小球在进入磁场前做自由落体运动，由机械能守恒定律得
（1分）
带电小球在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得
（1分）
联立解得（1分）
则当时，即时带电小球能进入区域Ⅱ。（1分）
（3）若带电小球运动一定时间后恰能回到O点，则带电小球的轨迹如图乙所示
（2分）
以三个圆心为顶点的三角形为等边三角形，边长为2R，内角为，由几何关系知
（1分）
设此种情况下带电小球在磁场中运动时的速度大小为，由牛顿第二定律得
（1分）
由机械能守恒定律得（1分）
解得（1分）
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