安徽省铜陵市第一中学2020学年高二物理12月月考试题（含解析）

安徽省铜陵市第一中学2020学年高二物理12月月考试题（含解析）

安徽省铜陵市第一中学2020学年高二物理12月月考试题（含解析） ‎ 一、选择题(每题4分，共40分)‎ ‎1. 一小段通电导线放在磁场中，下列说法正确的是( ）‎ A. 磁感应强度为零的地方一小段通电导线受磁场力也为零 B. 一小段通电导线在某处不受磁场力作用，该处的磁感应强度一定为零 C. 磁感应强度的方向就是一小段通电导线在磁场中受力的方向 D. 磁感应强度的大小由放在磁场中的一小段通电导线所受力的大小决定 ‎【答案】A ‎【解析】A、磁场为零的地方一小段通电导线受磁场力一定为零，故A正确；B、磁场由磁场本身决定，与试探电流无关，故一小段通电导线在某处不受磁场力作用，该处的磁场不一定为零，故B错误；C、通电导体所受磁场力的方向总是与磁场方向和电流方向决定的平面垂直，故C错误.D、磁感应强度的方向由磁场本身决定，与通电导线受力方向无关，故D错误．故选A．‎ ‎【点睛】磁感应强度是通过比值定义得来，例如电场强度也是这种定义，电场强度与电场力及电荷量均没有关系．再如密度也是，密度与物体的质量及体积均无关．‎ ‎2. 把轻质导线圈用细线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈中心，且在线圈平面内，如图所示，当线圈通以图示方向的电流时，从上往下看，线圈将( )‎ A. 顺时针转动，同时靠近磁铁 B. 顺时针转动，同时远离磁铁 C. 逆时针转动，同时靠近磁铁 D. 逆时针转动，同时远离磁铁 ‎【答案】A ‎【解析】由右手螺旋定则可知，线圈向外一面为S 极，因为异名磁极相互吸引，因此从上往下看，线圈做顺时针方向转动，同时靠近磁铁；故A选项正确。‎ 故选：A.‎ ‎3. 如图所示，五根平行的长直导体棒分别过坚直平面内的正方形的四个顶点和中心，并和该正方形平面垂直，各导体棒中均通有大小相等的电流，方向如图所示，则中心处的导体棒受到其余四根导体棒的磁场力的合力方向是( ）‎ A. 竖直向上 B. 竖直向下 C. 水平向左 D. 水平向右 ‎【答案】D ‎【解析】根据题意，由右手螺旋定则对角导线电流产生磁场正好相互叠加，如图所示，由矢量的合成法则，则得磁场方向竖直向下，根据左手定则可知，中心处的导体棒受到其余四根导体棒的磁场力的合力方向是水平向左；故选C．‎ 点睛：本题考查磁感应强度B的矢量合成法则，会进行磁感应强度的合成，从而确定磁场的大小与方向，并掌握左手定则的内容．‎ ‎4. 如图所示，一束电子向右沿水平虚线方向飞过小磁针上方，并与磁针方向行，下列说法正确的是( ）‎ A. 小磁针N极将向内偏转 B. 小磁针N极将向外偏转 C. 小磁针N极将受到水平向右的磁场力 D. 小磁针N极将受到水平向左的磁场力 ‎【答案】B ‎【解析】电子向右沿水平虚线方向飞过，形成水平向左的电流，根据右手定则，在虚线下方，形成垂直纸面向外的磁场，小磁针N极将受到垂直纸面向外的力而向外偏转，故B正确，ACD错误。‎ 故选：B。‎ ‎5. 一条形磁铁静止在斜面上，固定在磁铁中心的竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流，如图所示，若将磁铁的N极位置与S极位置对调后，仍放在斜面上原来的位置，则磁铁对斜面的压力F和摩擦力的变化情况分别是( ）‎ A. F增大，减小 B. F减小，增大 C. F 与都减小 D. F与都增大 ‎【答案】C ‎【解析】在磁铁的N极位置与S极位置对调前,根据左手定则判断可以知道,导线所受的安培力方向斜向下,‎ 由牛顿第三定律得知,磁铁所受的安培力方向斜向上,‎ 设安培力大小为,斜面的倾角为,磁铁的重力为G,由磁铁的受力平衡得:‎ 斜面对磁铁的支持力: ,‎ 摩擦力: ,‎ 在磁铁的N极位置与S极位置对调后,‎ 同理可以知道,斜面对磁铁的支持力： ,‎ 摩擦力: 可见,F、f都增大，故D正确；‎ 综上所述本题答案是：D ‎6. 如图所示，E为电源电动势，r为电源内阻，R1为定值电阻(R1>r)，R2为可变电阻，以下说法中正确的是( ）‎ A. 当R2= r时，R2上获得最大功率 B. 当R1=R2+r时，R1上获得最大功率 C. 台R2=0时，电源的输出功率最大 D. 当R2=O时，电源的效率最大 ‎【答案】C ‎【解析】A. 将R1等效到电源的内部，R2上的功率等于等效电源的输出功率，当等效电源的外电阻等于内阻时，即R2=R1+r时，输出功率最大，即R2上的功率最大，故A错误；‎ B. 根据P=I2R，电流最大时R1上的功率最大。当外电阻最小时，即R2=0时，电流最大，R1上获得最大功率，故B错误；‎ C. 当外电阻等于内阻时电源的输出功率最大，外电阻与内电阻越接进，电源的输出功率越大，由于R1>r，故当R2=0时，电源的输出功率最大，故C正确；‎ D.电源的效率，当R2取最大值时，电源的效率最大，故D错误。‎ 故选：C.‎ 点睛：当外电阻等于内阻时电源的输出功率最大．对于定值电阻，根据P=I2R，电流最大时，功率最大．‎ ‎7. 如图所示，两个倾角分别为30°和60°的光滑斜面固定于水平面上，并处于方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中.两个质量均为m、带电荷量均为+q的小滑块甲和乙分别从两个斜面顶端由静止释放，运动一段时间后，两小滑块都将飞离斜面，在此过程中( )‎ A. 甲滑块飞离斜面瞬间的速度比乙滑块飞离斜面瞬间的速度大 B. 甲滑块在斜面上运动的时间比乙滑块在斜面上运动的时间短 C. 甲滑块在斜面上运动的位移与乙滑块在斜面上运动的位移大小相同 D. 两滑块飞离斜面时，下滑的高度相等 ‎【答案】A ‎【解析】A. 小滑块飞离斜面时，洛伦兹力与重力的垂直斜面的分力平衡，故：mgcosθ=qvmB 解得：，所以斜面角度越小，飞离斜面瞬间的速度越大，故A正确；‎ B. 由受力分析得加速度a=gsinθ，所以甲的加速度小于乙的加速度，因为甲的最大速度大于乙的最大速度，由vm=at得，甲的时间大于乙的时间，故B错误；‎ C. 由AB的分析和得，甲的位移大于乙的位移，故C错误；‎ D. 由机械能守恒定律得，，甲飞离斜面时，下滑的高度较大，故 D错误。‎ 故选：A。‎ 点睛：小滑块向下运动的过程中受到重力、支持力、垂直斜面向上的洛伦兹力，向下运动的过程中，速度增大，洛伦兹力增大，支持力减小，当支持力减到0时，离开斜面．‎ ‎8. 如图所示，在正交的匀强电场和磁场的区域内(磁场水向内)，有一粒子恰能沿直线飞过此区域(不计粒子重力)，则( ）‎ A. 若粒子带正电，E方向应向上 B. 若粒子带负电，E方向应向上 C. 不管粒子带何种电，E方向都向上 D. 不管粒子带何种电，E方向都向下 ‎【答案】D ‎【解析】在不计重力的情况下，离子在复合场中沿水平方向直线通过故有：qE=qvB；若粒子带正电，则受洛伦兹力向上，而电场力向下，所以电场强度的方向向下；若带负电，则受洛伦兹力向下，而电场力向上，所以电场强度的方向向下；因此D正确，ABC错误。‎ 故选：D.‎ 点睛：在复合场中对带电粒子进行正确的受力分析，粒子离子在复合场中沿水平方向直线通过故有qE=qvB，若粒子带正电，则受洛伦兹力向上，而电场力向下，若带负电，则受洛伦兹力向下，而电场力向上，由此可正确解答结果．‎ ‎9. (多选)如图所示，C为电容器，D为理想二极管(具有单导电作用)，电流表、电压表均为理想表。闭合开关S至电路稳定后，调节滑动变阻器滑片P向左移动一小段距离，结果发现电压表V1的示数改变量大小为ΔU1，电压表V2的示数改变量大小为ΔU2，电流表A的示数改变量大小为ΔI，则下列判断正确的有( ）‎ A. 的值变大 B. 小于 C. 的值不变，且始终等于电源内阻r D. 滑片向左移动的过程中，电容器所带的电荷量要不断减少 ‎【答案】AC ‎【解析】由图可知R1与R串联，V1测R两端的电压,V2测路端的电压。‎ 若P向左端移动，则滑动变阻器接入电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流减小，则内电压减小，路端电压增大，即电压表V2的示数增大，R1‎ 两端的电压减小，所以V1的示数增大。‎ A. 根据欧姆定律得U1/I的值等于滑动变阻器的阻值，所以U1/I的值变大，故A正确；‎ B. 根据闭合电路欧姆定律得：U1=E−I(R1+r)，则△U1/△I=R1+r；根据闭合电路欧姆定律得：由U2=E−Ir，则△U2/I=r，故B错误，C正确；‎ D. 滑片向左移动的过程中，由于理想二极管具有单向导通作用，所以电容器所带的电荷量不变，故D错误。‎ 故选：AC.‎ ‎10. (多选)如图所示，若将电压表V1接到a、b间，读数为18V；若将电压表V2接到a、b间，则读数为19V。 现将V1、V2串联后接到a、b间，设两表的读数分别为U1和U2，则一定有( ）‎ A. U1>9.5V B. U2>9.5V C. U1+U2>19V D. 18V19V，‎ 通过电压表V2和电压表V1的电流相等，电压表V2的内阻大，所以U2>Ul，而Ul+U2>19V，所以U2>9.5V，故BC正确。‎ 故选：BC.‎ 点睛：由题意可知，电压表有内阻，根据两个电压表的读数判断哪个电压表内阻大，而串联后电压总内阻更大，根据串并联电路的特点分析即可．‎ 二、实验题(共2题，每空2分，共18分)‎ ‎11. 某物理学习小组中同学们故了以下实验.‎ ‎(1)甲同学用下列器材测定一电池组的电动势和内阻。‎ A.待测电池组(电动势约3V，内阻约1Ω)‎ B.定值电阻(R0=5Ω)‎ C.电阻箱(0～99.9Ω)‎ D.电压表(0～3V，内阻5kΩ)‎ E.开关一个、导线若干 ‎①为了精确测定电池组的内阻，请在方框中画出实验电路图_______‎ ‎②该同学正确测量后描绘出如图2所示的图像，则可知该电池组的电动势为E=_______V，内阻为r=___Ω.(保留两位有效数字)‎ ‎(2)乙同学将已知伏安特性曲线(如图1)的小灯泡与乙同学实验中的定值电阻串联接在乙同学实验中的电源两端组成闭合回路，则小灯泡的实际功率为_____W.(保留两位有效数字)‎ ‎【答案】 (1). （1）如图所示: (2). 3.0； (3). 1.0； (4). （2）0.33～0.39W均可 ‎【解析】(1)因没有给出电流表，故应采用电压表和电阻箱组合进行测量，同时因内阻较小，故应将定值电阻与电源相连充当等效电源；原理如图所示；‎ ‎②根据闭合电路欧姆定律可知：‎ 变形得：‎ 则由图象可知：1/E=1/3解得E=3.0V；‎ 解得r=1.0Ω；‎ ‎(3)在I−U图象中作出等效电源的伏安特性曲线，如下图所示；由图可知，灯泡的工作电压为1.1V，电流为0.3A；则功率P=UI=1.1×0.3=0.33W；‎ ‎12. 某同学要测量一个改装后的电压表的量程和内阻，实验过程如下：‎ ‎(1)先用多用电表粗测电压表的内阻和量程，实验中多用电表红表笔应与电压表_______（填“正”或“负”) 接线柱相连；若已知多用电表内电源电动势为9V，所用档位为“×1k”档，调零后测量，指针位置如图所示.此时电压表指针指在表盘的四分之三刻度处.则所测电压表内阻约为______，量程为_______。‎ ‎(2)若电压表量程为(1)问中所测数值，则为了精确测量其内阻，现提供以下器材：‎ 待测电压表 电流表A(量程0.6A，内阻约为3Ω)‎ 电压表V(量程l0V，内阻约为30kΩ)‎ 定值电阻R0(阻值为10kΩ)‎ 滑动变阻器R1(最大阻值为500，额定电流为1A)‎ 电源E(电动势为15V，内阻约为1Ω)‎ 开关和导线若干 ‎①为了较精确的测量电压表内阻，则测量电路应该选择如下电路中的________；‎ ‎②写出电压表内阻测量值的表达式=________。‎ ‎【答案】 (1). 1）负； (2). 20kΩ； (3). 6V； (4). （2）D； (5). ‎ ‎【解析】(1)多用电表红表笔连接多用电表内部的电池的负极，所以实验中多用电表红表笔应与电压表的负接线柱相连；‎ 由图可知，多用电表的读数为20.0，倍率为1k，所以电压表的内阻为：RV=20.0×1kΩ=20.0kΩ 同时又图可知，欧姆表的中值电阻刻度为20.0，根据欧姆表的原理可知：欧姆表的内阻为20.0 kΩ，所以电压表分担的电压为4.5V，所以电压表的量程：UG= ‎ B图中两个电压表并联，可以校准电压表的读数，但不能测量电压表的内电阻，故B错误；‎ C图中电流表的读数是并联电阻部分的电流值，所以测量的结果是并联部分的电阻值，不是电压表的电阻值。故C错误；‎ D图中，电压表V的电压是待测电压表与定值电阻的电压的和，定值电阻上的电压：UR=U−Ux 所以电压表的电阻值：RV= ‎ 比较A与D的结论可知，D比A图中的测量结果准确性更高。故A错误，D正确。‎ 故选：D ‎②电压表内阻测量值的表达式=.‎ 三、计算题(共4题，共42分)‎ ‎13. 如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.4V和0.4A。当S断开时，它们的示数各改变0.2V和0.2A，求电源的电动势和内电阻。‎ ‎【答案】（1）E=1.8V；(2)R=1Ω；‎ ‎【解析】根据欧姆定律得：E=U1+I1r ①‎ E=U2+I2r ②‎ ‎...............‎ 联立可得：E=1.8V，r=1Ω ‎14.‎ ‎ 水平面上有电阻不计的U开导轨NMPQ，它们之间的宽，度为L、M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)，现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右上方，如图所示，问：‎ ‎(1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少?‎ ‎(2)若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少? 此时B的方向如何?‎ ‎【答案】(1) ；；（2）； 右；‎ ‎【解析】（1）从b向a看其受力如图所示：‎ 水平方向： ‎ 竖直方向：‎ 又：‎ 联立解得： ，‎ ‎（2）使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，可知所受安培力竖直向上，则有 解得： ，根据左手定则判定磁场方向水平向右。‎ 综上所述本题答案是：（1）； ‎ ‎（2），方向水平向右 ‎15.‎ ‎ 如图所示，一根足够长的光滑绝缘杆MN，与水平面夹角为37°，固定在竖直平面内，垂直纸面向里的匀强磁场B充满杆所在的空间，杆与B垂直，质量为m的带电小环沿杆下滑到图中的P处时，对杆有垂直杆向上的拉力作用，拉力大小为0.2mg，已知小环的带电荷量为q，问(sim37°=0.6；cos37°=0.8)‎ ‎(1)小环带什么电?‎ ‎(2)小环滑到P处时的速度多大?‎ ‎【答案】（1）负电；（2）；‎ ‎【解析】(1)环所受洛伦兹力与杆垂直，只有洛伦兹力垂直于杆向上时，才能使环向上拉杆，由左手定则可知环带负电。‎ ‎(2)设杆拉住环的力为T，由题可知：T=0.2mg 在垂直杆的方向上对环有：qvB=T+mgcos37∘‎ 即qvB=0.2mg+0.8mg 解得：‎ ‎16. 如图所示，不计内阻的电源电动势E为200V，，其中R1=200Ω、R2=200Ω，R4=200Ω，R3为电阻箱，平行板电容器极板长为1=8cm，板间距离为d=1cm，有一细电子束沿图中中线虚线以Eo= =1.92×103eV的动能连续不断地从左端射入平板电容器，已知电子电荷量e=1.6×10-19C，电子重力不计，电路中的O点接地，电势为0。求：‎ ‎(1)要使电子能沿直线飞出电容器，变阻器R3的取值为多大；‎ ‎(2)要使电子都能从电容器两极板间飞出，变阻器R3的取值范围为多大。‎ ‎【答案】（1）200；（2）；‎ ‎【解析】(1)当电子匀速直线通过两极板时,两点电压UAB=0,设φ0=0‎ 由对称性知,UAO=UBO时，有：‎ 解得：R3=200Ω ‎(2)电子在电场中偏转能飞出电场的临界条件为：y=d/2‎ 此时对应平行板电容器两极板间电压的最大值,有： y=eUml22mdv20=d2‎ 化简得：=60V 取O点为零势面,当UAB=Um=60V时 UAO==100V，‎ 则∅A=100V ‎∅B=40V UBO==40V 解得：R3=800Ω 由题意可得，R3越小，B点电势越高，电子可以射出，因此为最大值 当UBA=Um=60V时，而A点电势不变，此时∅B=160V 同理解得：R3=50Ω，此时R3越大，B点电势越低，电子可以射出；‎ 综上所述：50Ω⩽R3⩽800Ω