四川省广安第二中学校2023-2024学年高二上学期第二次月考物理试题（Word版附解析）

这是一份四川省广安第二中学校2023-2024学年高二上学期第二次月考物理试题（Word版附解析），共17页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 关于磁感应强度和磁通量，下列说法正确的是（ ）
A. 由可知，B与F成正比，与IL的乘积成反比
B. 磁场中某点磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与是否放入通电导线无关
C. 若在磁场中穿过某一面积的磁通量为零，则该处磁感应强度一定为零
D. 磁通量有正负，所以是矢量
【答案】B
【解析】
【详解】AB．磁感应强度只与磁场本身有关，与电流元和电流元的受力无关，故A错误，B正确；
C．穿过某一面积的磁通量为零，可能是磁感应强度为零，也可能是线圈平面与磁场方向平行，故C错误；
D．磁通量虽然有正负，但是磁通量是标量，故D错误。
故选B。
2. 如图所示的各图所描述的物理情境中，产生感应电流的是（ ）
A. 甲图中开关S闭合稳定后，线圈N中
B. 乙图矩导电线圈平面垂直于磁场方向向右平移中
C. 丙图金属框从A位置向B位置运动，金属框中
D. 丁图矩形导电线圈绕水平轴匀速转动中
【答案】C
【解析】
【详解】A．甲图中开关S闭合稳定后，穿过线圈N的磁通量保持不变，所以线圈N中不产生感应电流。故A错误；
B．乙图矩导电线圈平面垂直于磁场方向向右平移中，穿过线圈平面的磁通量不变，所以线圈中不产生感应电流。故B错误；
C．丙图金属框从A位置向B位置运动，金属框中磁通量发生变化，所以会在金属框中产生感应电流。故C正确；
D．丁图矩形导电线圈绕水平轴匀速转动中，穿过线圈的磁通量发生变化，所以在线圈中产生感应电流。故D错误。
故选C。
3. 如图所示，电动势为E、内阻为r的电池与定值电阻R0、滑动变阻器R串联，已知R0=r，滑动变阻器的最大阻值是3r，当滑动变阻器的滑片P由b端向a端滑动时，下列说法中正确的是（ ）
A. 电源总功率变大
B. 电源的输出功率先变大后变小
C. 电源内部消耗的功率变大
D. 电源效率变大
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据
滑片P由b端向a端滑动，阻值变大，电源总功率减小，A错误；
B．由于外电阻大于电源内阻，则外电阻增大的过程中，电源输出功率减小，B错误；
C．电流为
电源内部消耗的功率为
外电阻增大，电源内部消耗功率减小，C错误；
D．电源效率为
当R增大时，电源效率增大，D正确。
故选D。
4. 如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相同的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点的磁感应强度，下列说法正确的是（ ）
A. a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相同
B. c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同
C. a、c两点处的磁感应强度大小相等、方向相同
D. O点处的磁感应强度为零
【答案】D
【解析】
【详解】A．直导线M、N在a点的磁感应强度方向相反，但M产生的磁感应强度较大，故a点的合磁感应强度竖直向下，同理可知，b点的合磁感应强度竖直上，大小与a点的相等。故a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反。故A错误；
B．如图所示
B为c点的磁感应强度，方向水平向右，同理可知，d点的磁感应强度与c点大小相等，方向水平向左。故B错误；
C．由AB的分析可知，a、c两点处的磁感应强度的方向不同。故C错误；
D．由右手螺旋定则可知，直导线M在O点的磁感应强度大小为B，竖直向下，直导线N在O点的磁感应强度大小也为B，竖直向上。故O点处的磁感应强度为零。故D正确。
故选D。
5. 如图，ABCD为匀强电场中的一矩形区域，已知AB长为3 cm，AC长为2 cm，把一个电荷量为1C的正电荷从A点移动到C点，电场力做功6J，从A移动到B点电场力做功12J，若规定B点为零电势点，下列说法正确的是（ ）
A. D点的电势为8 V
B. 电场强度的方向沿AD方向
C. 电场强度的大小为500 V/m
D. 将一电子从A点移动到B点时，其电势能减少12eV
【答案】C
【解析】
详解】A．由题意得
，
规定B点为零电势点，则
，
由
得
A错误；
B．如图
在AB上取中点F，则F点电势为6V，电场线方向垂直CF斜向下。由几何关系，电场强度的方向不沿AD方向，B错误；
C．AG与CF垂直，AG距离为
电场强度为
C正确；
D．将一电子从A点移动到B点时，其电势能增加
D错误。
故选C。
6. 如图所示，OACD是一长为OA＝L的矩形，其内存在垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m、带电量为q的粒子从O点以速度垂直射入磁场，速度方向与OA的夹角为α，粒子刚好从A点射出磁场，不计粒子的重力，则（ ）
A. 粒子一定带正电B. 匀强磁场的磁感应强度为
C. 粒子从O到A所需的时间为D. 矩形磁场的宽度最小值为
【答案】B
【解析】
【详解】A．由题意可知，粒子进入磁场时所受洛伦兹力斜向右下方，由左手定则可知，粒子带负电，故A错误；
B．粒子运动轨迹如图所示，由几何知识可得
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得
故B正确；
C．由几何知识可知，粒子在磁场中转过的圆心角，粒子在磁场中做圆周运动的周期粒子在磁场中的运动时间为
又由
解得
故C错误；
D．根据图示
由几何知识可知，矩形磁场的最小宽度为
故D错误。
故选B。
7. 在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增强而减小，V为理想电压表。若将照射R3的光的强度减弱，则在开关S闭合后（ ）
A. 电压表的示数变大
B. 小灯泡消耗的功率变小
C. 通过R2的电流变小
D. 电路的路端电压变小
【答案】B
【解析】
【详解】A．当光照强度减小时，R3的电阻值增大，从而电路总电阻也增大，干路电流减小，所以R1两端电压减小，所以电压表示数变小，故A错误；
BC．因为干路电流减小，故R1和电源分压均减小，所以并联部分电压增大，而R2电阻不变，所以R2中电流增大，又因为干路电流减小，所以小灯泡的电流减小，功率变小，故B正确，C错误；
D．因为干路电流减小，所以由欧姆定律可知电源内阻分压减小，则电路的路端电压变大。故D错误。
故选B。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 下列①、②、③、④四幅图分别是速度选择器、磁流体发电机、质谱仪、回旋加速器的结构示意图，下列说法中正确的是（ ）
A. 图①中粒子沿直线PQ运动的条件是
B. 图②中可以判断出通过电阻的电流方向为从上到下
C. 图③中在分析同位素时，半径最大的粒子对应质量也最大
D. 图④随着粒子的运动越来越快，粒子走过半圆的时间间隔越来越短
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据洛伦兹力和电场力相互平衡，可知
qE=qvB
故
故A错误；
B．根据左手定则可知，等离子体中的正电荷向下偏，负电荷向上偏，所以B极板的电势高，通过电阻的电流方向为从下到上，故B错误；
C．在加速电场中，则有
在磁场中，则有
可得
则半径最大的粒子对应质量也最大，故C正确；
D．根据洛伦兹力充当向心力，可知
则周期为
可知粒子走过半圆的时间间隔与速度无关，故D错误；
故选C。
9. 如图甲所示是电磁炮发射过程的情境图，在发射过程中，可以简化为炮弹始终处于磁感应强度为B的匀强磁场中。已知两导轨内侧间距为d，炮弹的质量为m，炮弹在导轨间的电阻为R，若炮弹滑行距离l后获得的发射速度为v。不计空气阻力、导轨电阻、电源内阻，不考虑炮弹切割磁感线产生的感应电动势。下列说法正确的是（ ）
A. 匀强磁场方向为竖直向下B. 炮弹所受安培力大小为
C. 通过炮弹的电流为D. 可控电源的电动势为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据图乙可知，炮弹中的电流方向由外指向内，炮弹所受安培力方向向右，根据左手定则可知，匀强磁场方向为竖直上，故A错误；
B．由于不考虑炮弹切割磁感线产生的感应电动势，则电路中的电流一定，安培力一定，根据动能定理有
解得
故B正确；
C．根据安培力的表达式有
结合上述解得
故C正确；
D．电源内阻不计，根据闭合电路欧姆定律有
结合上述解得
故D错误。
故选BC。
10. 质量为m、电荷量为q的带正电小物块，在磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，沿动摩擦因数为µ的绝缘水平面以初速度v0开始向左运动，如图所示。物块经时间t移动距离x后停了下来，设此过程中，q不变，则下列说法中正确的（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．假设物块不受洛伦兹力，据动能定理得
因为物块带正电，受到向下的洛伦兹力，摩擦力增大，滑行的距离减小，则
故A正确，B错误；
CD．假设洛伦兹力恒力，大小为保持不变，则由动量定理得
得
因为物块向左做减速运动，洛伦兹力减小，加速度减小，滑行时间变长，则有
故C正确，D错误。
故选AC。
三、实验题：本题共2小题，共计18分（每空2分）。
11. 如图甲所示为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为2000Ω的电阻，测量步骤如下：
①调节指针定位旋钮，使电表指针停在___________（填“电阻”或“电流”）的“0”刻度线；
②将选择开关旋转到电阻挡的___________（填“×1”或“×10”或“×100”或“×1 k”）位置；
③将红、黑表笔分别插入“＋”“-”插孔，并将两表笔短接，调节___________，使电表指针对准___________（填“电阻”或“电流”）的“0”刻度线；
④将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为___________Ω；
⑤测量完毕，将选择开关旋转到___________位置。
【答案】 ①. 电流 ②. ×100 ③. 电阻调零旋钮 ④. 电阻 ⑤. 1900 ⑥. OFF
【解析】
【详解】（1）[1]调节指针定位旋钮，也就是对仪器就行调零，所以需要使指针指在“电流”的零点。
（2）[2]使用“×100”的倍率时，中值电阻为1500Ω，测量2000 Ω的电阻时，指针能指在表盘中央附近，较为准确，故应将选择开关旋转到电阻挡的“×100”位置。
（3）[3][4] ]欧姆调零时，应将两表笔短接，调节“电阻调零旋钮”，使电表指针对准“电阻”的“0”刻度线。
（4）[5]表盘的读数为19，使用“×100”的倍率，电阻的阻值为读数乘以倍率，为1900Ω。
（5）[6] 测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”挡，如果没有“OFF”挡就将选择开关置于“交流电压最高档”。
12. 小明同学欲测量一个电源的电动势及其内阻。要求：测量尽量准确、能测多组数据且滑动变阻器调节方便，电表最大读数不得小于量程的。待测元件及提供的其他实验器材有：
A.待测电源：电动势约，内阻间
B.待测G表：量程，内阻
C.电流表A：量程，内阻约
D.滑动变阻器：最大阻值，额定电流
E.电阻箱：
F.开关S一个，导线若干
小明同学把G表和电阻箱串联、并将接入电路的阻值调到，使其等效为一只电压表，接着利用伏安法测量电源的电动势及内阻。
①请你在图甲中用笔画线，将各元件连接成测量电路图_________。
②若利用测量的数据，作出的G表示数与通过滑动变阻器的电流的关系图像如图乙所示，则可得到电源的电动势___________，内阻___________。（计算结果均保留1位小数）
【答案】 ①. ②. 1.5 ③. 0.6
【解析】
【详解】①[1]若电流表接在干路，电源内阻的测量值等于电流表内阻与电源内阻之和，由于电流表内阻与电源内阻相差不大，故电源内阻的测量误差较大。而且，如果电流表与滑动变阻器直接串联，由于电流表示数远大于G表示数，干路电流的测量值和真实值接近相等，则电源的电动势和内阻测量误差较小。综上所述，电路图如图
②[2][3]G表示数远小于电流表示数，根据闭合电路欧姆定律
得
由图像得
，
得
，
四、计算题：本题共3小题。第13题11分，第14题13分，第15题15分，共39分。简要写出必要的文字说明和步骤，只有答案不给分。
13. 如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内电阻r=1 Ω，电路中另一电阻R=10 Ω，直流电压U=180 V，电压表示数UV=120 V。试求：
（1）通过电动机的电流；
（2）输入电动机的电功率；
（3）若电动机以v=2 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量。（g=10 m/s2）
【答案】（1）6A；（2）720W；（3）34.2kg
【解析】
【详解】（1）通过电动机的电流
（2）输入电动机的电功率
（3）若电动机以v=2 m/s匀速竖直向上提升重物，由能量关系
解得
m=34.2kg
14. 如图所示，两平行金属导轨间距L=1m，导轨与水平面成=37°，导轨电阻不计．导轨上端连接有E=6V、r=1Ω的电源和滑动变阻器R．长度也为L的金属棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好，金属棒的质量m=0.2kg，电阻R0=2Ω，整个装置处在竖直向上磁感应强度为B=1.5T的匀强磁场中，金属棒一直静止在导轨上．（g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8）求：
（1）当金属棒刚好与导轨间无摩擦力时，接入电路中的滑动变阻器的阻值R多大；
（2） 当滑动变阻器接入电路的电阻为R=5Ω时金属棒受到的摩擦力．
【答案】（1）R=3Ω（2）
【解析】
【分析】(1)由闭合电路欧姆定律可求得接入电路中的阻值R；
(2)作出受力分析，由共点力的平衡条件可得出力的表达式，再由闭合电路欧姆定律可求得的摩擦力的大小．
【详解】(1) 当金属棒刚好与导轨间无摩擦力时，金属棒受重力mg、安培力F和支持力FN如图
根据平衡条件可得，mgsinθ=F1csθ
又F1=BI1l

联立上式，解得：R=3Ω；
(2) 当滑动变阻器的电阻为R=5Ω时，电流：

又：F=BIl=1.51N=N
mgsinθ＞F2csθ，故金属棒受到沿导轨平面向上的摩擦力Ff
根据平衡条件可得，mgsinθ=F2csθ+Ff
联立解得 Ff=mgsinθ-F2csθ
解得：Ff=0.3N．
【点睛】本题考查闭合电路欧姆定律与安培力的结合，要注意正确作出受力分析，根据共点力的平衡条件得出正确结论．
15. 如图所示，以O为坐标原点建立平面直角坐标系，圆心为O、半径为R的圆形磁场区域中存在垂直于纸面向外的匀强磁场，第三象限有沿y轴正方向、电场强度大小未知的匀强电场，在处有一垂直于y轴的足够大固定绝缘挡板。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以大小为的初速度沿与x轴正方向平行的方向从点射出，恰好从M点进入磁场，经磁场偏转后由N点（未画出）离开磁场，并恰好垂直打在挡板上，粒子与挡板发生碰撞后原速率反弹再次进入磁场，最后离开磁场，不计粒子受到的重力，求：
（1）匀强电场的电场强度大小E；
（2）粒子刚进入匀强磁场时的速度方向与x轴正方向的夹角；
（3）匀强磁场的磁感应强度大小B及带电粒子从出发到最终离开磁场区域运动的总时间t。

【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）如图所示，根据题设条件画出粒子的运动轨迹，带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，有
解得
，

（2）粒子沿y轴正方向的分速度大小
解得
（3）粒子进入磁场时的速度大小
设粒子在磁场中运动的半径为r，由几何关系有，由洛伦兹力提供向心力，有
解得
由几何关系有N点的横坐标
N点的纵坐标
由几何知识得粒子在磁场中运动的圆心角共为180°（含M到N过程和N到Q的过程），粒子在磁场中运动的总时间为
粒子在电场、磁场外的运动，由匀速直线运动规律可知粒子从出磁场到再次进磁场的时间
故粒子从出发到最终离开磁场区域运动总时间
联立解得