2020-2021学年河北省正定中学高二上学期第二次月考物理试题（解析版）

这是一份2020-2021学年河北省正定中学高二上学期第二次月考物理试题（解析版），共14页。试卷主要包含了答非选择题时，必须使用0，考试结束后，只将答题卡交回等内容，欢迎下载使用。

河北省正定中学2020-2021学年高二上学期第二次月考
物 理
（考试时间：90分钟　分值：100分）

注意事项：
1.答题时，务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时，用2B铅笔将答题卡上对应的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
3.答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色黑色签字笔把答案写在答题卡规定的位置上。答案如需改正，请先划掉原来的答案，再写上新答案，不准使用涂改液、胶带纸、修正带。
4.考试结束后，只将答题卡交回。
一、选择题（本题共12小题，共40分。1~8题只有一项符合题目要求，每题3分，9~12题有多项符合题目要求，每题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1.下列说法正确的是（ ）
A．电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能就越多
B．运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零
C．小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向
D．由B可知，某处的磁感应强度大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比，与其IL的乘积成反比
2. 甲、乙两图分别为测量灯泡电阻R的电路图，下列说法错误的是（　　）

A．甲图的接法叫电流表外接法，乙图的接法叫电流表的内接法
B．甲图中灯泡电阻测量值大于真实值，乙图中灯泡电阻测量值小于真实值
C．甲图中误差由电压表分流引起，为了减小误差，应使R＜＜RV
D．乙图中灯泡电阻的精确值应为
3. 如图所示，三条通有相同电流的绝缘长直导线，垂直纸面放置在一个等边三角形的三个顶点上．a、b和c分别是三角形各边的中点．将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3，则下列说法正确的是（　　）
A．B1＝B2＜B3
B．B1＝B2＞B3
C．B1＝B2＝B3≠0
D．a、b和c三处的磁场方向相同
4. 有一个带电荷量为+q、重为G的小球，从两竖直的带电平行板上方h处自由落下，两极板间另有匀强磁场，磁感应强度为B，方向如图所示，则带电小球通过有电场和磁场的空间时，下列说法正确的是（　　）
A．小球做曲线运动
B．小球做直线运动
C．小球做匀加速直线运动
D．小球做匀速直线运动
5. 当一个闭合纯电阻电路的外电阻不断变化时，电源内阻和外电路电阻消耗的电功率随电流变化的关系分别用如图所示的抛物线C1、C2表示。由图可知（　　）
A．电源消耗的最大功率为16W
B．电源的内电阻为2Ω
C．电源输出功率的最大值为16W
D．电源的电动势为8V
6. 如图所示，蹄形磁体用悬线悬于O点，在磁体的正下方有一水平放置的长直导线，当导线通以由左向右的电流时，蹄形磁体的运动情况是（　　）
A．静止不动
B．向纸外运动
C．N极向纸外转动，S极向纸内转动
D．N极向纸内转动，S极向纸外转动
7. 某学校新装了一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制：电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。下图为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，Rt为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。当傍晚到来光照逐渐减弱时，下列判断正确的是（　　）
A．A灯变暗，B灯变亮
B．电源的输出功率变大
C．电源的效率变小
D．Rt上电流的变化量大于R0上电流的变化量
8. 如图所示，线框abcd的左侧放置一通有恒定电流的长直导线，线框从位置Ⅰ按照以下四种方式运动（位置Ⅰ和位置Ⅲ关于MN对称），磁通量变化量的绝对值最大的是（　　）
A．平移到位置Ⅱ
B．以bd为转轴转到位置Ⅱ
C．以MN为转轴转到位置Ⅲ
D．平移到位置Ⅲ
9. 空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点垂直边界入射。这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但比荷相同，且都包含不同速率的粒子。不计重力，下列说法正确的是（ ）
A．入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同
B．入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同
C．在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同
D．在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大
10. 稳压管是一种用硅材料制成的晶体二极管，广泛应用于稳压电源。稳压管在反向击穿时，在一定的电流范围内，两端电压几乎不变，表现出稳压特性。图为某稳压二极管的图象。下列说法正确的是　　
A．
B．
C．稳压管属于非线性元件
D．稳压管属于线性元件
11. 如图所示为多用电表原理示意图，所用电流表的表盘刻度共100格，满偏电流为Ig＝100mA，满偏电压为Ug＝1V，电源的电动势E＝1.5V，内阻r＝0.5Ω，直流电压挡的量程为0～50V，则下列判断正确的是（　　）
A．黑表笔应该接a，红表笔接b
B．定值电阻R0的阻值为500Ω
C．选择开关接2，刻度盘正中间的刻度值为15Ω
D．选择开关接3，若指针与电流表第25格刻度线重合，则通过R0的电流为50mA
12. 2020年2月，中核集团“龙腾2020”科技创新计划——“质子治疗230MeV超导回旋加速器”在原子能院完成设备安装和高频锻炼测试工作，建成后将有效提升我国医疗领域设备水平，使质子治癌成为人类征服癌症的有效手段之一。回旋加速器主要结构如图，两个中空的半圆形金属盒接高频交流电源置于与盒面垂直的匀强磁场中，两盒间的狭缝宽度很小。粒子源S位于金属盒的圆心处，产生的粒子初速度可以忽略。用两台回旋加速器分别加速氕（）和氚（）核，这两台加速器的金属盒半径、磁场的磁感应强度、高频交流电源的电压均相等，不考虑相对论效应，则氕（）和氚（）核（　　）
A．所能达到的最大动能相等
B．所能达到的最大动量大小相等
C．氕核受到的最大洛伦兹力大于氚核
D．在达到最大动能的过程中通过狭缝的次数相等
二、填空题（本题共2小题，共14分）
13.（6分）小明同学练习使用多用电表测电阻：
（1）如图1所示，请根据下列步骤完成电阻测量：
①旋动 ，使指针对准电流的“0”刻线。（填“S”或“T”）
②将K旋转到电阻挡“×10”的位置。
③将红、黑表笔短接，旋动 （填“S”或“T”），使指针对准电阻的 刻线（填“0”或“∞”）。

④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过大。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按　 　的顺序进行操作，再完成读数测量。
A．将K旋转到电阻挡“×100”的位置
B．将K旋转到电阻挡“×1”的位置
C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表欧姆调零
（2）正确操作后，读数如图2所示，则阻值为 Ω（保留3位有效数字）
（3）若欧姆表内用一个新电池（电动势为1.5V，内阻较小），测得该电阻读数为R；然后更换另外品牌的新电池（电动势为1.5V，内阻较大），欧姆表调零后测得该电阻读数为R′，两次测量值R与R′相比，正确的是　 。
A．R′＝R B．R′＞R C．R′＜R D．无法确定
14.（8分）随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测，结果发现有不少样品的电导率不合格（电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标）。某学习小组对某种纯净水样品进行检验，实验步骤如下：

（1）将采集的水样装满绝缘性能良好的圆柱形塑料容器，容器长为L，两端用金属圆片电极密封，用游标卡尺测量圆柱形容器内径如图1所示，其示数为d＝ mm。
（2）小组同学用多用电表粗测该水样的电阻为1200Ω。为了准确测量水样的电导率，学习小组准备利用以下器材进行研究。
A．电压表（0～3V，内阻约为1kΩ）
B．电压表（0～15V，内阻约为5kΩ）
C．电流表（0～10mA，内阻约为1Ω）
D．电流表（0～0.6A，内阻约为10Ω）
E．滑动变阻器（最大阻值约为100Ω）
F．蓄电池（电动势约为12V，内阻约为2Ω）
G．开关、导线若干
实验要求测量尽可能准确，请你在图2方框中设计出实验电路图，电路中电压表应选择　 　，电流表应选择　 　。（填器材前面的字母序号）
（3）水样电导率的表达式为σ＝　 　[用测得的物理量（U、I、d、L）表示]。
三、计算题（本题共4小题，共46分）
15.（10分）如图所示，y轴上A点距坐标原点的距离为L，坐标平面内有边界过A点和坐标原点O的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直坐标平面向里．有一电子（质量为m、电荷量为e）从A点以初速度v0沿着x轴正方向射入磁场区域，并从x轴上的B点射出磁场区域，此时速度方向与x轴正方向之间的夹角为60°.求：
（1）磁场的磁感应强度大小；
（2）电子在磁场中运动的时间。

16. （10分）如图所示的电路中，电表均为理想电表，R1＝1Ω，R2＝5Ω，电容器的电容C＝100μF，变阻器R3最大阻值为10Ω，闭合开关S电路稳定后：当R3的阻值为1Ω时，电压表的示数为3V；当R3的阻值为7Ω时，电流表的示数为1A，求：
（1）电源电动势和内阻；
（2）调节变阻器R3的阻值，当R3消耗的功率最大时，求电容器上容纳的电量。


17.（12分）如图甲所示，水平平行导轨间距L＝1m，导轨电阻可忽略；导体棒ab的质量m＝1kg，电阻R0＝1.5Ω，与导轨接触良好且垂直导轨放置；电源电动势E＝10V，内阻r＝0.5Ω，电阻R＝8Ω；外加匀强磁场的磁感应强度大小B＝5T，方向垂直于ab，与导轨平面成夹角α＝37°，ab与导轨间的动摩擦因数μ＝0.3，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。导体ab的中点通过绝缘细线绕过光滑的定滑轮与一重物相连，细线对ab棒的拉力方向水平向右，ab棒处于静止状态。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g＝10m/s2．求：
（1）ab棒受到的安培力大小；
（2）重物的重力G的取值范围。

18. （14分）如图所示，在y轴竖直向上的直角坐标系中，电场、磁场的分布情况如下：
①在0＜y＜a的区域内，存在沿x轴负向的匀强电场和垂直xOy平面向里的匀强磁场；
②在y＜0区域内，存在沿y轴正向的匀强电场；
③在y＜y1区域内（y1未知），同时存在垂直xOy平面向外的匀强磁场；
各区域的电场、磁场强弱相同。一质量为m、电量为q带正电的小球，从xOy平面内的P点以初速度v0向右抛出。小球进入0＜y＜a的复合场区沿直线运动，恰好过坐标原点，方向如图与x轴正向成斜向下。如果小球能够第二次到达O点，重力加速度为g，求：
（1）电场强度E和磁感应强度B；
（2）P点到y轴的垂直距离；
（3）小球两次通过O点经历的时间t。














高二第二次月考物理答案
1.【答案】C
【解答】解：A、电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大，但不是将其他形式的能转化为电能就越多，故A错误；
B、磁场方向与速度方向不垂直时，f＝qvBcosθ，θ是v与B的夹角，当夹角是0时，洛伦兹力为0，但磁感应强度不一定是0，故B错误；
C、根据磁场方向的规定可知，小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向，故C正确；
D、公式B可知，磁感应强度的定义式，运用比值法定义，B反映磁场本身的性质，与F、IL无关，故D错误；
故选：C。
2.【答案】B
【解答】解：A、甲图的接法叫电流表外接法，乙图的接法叫电流表的内接法，故A正确；
B、甲图中，电压表测量值准确，又由于电压表的分流作用，电流表测量值偏大，根据欧姆定律R，电阻测量值偏小，即R测＜R真；乙图中，电流表测量值准确，又由于电流表的分压作用，电压表测量值偏大，根据欧姆定律R，电阻测量值偏大，即R测＞R真；故B错误；
C、甲图中，误差来源于电压表的分流作用，为了减小误差，应使R＜＜Rv，故C正确；
D、乙图中，误差来源于电流表的分压作用，乙图中灯泡电阻的精确值应为RA，故D正确；
故选：B。
3. 【答案】C
【解答】解：本题考查磁场的叠加，由于通过三条导线的电流大小相等，结合安培定则可判断出三条导线在a、b和c处产生的合磁感应强度大小B1＝B2＝B3，但方向不同，故选项C正确。
故选：C。
4.【答案】A
【解答】解：若小球进入磁场时电场力和洛伦兹力相等，由于小球向下运动时，速度会增加，小球所受的洛伦兹力增大，将不会再与小球所受的电场力平衡，不可能做匀加速直线运动，也不可能做匀速直线运动。
若小球进入磁场时电场力和洛伦兹力不等，则合力方向与速度方向不在同一条直线上，小球做曲线运动。
综上所述，小球一定做曲线运动。故A正确，B、C、D错误。
5.【答案】A
【解答】解：由图知，曲线C1、C2的交点的位置表示电路的内、外功率相等，此时电源的内阻和外电阻的大小是相等的，电源的输出的功率最大，由图可知电源输出功率最大值为Pmax＝4W，此时电路中电流 I＝2A，根据P＝I2R＝I2r可知，R＝r＝1Ω，由于E＝I（R+r）＝2×（1+1）＝4V，所以电源的电动势为4V；根据图象可知，当电源被短路时，电源消耗的最大功率为：P最大＝16W，故A正确，BCD错误。故选：A。
6.【答案】C
【解答】假设磁体不动，导线运动，则有：通电导线左边的磁场斜向下，而右边的磁场是斜向上，那么在导线两侧取两小段，根据左手定则可知，左边一小段所受的安培力方向垂直纸面向里，右侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向外，从上往下看，导线顺时针转动，当转动90度时，导线所受的安培力方向向上，所以导线的运动情况为，顺时针转动，同时上升。
如今导线不动，磁体运动，根据相对运动，则有磁体逆时针转动（从上向下看），即N极向纸外转动，S极向纸内转动。故C正确，ABD错误；故选：C。
7.【答案】D
【解答】解：A、光照逐渐减弱时，光敏电阻阻值增大，电路总电阻增大，故电路总电流I减小，内阻上的电压减小，路端电压U＝E﹣Ir增大，即A灯两端电压增大，通过A灯的电流IA增大，所以A灯变亮，通过定值电阻R0的电流I0＝I﹣IA减小，所以R0两端的电压U0＝I0R0减小，B灯两端的电压UB＝U﹣I0R0增大，B灯变亮，故A错误；
B．电源电动势不变，电源内阻与外电路电阻关系不确定，故电源输出功率无法判断，所以B错误；
C．电源的效率为η100%，由上面的分析可知路端电压U增大，电源的效率变大，故C错误；
D．通过R0上电流等于通过光敏电阻Rt电流与通过灯B的电流之和，即I0＝It+IB，根据前面的分析，通过灯B的电流IB增大，故Rt上电流的变化量大于R0上电流变化量，故D正确。
故选：D。
8.【答案】D
【解答】解：由图，电流的方向向上，由安培定则可知，电流右侧磁场的方向向里，左侧磁场的方向向外；通电直导线产生稳定的磁场，离导线越远磁场越弱，磁感线越疏。
A、设线框的横截面积为S，位置I处平均磁感应强度为B1，位置Ⅱ处平均磁感应强度为B2，将线框从位置I平移到位置Ⅱ，磁通量的变化量的大小：△Φ1＝（B1﹣B2）S；
B、将线框从位置I以bd为转轴转到位置Ⅱ，磁通量的变化量的大小：△Φ2＝（B1+B2）S；
C、以MN为转轴转到位置Ⅲ时，初末磁通量相同，故磁通量的变化为零；
D、平移到以MN为对称轴的位置III时，磁场方向反向，线圈没有变化，故磁通量变化量大小为2B1S。
由以上分析可知，磁通量变化最大的是D，故D正确，ABC错误。
故选：D。
9.【答案】BD
【解答】A、入射速度不同的粒子，它们入射速度方向相同，若粒子从左边边界出去则运动时间相同，虽然轨迹不一样，但圆心角相同。故A错误；
B、在磁场中半径，运动圆弧对应的半径与速率成正比，故B正确；
C、在磁场中运动时间：（θ为转过圆心角），虽圆心角可能相同，但半径可能不同，所以运动轨迹也不同，故C错误；
D、由于它们的周期相同的，在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角也一定越大。故D正确；
故选：BD。
10.【答案】
【解答】解：、根据图象可知，的电压相等，的电流大于的电流，根据欧姆定律可知，，故错误，正确；、线性元件的图象应为一条倾斜的直线，根据图象可知，稳压管属于非线性元件，故正确，错误。故选：。
11.【答案】AC
【解答】解：满偏电流为Ig＝100mA＝0.1A，
A、根据表笔的接法“红进黑出”可以判断，黑表笔应该a，红表笔接b，故A正确；
B、电流表的内，改装后电压表的量程为U＝50V，则改装需要串联的电阻R0的阻值为，故B错误；
C、选择开关接2时，是欧姆表，此欧姆表内阻为，所以欧姆表的中值电阻为15Ω，即为欧姆表刻度盘正中间的刻度，故C正确；
D、通过电阻R0的电流与电流表的电流相等，电流表的量程为100mA，每小格表示1mA，所以通过电阻的电流为25mA，故D错误。故选：AC。
12.【答案】BC
【解答】解：AB、粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 qvB＝m 得 v，粒子轨道半径r为最大R时，粒子速度最大，粒子的最大速度为vmax
粒子最大动量p＝mvmax＝qBR。则所能达到的最大动量大小相等，粒子能达到的最大动能为 Ekmax，由于两粒子的电荷量相等，质量不同，则所能达到的最大动能不相等，故A错误，B正确；
C．粒子所受最大洛伦兹力为f洛＝qvmaxB，由于氕核的质量比氚核质量更小，则氕核受到的最大洛伦兹力大于氚核，故C正确；
D．对粒子整个运动过程，由动能定理得 n•qU，粒子经过狭缝的次数为 n，由于两粒子质量不相等，则在达到最大动能的过程中通过狭缝的次数不相等，故D错误。
故选：BC。
13. （6分）（1）S；T；0；BDC；（2）13.0 （3）A；
14. （1）52.35；（2分）（2）（2分）；B（1分）；C；（1分）（3）（2分）
15. 【答案】（1）B；（2）
【解答】解：（1）过B点作电子出射速度方向的垂线交y轴于C点，则C点为电子在磁场中运动轨迹的圆心，画出电子的运动轨迹．
由几何知识得∠ACB＝60°（1分）
设电子在磁场中运动的轨迹半径为R，
则 R﹣L＝Rsin30°，（2分）
得：R＝2L（1分）
又由洛伦兹力提供向心力，得：ev0B（1分）
则得：B；（1分）
（2）由几何知识∠ACB＝60°
则粒子在磁场中飞行时间为 t•（2分）
将R＝2L代入得：t；（2分）
16. 【解答】解：（1）闭合开关S电路稳定后，电容器所在支路断路，由题意可知，当R3＝1Ω时，，
根据闭合电路欧姆定律有：，（1分）
当R3＝7Ω时，（1分）
联立解得：E＝9V，r＝1Ω；（2分）
（2）根据题意可知，R3的功率为：9I﹣2I2，
当时，P3取最大值，（2分）
因为：，
解得：R3＝2Ω，（1分）
电容器两端的电压为U＝I•R3＝4.5V，（1分）
通过电容器的电量为：Q＝CU＝4.5×10﹣4C；（2分）
17. 【解答】解：（1）设通过导体棒的电流为I，由闭合电路欧姆定律得
方向为由a到b。（2分）
ab棒受到的安培力大小：F＝BIL＝5×1×1N＝5N（2分）
（2）对ab棒受力分析，如图乙所示，导体棒与导轨间的最大静摩擦力等于
fm＝μ（mg﹣Fcos37°）＝0.3×（1×10﹣5×0.8）N＝1.8N（2分）

当最大静摩擦力方向向右时FT+fm＝Fsin37°
解得 FT＝Fsin37°﹣fm＝5×0.6N﹣1.8N＝1.2N（2分）
当最大静摩擦力方向向左时
FT＝Fsin37°+fm＝5×0.6N+1.8N＝4.8N（2分）
其中FT＝G（1分）
所以重物的重力G的取值范围为1.2N≤G≤4.8N（1分）
18. 【解答】（1）小球进入0＜y＜a区域时做匀速直线运动，
则qE＝mgtan45°，解得。（2分）
，解得。（2分）
（2）小球先做平抛运动，之后小球进入0＜y＜a的区域内做直线运动，
则小球一定做匀速直线运动，且至O点时速度方向与x轴成45°角，在该区域的水平位移（1分）
则匀速直线运动的速度为。（1分）
平抛末速度的竖直分量：
平抛的水平位移：（1分）
P点到y轴的垂直距离：（1分）
（3）如图所示为小球运动的轨迹，

小球在x轴下方的正交场中，由于mg＝qE，（1分）则小球在上部分电场中做匀速直线运动。
在下部分正交场中做匀速圆周运动，
则，解得。（1分）
小球两次通过O点，在电场中的时间。（1分）
在正交场中，（1分）
则在正交场中的时间。（1分）
。（1分）