物理卷·2019届河北省黄骅中学高二上学期第三次月考试题（解析版）x
黄骅中学2017－2018年度高中二年级第一学期第二次月考物理试卷
一、选择题
1. 关于分子间距与分子力的下列说法中，错误的是（ ）
A. 水和酒精混合后的体积小于原来的体积之和，说明分子间有空隙；正是由于分子间有空隙，才可以将物体压缩
B. 实际上水的体积很难被压缩，这是由于水分子间距稍微变小时，分子间的作用就表现为斥力
C. 一般情况下，当分子间距r
r0时分子力表现为为引力
D. 弹簧被拉伸或被压缩时表现的弹力，正是分子引力和斥力的对应表现
【答案】D
2. 如图是一定质量理想气体的图象，线段AB连线过坐标原点，线段BC垂直于横轴。当气体状态沿图线由A经B到C变化时气体的温度应( )
A. 不断增大，且TC小于TA
B. 不断增大，且TC大于TA
C. 先保持不变再减小，即TC小于TA
D. 先保持不变再增大，即TC大于TA
【答案】C
【解析】由图示图象可知，从A到B过程p与V成反比，气体温度不变，，从B到C过程，气体体积不变而压强减小，由查理定律可知，气体温度降低，，C正确．
3. 匀强电场方向水平向右，一带电颗粒沿右图中虚线所示，在电场中沿斜向上方向做直线运动.带电颗粒从A到B的过程中，关于其能量变化及带电情况的说法正确的是
( )
A. 不能确定颗粒带电情况
B. 颗粒可能带正电
C. 颗粒的机械能减小，电势能增大
D. 颗粒的机械能减小，动能增大
【答案】C
【解析】带电颗粒在匀强电场中受力竖直向下的重力和水平方向的电场力作用，颗粒做直线运动，其合力与速度在同一直线上，可知颗粒所受的电场力方向必定水平向左，与电场强度方向相反，所以颗粒一定带负电．当颗粒从A运动到B时，电场力做负功，重力也做负功，总功为负值，由动能定理得知，动能减小，而电势能增大．根据功能原理可知，电场力做负功，颗粒的机械能减小，C正确．
4. 要想在如图所示的虚线方框范围内有方向垂直纸面向外的磁场，以下方法可行的是 （ ）
A. 正离子沿a到b的方向运动
B. 正离子在框内顺时针旋转
C. 电子沿a到d的方向运动
D. 电子在框内顺时针旋转
【答案】D
【解析】若正离子沿a到b的方向运动，形成的电流方向为从a到b，根据右手螺旋定则可得在方框内形成的磁场方向为垂直纸面向里，A错误；若正离子在框内顺时针旋转，则形成的电流为顺时针方向，根据右手螺旋定则可得方框内的磁场方向垂直纸面向里，B错误；电子沿a到d的方向运动，则形成的电流方向为d到a，根据右手螺旋定则可得方框内的磁场方向垂直纸面向里，C错误；电子在框内顺时针旋转，形成的电流方向为逆时针方向，所以根据右手螺旋定则可知方框范围内有方向垂直纸面向外的磁场，D正确．
5. 如图所示是饮水机的工作电路简化图，S是温控开关，当水温升高到一定温度时，它会自动切换，使饮水机处于保温状态；R0是饮水机加热管电阻，R是与加热管串联的电阻．表格是从其说明书中摘录的一些技术数据．不考虑R0、R的电阻受温度变化的影响，表中的功率均指加热管的功率．当S闭合时，饮水机的工作状态和R0的阻值是( )
A. 加热，88 Ω B. 加热，220 Ω
C. 保温，88 Ω D. 保温，220 Ω
【答案】A
【解析】由电功率公式和可知，电压不变的条件下，电阻越小电流越大，功率越大．电源电压不变，当S闭合时，只有接入在电源上，电路中的电阻变小，总功率变大，因而开关S闭合时是加热状态．利用公式，知，A正确．
6. 如图所示，直线A为电源的U－I图线，直线B和C分别为电阻R1、R2的U－I图线，用该电源分别与R1、R2组成闭合电路时，电源的输出功率分别为P1、P2，电源的效率分别为η1、η2，则( )
A. P1>P2 B. P1=P2
C. η1=η2 D. η1<η2
【答案】B
【解析】试题分析：由图象A可知电源的电动势为6V，短路电流为6A，两图象的交点坐标即为电阻R和电源构成闭合回路时的外电压和干路电流．电源的输出功率即为电阻R上消耗的功率，效率等于R消耗的功率除以总功率．
7. 如图所示，AC是一个用长为L的导线弯成的、以O为圆心的四分之一圆弧，将其放置在与平面AOC垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中．当在该导线中通以由C到A，大小为I的恒定电流时，该导线受到的安培力的大小和方向是( )
A. BIL，平行于OC向左
B. ，垂直于AC的连线指向左下方
C. ，平行于OC向右
D. ，垂直于AC的连线.指向左下方
【答案】B
【解析】试题分析：直导线折成半径为R的圆弧形状，在磁场中的有效长度等于两端点的连线，根据F=BIL求出安培力的大小．
直导线折成半径为R的圆弧形状，在磁场中的有效长度为，又，联立解得，则安培力为
，安培力的方向与等效长度的直线垂直，根据左手定则可得，安培力的方向垂直AC的连线指向左下方，B正确．
8. 如图甲所示，矩形导线框固定在匀强磁场中，磁感线方向与导线框所在平面垂直．规定垂直纸面向里方向为磁场的正方向，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示．则( )
A. 从0到t2时间内，导线框中电流的方向先为adcba再为abcda
B. 从0到t2时间内，导线框中电流的方向始终为adcba
C. 从0到t1时间内，导线框中电流越来越小
D. 从0到t1时间内，导线框ab边受到的安培力越来越小
【答案】BD
【解析】从0到t2时间内，线圈中磁通量的变化率相同，则感应电动势不变，电路中电流大小和方向不变，根据楞次定律可知电流方向为adcba，故AC错误，B正确；从0到t1时间内，电路中电流大小时恒定不变，故由F=BIL可知，F与B成正比，因为B逐渐减小，所以安培力越来越小，故D正确。所以BD正确，AC错误。
9. 如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，线圈L的电阻不计。以下判断正确的是( )
A. 闭合S，稳定后，电容器的a极板带正电
B. 闭合S，稳定后，电容器两端电压小于E
C. 断开S的瞬间，通过R1的电流方向向右
D. 断开S的瞬间，通过R2的电流方向向右
【答案】BC
【解析】闭合S，稳定后，电容器的b极板和的右端相连，而的右端和电源的正极相连，所以b极板带正电，A错误；闭合S稳定后，L相当于一段导线，被短路，所以C两端的电压等于两端的电压，小于电源电动势E，B正确；断开S的瞬间，L相当于电源，与组成回路，电流方向自左向右，C正确；断开S的瞬间，电容器要放电，则中电流自右向左，D错误．.
10. 某同学利用电流传感器研究电容器的放电过程，他按如图1所示连接电路．先使开关S接1，电器容很快充电完毕．然后将开关掷向2，电容器通过R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I—t曲线如图2所示．他进一步研究滑动变阻器的阻值变化对曲线的影响，断开S，先将滑片P向右移动一段距离，再重复以上操作，又得到一条I—t曲线．关于这条曲线，下列判断正确的是( )
A. 曲线与时间坐标轴所围面积将增大
B. 曲线与时间坐标轴所围面积不变
C. 曲线与纵轴交点的位置将向上移动
D. 曲线与纵轴交点的位置将向下移动
【答案】BD
【解析】试题分析：I-t图线与坐标轴所围成的面积表示放电的电荷量，根据电容器带电量是否变化，分析曲线与坐标轴所围面积如何变化．将滑片P向右移动时，根据闭合电路欧姆定律分析放电电流的变化，从而确定曲线与纵轴交点的位置如何变化．
I-t图线与坐标轴所围成的面积表示电容器放电的电荷量，而电容器的带电量 Q=CE，没有变化，所以曲线与坐标轴所围面积不变，故A错误B正确；将滑片P向右移动时，变阻器接入电路的电阻增大，由闭合电路欧姆定律知，将开关掷向2时电容器开始放电的电流减小，则曲线与纵轴交点的位置将向下移动，故C错误D正确．
11. 如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为5∶1，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小．下列说法正确的是( )
A. 图乙中电压的有效值为220 V
B. 电压表的示数为44 V
C. R处出现火警时电流表示数增大
D. R处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大
【答案】CD
【解析】试题分析：设将此电流加在阻值为R的电阻上，电压的最大值为，电压的有效值为U．代入数据得图乙中电压的有效值为，故A错误；变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈中的电压之比是5：l，所以电压表的示数为，故B错误；R处温度升高时，阻值减小，由于电压不变，所以出现火警时电流表示数增大，故C正确．由A知出现火警时电流表示数增大，电阻消耗的电功率增大，故D正确．
考点：考查了理想变压器，交流电图像
【名师点睛】根据电流的热效应，求解交变电流的有效值是常见题型，要熟练掌握．根据图象准确找出已知量，是对学生认图的基本要求，准确掌握理想变压器的特点及电压、电流比与匝数比的关系，是解决本题的关键
12. 用一段横截面半径为r、电阻率为ρ、密度为d 的均匀导体材料做成一个半径为R(r＜＜R)的圆环。圆环竖直向下落入如图所示的径向磁场中，圆环的圆心始终在N 极的轴线上，圆环所在位置的磁感应强度大小均为B。圆环在加速下落过程中某一时刻的速度为v，忽略电感的影响，重力加速度为g，则( )
A. 此时在圆环中产生了（俯视）逆时针的感应电流
B. 此时圆环受到竖直向上的安培力作用
C. 此时圆环的加速度
D. 如果径向磁场足够深，则圆环的最大速度
【答案】BD
【解析】试题分析：根据切割产生的感应电动势公式求出整个环产生的电动势的大小，根据欧姆定律求出电流的大小，根据安培力大小，结合牛顿第二定律求出加速度，当加速度为零时，速度最大．
根据右手定则，右图中，环左端面电流方向垂直纸面向里，右端电流方向向外，则有（俯视）顺时针的感应电流，结合左手定则可知，环受到的安培力向上，阻碍环的运动，A错误B正确；圆环落入磁感应强度B的径向磁场中，垂直切割磁感线，则产生的感应电动势
，圆环的电阻为，圆环中感应电流为，圆环所受的安培力大小为，此时圆环的加速度为，，得，C错误．当圆环做匀速运动时，安培力与重力相等，速度最大，即有，则得，解得，D正确．
二．填空题
13. 如图是简化的多用表电路图，设表头G的满偏电流为Ig=200μA，内阻为Rg=100Ω，回答下列问题：
（1）测量时，公共端插入____(填“红”或者“黑”)表笔，____(在“1、2、3、4、5”中选)为电阻测量端；
（2）若转换开关接“1”时，量程为I1=10mA，转换开关接“2”时，量程为I2=1mA，则R1=____Ω，R2=____Ω；
（3）一多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×1、×10、×100.用×10挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到____挡，如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是__________________________________________；
（4）多用电表使用完毕，选择开关打到_______挡。
【答案】 (1). 黑 (2). 5 (3). 2.50 (4). 22.5 (5). ×100 (6).
重新进行欧姆调零（或者将两表笔短接，重新进行欧姆调零）； (7). OFF或者交流电压最高(二者选其一即可)
【解析】试题分析：(1)测量时，公共端插入黑表笔，5为电阻测量档；（2）若转换开关接“1”时，量程为I1=10mA，则；转换开关接“2”时，量程为I2=1mA，则，代入数据解得：R1=2.50Ω，R2=22.5Ω；（3）用×10挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，说明倍率挡选择过低，为了较准确地进行测量，应换到×100挡，如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是重新进行欧姆调零；(4)多用电表使用完毕，选择开关打到OFF或者交流电压最高 挡。
考点：万用表
【名师点睛】此题是万用表的使用问题；关键是高清万用表的结构；注意欧姆档内部有电源，黑表笔与电源的正极相连；欧姆档使用时应注意两个重要的步骤：如何选择适当的倍率挡和换挡后的调零；此题意在考查学生对基本仪器的使用.
14. 实验小组要测量一节干电池的电动势和内电阻．实验室有如下器材可供选择：
A．待测干电池(电动势约为1.5 V，内阻约为1.0 Ω)
B．电压表(量程3 V)
C．电压表(量程15 V)
D．电流表(量程0.6 A)
E．定值电阻(阻值为50 Ω)
F．滑动变阻器(阻值范围0～50 Ω)
G．开关、导线若干
（1）为了尽量减小实验误差，在如图1所示的四个实验电路中应选用________．
（2）实验中电压表应选用________(填器材前的字母)．
（3）实验中测出几组电流表和电压表的读数并记录在下表中.
序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.45
1.40
1.30
1.25
1.20
1.10
电流I/A
0.060
0.120
0.240
0.260
0.360
0.480
请你将第5组数据描绘在图2给出的U－I坐标系中并完成U－I图线______．
（4）由此可以得到，此干电池的电动势E=________V，内电阻r=________Ω.(结果均保留两位小数)
（5）有位同学从实验室找来了一个电阻箱，用如图3所示的电路测量干电池的电动势和内电阻．闭合开关后，改变电阻箱阻值．当电阻箱阻值为R1时，电流表示数为I1；当电阻箱阻值为R2时，电流表示数为I2.已知电流表的内阻为RA.请你用RA、R1、R2、I1、I2表示出干电池的内电阻r=________.
【答案】 (1). 丙 (2). B (3). (4). 1.50(1.49～1.51) (5). 0.83(0.81～0.85) (6).
【解析】试题分析：（1）测干电池的电动势和内阻，采用的方法是作出U-I图象，然后求出电源电动势与内阻，故甲、乙电路不行，误差太大；根据U=E-Ir测量干电池电动势和内阻时，需要测出多组对应的路端电压U和干路电流I，电压表和电流表内阻影响会造成实验误差．干电池内阻较小，所以丁电路中的电流表分压影响较大，因此应选择丙电路．
（2）由于待测干电池电动势约为1.5V，故选择量程为3V的电压表即可，故选B；
（3）将第5组数据描绘在图2中给出的U-I坐标系中作出U-I 图线如右图所示；
（4）由作出的U-I 图线，可得干电池的电动势E=1.50V
内电阻r等于图线的斜率，则
（5）当电阻箱阻值为R1时，电流表示数为I1，由闭合电路的欧姆定律有：
当电阻箱阻值为R2时，电流表示数为I2，由闭合电路的欧姆定律有：
联立解得电池的内电阻为：．
考点：测定电源的电动势及内阻
【名师点睛】测量干电池的电动势和内电阻的实验，电路采用电流表外接法，将实验测得的数据作出U-I图线，根据图线求电动势和内阻，能减小实验误差。
三．计算题
15. 如图，匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T，边长为L=10 cm的正方形线圈abcd共N=100匝，线圈电阻r=1 Ω.线圈绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动，转动的角速度ω=2π rad/s，外电路电阻R=4 Ω.
（1）求感应电动势的最大值；由图示位置转过60°角时的感应电动势的值．
（2）取，求线圈转过一周电流产生的总热量．
（3）由图示位置开始，求在线圈转过周期的时间内通过电阻R的电荷量
【答案】（1）3.14V；1.57V（2）Q=1J（3）q=0.1C
【解析】（1）由题意可得，感应电动势的最大值
由图示位置转过60°角时的瞬时感应电动势
（2）周期，线圈转动一周电流产生的热量，联立解得Q=1J
（3）时间内通过电阻R的电荷量，，，
联立解得q=0.1C
16. 如图所示，一个质量为m、电荷量为q的正离子，在D处沿图示方向以一定的速度射入磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．结果离子正好从距A点为d的小孔C沿垂直于电场方向进入匀强电场，此电场方向与AC平行且向上，最后离子打在G处，而G处距A点2d(AG⊥AC)．不计离子重力，离子运动轨迹在纸面内．求：
（1）此离子在磁场中做圆周运动的半径r；
（2）离子从D处运动到G处所需的时间；
（3）离子到达G处时的动能
【答案】（1）（2）（3）
【解析】试题分析：（1）画出离子的运动轨迹，由几何知识求出离子在磁场中做圆周运动的半径r．
（2）离子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律和圆周运动公式结合可求出半径和周期．找出离子在磁场中圆周运动时轨迹所对应的圆心角，可求得时间．离子进入电场后做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速运动，由运动学公式即可求出离子在电场中运动的时间．即能求出总时间．
（3）由牛顿第二定律和运动学公式可求出离子在电场中偏转的距离，根据动能定理求出离子到达G处时的动能．
解：（1）正离子的运动轨迹如图所示，离子圆周运动半径r满足：
r+rcos 60°=d
解得：r=d
（2）设离子在磁场中运动的速度为v0，则有
qv0B=m
得，r=
离子在磁场中运动的周期为 T==
根据轨迹得：离子在磁场中做圆周运动的时间为：
t1=T=，
离子从C运动到G做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，所需的时间t2=
由r=d=得，t2==
故离子从D→C→G的总时间为：
t=t1+t2=．
（3）设电场强度为E，对离子在电场中的运动过程，有：
qE=ma，d=at22
由动能定理得：Eq•d=EkG﹣mv02
解得：EkG=．
答：
（1）此离子在磁场中做圆周运动的半径r为d；
（2）离子从D处运动到G处所需时间为；
（3）离子到达G处时的动能为．
【点评】本题离子在组合场中运动的问题，离子在磁场中运动画轨迹是解题的关键，在电场中运用运动的分解进行研究．
17. 一根粗细均匀电阻R=0.6Ω的导线弯成一个圆形线圈，圆半径r=1m，圆形线圈质量m=1kg，此线圈放在绝缘光滑的水平面上，在y轴右侧有垂直线圈平面的磁感应强度B=0.5T的匀强磁场，如图所示．若线圈以初动能Ek0=5J沿x轴方向滑进磁场，当进入磁场0.5m时，线圈中产生的电能为E=3J．求：
（1）此时线圈的运动速度的大小；
（2）此时线圈与磁场左边缘两交接点间的电压；
（3）此时线圈加速度的大小。
【答案】（1）2m/s（2）（3）
【解析】(1)设线圈的速度为v，由能量守恒定律得
E0＝E＋mv2.
解得：v＝2 m/s.
(2)线圈切割磁感线的有效长度
L＝2＝m，
电动势E＝BLv＝V，
电流I＝＝A，
两交接点间的电压
U＝IR1＝×0.6×V＝ V.
(3)F＝ma＝BIL，所以a＝2.5 m/s2.
18. 如图所示，MN、PQ是两条水平、平行放置的光滑金属导轨，导轨的一端接理想变压器的原线圈，变压器的副线圈与电阻R=20 Ω组成闭合回路，变压器的原副线圈匝数之比n1∶n2=1∶10，导轨宽L=5 m．质量m=2 kg、电阻不计的导体棒ab垂直MN、PQ放在导轨上，在水平外力F作用下，从t=0时刻开始在图示的两虚线范围内往复运动，其速度随时间变化的规律是v=2sin20πt(m/s)．垂直轨道平面的匀强磁场的磁感应强度B=4 T．导轨、导线和线圈电阻均不计．求：
（1）ab棒中产生的电动势的表达式；ab棒中产生的是什么电流？
（2）电阻R上的电热功率P.
（3）从t=0到t1=0.025 s的时间内，外力F所做的功．
【答案】（1）E=BLv=40sin20πt(V)；正弦交变电流（2）4×103W（3）10
【解析】（1）ab棒中产生的电动势的表达式为
故ab棒中产生的是正弦交变电流．
（2）设原线圈上电压的有效值为U1，则
设副线圈上电压的有效值为，则，解得
电阻R上的电热功率
（3）由以上分析可知，该正弦交流电的周期．
从t=0到t1=0.025s，经历了四分之一个周期．设在这段时间内电阻R上产生的热量为Q，则
在t1=0.025s时刻，ab棒的速度为v，则
由能量守恒定律可得这段时间内外力F做的功
