北京市首都师范大学第二附属中学2020学年高二物理上学期12月月考试题（含解析）

北京市首都师范大学第二附属中学2020学年高二物理上学期12月月考试题（含解析）

北京市首都师范大学第二附属中学2020学年高二物理上学期12月月考试题（含解析） ‎ 一、单项选择题（每题3分，每题只有一个正确答案，共36分）‎ ‎1.以下关于磁场和磁感应强度B说法，正确的是（ ）‎ A. 磁场中某点的磁感应强度，根据公式B＝，它跟F、I、l都有关 B. 磁场中某点的磁感应强度的方向垂直于该点的磁场方向 C. 穿过线圈的磁通量为零的地方，磁感应强度不一定为零 D. 磁感应强度越大地方，穿过线圈的磁通量也一定越大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：磁感应强度的大小是由磁场本身的性质决定的，公式只是一个定义式，而不是决定式，所以磁感应强度B与F、I、L无关，选项A错．磁感应强度的方向就是磁场的方向，二者是一个概念，选项B错．穿过线圈的磁通量为0，即，由于不知道平面和磁场的夹角是否为0度，所以无法肯定磁感应强度是否为0选项C对．若不知道线圈和磁场的夹角关系，磁感应强度大的地方，磁通量也未必大，选项D错．‎ 考点：磁感应强度 磁通量 ‎2.如图所示，通电螺线管内、外的四只可以自由转动的小磁针都处于静止状态。若不考虑地磁场对小磁针的作用，则小磁针的极标得正确的是 A. 小磁针 B. 小磁针 C. 小磁针 D. 小磁针 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据右手螺旋法则可知，螺线管的左端为N极，右端为S极；‎ A．小磁针的N极指向左，选项A错误；‎ B．小磁针的N极指向左，选项B错误；‎ C．小磁针的N极指向左，选项C错误；‎ D．小磁针的N极指向右，选项D正确；‎ 故选D。‎ ‎3.如图所示，带电粒子以速度v刚刚进入磁感应强度为B的磁场，下列各图所标的带电粒子＋q所受洛伦兹力F的方向中，正确的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】本题考查的是洛伦兹力的相关知识．用左手定则就可以直接判断出B答案正确．‎ ‎4.一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流40mA。若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是 A. 0.10‎V B. 0.20V C. 0.30V D. 0.40V ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】设电池板的内阻为r，其开路电压等于它的电动势，依题意有：‎ E=800mV 解得电源内阻：‎ 电池板连上20Ω阻值后，流过电阻的电流大小为：‎ 此时的路端电压为：‎ U=IR=20×20mV=400mV=0.40V A．0.10V，与结论不相符，选项A错误；‎ B．0.20V，与结论不相符，选项B错误；‎ C．0.30V，与结论不相符，选项C错误；‎ D．0.40V，与结论相符，选项D正确；‎ 故选D.‎ ‎5.A、B、C是三盏不同规格的灯泡，按图所示方式连接恰好均能正常发光，已知电源的电动势为E，内电阻为r，将滑动变阻器的滑片P向右移动，则A、B、C三盏灯亮度变化情况是 （ ）‎ A. 三盏灯都变亮 B. 三盏灯都变暗 C. A、B两盏灯变亮，C灯变暗 D. A、C两盏灯变暗，B灯变亮 ‎【答案】D ‎【解析】‎ P向右移动后滑动变阻器连入电路的电阻增大，故电路总电阻增大，路端电压增大，总电流减小，A在干路上，所以通过A的电流减小，故A变暗；因为路端电压增大，而A两端电压减小，所以并联电路两端电压增大，即B两端电压增大，故B变亮，通过B的电流增大，而总电流是减小的，所以通过C的电流减小，故C变暗，故D正确．‎ ‎6.如图所示，若一束电子沿y轴正方向移动，则在z轴上某点A的磁场方向应该( )‎ A. 沿x轴的正向 B. 沿x轴的负向 C. 沿z轴的正向 D. 沿z轴的负向 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 电子沿y轴正向移动，电流方向沿y轴负向，由安培定则知z轴上某点A的磁场方向沿x的负向，B对．‎ ‎7.如图所示，在用软线悬挂的圆形线圈近旁，有一水平放置的条形磁铁，线圈平面与磁铁的中轴线重合，当线圈通以顺时针方向的电流后（）‎ A. 线圈向左摆动靠近磁铁 B. 线圈向左摆动远离磁铁 C. 从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁 D. 从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由右手螺旋定则可知，线圈的外面为S极，里面为N极；因为异名磁极相互吸引，因此从上往下看，线圈做逆时针方向转动，同时靠近磁铁；‎ A．线圈向左摆动靠近磁铁，与结论不相符，选项A错误；‎ B．线圈向左摆动远离磁铁，与结论不相符，选项B错误；‎ C．从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁，与结论不相符，选项C错误；‎ D．从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁，与结论相符，选项D正确；‎ 故选D.‎ ‎8.如图所示，一根质量为m的金属棒用细线悬挂在磁感应强度为的匀强磁场中，的方向如图所示，通入→方向的电流时，悬线对金属棒的拉力不为零。若要使悬线对棒的拉力为零，可以采用的办法是（）‎ A. 不改变电流和磁场方向，适当增大电流 B. 让电流方向反向，并适当减小电流 C. 让磁场方向反向，适当增大磁感应强度 D 同时让磁场和电流方向都反向，并适当减小磁感应强度 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】金属棒AC用软线悬挂在匀强磁场中，通入A→C方向的电流时，金属棒受到向上的安培力作用。‎ A．不改变磁场和电流方向，金属棒所受的安培力方向仍向上，适当增大电流，安培力增大，悬线张力可能为零，故A正确。‎ B．只改变电流方向，金属棒所受安培力方向向下，悬线张力一定不为零。故B错误。‎ C．改变磁场方向，金属棒所受的安培力方向变为向下，悬线张力不可能为零，故C错误。‎ D．同时改变磁场和电流方向，安培力仍然向上，并适当减小磁感应强度，安培力减小，使绳的拉力一定不为零，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎9.如图通电直导线ab位于两平行导线的横截面MN的连线的中垂线上，MN固定，ab可自由转动，且电流方向如图示，当平行导线MN通以图示的同向等值电流时，以下说法中正确的是：‎ A. ab顺时针旋转 B. ab逆时针旋转 C. a端向里，b端向外旋转 D. a端向外，b端向里旋转 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】导线M和N的磁感线都是同心圆．因此对ab上半段，M导线的磁感线指向右下，可以用左手定则判断：a端受到向外的力．N导线的磁感线指向右上，也使a端受向外的力；同理也可以分析出b端受向里的力．从而使得a端转向纸外，b端转向纸里，故D正确；‎ AB．a端转向纸外，b端转向纸里，AB错误；‎ CD．a端转向纸外，b端转向纸里，C错误D正确．‎ ‎10.如图所示，条形磁铁平放于水平桌面上，在它的右上方固定一根直导线，导线与磁铁垂直。现给导线中通以垂直于纸面向外的电流，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 磁铁受到向左的摩擦力和大于重力的支持力 B. 磁铁受到向右的摩擦力和大于重力的支持力 C. 桌面对磁铁只有大于重力的压力 D. 桌面对磁铁只有小于重力的压力 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由左手定则可知，直导线所受的安培力F斜向右上方，根据牛顿第三定律，则磁铁受到左下方的作用力F′，由于此作用力F′有向下的分量和水平向左的分量，可知磁铁受到向右的摩擦力和大于重力的支持力，选项A错误，B正确；‎ CD．桌面对磁铁除了有大于重力的支持力外，还有水平向右的摩擦力，选项CD错误；‎ 故选B.‎ ‎11.电动势为E，内阻为r的电池与固定电阻、可变电阻R串联，如图所示，设，，当变阻器的滑动片自a端向b端滑动时，下列物理量中随之增加的是 A. 电池的输出功率 B. 变阻器消耗的功率 C. 固定电阻上的消耗功率 D. 电池内电阻上的消耗功率 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．当外电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大，滑动片自a端向b端滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，由于R0=r，Rab=2r，则得知，电池的输出功率减小，故A错误；‎ B．将R0看成电源的内阻，则有 R0+r=2r 而Rab=2r，利用推论可知，变阻器消耗的功率增加，故B正确；‎ CD．电路中电流减小，固定电阻R0上和电源的内阻上消耗功率减小，故CD均错误。‎ ‎【点睛】本题中，对于定值电阻，根据电流的变化，即可判断其功率变化．对于电源的输出功率和变阻器消耗的功率，要充分利用推论进行分析。‎ ‎12.一个带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场中，由于使沿途空气电离而使粒子的动能逐渐减小，轨迹如图所示。下列有关粒子的运动方向和所带电性的判断正确的是（　　）‎ A. 粒子由a向b运动，带正电 B. 粒子由a向b运动，带负电 C. 粒子由b向a 运动，带正电 D. 粒子由b向a运动，带负电 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】据题意，带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场，粒子的能量逐渐减小，速度减小，则由公式 得知，粒子半径应逐渐减小，由图看出，粒子的运动方向是从b到a。在b处，粒子所受的洛伦兹力指向圆心，即斜向左上方，由左手定则判断可知，该粒子带负电，故ABC错误，D正确；‎ 故选D。‎ 二、多项选择题（每题3分，每题至少有一个正确答案，选对但不全的得2分，共15分）‎ ‎13.直流电池组的电动势为E，内电阻为r，用它给电阻为R的直流电动机供电，当电动机正常工作时，电动机两端的电压为U，通过电动机的电流是I，下列说法中正确的是(　　)‎ A. 电动机输出的机械功率是UI B. 电动机电枢上发热功率为I2R C. 电源消耗的化学能功率为EI D. 电源的输出功率为EI－I2r ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 当电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，输入的功率是电功率，根据P=UI求解。发热功率由求解．输出功率由能量守恒定律研究，电源消耗的化学能功率就是电源的总功率，则。‎ ‎【详解】AB．电动机输入的功率是电功率，即 电动机的发热功率为 电动机输出功率是机械功率，根据能量守恒定律得 A错误，B正确；‎ C．电源消耗的化学能功率就是电源的总功率，则 C正确；‎ D．电源的输出功率 D正确。‎ ‎【点睛】本题中当电动机正常工作时其电路是非纯电阻电路，求电功率只能用，求热功率只能用P=I2r．而输出的机械功率只能根据能量守恒求解，而且电功率大于热功率。‎ ‎14.一个电动势为、内电阻为的电池，接上电阻，构成一个闭合电路。关于这个电路，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 当时，路端电压为 B. 当时，路端电压为 C. 当时，获得的功率最大 D. 当时，电源的效率为 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．当时，内电压等于路端电压，即路端电压为，选项A正确；‎ B．当时，路端电压为U=0，选项B错误；‎ C．当时，电源的输出功率最大，即R上获得的功率最大，选项C正确；‎ D．当时，电源的效率为 选项D正确；‎ 故选ACD.‎ ‎15.如图所示的图象中，直线表示某电源路端电压与电流的关系，直线 为某一电阻的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻连接成闭合电路，由图象可知 A. 的阻值为 B. 电源电动势为，内阻为 C. 电源的输出功率为 D. 电源内部消耗功率为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由欧姆定律得 故A正确；‎ B．根据闭合电路欧姆定律得 U=E-Ir 当I=0时 U=E 由读出电源的电动势E=3V，内阻等于图线的斜率大小，则 故B错误；‎ C．两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压U=1.5V，电流I=‎1.0A，则电源的输出功率为 P =UI=1.5W 故C错误；‎ D．电源内部消耗功率为 故D正确。‎ ‎16.M、N是一对水平放置的平行板电容器，将它与一电动势为E，内阻为r的电源组成如图所示的电路，R是并联在电容器上的滑动变阻器，G是灵敏电流计，在电容器的两极板间有一带电的油滴处于悬浮状态，如图所示，现保持开关S闭合，将滑动变阻器的滑片向上滑动，则( )‎ A. 在滑片滑动时，灵敏电流计中有从b向a的电流 B. 在滑片滑动时，灵敏电流计中有从a向b的电流 C. 带电油滴将向上运动 D. 带电油滴将向下运动 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电容器两极板的电压等于变阻器两端的电压．将滑动变阻器的滑片向上滑动时，根据欧姆定律分析电容器板间电压如何变化，判断电容器是充电还是放电，分析通过电流计的电流方向。由 分析板间场强如何变化，判断油滴如何运动。‎ ‎【详解】AB．电容器两极板间的电压等于路端电压，根据闭合回路欧姆定律可知 当将滑动变阻器的滑片向上滑动时，R增大，U增大，根据 可得电容器的电量增加，处于充电状态，灵敏电流计中有电流，由于电容器上板带正电，则灵敏电流计中有从a向b的电流，A错误，B正确；‎ CD．U增大，由 分析得知，板间场强增大，则带电油滴将向上运动。故C正确，D错误；‎ 故选BC。‎ ‎17.下列关于带电粒子运动的说法中正确的是（不考虑重力）（）‎ A. 沿着电场线方向飞入匀强电场，电势能、速度都变化 B. 沿着磁感线方向飞入匀强磁场，动能、速度都不变 C. 垂直于磁感线方向飞入匀强磁场，动能、速度都变化 D. 垂直于磁感线方向飞入匀强磁场，动能、速度都不变 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A．沿着电场线方向飞入匀强电场，电场力要做功，则粒子的电势能、动能以及速度都变化，选项A正确；‎ B．沿着磁感线方向飞入匀强磁场，粒子不受洛伦兹力，则动能、速度都不变，选项B正确；‎ CD．垂直于磁感线方向飞入匀强磁场，洛伦兹力与速度垂直，则洛伦兹力不做功，则粒子的动能不变，速度方向变化，大小不变，即速度变化，选项CD错误；‎ 故选AB.‎ 三、填空题（每空2分，共24分）‎ ‎18.如图所示，面积是的矩形导线圈处于磁感应强度为20T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直，如图中Ⅰ位置，则穿过该线圈的磁通量是________；若线圈平面与磁场方向夹角为60°，如图中位置，则穿过线圈的磁通量是________。‎ ‎【答案】 (1). 10 (2). 5‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]如图中Ⅰ位置，穿过该线圈的磁通量是 ‎[2]若线圈平面与磁场方向夹角为60°，如图中位置，则穿过高线圈的磁通量是 ‎19.如图所示的天平可用来测定磁感应强度，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为l，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面．当线圈中通有电流I时(方向顺时针，如图)时，在天平左、右两边各加上质量分别为m1、m2的砝码，天平平衡．当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡．由此可知：磁感应强度的方向为________，大小为________．‎ ‎【答案】 (1). 垂直纸面向里 (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】因为B的方向垂直纸面向里，开始线圈所受安培力的方向向下，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向上，相当于右边少了两倍的安培力大小，所以需要在右边加砝码．则有mg=2NBIL，所以B=‎ 故答案为 ‎20.某同学测量一只未知阻值的电阻。‎ ‎（1‎ ‎）他先用多用电表进行测量，按照正确的步骤操作后，测量的结果如图甲所示。其阻值示数为________；为了使多用电表测量的结果更准确，该同学应选择的档位是____________。‎ ‎（2）如图甲所示是一个欧姆表的外部构造示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线内的电路图应是图乙中的____________。‎ ‎（3）关于用多用电表欧姆档测电阻的操作，下列说法正确的是____________‎ A. 测量前必须调零，而且每换档后都要重新调零 B. 为使测量比较准确，应该用两手握住两表笔金属杆与待测电阻两端紧紧捏在一起 C. 待测电阻若使连接在电路中，应当先把它与其他元件断开后再测量 D. 使用完毕应当把选择开关旋到“”档或交流电压最高档 ‎【答案】 (1). 1000Ω (2). “×‎100”‎档 (3). A (4). ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1][2]其阻值示数为100×10Ω=1000Ω；指针偏转角度偏小，说明倍率档选择过小，则为了使多用电表测量的结果更准确，该同学应选择的档位是“×‎100”‎档。‎ ‎（2）[3]红表笔接“+”极，黑表笔接“-”极；黑表笔在内部接电源的正极，且内部接有滑动变阻器做调零电阻，则图A正确；‎ ‎（3）[4] A．测量前必须调零，而且每换档后都要重新调零，选项A正确；‎ B ‎．使用欧姆档测电阻时，两手不能把两表笔金属杆与待测电阻两端紧紧捏在一起，这样会造成误差，选项B错误；‎ C．待测电阻若是连接在电路中，应当先把它与其他元件断开后再测量，选项C正确；‎ D．使用完毕应当把选择开关旋到OFF档或交流电压最高档，以免误用损坏电表，选项D正确；‎ 故选ACD。‎ ‎21.在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中，所用的电流表和电压表的内阻分别为Ω和Ω。器材还有滑动变阻器，开关，待测电池，导线若干。‎ ‎（1）为了减小实验误差，请画出该实验的电路图____________。‎ ‎（2）一位同学在实验中记录的6组数据如表所示，试根据这些数据在图中画出图线_____________。‎ ‎0.15‎ ‎0.23‎ ‎0.35‎ ‎0.36‎ ‎0.54‎ ‎0.61‎ ‎1.39‎ ‎1.35‎ ‎1.27‎ ‎1.20‎ ‎1.13‎ ‎1.08‎ ‎（3）根据图线可读出被测电池的电动势________，内电阻________Ω。‎ ‎【答案】 (1). 图见解析 (2). 图见解析 (3). 1.50V (4). 0.67Ω ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]实验电路如图：‎ ‎（2）[2]画出U-I图线 ‎（3）[3][4]根据图线可读出被测电池的电动势E=1.50V，内电阻 四、计算题（共25分，解答应有必要的文字说明和公式，有数值计算的应写出单位）‎ ‎22.如图所示，为电阻箱，为理想电压表，当电阻箱读数为Ω时，电压表读数为；当电阻箱读数为为Ω时，电压表读数为。‎ ‎（1）求电源的电动势和内阻。‎ ‎（2）当电阻箱读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值为多少？（注意写出推导过程）‎ ‎【答案】（1）E=6V，r=1Ω（2）R=1Ω时最大输出功率为9W.‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据可得：‎ 解得 E=6V r=1Ω ‎（2）电源输出功率 因为一定，则当，即R=r时最小，此时P最大，即当外电阻电阻等于电源内阻时，输出功率最大，即R=r=1Ω；‎ 此时最大输出功率 ‎23.在倾角的斜面上，沿斜面方向固定一对平行的金属导轨，两导轨距离 ，接入电动势 、内阻不计的电池及滑动变阻器，如图所示。垂直导轨放有一根质量的金属棒，它与导轨间的动摩擦因数为，整个装置放在磁感应强度的垂直斜面向上的匀强磁场中。当调节滑动变阻器的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，框架与棒的电阻不计，）‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】当安培力较小，摩擦力方向向上时：‎ 得：‎ 当安培力较大，摩擦力方向向下时：‎ 得：‎ ‎．‎ 滑动变阻器的取值范围应为。‎ ‎【点睛】静摩擦力的方向是由安培力大小决定，当安培力过大使得棒有上滑趋势，所以静摩擦力沿斜面向下，当安培力过小时，棒有下滑的趋势，所以静摩擦力沿斜面向上。 ‎