陕西省咸阳市实验中学2020-2021学年高二物理上学期第四次月考试题含解析

陕西省咸阳市实验中学2020-2021学年高二物理上学期第四次月考试题（含解析）一、选择题选择题（1~8题为单选，9~12为多选，4×12=48分）1. 下列说法正确的是（　　）A. 闭合电路中，电流总是从电势高的地方流向电势低的地方B. 电阻率都随温度的升高而增大C. 闭合电路中，电流越大，电源的路端电压就越大D. 电动势与内、外电路的电阻无关【答案】D【解析】【分析】【详解】A．在闭合电路的外电路中，电流总是从电势高的地方流向电势低的地方，而在内电路中，电流总是从电势低的地方流向电势高的地方，故A错误；B．金属的电阻率随温度升高而增大，半导体的电阻率随温度升高而减小，故B错误；C．闭合电路中，电流越大，内电压越大，则电源的路端电压就越小，故C错误；D．电动势是由电源本身的性质决定的，与内、外电路的电阻无关，故D正确2. 关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（ ）A. 安培力的方向可以不垂直于直导线B. 安培力的方向总是垂直于磁场的方向C. 安培力大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D. 将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半【答案】B【解析】【分析】【详解】试题分析：本题考查了产生条件、大小与方向，当电流方向与磁场平行时不受安培力，根据左手定则可知安培力的方向与磁场垂直．引用公式F=BIL时，注意要求磁场与电流垂直，若不垂直应当将导线沿磁场与垂直于磁场分解，因此垂直时安培力最大，最大为F=BIL．解：A、B、根据左手定则可知，安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直，即与电流和磁场方向都垂直，故A错误，B正确；C、磁场与电流不垂直时，安培力的大小为F=BILsinθ，则安培力的大小与通电导线和磁场方向的夹角有关，故C错误；D、当电流方向与磁场的方向平行，所受安培力为0，将直导线从中折成直角，让其中的一半与磁场的方向平行，安培力的大小将变为原来的一半；将直导线在垂直于磁场的方向的平面内从中折成直角，安培力的大小一定变为原来的，故D错误．故选B．【点评】解决本题的关键是知道当导线的方向与磁场的方向平行，所受安培力为0，最小．当导线的方向与磁场方向垂直时，安培力最大，为F=BIL．3. 研究电流的磁效应时，将一根长直导线南北放置在小磁针的正上方，现在直导线中通有方向从南向北的恒定电流I，小磁针转动后再次静止时N极将指向（　　）A. 正北方向 B. 正西方向C. 北偏西方向 D. 北偏东方向【答案】C【解析】【分析】【详解】地磁场方向由南向北，故只在地磁场作用下，小磁针的N极指向北极，当直导线中通以方向由南向北的电流时，在直导线下方会产生由东向西的磁场，则小磁针的N极将由北向西偏转。

故选C4. 如图所示，电源内阻为r，定值电阻R0=r，可变电阻R的最大阻值为2r当可变电阻的滑片向右移动时（　　）A. 路端电压由大变小B. 电阻R0两端的电压由大变小C. 电源的内电压不变D. 电源的总功率由小变大【答案】B【解析】【分析】【详解】AC．当变阻器的滑动触头向右滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，电路中电流减小，则电源内阻所占电压减小，根据闭合电路欧姆定律可知，路端电压增大，故AC错误；B．根据U=IR0可知，电流减小，电阻R0上的电压减小，故B正确；D．根据总功率P=EI可知，电流减小，总功率减小，故D错误；故选B5. 如图所示，定值电阻R1=10Ω，R2=5Ω，可变电阻R0的最大阻值为3Ω，电源电动势和内电阻均不变闭合电键S，滑片P从a端缓慢移动到b端，下列推理正确的是（　　）A. 由外电阻增大，可以推得电源端压增大B. 由R1支路电阻增大，可以推得电路总电阻增大C. 由外电阻减小，可以推得电源输出功率减小D. 由电源端压减小，可以推得电流表示数增大【答案】D【解析】【分析】【详解】ACD．滑片P从a端缓慢移动到b端的过程中，只有当时，电路的电阻最大，而由于定值电阻R1=10Ω，R2=5Ω，可变电阻R0的最大阻值为3Ω，可知滑片P在a端时回路电阻最大，当滑片P从a端缓慢移动到b端的过程中，外电路的电阻减小，总电阻减小，总电流变大，即电流表示数增大，内阻上的电压变大，则电源的端电压减小；当外电路电阻等于电源内阻时电源输出功率最大，但是由于不知道电源内阻大小，不能判断电源输出功率的变化；则AC错误，D正确。

B．由R1支路电阻增大，则与相差越大，则可以推得电路总电阻减小，选项B错误6. 如图所示，两根电流大小相同，方向垂直纸面的通电直导线P和Q用相同的绝缘细线悬挂在水平天花板下，若在空间中加竖直向上匀强磁场B，使两根细绳恰好与天花板垂直，则P、Q电流方向分别为（　　）A. 向里 向里 B. 向里 向外 C. 向外 向外 D. 向外 向里【答案】B【解析】分析】【详解】AC．两根电流方向若同向，受到外磁场力同向，电流间作用力反向，不可能使得绳子都竖直，故AC错误；B．若P电流向里，Q电流向外，P受到Q力向左，受外磁场力向右；Q受P的力向右，外磁场力向左，均保持竖直状态平衡，故B正确；D．若P电流向外，Q电流向里，P受到Q力向左，受外磁场力向左；Q受P的力向右，外磁场力向右，均不能保持竖直状态平衡，故D错误7. 如图所示，圆形区域AOB内存在垂直纸面向内的匀强磁场，AO和BO是圆的两条相互垂直的半径，一带电粒子从A点沿AO方向进入磁场，从B点离开，若该粒子以同样的速度从C点（C点为AB弧上任意一点）平行于AO方向进入磁场，则（　　）A. 粒子带负电B. 该粒子从OB之间某点离开磁场C. 该粒子仍然从B点离开磁场D. 入射点C越靠近B点，粒子运动时间越长【答案】C【解析】【分析】【详解】A．带电粒子从A点沿AO方向进入磁场，从B点离开，那么粒子在A点向右上方偏转，则由左手定则可判定：粒子带正电，故A错误；BC．一个带电粒子从A点沿AO方向进入磁场，那么粒子做圆周运动在A点的半径方向垂直于AO；又有OA和OB互相垂直，且粒子从B点离开，则由OA、OB及圆周运动在A、B两点的半径构成的四边形为正方形，如图所示，所以粒子在磁场中做圆周运动的半径为扇形区域的半径R；那么只要C点在AB之间，粒子圆周运动轨迹的两条半径与扇形区域的两条半径构成菱形，那么，粒子转过的中心角一定等于∠COB，所以粒子仍然从B点离开磁场，故B错误，C正确；D．粒子做圆周运动的半径、速度不变，那么粒子做圆周运动的周期不变，所以C点越靠近B点，偏转角度越小，运动时间越短，故D错误。

故选C8. 如图所示，两根平行固定放置的长直导线a和b载有大小、方向均相同的电流，a受到的磁场力大小为F，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为2F，则此时b受到的磁场力大小可能为（　　）A 5F B. 3F C. 2F D. 0【答案】D【解析】【分析】【详解】两根长直线，电流大小相同，方向相同，则长直导线a受到长直导线b产生磁场的作用力向右大小为，那么长直导线b受到长直导线a产生磁场的作用力向左大小为，这两个力大小相等，方向相反；设加入匀强磁场时，匀强磁场对长直导线a产生的磁场力大小为，当匀强磁场对长直导线a产生的安培力方向向右时，则有解得长直导线b受到作用力为当匀强磁场对长直导线a产生的安培力方向向左时，则有解得长直导线b受到作用力为故A、B、C错误，D正确；故选D9. 如图所示，直线b为电源的U﹣I图像，直线a为电阻R的U﹣I图像，用该电源和该电阻串联组成闭合电路时，下列说法正确的是（　　）A. 电源的输出功率为4WB. 电源的电动势为3V，内阻为0.5ΩC. 电源的热功率为2WD. 电源的效率约为33.3%【答案】ABC【解析】【分析】【详解】B．由图可知，图线b与纵坐标交点表示电源的电动势，图像的斜率等于电源的内阻，可得电源的电动势内阻B正确； A．当电源的与电阻串联后，两图线的交点就表示电路的工作状态，可读出电路中电流为2A，路端电压为2V，则电源的输出功率A正确；C．电源的热功率C正确；D．电源的效率D错误。

故选ABC10. 如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，灯泡L1、L2、L3规格相同，且电阻大于电源内阻r，理想电压表V1、V2示数为U1、U2，其变化量的绝对值分别为和；流过电源的电流为I，其变化量的绝对值为当滑动变阻器的触片从左端滑到右端的过程中（　　）A. 小灯泡L1、L2变亮，L3变暗B. C. 不变D. 电源输出功率变小【答案】CD【解析】【分析】【详解】A．当滑动变阻器的触片从左端滑到右端的过程中，滑动变阻器的阻值增大，由串反并同规律，与之串联的小灯泡L1、L2变暗，与之并联的L3变亮，A错误；B．当滑动变阻器的触片从左端滑到右端的过程中，滑动变阻器的阻值增大，由串反并同规律，与之串联的电压表V2读数变小，与之并联的电压表V1读数变大；由于外电阻变大，电源的路端电压变大，所以，B错误；C．因为，C正确；D．由于外电阻大于电源内阻，并且外电阻增大，所以电源的输出功率减小，D正确故选CD11. 如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，R1为定值电阻，闭合开关S，当滑动变阻器R的触头P向上滑动时，则（　　）A. 电源的功率变小B. 电容器贮存的电荷量变小C. 电源内部消耗的功率变大D. 滑动变阻器R消耗的电功率变小【答案】BC【解析】【分析】【详解】A．由闭合电路欧姆定律可知，当滑动触头向上滑动时，R总变小，I总增大，U端减小，而R1分压U1增大，所以电容器上的电压减小，则电源功率P总=I总E可知电源的功率增大，故A错误；B．根据Q=CU可知U端减小，则Q减小，故B正确；C．根据电源内部消耗功率可知电源内部消耗的功率增大，故C正确；D．因流过R的电流增大，两端的电压减小，将定值电阻和内阻看为内阻时可知滑动变阻器的阻值等于等效内阻时功率最大，因不知其具体关系，故R上消耗的功率无法确定，故D错误。

故选BC12. 用一根长L的轻绳，吊一质量为m的带电小球，放在磁感应强度为B，方向如图所示的匀强磁场中，将小球拉到与悬点等高处由静止释放，小球便在垂直于磁场的竖直面内摆动，当球第一次摆到最低点时，轻绳的拉力恰好为零（重力加速度为g），忽略空气阻力，则（　　）A. 小球带正电B. 小球第一次摆到最低点的速度小于C. 小球向左摆动所能到达的最高点与释放点等高D. 小球第二次经过最低点时，轻绳拉力等于【答案】CD【解析】【分析】【详解】A．小球第一次摆到最低点时速度水平向左，悬线的拉力恰好为零，说明洛伦兹力竖直向上，由左手定则判断可知可知，小球带负电，A错误；B．下落的过程中只有重力做功，洛伦兹力不做功，设此时速度为v，由动能定理得解得B错误；C．由于忽略空气阻力，且洛伦兹力不做功，所以小球摆动过程中机械能守恒，则小球向左摆动所能到达的最高点与释放点等高，C正确；D．小球第一次经过最低点时，设洛伦兹力为，根据牛顿第二定律有解得小球第二次经过最低点时，设轻绳拉力为FT，根据牛顿第二定律有解得D正确故选CD二、实验题（共2小题，每空2分，共14分）13. 物理兴趣小组利用如图甲所示的装置测磁感应强度．水平放在压力传感器和摩擦力传感器上的金属杆b，质暈m＝0.2kg，长0.1m．闭合开关，调节滑动变阻器，当电流表的示数如图乙所示时，压力传感器的示数为2.3N，摩擦力传感器的示数为0.4N，且摩擦力的方向水平向左．金属杆ab始终处于静止状态，g取10m/s2，导线对金属杆ab没有作用力．已知sin53°＝0.8，请你帮助该兴趣小组的同学完成以下任务：（1）电流表的示数为_______A；（2）该区域磁感应强度的大小为_______T（结果保留两位小数），方向______________．【答案】 (1). 2.40 (2). 2.08 (3). 斜向左下方，与竖直方向夹角37°【解析】【分析】【详解】(1)[1]由图乙所示电流表可知，电流表量程是0～3A，分度值是0.1A，电流表示数是2.40A；(2)[2]压力传感器的示数为2.3N，则安培力沿竖直方向的分力：结合二力平衡可知方向竖直向下；安培力沿水平方向的分力：摩擦力传感器受到的摩擦力向左，则该分力的方向水平向左；由可知磁感应强度沿水平方向的分量：根据左手定则可知该分量的方向水平向右；磁感应强度沿竖直方向的分量：根据左手定则可知该分量的方向竖直向下；合磁感应强度：[3]与竖直方向之间的夹角为，则：则：即磁感应强度的方向斜向左下方，与竖直方向夹角37°14. 某同学欲测量电阻Rx的阻值。

1)用多用电表测量将多用表选择开关置于×100Ω挡时，发现指针偏转角度过大，于是换用相邻的另一挡（×10Ω或×1kΩ），欧姆调零后，将红黑表笔分别接电阻Rx两端，指针读数如图甲所示，则所测电阻阻值为______Ω；(2)为了较准确地测定Rx的电阻值，他设计了如图乙所示的电路，使用如下器材：A.电压表V：量程2V、内阻较大B.电阻箱R1：总阻值为9999 .9ΩC.干电池一节、开关、导线若干实验操作如下：①闭合S1和S3，断开S2，记录电压表示数U1；②闭合S1和S2，断开S3，调节R1使电压表示数仍为U1，记录此时R1的阻值R'则电阻Rx的电阻值为______；(3)利用该电路还可以测量电池的电动势和内电阻闭合S1，打开S2、S3，调节R1，记录外电路的总电阻为R，读出对应的电压表示数U，画出随变化的图线为如图丙所示直线，若直线与纵轴的交点坐标为b、斜率为k，则电源电动势为______，内阻为______答案】 (1). 200 (2). R' (3). (4). 【解析】【分析】【详解】（1）［1］欧姆表的指针偏大，说明挡位过大，应该选用小的挡位，所以应该用×10，所以电阻的阻值为200；（2）②［2］闭合S1和S3，断开S2，R1被短路，直接与电源连接，电压表测量电压；闭合S1和S2，断开S3，被短路，R1直接与电源连接，电压表测量R1电压，两次的电压都为U1，所以两次的电阻也相等，即 ；（3）［3］［4］由欧姆定律 整理得由已知得整理得三、计算题（共3小题，共38分）15. 如图所示，电源电动势E=10V，内电阻 ，小灯泡标有“2V，2W”，电动机D的内阻R'=0.5Ω，当变阻器的阻值R调到1Ω时，电灯和电动机均能正常工作。

求：(1)电动机两端的电压；(2)电动机输出的机械功率答案】(1)6V；(2)5.5W【解析】【分析】【详解】(1)电灯和电动机正常工作，根据功率公式可知 设电动机两端电压为U′，由闭合电路欧姆定律得代入数据解之可得 (2) 电动机热功率电动机输出功率16. 如图所示，等腰直角三角形abc区域中有垂直纸面向里的匀强磁场，现有质量为m，电荷量为-q的带电粒子，以速度v0从a点沿ab方向射入磁场后恰能从c点射出现将匀强磁场换成垂直ab边向上的匀强电场，其它条件不变，结果粒子仍能够从c点射出，粒子重力不计，ac边长度为L，求：(1)磁感应强度B的大小(2)电场强度E的大小【答案】（1）；（2）【解析】【分析】【详解】（1）粒子在磁场中做的是匀速圆周运动，轨迹如图所示设，则轨道半径根据左手定则，粒子带负电荷；根据牛顿第二定律，有解得（2）在电场中是类似斜抛运动，根据分运动公式，沿ab方向有沿bc方向解得17. 如图所示，在平面直角坐标系中第II象限有沿y轴负方向的匀强电场，第I象限和第IV象限存在垂直xOy平面向里的匀强磁场，第I象限的磁感应强度是第IV象限的两倍一质量为m、带电荷量为+q的粒子从P（－2a，a）以初速度沿x轴正方向射出，粒子恰好从坐标原点进入磁场，不考虑粒子重力。

1)求电场的电场强度大小E；(2)若第IV象限磁场磁感应强度为B，求带电粒子进入第IV象限磁场运动半径；(3)若带电粒子在运动过程中经过了点Q（L，0），L>0，求第IV象限磁场的感应强度的可能值答案】(1)；(2)；(3)（n=1，2，3……）【解析】【分析】【详解】(1)由题意可知，粒子在第II象限运动时，有解得(2)粒子由P点到O点的过程中，x轴方向做匀速直线运动，y轴方向做匀加速直线运动设到达O点时沿y轴方向的速度为，则得粒子穿过O点时的速度大小为即方向与x轴正方向夹角为，由公式解得(3)设粒子在第IV象限运动时的轨迹半径为r，第IV象限磁场感应强度为B，根据可知，粒子在第I象限运动时的轨迹半径为，粒子的运动轨迹如图所示运动过程中经过点Q（L，0），则需满足（n=1，2，3……）又得（n=1，2，3……）。