宁夏银川市六盘山高级中学2023-2024学年高二上学期第一次月考物理试题（Word版附解析）

宁夏六盘山高级中学2023-2024学年第一学期高二第一次月考测试卷学科：物理测试时间：100分钟满分：100分一、单选题（本大题10小题，共30分）1.下列说法符合物理学史的是（　　）A.安培发现了电流的磁效应B.奥斯特发现了磁场对通电导线有作用力C.法拉第发现了电磁感应现象D.洛伦兹找到了判断感应电流方向的方法【答案】C【解析】【详解】A．1820年，奥斯特发现了电流的磁效应，故A错误；B．安培发现磁场对通电导线有作用力，故B错误；C．法拉第经过近十年的探索，在1831年发现了电磁感应现象，故C正确；D．楞次找到了判断感应电流方向的方法，即楞次定律，故D错误。故选C。2.地球本身是一个巨大的磁体，地球的地理两极与地磁两极并不重合，因此，磁针并非准确地指向南北，其间有一个夹角，这就是地磁偏角，简称磁偏角。曾任沭阳县主簿的我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”将可以自由转动的小磁针平行于地表放在赤道上，下图为小磁针静止时的示意图，根据上述材料，请判断图中可能正确的是（黑色一端代表小磁针N极）（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】 【详解】因地磁的南极在地理的北极附近，地磁的北极在地理的南极附近，则小磁针静止N极指向地理的北极附近。故选C。3.如图所示，当开关S闭合后，小型直流电动机M和指示灯L都恰能正常工作。已知电源电动势为E，内阻为r，指示灯L的电阻为R0，额定电流为I，电动机M的线圈电阻为R，则（）A.电动机额定电压为IRB.电动机的输出功率为IE-I2(R0+R+r)C.电源的输出功率为IED.整个电路的热功率为I2(R0+R)【答案】B【解析】【详解】A．电动机正常工作时不是纯电阻元件，其额定电压不等于IR，而是故A错误；B．根据能量守恒定律可知，电动机的输出功率为故B正确；C．根据能量守恒定律可知，电源的输出功率为故C错误；D．整个电路的热功率为故D错误。故选B。4.一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角．将abcd绕ad轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量为() A.0B.2BSC.2BScosθD.2BSsinθ【答案】C【解析】【分析】【详解】开始穿过线圈的磁通量为，最后穿过线圈的磁通量是，变化量为。故选C。5.如图，a、b两根垂直纸面的导体通以大小相等的电流，两导线旁有一点P，P点到a、b距离相等，要使P处磁场方向向右，则a、b中电流方向为A.都向外B.都向里C.a中电流向外，b中电流向里D.a中电流向里，b中电流向外【答案】C【解析】【详解】根据安培定则，由a电流在P处的磁场方向知，a电流周围的磁感线是逆时针方向，电流方向垂直纸面向外；b电流在P处的磁场方向知，b电流周围的磁感线是顺时针方向，电流方向应垂直纸面向里，故C正确，ABD错误；故选C.6.如图所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到这个电源上，则（　　） A.R1接在电源上时，电源的效率高B.R2接在电源上时，电源的效率高C.R1接在电源上时，电源的输出功率大D.电源的输出功率一样大【答案】A【解析】【详解】AB．电源的效率可知效率与路端电压成正比，R1接在电源上时路端电压大，效率高。故A正确；B错误；CD．R1接在电源上时，由图线读出，此时的电压为U，则有解得电源的输出功率R2接在电源上时由图线读出，此时的电压为，则有解得电源的输出功率则 故CD错误。故选A。7.如图所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根导体棒a、b、c，长度关系为c最长，b最短，将c弯成一直径与b等长的半圆，将装置置于向下的匀强磁场中，在接通电源后，三导体棒中有等大的电流通过，则三棒受到安培力的大小关系为（）AFa＞Fb＞FcB.Fa=Fb=FcC.Fa＞Fb=FcD.Fb＜Fa＜Fc【答案】C【解析】【分析】图中导体棒都与磁场垂直，对直棒的安培力，直接安培力公式F=BIL求解；对于弯棒c，可等效为长度为直径的直棒；【详解】设a、b两棒的长度分别为La和Lb，c的直径为d，由于导体棒都与匀强磁场垂直，则：a、b三棒所受的安培力大小分别为：，，c棒所受的安培力与长度为直径的直棒所受的安培力大小相等，则有：，因为，则有：，故C正确，A、B、D错误；故选C．【点睛】关键要确定出导体棒的有效长度，知道对于弯棒的有效长度等于连接两端直导线的长度．8.下图是一个回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频交流电源相连。现分别加速氘核和氦核，下列说法正确的是（　　） A.它们的最大速度不同B.它们的最大动能相同C.两次所接高频交流电源的频率相同D.仅增大高频交流电源的频率可增大粒子的最大动能【答案】C【解析】【详解】A．设回旋加速器D形金属盒的半径为，粒子的最大速度为，根据洛伦兹力提供向心力解得由于氘核和氦核的荷质比相同，故它们的最大速度相同，故A错误；BD．它们的最大动能为可知氦核的最大动能比氘核的最大动能大，仅增大高频交流电源的频率，粒子的最大动能不变，故BD错误；C．粒子做匀速圆周运动的周期为粒子每运动一个周期被加速两次，且交变电场的方向每个周期改变两次，粒子每次经过电场都会被加速，故高频交流电源的周期等于粒子做圆周运动的周期，即二者的频率相等，氘核和氦核的荷质比相同，故两次所接高频交流电源的频率相同，故C正确。故选C。9.如图所示区域内，存在方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场，其中电场方向竖直向下，磁场方向是水平的（垂直纸面向里）。一个质量为m的带电液滴，在与匀强磁场垂直的竖直面内做匀速圆周运动。下列关于这个带电液滴的电性和转动方向说法正确的是（　　） A.一定带正电，沿逆时针方向转动B.一定带负电，沿顺时针方向转动C.一定带负电，但转动方向不能确定D.电性和转动方向都不能确定【答案】B【解析】【详解】带电液滴在与匀强磁场垂直的竖直面内做匀速圆周运动，可知电场力与重力平衡，则电场力向上，则一定带负电，根据左手定则可知，液滴沿顺时针方向转动。故选B。10.如图所示，足够长的导体棒AB水平放置，通有向右的恒定电流I。足够长的粗糙细杆CD处在导体棒AB的正下方不远处，与AB平行。一质量为m、电荷量为+q的小圆环套在细杆CD上。现给小圆环向右的初速度v0，圆环运动的v-t图像不可能是（　　）A.B.C.D. 【答案】B【解析】【详解】A．由右手螺旋定则可知导体棒AB下方的磁场垂直纸面向里，所以带电小圆环受到竖直向上的洛伦兹力，当qvB=mg时，小环做匀速直线运动，故A正确，不符合题意；BC．当qvB<mg时，在竖直方向，根据平衡条件有水平方向，有小环做加速度逐渐增大的减速运动，直至停止，所以其v−t图像的斜率应该逐渐增大，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意；D．当qvB>mg时，在竖直方向，根据平衡条件有水平方向，有小环做加速度逐渐减小的减速运动，直到重力与洛伦兹力相等时，小环开始做匀速运动，故D正确，不符合题意。故选B。二、多选题（本大题共3小题，共12分）11.如图所示，用导线做成的圆形线圈与一直导线构成几种位置组合，图A、B、C中直导线都与圆形线圈在同一平面内，O点为线圈的圆心，图D中直导线与圆形线圈垂直，并与中心轴重合。当切断直导线中的电流时，圆形线圈中会有感应电流产生的是（　　）A.B.C.D.【答案】BC【解析】 【详解】A．电流与线圈的直径重合，线圈中有相反的磁场，磁通量完全抵消，始终等于0，磁通量不会变化，不会产生感应电流，故A错误；B．导线位于线圈的上部，导线上边的面积比较小，穿过线圈上边部分的磁通量小于穿过线圈下边部分的磁通量，总磁通量的方向向里，切断直导线中的电流时，闭合回路中的磁通量减小，会产生感应电流，故B正确；C．导线位于线圈的上方，穿过线圈的磁场方向向里，切断直导线中的电流时，闭合回路中的磁通量减小，会产生感应电流，故C正确；D．线圈与导线垂直，穿过线圈的磁通量始终等于0，磁通量不会发生变化，故D错误。故选BC。12.在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，C为电容器，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。开关闭合后，灯泡L能正常发光。当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是（　　）A.灯泡L将变暗B.灯泡L将变亮C.电容器C的电荷量将减小D.电容器C的电荷量将增大【答案】AD【解析】【详解】AB．由题意，可知R增大，电流则I减小，灯泡L将变暗，故A正确，B错误；CD．路端电压由于I减小，则U增大，由于电容器电荷量由于U增大，则Q增大，故C错误，D正确。故选AD。13.如图所示，E为电源电动势，r为电源内阻，R1为定值电阻（R1＞r），R2 为可变电阻，以下说法中正确的是（）A.当R2=R1+r时，R2上获得最大功率B.当R1=R2+r时，R1上获得最大功率C.当R2=0时，电源的效率最大D.当R2=0时，电源的输出功率最大【答案】AD【解析】【详解】A．将R1等效到电源的内部，上的功率等于电源的输出功率，当外电阻等于内阻时，即时，输出功率最大，即上的功率最大，故A正确；B．根据可知当外电阻最小时，即时，电流最大，R1上获得最大功率故B错误；CD．当外电阻等于内阻时，即时，电源的输出功率最大．但因为，所以不可能有，所以当时，电源的输出功率最大，故D正确，C错误。故选AD。三、填空题（本大题共2小题，共18分）14.如图所示为“探究磁场对通电导线的作用”的实验装置，其线框下端与磁场方向垂直。请根据下面的实验操作按要求填空。 （1）在接通电路前先观察并记录了弹簧测力计的读数。（2）接通电路，调节滑动变阻器使电流表读数为，观察并记录了弹簧测力计此时的读数，则线框受到磁场的安培力________。的方向向________选填“上”、“下”、“左”或“右”。（3）在探究安培力与电流的对应关系时，保持磁场及线框不变，只调节滑动变阻器，记录电流表的读数为，，，弹簧测力计的读数为，，，并分别计算出，，。通过实验可发现，磁场对通电导线作用力的大小与电流大小成正比，实验中所采用的实验方法是________（选填“控制变量法”、“等效替代法”或“理想模型法”）。【答案】①.②.下③.控制变量法【解析】【详解】（2）[1][2]在通电前线圈平衡时有通电后，线圈平衡时有联立解得方向向下。（3）[3]磁场对通电导线作用力的大小与电流大小实验中，控制线圈和磁场不变，只改变电流观察安培力的大小，所采用的实验方法是控制变量法。15.在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，提供的器材有：A.电压表量程为3V，内阻约为5kΩB.电压表量程为15V，内阻约为10kΩC.电流表量程为0.6A，内阻为0.2ΩD.电流表量程3A，内阻约为0.01ΩE.变阻器R1为（20Ω，3A）F.变阻器R2为（500Ω，0.2A）G.开关、导线若干 （1）为了较准确测量电池的电动势和内阻，电流表应该选_____（填C或D）；变阻器应该选____（填E或F）；实验电路图应该选图中的_____图（填“甲”或“乙”）。（2）实验测得一个电池的路端电压U和通过电池的电流强度I的关系图像如图所示。由图可以求得电源电动势____V，内电阻____Ω，短路电流___A。【答案】①.C②.E③.甲④.1.5⑤.0.8⑥.【解析】【详解】（1）[1]一节干电池的电动势约为1.5V，内阻约为2Ω，故电压表应选A（3V）；电路最大电流不到0.75A，不到3A的三分之一，为减小实验误差，电流表应选C；[2]为方便实验操作，滑动变阻器应选总阻值较小的，故选E；[3]由于电流表内阻已知，为减小实验误差，应选择图甲所示实验电路；（2）[4]由全电路的欧姆定律有则图像纵截距表示电动势，可得[5]图像的斜率表示内阻，有[6]解得电路的短路电流为四、计算题（本大题共4小题，共40分）16.如图所示电路中，电源电动势，内阻，，，． （1）若在C.D间连一个理想电流表，其读数是多少？（2）若在C.D间连一个理想电压表，其读数是多少？【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）若在C.D间连一个理想电流表，则电路结构为并联后与串联，接到电源上，根据闭合电路欧姆定律得：总电流所以并联部分的电压为：所以通过电流表的电流为．（2）若在C.D间连一个理想电压表，则电路结构为串联接到电源上，电压表测量的是的电压：则．【点睛】本题中理想电流表看做短路，理想电压表看做断路，认识电路的连接关系是解题的基础．17.如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m、质量为6×10－2kg的通电直导线，电流大小I＝1A，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T、方向竖直向上的磁场中．设t＝0时，B＝0，则需要多长时间，斜面对导线的支持力为零？(g取10m/s2)【答案】5s【解析】 【详解】斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示．由平衡条件FTcos37°＝F①FTsin37°＝mg②由①②解得：F＝0.8N由F＝BIL得：B＝2T.B与t的变化关系为B＝0.4t.所以：t＝5s18.如图所示，斜面上表面光滑绝缘，倾角为θ，斜面上方有一垂直纸面向里的匀强磁场.磁感应强度为B，现有一个质量为m、带电荷量为+q的小球在斜面上被无初速度释放，假设斜面足够长.则小球从释放开始，下滑多远后离开斜面.【答案】【解析】【详解】小球沿斜面下滑，在离开斜面前，受到的洛伦兹力F垂直斜面向上，其受力分析图沿斜面方向：mgsinθ=ma；垂直斜面方向：F+FN-mgcosθ=0. 其中洛伦兹力为F=Bqv.设下滑距离x后小球离开斜面，此时斜面对小球的支持力FN=0，由运动学公式有v2=2ax，联立以上各式解得19.如图所示，在的区域存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在区域存在匀强磁场，磁场方向垂直xOy平面向外。一电荷量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上处的点时速率为，方向沿x轴正方向；然后，经过x轴上处的点进入磁场，并经过y轴上处的点，不计粒子重力。求：（1）电场强度的大小；（2）磁感应强度的大小；（3）粒子从开始运动直到第三次经过x轴所用的时间。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】(1)粒子在x轴上方电场中做类平抛运动，x方向y方向联立解得。 (2)设粒子在点时沿方向的速度为，则有所以，则粒子在点的速度方向与x轴正方向夹角为，粒子到达时速度大小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，由牛顿第二定律得联立解得。（3）粒子在电场中从到的运动时间粒子在磁场中做圆周运动的周期粒子在磁场中转过的圆心角为，运动时间为 粒子第二次经过轴时的速度方向与x轴正方向夹角为45°，根据对称性可知，粒子第二次经过x轴到第三次经过x的时间粒子从开始运动直到第三次经过x轴所用的时间