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升庵中学2021年高二物理12月月考考试卷
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
一、单选题
1．关于物理学史，下列说法正确的是
A．欧姆最初用实验直接得到电流通过导体产生热量的表达式
B．安培通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的规律
C．自然界存在两种电荷，库仑把丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷
D．法拉第提出了电场的概念，并引入电场线形象地描述电场
2．如图，真空中有两个点电荷分别位于A点和B点，它们所带电荷量分别为Q(Q>0）和-4Q。则A、B连线上，电场强度为零的位置在
A．A点左侧 B．B点右侧
C．A、B之间且靠近点 D．A、B之间且靠近B点
3．如图中的实线表示某电场的电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹。粒子先经过M点，再经过N点。下列说法正确的是
A．M点的电势小于N点的电势
B．M点的场强大于N点的场强
C．粒子在M点时的动能小于在N点时的动能
D．粒子在M点时的电势能小于在N点时的电势能
4．如图，电源的电动势为E，内阻为。R1为定值电阻，R2为滑动变阻器、B为水平放置的平行金属板，L为小灯泡，电表均为理想电表。开关S闭合后，A、B板间有一带电油滴恰好处于静止状态。则在滑动变阻器的触头P向下滑动的过程中
A．电压表的示数增大 B．油滴向上加速运动
C．板上的电荷量减少 D．两表示数变化量的比值变大
5．如图，a、b是相互平行且靠近放置的两根固定通电长直导线，导线中电流分别为I1、I2且方向相同，a、b导线受到的磁场力大小分别为F1、F2。下列判断正确的是（ ）
A．a、b两导线相互排斥
B．若I1>I2，则F1>F2
C．F2是电流I1产生的磁场对b导线的作用力
D．F1是电流I1产生的磁场对a导线的作用力
6．如图所示的U一I图像中，直线a表示某电源路端电压与电流的关系，直线b为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知
A．R的阻值为0. 5 Ω B．电源电动势为4. 0V，内阻为0. 5 Ω
C．电源的短路电流为1. 0 A D．电源内部消耗功率为2. 0 W
7．如图，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面（纸面），磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。一电荷量为q（q>0）、质量为m的粒子（重力不计）沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为，已知粒子的速率为。则粒子射出磁场时的运动方向与射入磁场时的运动方向间的夹角为（　　）
A．30° B．60° C．90° D．120°
8．如图，水平放置的平行金属板、B间有一匀强电场，一个质子（）和一个氘核（），先后以平行于两板中心线OO’的初速度从左侧O点射入两板间，与板无碰撞且射出后都能击中竖直荧光屏MN，击中荧光屏时的速率分别用v质子和v氘核表示。下列说法正确的是
A．若它们射入电场时的初速度相同，在荧光屏上将只出现1个亮点
B．若它们射入电场时的初动能相同，在荧光屏上将出现2个亮点
C．若它们射入电场时的初动量相同，在荧光屏上将只出现1个亮点
D．若它们的初速度是经同一加速电场从静止加速后获得的，则打在荧光屏上时v质子∶v氘核=：1
二、多选题
9．下说法正确的是
A．公式E=适用于计算匀强电场的电场强度
B．由E=可知，电场中某点的电场强度E与F成正比
C．公式C=中的电容C与电容器两极板间电势差有关
D．由E=k可知，电场中某点的场强E与形成该电场的点电荷的电荷量Q成正比
10．关于匀强磁场中的运动电荷，下列说法正确的是（ ）
A．电荷一定受到磁场力 B．电荷可能不受磁场力
C．若电荷仅受磁场力，则速度一定不变 D．若电荷仅受磁场力，则动能一定不变
11．一种简化的示波管装置（包括电子运动轨迹）如图所示，若在阴极射线管的阴极和阳极间加上直流高压U1，在偏转电极（一对水平的平行金属板）加上直流高压U2.。则电子从阴极发出到打在荧光屏上的过程中（　　）
A．电子在水平方向先做加速运动，再做匀速运动
B．电子在水平方向一直做匀速运动
C．U1一定时，U2越大，则图中亮点位置越低
D．U2一定时，U1越大，则图中亮点位置越低
12．某污水处理站的管道中安装了如图所示的电磁流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于上下表面向下，前后两面的内侧固定有薄金属板作为电极。含有大量正负离子（离子重力不计）的污水充满管道从左向右流经该装置时，电压表所显示的两电极间的电压为U。则（　　）
A．电磁流量计后表面的电势高于前表面的电势
B．污水的流速
C．污水的流速
D．若仅增大污水中正负离子的浓度，则两电极间的电压U将增大
13．如图，固定的足够长粗糙绝缘斜面处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中，一带正电的小滑块从斜面顶端由静止释放后沿斜面下滑。若滑块电荷量不变，则在滑块下滑的过程中（　　）
A．滑块所受摩擦力的大小先增大后保持不变
B．当B很大时，小滑块最终可能静止在斜面上
C．滑块滑到斜面底端时的动能大小与B的大小有关
D．滑块的机械能先减小后保持不变
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
三、实验题
14．一个小灯泡上标有“2V，1W”的字样，现在要用伏安法描绘它的I－U图线．可选用的器材如下：
A．电压表（量程3V，内阻约10kΩ）
B．电压表（量程15V内阻约20kΩ）
C．电流表（量程0.3A，内阻约1Ω）
D．电流表（量程0.6A，内阻约0.4Ω）
E．滑动变阻器（5Ω，1A）
F．滑动变阻器（100Ω，0.2A）
G．电源（电动势3V，内阻1Ω）
H．开关一个，导线若干
实验要求：误差尽量小，电压表从零开始变化且能多取几组数据，滑动变阻器调节方便．
（1）电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________（填器材序号字母）．
（2）实验电路图应选择图甲中的________（选填“a”或“b”）图．
（3）连接电路时，某同学误将电流表和电压表接成图乙所示的电路，其他部分连接正确且滑动变阻器滑片的初始位置正确．接通电源后，移动滑片的过程中小灯泡的发光情况是________（选填“不亮”或“逐渐变亮”）．
（4）通过实验测得该小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示，由图线可求得它在正常工作时的电阻为___Ω．若将该小灯泡与本实验中使用的电源直接相连，则还需在电路中串联一个阻值为________Ω的电阻，才能使它正常工作．（结果均保留两位有效数字）
15．某兴趣小组要测量自制可乐电池的电动势和内阻，他们在网上查询到可乐电池的电动势约0.6~0.9伏，内阻约几千欧姆。他们到实验室找到了以下器材
A．电压表（量程0~0.6V，内阻约8kΩ）
B．电流表（量程0~，内阻rA=200Ω）
C．电流表（量程0~0.6A，内阻约2Ω）
D．滑动变阻器（0~50Ω）
E．滑动变阻器（0~50kΩ）
F．开关S和导线若干
(1)为了尽量准确地进行测量且操作方便，实验中应该选用的电流表是__________，应该选用的滑动变阻器是________。（填器材序号字母）
(2)图（a）是他们设计的实验电路，图（b）是根据实验中电流表和电压表的示数在坐标纸上所描的点。
①请在答题卡上作出U-I图线；（_________）
②由图像得到可乐电池的电动势E=________V，内阻r=__________kΩ。（结果取2位有效数字）
四、解答题
16．汽车电动机和车灯的实际电路可简化为图示电路。已知电源电动势E=12V，电源内阻r、电动机线圈电阻rM、电流表内阻rA均为0.1Ω，车灯电阻恒定。只闭合S1车灯亮时，电流表读数I1=10A；S1、S2均闭合电动机启动后，电流表读数I2=25A。求
(1)车灯的电阻RL；
(2)电动机启动后输出的机械功率PM。
17．如图，一固定的绝缘光滑轨道由水平直杆和竖直面内的半圆环杆在B点相切构成，半圆环杆的半径为R，直杆足够长，其中AB段长度为4R；在直杆上方、半圆环杆的直径BC左侧存在方向水平向左的匀强电场。一电荷量为q（q>0）、质量为m的小环套在直杆上，从A点以水平向右的初速度向右运动，经B点后，恰好能通过轨道的最高点C。已知场强大小为，重力加速度为g，小环通过B点时速率不变。求：
（1）带电小环在A点时的初速度大小；
（2）带电小环回到水平轨道上的落点位置。
18．如图所示，水平导轨间距为，导轨电阻忽略不计。导体棒垂直导轨放置，质量，电阻，与导轨接触良好。电源电动势，内阻，电阻。外加匀强磁场的磁感应强度，方向垂直于，与导轨平面成。与导轨间动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），不计其余摩擦．细绳垂直于且沿水平方向跨过一轻质定滑轮悬挂一重物。重力加速度，处于静止状态．已知。求：
（1）受到的安培力大小；
（2）重物重力G的取值范围。
19．如图，平面直角坐标系xOy的第II象限内存在沿x轴负方向的匀强电场，一质量为m、电荷量为q的带负电粒子（不计重力），从x轴上的（-L，0）点，以大小为v0的速度沿y轴正方向射入电场，通过电场后从y轴上的C（0，2L）点进入第I象限。
（1）求电场强度大小E；
（2）若第I象限内存在方向垂直于坐标平面向里的匀强磁场，则上述粒子经磁场偏转后将从x轴上的 D（2L，0）点进入第IV象限。求该磁场的磁感应强度大小B；
（3）若第I象限仅在某区域内存在大小仍为B，方向垂直于坐标平面向外的矩形匀强磁场，则上述粒子经磁场偏转后将从x轴上D点垂直进入第IV象限，求该矩形磁场区域的最小面积。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．D
【详解】
A．焦耳最初用实验直接得到电流通过导体产生热量的表达式，选项A错误；
B．库伦通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的规律，选项B错误；
C．自然界存在两种电荷，富兰克林把丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫正电荷，故C错误；
D．法拉第提出了电场的概念，并引入电场线形象地描述电场，选项D正确。
故选D。
2．A
【详解】
由电场的叠加原理可知 ，在AB连线之间的合场强不可能为0，由点电荷场强公式可知，场强为0的点应离电荷量较小的更近，所以电场强度为零的位置在A点左侧，故A正确。
故选A。
3．C
【详解】
A．根据沿电场线方向电势降低，所以M点电势高于N点电势，故A错误；
B．根据电场线疏密表示场强大小可知，M点电场强度比N点电场强度小，故B错误；
C．粒子从M点到N点电场力做正功，粒子动能增大，电势能减小，所以粒子在M点时的动能小于在N点时的动能，在M点的电势能大于N点电势能，故C正确，D错误。
故选C。
4．B
【详解】
滑动变阻器的触头P向下滑动的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，根据“串反并同”，由于定值电阻R1与滑动变阻器串联，所以电压表示数变小，电容器与滑动变阻器并联，所以电容器两端电压变大，由公式可知，板间电场强度变大，电场力变大，所以油滴向上加速运动，由公式可知，板上的电荷量变大，电压表测的是电阻R1两端的电压，电流表测的是流过R1的电流，所以两表示数变化量的比值即为R1的阻值即不变，故B正确。
故选B。
5．C
【详解】
A．根据右手定则判断通电直导线周围产生磁场，再根据左手定则判断安培力的方向，可知两根导线相互吸引，A错误；
B．、为相互作用力，始终等大反向共线，B错误；
CD．是电流产生的磁场对导线的作用力，是电流产生的磁场对导线的作用力，C正确，D错误。
故选C。
6．D
【详解】
A．R的U-I图线的斜率大小等于R的阻值，则
故A错误；
B．根据闭合电路欧姆定：U=E-Ir，当I=0时，U=E，可读出电源的电动势E=4.0V，内阻等于图线a的斜率大小，则
故B错误；
C．当路端电压为0时的电流即为短路电流，由图可知，电源的短路电流为2.0A，故C错误；
D．电源内部消耗功率为
故D正确。
故选D。
7．B
【详解】
轨迹如图
带电粒子，根据牛顿第二定律得
解得
所以四边形O1AO2C为菱形，由几何关系可知
所以带电粒子的偏转角为，即粒子射出磁场时的运动方向与射入磁场时的运动方向间的夹角为。
故选B。
8．D
【详解】
ABC．两个粒子进入匀强电场中都做类平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，则得到，加速度为
偏转距离为
运动时间为
联立三式得
A．若它们射入电场时的速度相等，y与比荷（电荷量与质量的比值）成正比，所以荧光屏上将出现2个亮点，故A错误；
B．若它们射入电场时的动能相等，y与q成正比，在荧光屏上将只出现1个亮点，故B错误；
C．若它们射入电场时的动量相等，
可见y与qm成正比，则在荧光屏上将只出现2个亮点，故C错误；
D．从静止开直到荧光屏由动能定理得，
在加速电场中有
整理得
所以打在荧光屏上时
v质子∶v氘核=：1
故D正确。
故选D。
9．AD
【详解】
A．公式E=适用于计算匀强电场的电场强度，式中d为两点沿着场强方向的距离，U为两点间的电势差，故A正确；
B．E=是电场强度的定义式，采用比值法定义，适用于任何电场，其中F是电量为q的检验电荷在电场中某一点所受的电场力，E为该点的场强，E与F、q无关，故B错误；
C．公式C=是电容的定义式，电容与电势差，电荷量无关，只取决于本身的性质，故C错误；
D．E=k是点电荷电场强度的决定式，电场中某点的场强E与形成该电场的点电荷的电荷量Q成正比，故D正确。
故选AD。
10．BD
【详解】
AB．洛伦兹力的大小：
为速度与磁感应强度的夹角，当时，，当时，所以运动的电荷在磁场中不一定受到磁场力，A错误，B正确；
CD．根据左手定则可知洛伦兹力方向始终与电荷的运动方向垂直，所以洛伦兹力只改变速度方向不改变速度大小，所以电荷仅受洛伦兹力，速度改变，动能一定不变，C错误，D正确。
故选BD。
11．AD
【详解】
AB．电子在阴阳极之间加速，之后，在水平方向匀速，A正确，B错误；
CD．U1一定时，电子做匀速运动的速度就一定，则电子到达屏幕的时间就一定，U2越大，电子的侧向位移
越大，则图中的亮点越高。U1越大，则电子做匀速运动的速度越大，电子到达屏幕的时间就越短，U2一定时，则侧移就越小，图中亮点位置越低。C错误，D正确。
故选AD。
12．AB
【详解】
A．含有大量正负离子（离子重力不计）的污水充满管道从左向右流经该装置时，根据左手定则，正离子向后表面偏转，负离子向前表面偏转，后表面的电势高于前表面的电势，故A正确；
BC．当前、后表面粒子聚集到一定程度时，最终所受的电场力与洛伦兹力平衡，粒子不再发生偏转，此时有
又因为前后表面场强满足
联立解得
故B正确，C错误；
D．根据公式
可知两电极间的电压U与污水的流量有关，流量越大，则电压U越大，而与污水中正负离子的浓度无关，故D错误。
故选AB。
13．AC
【详解】
A．滑块所受摩擦力的大小为
其中m为滑块的质量，为斜面的倾角，为滑块所带的电荷量。滑块由静止释放后能够沿斜面下滑，说明一开始的摩擦力小于滑块所受重力沿斜面的分力；随着下滑速度增大，安培力增大，由上式可知滑块所受摩擦力也增大；当摩擦力增大到与重力沿斜面的分力等大时，滑块的速度不再增大，安培力也不再增大，摩擦力也保持不变，故A正确；
B．由摩擦力表达式可知，磁感应强度B越大，滑块的最终速度就越小，但不会静止在斜面上，故B错误；
C．由摩擦力表达式可知，磁感应强度B越大，摩擦力就越大，摩擦力做功就越多，滑块滑到斜面底端时的动能就越小，故C正确；
D．滑块下滑过程中摩擦力一直在做负功，所以滑块的机械能一直在减小，故D错误。
故选AC。
14．A D E b 不亮 4.0 1.0
【详解】
（1）[1][2][3]．灯泡额定电压是2V，电压表应选择A；灯泡额定电流，电流表应选择D，为方便实验操作，滑动变阻器应选择E；
（2）[4]．为了在灯泡上得到从0开始的电压，滑动变阻器要用分压电路，故选b；
（3）[5]．接成乙所示的电路，电压表内阻很大，电路中电流几乎为零，则灯泡不亮；
（4）[6][7]．灯泡正常工作时，电压为2V，由图可知I=0.5A，则
；
将该小灯泡与本实验中使用的电源（3V，1Ω）直接相连，则内阻和电阻R上的电压之和为1V，电路中的电流为0.5A，则串联的电阻
15．B E 见解析 0.76 3.8
【详解】
(1)[1]由图（b）可知，电路最大电流在量程范围内，故电流表应该选择B；
[2]由于电源电动势较小，而内阻较大，为了有效地控制电路，使电流表示数变化明显，故滑动变阻器应该选择E；
(2)①[3]作出U-I图线如图所示
②[4][5]根据闭合电路欧姆定律可知
图像与纵轴的截距为电源电动势，图像的斜率的绝对值为电源内阻与电流表内阻之和，由图可知电源电动势为
电源内阻为
16．(1)；(2)
【详解】
(1)由闭合电路的欧姆定律得
解得
(2) S1、S2均闭合后，电动机和灯泡两端的电压为
流过灯泡的电流为
流过电动机的电流为
电动机线圈的发热功率为
所以输出的机械功率为
17．（1）；（2）A点
【详解】
(1)小环恰好能通过轨道的最高点，则有
小球从A到轨道的最高点由动能定理得
解得
(2)小球从最高点向左飞出后，在水平方向做匀加速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，则有
解得
水平方向的位移为
即小球回到水平轨道上距B点4R，即又回到A点。
18．（1）5N；（2）0.5N≤G≤7.5N
【详解】
（1）由闭合电路的欧姆定律可得，通过ab的电流
I==2A，方向：由a到b
ab受到的安培力
F=BIL=5N
（2）a最大静摩擦力
fmax=μ（mg-Fcos53°）=3.5N
由平衡条件得，当最大静摩擦力方向向右时
T=Fsin53°-fmax=0.5N
当最大静摩擦力方向向左时
T=Fsin53°+fmax=7.5N
则重物重力的取值范围为0.5N≤G≤7.5N。
19．（1）；（2）；（3）16L2
【详解】
(1)粒子进入电场后做类平抛运动，轨迹如图1
水平方向有
竖直方向有
其中
联立解得
(2)由几何关系得
所以得
则粒子进入磁场中的速度为
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为，则有
由洛伦兹力提供向心力得
得
联立解得
(3)粒子的运动轨迹如图2所示，由洛伦兹力提供向心力得
得
由几何关系可知，粒子偏转，所以矩形的边长为
则最小面积为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页

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