2020-2021学年辽宁沈阳二中高二上期12月月考物理卷(解析版).doc

2020-2021学年辽宁沈阳二中高二上期12月月考物理卷（解析版）姓名:_____________ 年级:____________ 学号:______________

题型选择题填空题解答题判断题计算题附加题总分

得分

1. （知识点：动能定理,电荷在匀强磁场中运动）

如图所示为一种获得高能粒子的装置.环行区域内存在垂直纸面向外、大小可调节

的匀强磁场，质量为m、电量为＋q的粒子在环中作半径为R的圆周运动.A、B为两块中心开有小孔的极板.原来电势都为零，每当粒子飞经A板时，A板电势升高为＋U，B板电势仍保持为零，粒子在两板间电场中得到加速.每当粒子离开B板时，A板电势又降为零.粒子在电场一次次加速下动能不断增大，而绕行半径不变.

⑴设t=0时粒子静止在A板小孔处，在电场作用下加速，并绕行第一圈.求粒子绕行n圈回到A板时获得的总动能En

⑵为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动，磁场必须周期性递增.求粒子绕行第n圈时的磁感应强度Bn

⑶求粒子绕行n圈所需的总时间tn(粒子过A、B板间的时间忽略)

【答案】

（1）nqU；（2）（3）

【解析】

试题分析：(1)粒子绕行一周电场力做功为W=qU，获得的动能为qU

绕行n圈回到A板时获得的总动能为En=nqU

评卷人得分

(2)在第n圈时，又，可解得

(3)粒子运动的周期，

粒子绕行n圈所需的总时间为：

考点：带电粒子在磁场中的运动.

如图所示，平行金属导轨与水平面间夹角均为θ=370，导轨间距为lm，电阻不计，导轨足够长。两根金属棒ab和a’b’的质量都是0.2kg，电阻都是1Ω，与导轨垂直放置且接触良好，金属棒和导轨之间的动摩擦因数为0.25，两个导轨平面处均存在着垂直轨道平面向上的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度B的大小相同。让a’b’固定不动，将金属棒ab由静止释放，当ab下滑速度达到稳定时，整个回路消耗的电功率为8W。求：

⑴ab达到的最大速度多大？

⑵ab下落了30m高度时，其下滑速度已经达到稳定，则此过程中回路电流的发热量Q多大？

⑶如果将ab与a’b’同时由静止释放，当ab下落了30m高度时，其下滑速度也已经达到稳定，则此过程中回路电流的发热量Q’为多大？(g=10m/s2，sin370=0.6，cos370=0.8)

【答案】

（1）10m/s；（2）30J；（3）75J

【解析】

试题分析：：(1)ab棒相当于电源，当其下滑速度最大时有：①

对ab棒受力分析，当其速度最大时，加速度为0，因此有mgsinθ=BIL+μmgcosθ

即mgsinθ=+μmgcosθ②得v=10m/s③

(2)由能量守恒关系得mgh=+μmgcosθ+Q④代入数据得Q=30J⑤

(3)由对称性可知，当ab下落30m稳定时其速度为v′，a′b′也下落30m，其速度也为v′，ab和a′b′都切割磁感应线产生电动势，总电动势等于两者之和。

即：mgsinθ=+μmgcosθ

对ab棒受力分析，得mgsinθ=BI′L+μmgcosθ⑥

对比②⑥可得v′=5m/s⑦

由能量守恒2mgh=+Q′

代入数据得Q′=75J⑨

考点：法拉第电磁感应定律；能量守恒定理；

如图所示，光滑平行的水平金属导轨MN、PQ相距d,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为l的匀强磁场，磁感应强度大小为B；质量为m，电阻为r的导体棒ab，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距l0，现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由静止开始运动，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计）．求：

⑴棒ab在离开磁场右边界时的速度；

⑵棒ab通过磁场区域的过程中通过电阻R的电荷量．

【答案】

(1)(2)

【解析】

试题分析：（1）设ab棒离开磁场右边界前做匀速运动的速度为v，则棒ab产生的电动势为：

E=Bdv①

电路中电流：②

对ab棒，由平衡条件得：F-BId=0③

联立解得：④

（2）棒ab通过磁场区域的过程中,平均感应电动势：

平均电流：

通过电阻的电量：

解得：

考点：法拉第电磁感应定律；物体的平衡；

某同学用伏安法测定一段阻值为5Ω左右的金属丝的电阻，要求测量结果尽可能准确，现备有以下器材：

A.电池组（3V，内阻1Ω）

B.电流表（0~3A，内阻0.0125Ω）；

C.电流表（0~0.6A，内阻0.0125Ω）

D.电压表（0~3V，内阻3kΩ）；

E.电压表（0~15V，15kΩ）

F.滑动变阻器（0~20Ω，额定电流1A）；

G.滑动变阻器（0~2000Ω，额定电流0.3A）；H.开关、导线

①上述器材中应选用的是____________.

②实验电路应采用电流表_______接法（填“内”或“外”）

③设实验中电流表、电压表的某组示数，如图所示，则图中I=___________________ _A，

U=___________________ __V.

【答案】

（1）ACDFH（2）外；（3）0.48 ； 2.2

【解析】

试题分析：①上述器材中应选用的是：电源A；电压表D；电路中的最大电流：，故电流表选C；滑动变阻器选择F；以及H；②因为，故应采用

电流表外接电路；③可读出：I=0.48A，U=2.2V.

考点：伏安法测电阻。

有一特殊电池，它的电动势约为9V，内阻约为40Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50mA.为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用图示电路进行实验，图中电流表的内阻RA＝5Ω，R为电阻箱，阻值范围0～999.9Ω，R0为定值电阻，对电源起保护作用.

①本实验中的R0应选

A.10Ω

B.50Ω

C.150Ω

D.500Ω

②该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了如图所示的图线，则根据图线可求得该电池的电动势为E＝_________________V，内阻r＝

_________________Ω.

【答案】

①C②10、45

【解析】

试题分析：（1）电池的允许通过的最大电流为50mA，内电阻约为40Ω，电路中的最小电阻应大于

，则最小电阻为：180-40-5=135Ω；为了能很好的调节电路，并能得出更多组数据，保护电阻应选C．

（2）由闭合电路欧姆定律可知：E=I（R+r+R0+RA）

变形可得：

由图线可知，；

因RA=5Ω，则解得：E=10V；r=45Ω

考点：测量电源的电动势及内阻.

如图，固定在水平桌面上的光滑金属导轨cd、eg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与导轨接触良好．在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其它部分电阻忽略不计．现用一水平向右的外力F1作用在金属杆ab上,使金属杆由静止开始向右沿导轨滑动，滑动中杆ab始终垂直于导轨.金属杆受到的安培力用F安表示，则关于F1与F安随时间t变化的关系图象可能是（）

【答案】

B

【解析】

试题分析：当某时刻，导体棒的速度为v时，可得安培力大小表达式，可知安培力与速率成正比．图中安培力随时间均匀增大，则速度随时间均匀增大，说明导体棒应做匀加速运动，

即加速度a一定，根据牛顿第二定律得：F1-Ff=ma，得，可见外力F1与速度是线性关系，速度随时间均匀增大，则外力F1也随时间均匀增大，故B正确．故选B

考点：牛顿第二定律；安培力.

在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个面积为S的矩形线圈匀速转动时所产生的交流电电动势随时间变化的波形如图所示,线圈与一阻值R=9的电阻串联在一起,线圈的电阻为1,则（）

A.通过电阻R的电流瞬时值表达式为i=10sin200t A

B.电阻R两端的电压有效值为90V

C.图中t=1×10-2s时,线圈位于垂直中性面的位置

D.1s内电阻R上产生的热量为450J

【答案】

D

【解析】

试题分析：交流电电压最大值为Em=100V，则电流最大值,故通过电阻R的电流瞬时值表达式为i=10sin00t A，选项A错误；电阻R两端的电压最大值为：URm=10×9V=90V，选项B错误；图

中t=1×10-2s时,线圈位于中性面的位置，选项C错误；1s内电阻R上产生的热量为：

，选项D正确。故选D.

考点：交流电的瞬时值、最大值及有效值.

通电螺线管置于水平放置的两根光滑平行金属导轨MN和PQ之间，两根金属棒ab和cd放在导轨上，分别在螺线管的左右两侧．保持开关闭合，最初两金属棒处于静止状态，当滑动变阻器的滑动触头向左滑动时，ab和cd棒的运动情况是（）

A．ab向左，cd向右B．ab向右，cd向左

C．ab、cd都向右运动D．ab、cd都不动

【答案】

A

【解析】

试题分析：当变阻器滑片向左滑动时，电路的电流大小变大，线圈的磁场增加；根据安培定则由电流方向可确定线圈的磁场方向垂直于导轨向下．由于线圈处于两棒中间，所以穿过两棒所围成的磁通量变大，由楞次定律：增反减同可得，线框abdc 产生逆时针方向感应电流．最后根据左手定则可确定安培力的方向：ab棒处于垂直向上的磁场，且电流方向ab，则安培力方向向左．cd棒处于垂直向上的磁场，且电流方向dc，则安培力方向向右．故选：A

考点：楞次定律；左手定则；

如图是一火警报警电路的示意图.其中R3为用某种材料制成的传感器,这种材料的电阻率随温度的升高而增大.值班室的显示器为电路中的电流表,电源两极之间接一报警器.当传感器R3所在处出现火情时,显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（）

A.I变大,U变小

B.I变小,U变大

C.I变小,U变小

D.I变大,U变大

【答案】

D

【解析】

试题分析：当传感器R3所在处出现火情时，R3的电阻增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I减小，路端电压变大，即报警器两端的电压U变大．传感器R3与电阻R2并联部分的电压U 并=E-I（r+R1），I减小，U并变大，电流表的读数变大．故选D.

考点：电路的动态分析.

如右图，等腰梯形内分布着垂直纸面向外的匀强磁场，底边在x轴上且长为3L、高为L，底角为45°。有

一边长为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过磁场区域，在t＝0时刻恰好位于如图位置．若以顺时针方向为导线框中电流正方向，在下面四幅图中能正确表示导线框中电流和位移关系的是（）

【答案】

A

【解析】

试题分析：线圈从0开始向右运动L时，线圈的右侧导体切割磁感线，有效长度增大，正方形导线框做匀速直线运动，故电动势均匀增大，电流增大，由右手定则可知，电流方向沿顺时针；L到2L时，左侧边开始进入磁场，由图可知，右侧导体切割磁感线长度不变，左侧导体切割磁感线长度增加，故有效长度减小，则感应电动势减小，电流减小，沿顺时针方向；2L时，右侧导体切割磁感线长度为L，左侧导体切割磁感线长度为L，感应电动势为0，电流为0；而2L到3L过程中，右侧长度减小，而左侧长度不变，故电流要增大；由右手定则可知，电流方向沿逆时针；3L到4L过程中，左侧减小，而右侧为0，故电流要减小；由右手定则可知，电流方向沿逆时针；故选A．

考点：法拉第电磁感应定律；右手定则；

如图甲所示，在线圈中通入电流后，在上产生感应电流随时间变化的规律如图乙所示，、中电流正方向如图甲中箭头，则通入线圈中的电流随时间变化的图线是下图中的（）

【答案】

D

【解析】

试题分析：由乙图产生的感应电流可知原线圈中的电流应该是均匀变化的，故AC错误；由乙图知副线圈中的电流沿图示方向，若原线圈中的电流是正向增大，则副线圈中由楞次定律知电流应该与正方向相反，故B 错误D正确．故选D；

考点：楞次定律；法拉第电磁感应定律。

如图所示，矩形闭合线圈放置在水平薄板上，有一块蹄形磁铁如图所示置于平板的正下方（磁极间距略大

于矩形线圈的宽度）当磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到薄板的摩擦力方向和线圈中产生感应电流的方向（从上向下看）是（）

A．摩擦力方向一直向左

B．摩擦力方向先向左、后向或右

C．感应电流的方向顺时针→逆时针→顺时针

D．感应电流的方向顺时针→逆时针

【答案】

AC

【解析】

试题分析：当磁铁匀速向右通过线圈时，N极靠近线圈，线圈的感应电流总要阻碍磁极的相对运动，给磁极向左的作用力，那么磁极给线圈向右的作用力，线圈静止不动，则线圈受到了向左的摩擦力．当N极离开线圈，线圈的感应电流总要阻碍磁极的相对运动，给磁极向左的作用力，那么磁极给线圈向右的作用力，线圈静止不动，则线圈受到了向左的摩擦力．所以整个过程线圈所受的摩擦力一直向左．故A正确，B错误．当磁铁N极向右靠近线圈时，线圈中向上的磁场增加，感应电流的磁场向下，所以感应电流顺时针方向．当磁铁N极向右远离线圈时，线圈中向上的磁场减小，感应电流的磁场向上，所以感应电流逆时针方向．S极靠近时线圈时，向下的磁场增加，感应电流的磁场向上，所以感应电流逆时针方向．S极远离线圈时，向下的磁场减少，感应电流的磁场向下，所以感应电流顺时针方向．故C正确，D错误．故选：AC

考点：楞次定律。

如图甲，在虚线所示的区域有竖直向上的匀强磁场，面积为S的单匝金属线框放在磁场中，线框上开有一小口与磁场外阻值为R的小灯泡相连．若金属框的总电阻为R/2，磁场随时间变化如图乙，下列说法正确的是（）

A.感应电流由a向b流过小灯泡

B.线框cd边受到的安培力向左

C.感应电动势大小为

D.ab间电压大小为

【答案】

ACD

【解析】

试题分析：由图线可知，穿过线圈的磁通量向上减小，由楞次定律可得：感应电流的方向为逆时针，所以通过R的电流方向为a→b，故A正确；根据左手定则可知，线框cd边受到的安培力方向向右，故B错误；

线圈的感应电动势为，故C正确；由闭合电路殴姆定律可得：

，那么R两端的电压为U=IR=，故D正确；故选：ACD．

考点：法拉第电磁感应定律；楞次定律.

两个相同的半圆型光滑轨道分别竖直放在匀强电场和磁场中，轨道两端在同一高度上，两个相同的带正电的小球同时从两轨道左端最高点由静止释放，M、N为轨道的最低点，以下说法正确的是（）

A.两小球到达轨道最低点的速度vM＞vN

B.两小球到达轨道最低点的速度vM＜vN

C.两小球第1次到达轨道最低点时对轨道压力NM>NN

D.在磁场中小球能到达轨道另一端最高点,在电场中小球不能到达轨道另一端最高点

【答案】

ACD

【解析】

试题分析：对两个小球，由动能定理分别可得；；，可知：vM ＞vN，选项A正确，B错误；根据牛顿定律，分别对两球列方程：

;，可得：NM>NN，选项C正确；由于电场力对小球做负功，故在电场中小球不能到达轨道另一端最高点；而洛伦兹力不做功，故在磁场中小球恰能到达轨道另一端最高点，选项D正确；故选ACD。

考点：动能定理及牛顿定律的应用.

如图，平行金属导轨与水平面成θ角，匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一导体棒ab，质量为m，导体棒电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨间动摩擦因数为μ，若ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F，此时（）

A.电阻R1消耗的热功率为Fv／3

B.电阻R1消耗的热功率为Fv／6

C.整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθ

D.整个装置消耗的机械功率为（F＋μmgcosθ）v

【答案】

BCD

【解析】

试题分析：设ab长度为L，磁感应强度为B，电阻R1=R2=R．电路中感应电动势E=BLv，ab中感应电流为：，ab所受安培力为：F=BIL=①，

电阻R1消耗的热功率为：②，

由①②得，，故B正确，A错误．

整个装置因摩擦而消耗的热功率为：Pf=fv=μmgcosα?v=μmgvcosα，故C错误；整个装置消耗的机械功率为：P3=Fv+Pf=（F+μmgcosα）v，故D正确．故选：BCD．

考点：法拉第电磁感应定律；电功率；

在下列几种电流的波形图中,不是交变电流的是（）

A B C D

【答案】

A

【解析】

试题分析：大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交流电；A中电流大小变化，但是方向不变，故不是交流电，故选A.

考点：交流电.

如图所示的电路中,A1、A2是完全相同的灯泡,线圈L的自感系数较大,它的电阻与定值电阻R相等.下列说法正确的是（）

A.闭合开关S,A1先亮、A2后亮

B.闭合开关S,A1、A2始终一样亮

C.断开开关S,A1、A2都要过一会才熄灭

D.断开开关S,A2立刻熄灭、A1过一会才熄灭

【答案】

C

【解析】

试题分析：闭合开关S瞬间，A2立即亮起来，而由于自感线圈L产生的自感电动势阻碍电流的增加，故A1逐渐亮起来，最后两灯一样亮，选项AB错误；断开开关S时，通过A2的电流立即消失，而由于自感线圈L 产生的自感电动势阻碍电流的减小，电流会在L、A1 、A2、、R中形成新的回路，故A1、A2都要过一会才熄灭，选项C正确，D错误；故选C.

考点：自感现象.