山西省师范大学实验学校2021-2022学年高二上学期第二次月考物理试题

高二年级第二次月考（12 月）试卷 （物理） 总分：100 分 考试时间：90 分钟 第I卷（选择题 共48 分） 本卷共12 小题，每小题4 分，共48 分。1—6 题每小题给出的四个选项 中，只有一项是符合题目要求的；7—12 题每小题给出的四个选项中，有两项 以上是符合题目要求的，全对得4 分，漏选得2 分，错选得0 分。 1.英国物理学家法拉第提出了“电场”和“磁场”的概念,并引入电场线和 磁感线来描述电场和磁场,为经典电磁学理论的建立奠定了基础.下列相关说法 正确的是( ) A.电荷和电荷、通电导体和通电导体之间的相互作用都是通过电场发生的 B.磁体和磁体、磁体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的 C.电场线和电场线不可能相交,磁感线和磁感线可能相交 D.通过实验可以发现电场线和磁感线是客观存在的 2.关于能量和能源，下列说法中正确的是( ) A.能量在转化和转移过程中，其总量有可能增加 B.能量在转化和转移过程中，其总量会不断减少 C.能量在转化和转移过程中，其总量保持不变，故节约能源没有必要 D.能量在转化和转移过程中具有方向性，且现有可利用的能源有限，故必 须节约能源 3.截面积为S 的导线中通有电流I，已知导线单位体积中有n 个自由电子， 每个自由电子的电荷量是e，自由电子定向移动的速率是v，则在时间 内通 过导线横截面的电子数是（ ） A. B. C. D. 4.“探究影响平行板电容器电容大小因素”的实验装置如图所示,忽略漏电 产生的影响,下列判断正确的是( ) A.平行板正对面积减小时,静电计指针张角 减小 B.静电计可以用电压表替代 C.静电计所带电荷量与平行板电容器电荷量不相等 D.静电计测量的是平行板电容器所带电荷量 5.在如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,闭合开关后,滑动变阻器滑 片P 向左移动.下列结论正确的是( ) A.电流表读数变小,电压表读数变大 B.小灯泡L 变亮 C.电容器C 上电荷量减小 D.电源的总功率变大 6.如图所示,电源电动势E=30 V,内阻r=1 Ω,灯泡上标有“6 V 12 W”字 样,直流电动机线圈内阻R=2 Ω.若灯泡恰能正常发光,则( ) A.通过电动机的电流为0.5 A B.电动机两端电压为20 V C.电动机的输出功率为36 W D.电路在1 分钟内产生的热量为60 J 7.下列有关静电的说法正确的是( ) A.复印机是利用静电吸附作用工作的 B.为了美观,最好把避雷针顶端设计成球形 C.电工穿用铜丝编织的高压作业服是因为该衣服不容易被扯破 D.飞机的机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎都是为了防止静电危害 8.如图所示,(甲)、(乙)两图分别为测灯泡电阻R 的电路图,下列说法正确的 是( ) A.图(甲)的接法叫电流表外接法,图(乙)的接法叫电流表内接法 B.图(甲)中R 测>R 真,图(乙)中R 测<R 真 C.图(甲)误差由电压表分流引起,为了减小误差,应使R≪RV,故此法测较小 的电阻好 D.图(乙)中误差由电流表分压引起,为了减小误差,应使R≫RA,故此法测较 大的电阻好 9.如图所示,绝缘光滑圆环竖直放置,a,b,c 为三个套在圆环上可自由滑动的 空心带电小球,已知小球c 位于圆环最高点,a,c 连线与竖直方向 成60°角,b,c 连线与竖直方向成30°角,三个小球均处于静止状 态.下列说法正确的是( ) A.a,b,c 小球带同种电荷 B.a,b 小球带同种电荷,b,c 小球带异种电荷 C.a,b 小球的电荷量之比为 ∶6 D.a,b 小球的电荷量之比为 ∶9 10.如图所示,K,L,M 为静电场中的3 个相邻的等差等势面,一带电粒子射入 此静电场中后,沿abcde 轨迹运动.已知 K< L< M,且粒子在ab 段做减速运 动.下列判断正确的是( ) A.粒子带负电 B.粒子在a 点的加速度大于在c 点的加速度 C.粒子在a 点与e 点的速度大小相等 D.粒子在a 点的电势能小于在d 点的电势能 11.如图所示,直线A 为电源的U I 图线,曲线B 为灯 泡的U I 图线,用该电源和灯泡组成闭合电路时( ) A.电源的输出功率为4 W,电路的总功率为6 W B.电源的输出功率为4 W,电源内阻为1 Ω C.电源的输出功率为4 W,电源的效率约为33% D.电源的输出功率为4 W,电源的效率约为67% 12.如图所示,一质量为m、电荷量为+q 的小球在电场强度为E、区域足够 大的匀强电场中,以初速度v0沿ON 在竖直面内做匀变速直线运动.ON 与水平面 的夹角为30°,重力加速度为g,且mg=Eq,则( ) A.电场方向垂直于ON 向上 B.小球运动的加速度大小为g C.小球上升的最大高度为 D.小球运动到最高点所需时间为 第II卷（非选择题 共52 分） 本卷共5 小题，共52 分。 13.(8 分)在高速铁路电力机车上,为了保证长距离稳定供电,常用一种配件 ——受电弓碳滑板.某同学想利用如图(甲)所示的电路测量一段碳滑板上碳材料 的电阻率,他在工程师的指导下将这种碳材料均匀涂抹在一根外径为 d=8.5 mm 的细长陶瓷管表面,形成一层导电膜. (1)该同学利用螺旋测微器测量涂完碳材料的陶瓷管的外径D,示数如图(乙) 所示,则外径D= mm. (2)由图(甲)可知该电路中滑动变阻器采用的是 接法,电流表采用 的是 接法.若已知该导电膜的长度为L,某次测量时电压表的读数为U,电 流表的读数为I,则该碳材料的电阻率的表达式为ρ= (用已知量的符 号表示). (3)请你在图(丙)虚线框中将图(甲)所示的实物电路转化成电路原理图(用给 出的符号连接). 14.(14 分)利用下列器材测量由两节干电池(内阻约为1.2 Ω)组成的电源的 电动势和内阻. A.电流表:量程0～0.6 A,内阻约1 Ω B.电流表:量程0～3 A,内阻约0.2 Ω C.电压表:量程0～3 V,内阻约30 kΩ D.电压表:量程0～15 V,内阻约60 kΩ E.滑动变阻器:0～1 000 Ω,额定电流0.5 A F .滑动变阻器:0～20 Ω,额定电流2 A G.开关、导线若干 (1)为了使测量结果尽量准确,电流表应选用 ,电压表应选用 ,滑动变阻器应选用 .(均填仪器的字母代号) (2)请在图(甲)中用笔画线代替导线完成电路连接. (3)在实验操作正确的情况下将测得数据记录在下表中,请在图(乙)中作出U I 图像. U/ V 2.9 4 2.8 6 2.8 1 2.7 6 2.7 1 2.62 I/ A 0.0 6 0.1 2 0.1 8 0.2 4 0.3 0 0.38 (4)实验中测得该电源的电动势E= V,内阻r= Ω. 15.(8 分)如图所示,电源的电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 Ω,电阻R1=R2,当 开关S1闭合、S2断开时,通过电源的电流为1 A.当开关S1,S2都闭合时,求通过 电源的电流和路端电压. 16.(10 分)如图所示,在水平方向的匀强电场中,用长为L 的绝缘细线拴住一 质量为m、电荷量为q 的小球,细线的上端固定.开始时将细线和小球拉至水平 位置,突然松开后,小球由静止开始向下摆动,当细线转过60°角时的速度恰好为 零.求: (1)A、B 两点的电势差UAB; (2)电场强度的大小. 17.(12 分)在如图所示的电路中,电源的电动势E=36 V,内阻r=6 Ω,电阻 R1=R3=4 Ω,R2=R4=8 Ω,C 为平行板电容器,其电容C=2.0 pF,虚线到两极板 的距离相等,极板长l=0.20 m,两极板的间距d=0.24 m,极板右边缘到荧光屏 的距离 b=0.2 m. (1)若开关S 处于断开状态,则将其闭合后,流过R4的电荷量为多少? (2)若开关S 断开时,有一个带电微粒沿虚线方向以v0=2.0 m/s 的初速度 射入平行板电容器的两极板间,刚好沿虚线匀速运动,则当开关S 闭合稳定 后,t=0 时,该带电微粒以相同的初速度沿虚线方向射入两极板间,试证明粒子能 否从极板间射出.(g 取10 m/s2,要求写出计算和分析过程) 高二年级第二次月考（12 月）物理答案 总分：100 分 考试时间：90 分钟 第I卷（选择题 共48 分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 B D A C A C AD AC D BD CD AD BC 选择题解析： 1.B 2. D 3.A 在时间 内通过导线横截面的电子数是 或者 4.C 解析:电容器带电荷量一定,平行板正对面积减小时,电容器的电容减小,根据 Q=CU 可知,两板间电势差变大,则静电计指针张角变大,选项A 错误;静电计与电 压表的原理不同,不能替代,电压表线圈中必须有电流通过时,指针才偏转,故不能 用电压表代替静电计,选项B 错误;静电计所带电荷量只是很小的一部分,即小于 平行板电容器的电荷量,选项C 正确;静电计是定性反映电压高低的仪器,不能反 映平行板电容器的电荷量的多少,选项D 错误. 5.A 6.C 7.AD 8.ACD 9.BD 解析:对c 小球受力分析可得,a,b 小球必须带同种电荷,c 小球才能平衡,对b 小球受力分析可得,b,c 小球必须带异种电荷,b 小球才能平衡,故A 项错误,B 项正 确;对c 小球受力分析,将a,c 小球之间的库仑力与b,c 小球之间的库仑力正交分解, 在水平方向有k sin 60°=k sin 30°,又rac∶rbc=1∶ ,解得qa∶qb= ∶9,故C 项错误, D 项正确. 10.CD 解析:因为 K< L,且带电粒子在ab 段做减速运动,因此粒子带正电,A 错 误;由等势面分布情况可知,该电场与等量异种点电荷形成的电场类似,可知a 点 电场强度小于c 点电场强度,因此粒子在a 点的加速度小于在c 点的加速度,B 错 误;a 点和e 点处在同一等势面上,因此粒子在a,e 两点的动能、电势能都相等,即 速度大小相等,C 正确;b 点和d 点处在同一等势面上,粒子在b,d 两点的电势能相 等,由于带电粒子在ab 段做减速运动,静电力做负功,电势能增加,则粒子在a 点的 电势能小于在b 点和d 点的电势能,D 正确. 11.AD 解析:由图可知,电源电动势E=3 V,图线A 的斜率的绝对值为内阻,因此电 源内阻r=0.5 Ω;电源的U I 图线与灯泡的U I 图线的交点表示灯泡在此电路中的 实际工作状态,因此可知灯泡此时的电压U=2 V,电流I=2 A,灯泡的电阻为R= =1 Ω,因此电源的输出功率为4 W,电源的总功率为P=EI=3×2 W=6 W,电源的效率为 η= ×100%= ×100%= 67%.故A,D 正确,B,C 错误. 12.BC 解析:由于带电小球在竖直面内做匀变速直线运动,其合力沿ON 方向,而 mg=qE,由三角形定则可知,电场方向与ON 方向成120°角,选项A 错误;由图中几 何关系可知,其合力为mg,由牛顿第二定律可知a=g,方向与初速度方向相反,选项 B 正确;设带电小球上升的最大高度为h,由动能定理可得-mg·2h=0- m ,解得h= ,选项C 正确;小球运动到最高点所需时间为t= = ,选项D 错误. 第II卷（非选择题 共52 分） 13.（8 分）答案:(1)8.560(8.559～8.561 均正确)(2 分)；(2)分压式(1 分) 内(1 分) (2 分)；(3)图见解析(2 分) 解析:(1)由图(乙)可知,螺旋测微器的固定刻度为8.5 mm,可动刻度为6.0×0.01 mm=0.060 mm, 所 以 最 终 读 数 为 8.5 mm+0.060 mm= 8.560 mm. (2)由图(甲)知,滑动变阻器采用的是分压式接法,电流表采用的是内接法.导电膜的 电阻R= ,横截面积为S=π[( )2-( )2],又R=ρ , 联立解得ρ= . (3)由图(甲)中所示的实物电路画出电路原理图,如图所示. 14.（14 分） 答案:(1)A(2 分) C(2 分) F(2 分)；(2)图见解析(2 分)；(3)图见解 析(2 分) (4)3.0(2 分) 1.0(0.90～1.1 均正确)(2 分) 解析:(1)待测电源为两节干电池,则电压表应选0～3 V 的量程;根据题中给定的数 据可知,电流在0～0.6 A 之内,故电流表选择0～0.6 A 的量程;为了方便调节,滑动 变阻器选择0～20 Ω 为宜.故电流表选用A,电压表选用C,滑动变阻器选用F. (2)实物电路图连接如图所示. (3)U I 图像绘制如图所示. (4)由U=E-Ir=-rI+E 可知,该图像与纵轴的截距代表电动势E 的大小,图像的斜率 的绝对值表示电源内阻r 的大小,故电动势E=3.0 V,内阻r= Ω=1.0 Ω. 15. (8 分) 答案:1.5 A 0.75 V 解析:当S1 闭合,S2 断开时,根据闭合电路的欧姆定律有I1= 得R1= -r=1 Ω,(3 分) 当S1,S2都闭合时,根据闭合电路的欧姆定律有I= = = 1.5 A,(3 分) 路端电压U=E-Ir=0.75 V.(2 分) 16. (10 分) 答案:(1)- (2) 解析:(1)小球由静止释放,若没有电场,由小球运动到最低点后再摆动到左边与释 放点等高的地方,而有电场时,细线转过60°角时小球速度恰好为零,由此可知,静电 力一定做负功,根据动能定理得mgLsin 60°+qUAB=0, (2 分) 解得UAB=- . (2 分) (2)A,B 两点沿电场方向的距离为L(1-cos 60°), (2 分) 则电场强度E= , (2 分) 由此可得E= . (2 分) 17. (12 分) 答案:(1)8.0×10-12 C (2)见解析 解析:(1)S 断开时,电阻R3两端电压U3= =8 V, (1 分) S 闭合后,外电路的总电阻R= =3 Ω, 路端电压U= =12 V, (2 分) 电阻R3两端的电压U3′= U=4 V, (1 分) 流过R4的电荷量ΔQ=C(U3-U3′)=8.0×10-12 C. (2 分) (2) 设带电微粒的质量为m, 电荷量为q, 当开关S 断开时有 =mg, (2 分) 当开关S 闭合后,设带电微粒的加速度为a, 则mg- =ma,(2 分) 假设带电微粒能从极板间射出,则水平方向t= , 竖直方向y= at2,联立解得y=0.025 m< ,故带电微粒能从极板间射出. (2 分)