2022-2023學(xué)年河北省唐山市洛龍第三中學(xué)高二物理月考試卷含解析

2022-2023學(xué)年河北省唐山市洛龍第三中學(xué)高二物理月考試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.汽車以—定速率通過拱橋時(shí)A．在最高點(diǎn)汽車對橋的壓力一定大于汽車的重力B．在最高點(diǎn)汽車對橋的壓力一定等于汽車的重力C．在最高點(diǎn)汽車對橋的壓力一定小于汽車的重力D．汽車以恒定的速率過橋時(shí)，汽車所受的合力一定為零參考答案：C2.（單選）一定質(zhì)量的理想氣體在某一過程中，外界對氣體做功7.0×104J,氣體內(nèi)能減少1.3×105J，則此過程

(

)A、氣體向外界放出熱量2.0×105J

B、氣體從外界吸收熱量2.0×105JC、氣體從外界吸收熱量2.0×104J

D、氣體向外界放出熱量6.0×104J參考答案：A解：由熱力學(xué)第一定律可得：Q=△U-W=-1.3×105J-7.0×104J=-2×105J，氣體向外放出的熱量為2×105J；

故選A．3.利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾組件廣泛應(yīng)用于測量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域.圖是霍爾組件的工作原理示意圖.該霍爾組件的載流子是自由電子，磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直于霍爾組件的工作面向下，通入圖示方向的電流I，C、D兩側(cè)面會(huì)形成電勢差，下列說法中正確的是（）A.電勢差B.電勢差C.形成電勢差的原因是載流子受到磁場力而偏轉(zhuǎn)D.形成電勢差的原因是電場力與磁場力達(dá)到平衡參考答案：BCD【詳解】電流方向?yàn)镋F,由左手定則知，霍爾元件中的載流子（自由電子）受洛倫茲力作用向側(cè)面C偏轉(zhuǎn)，側(cè)面C聚集負(fù)電荷，因整個(gè)元件是中性的，則側(cè)兩D出現(xiàn)正電荷，所以兩個(gè)側(cè)面C、D之間形成由D到C的電場，側(cè)面D的電勢高于側(cè)面C的電勢.隨著兩側(cè)面電荷的增多，元件中運(yùn)動(dòng)的載流子受到的電場力逐漸增大，當(dāng)載流子受到的電場力與洛倫茲力平衡時(shí)，兩側(cè)面之間的電勢差達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài).綜上所述，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B、C、D正確.4.下列說法正確的是（

）

A．導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體內(nèi)一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流

B．電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電流的磁場總是跟原來的磁場方向相反

C．交流電設(shè)備上所標(biāo)的電壓和電流值都是交變電流的最大值

D．穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中一定有感應(yīng)電流參考答案：D5.如圖所示，A、B、C是電場中的三個(gè)點(diǎn)，那么三個(gè)點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小關(guān)系是A．EB<EA<EC

B．EA>EB>ECC．EB<EC<EA

D．EC>EB>EA參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.實(shí)驗(yàn)室常用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，研究與紙帶相連接物體的運(yùn)動(dòng).紙帶上直接記錄的物理量有

和

；若打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為f，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)記數(shù)點(diǎn)，則相鄰記數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為

.參考答案：時(shí)間、位移（或位置）、5/f7.庫侖定律的內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止

之間的相互作用力，跟它們電荷量的乘積成正比，跟它們距離的二次方成反比，寫成公式是：

，作用力的方向在

參考答案：8.如圖所示，一滑動(dòng)變阻器最大阻值為R0，觸點(diǎn)P在R0的中點(diǎn)。若在a、b間輸入電壓U=12伏，則c、d間輸出電壓為___________伏；如在c、d間接一負(fù)載電阻，阻值也為R0，則負(fù)載電阻獲得的電壓為________伏。參考答案：9.如下圖所示的電路中，，，，，U=2．4V．在a、b間接一只理想的電壓表，它的示數(shù)是________。

參考答案：

1．8V

。10.某同學(xué)采用如圖甲所示的電路測定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻．提供的器材有，電壓表（0～3V；）、電流表（0～0.6A）、滑動(dòng)變阻器有R1（10Ω，2A）各一只．（1）在實(shí)驗(yàn)中測得多組電壓和電流值，得到如圖丙所示的U﹣I圖線，由圖可求出該電源電動(dòng)勢E=

V；內(nèi)阻r=

Ω．（保留三位有效數(shù)字）（2）在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線連接實(shí)驗(yàn)電路．（3）電動(dòng)勢測量值

真實(shí)值，內(nèi)電阻測量值

真實(shí)值．（填＜，＞，=）參考答案：解：（1）由閉合電路歐姆定律U=E﹣Ir得知，當(dāng)I=0時(shí)，U=E，U﹣I圖象斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻，縱截距即為電動(dòng)勢E=1.46Vr==1.78Ω．（2）對照電路圖，按電流方向連接電路，如圖所示．（3）圖中由于電壓表測量值小于電源真實(shí)的路端電壓；但當(dāng)外電路斷開時(shí)，電流表的分壓可以忽略，故本接法中電動(dòng)勢是準(zhǔn)確的；而測量的電壓小于真實(shí)值，故由圖象可知測量的內(nèi)阻大于真實(shí)值；故答案為：①1.46；1.78；②如圖所示；③=；＞【考點(diǎn)】測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻．【分析】（1）由閉合電路歐姆定律分析U﹣I圖象的縱軸截距和斜率的意義，可求出電動(dòng)勢和內(nèi)阻．（2）對照電路圖，按順序連接電路．（3）本實(shí)驗(yàn)中誤差來自由沒有分析電流表與電壓表的內(nèi)阻；則通過電表對電路的影響作出真實(shí)值與測量值間的圖象，由圖象可分析其誤差情況；11.一小車以6m/s的初速度，2m/s2的加速度在水平面上作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則2s末小車的速度為m/s，發(fā)生的位移為m。參考答案：12.一段導(dǎo)體電阻是5Ω，1.5分鐘內(nèi)所通過的電量是45C．則導(dǎo)體兩端的電壓為

V。參考答案：2.5【解析】由電流概念可知I=q/t=45C/90s=0.5A，所以U=IR=2.5V13.一列在x軸上傳播的簡諧波，在x1=10cm和x2=110cm處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖所示，則波源的振動(dòng)周期為▲

s這列簡諧波的最大波長為

▲

m參考答案：_4______

、

____4______三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.在“測量金屬絲的電阻率”試驗(yàn)中（1）金屬絲的直徑用螺旋測微器測得，從圖中讀出該金屬絲的直徑d=

mm．（2）為了測量其電阻Rx的阻值，實(shí)驗(yàn)室提供如下實(shí)驗(yàn)器材；A．待測電阻Rx（約10Ω）B．電動(dòng)勢E=6V，內(nèi)阻很小的直流電源C．量程3A，內(nèi)阻約為0.5Ω電流表D．量程0.6A，內(nèi)阻約為2Ω電流表E．量程6V，內(nèi)阻約為15kΩ電壓表F．最大阻值15Ω，最大允許電流1A的滑線變阻器G．最大阻值1kΩ，最大允許電流0.2A的滑線變阻器H．開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干為了操作方便，且能比較精確測量金屬絲的電阻值，電流表選用

、滑線變阻器選用

（填寫選用器材前的序號(hào)即可）；參考答案：（1）0.900

，（2）

D，F(xiàn)

15.16表格中所列數(shù)據(jù)是測量小燈泡U-I關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：U/(V)0.00.20.51.01.52.02.53.0I/(A)0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215(1）分析上表內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)電路圖是圖

（填“甲”或乙”）；（2）在方格紙內(nèi)畫出小燈泡的U-I曲線．分析曲線可知小燈泡的電阻隨I變大而

（填“變大”、“變小”或“不

變”）；

參考答案：__甲__

變大

四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.兩個(gè)相同的小球A和B，質(zhì)量均為m，用長度相同的兩根細(xì)線把A、B兩球懸掛在水平天花板上的同一點(diǎn)O，并用長度相同的細(xì)線連接A、B兩小球，然后，用一水平方向的力F作用在小球A上，此時(shí)三根細(xì)線均處于直線狀態(tài)，且OB細(xì)線恰好處于豎直方向，如圖所示．如果不考慮小球的大小，兩小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則（1）AB、OB繩對小球B的拉力分別為多大？（2）OA繩對小球的拉力為多大？作用力F為多大？參考答案：解；（1）對B分析，受力如圖由平衡條件可得TAB=0

TOB=mg；（2）對A分析．受力如圖由平衡條件得：TAcos60°﹣mg=0

TAsin60°﹣F=0

得：TA=2mg

F=mg

答：（1）AB、OB繩對小球B的拉力分別為0和mg；（2）OA繩對小球的拉力為2mg，作用力F為mg．【考點(diǎn)】共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用；力的合成與分解的運(yùn)用．【分析】（1）以B為研究對象，根據(jù)平衡條件分析可知AB繩對小球的拉力為零．再求OB繩對小球的拉力．（2）再以A為研究對象，受到三個(gè)力作用，作出力圖，根據(jù)正交分解法求出OA繩對小球的拉力和F．17.（25分）地球赤道表面附近處的重力加速度為，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，方向沿經(jīng)線向北。赤道上空的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與成反比（r為考察點(diǎn)到地心的距離），方向與赤道附近的磁場方向平行。假設(shè)在赤道上空離地心的距離（為地球半徑）處，存在厚度為10km的由等數(shù)量的質(zhì)子和電子的等離子層（層內(nèi)磁場可視為勻強(qiáng)磁場），每種粒子的數(shù)密度非常低，帶電粒子的相互作用可以忽略不計(jì)。已知電子的質(zhì)量，質(zhì)子的質(zhì)量，電子電荷量為，地球的半徑。1.所考察的等離子層中的電子和質(zhì)子一方面作無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，另一方面因受地球引力和磁場的共同作用會(huì)形成位于赤道平面內(nèi)的繞地心的環(huán)行電流，試求此環(huán)行電流的電流密度。2.現(xiàn)設(shè)想等離子層中所有電子和質(zhì)子，它們初速度的方向都指向地心，電子初速度的大小，質(zhì)子初速度的大小。試通過計(jì)算說明這些電子和質(zhì)子都不可能到到達(dá)地球表面。參考答案：解法一：1.由于等離子層的厚度遠(yuǎn)小于地球的半徑，故在所考察的等離子區(qū)域內(nèi)的引力場和磁場都可視為勻強(qiáng)場.在該區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度

（1）引力加速度

（2）考察等離子層中的某一質(zhì)量為m、電荷量為q、初速度為u的粒子，取粒子所在處為坐標(biāo)原點(diǎn)O，作一直角坐標(biāo)系Oxyz，Ox軸指向地球中心，Oz沿磁場方向，如圖1所示.該粒子的初速度在坐標(biāo)系中的三個(gè)分量分別為ux、uy和uz.因作用于粒子的引力沿x軸正方向，作用于粒子的洛倫茲力與z軸垂直，故粒子在z軸方向不受力作用，沿z軸的分速度保持不變.現(xiàn)設(shè)想在開始時(shí)刻，附加給粒子一沿y軸正方向大小為v0的速度，同時(shí)附加給粒子一沿y軸負(fù)方向大小為v0的速度，要求與其中一個(gè)v0相聯(lián)系的洛倫茲力正好與粒子所受的地球引力相平衡，即

得

（3）用v表示ux與沿y軸的速度的合速度（對質(zhì)子取正號(hào)，對電子取負(fù)號(hào)），有

（4）這樣，所考察的粒子的速度可分為三部分：沿z軸的分速度．其大小和方向都保持不變，但對不同的粒子是不同的，屬于等離子層中粒子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速度分量．沿y軸的速度．對帶正電的粒子，速度的方向沿y軸的負(fù)方向，對帶負(fù)電的粒子，速度的方向沿y軸的正方向．與這速度聯(lián)系的洛倫茲力正好和引力抵消，故粒子將以速率沿y軸運(yùn)動(dòng)．由（3）式可知，的大小是恒定的，與粒子的初速度無關(guān)，且對同種的粒子相同．在平面內(nèi)的速度．與這速度聯(lián)系的洛倫茲力使粒子在平面內(nèi)作速率為的勻速率圓周運(yùn)動(dòng)，若以R表示圓周的半徑，則有得

（5）由（4）、（5）式可知，軌道半徑不僅與粒子的質(zhì)量有關(guān)，而且與粒子的初速度的x分量和y分量有關(guān)．圓周運(yùn)動(dòng)的速度方向是隨時(shí)間變化的，在圓周運(yùn)動(dòng)的一個(gè)周期內(nèi)的平均速度等于0．由此可見，等離子層內(nèi)電子和質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)雖然相當(dāng)復(fù)雜，但每個(gè)粒子都具有由（3）式給出的速度，其方向垂直于粒子所在處的地球引力方向，對電子，方向向西，對質(zhì)子，方向向東．電子、質(zhì)子這種運(yùn)動(dòng)稱為漂移運(yùn)動(dòng)，對應(yīng)的速度稱為漂移速度．漂移運(yùn)動(dòng)是粒子的定向運(yùn)動(dòng)，電子、質(zhì)子的定向運(yùn)動(dòng)就形成了環(huán)繞地球中心的環(huán)形電流．由（3）式和（1）、（2）兩式以及有關(guān)數(shù)據(jù)可得電子和質(zhì)子的漂移速度分別為

（6）

（7）由于電子、質(zhì)子漂移速度的方向相反，電荷異號(hào)，它們產(chǎn)生的電流方向相同，均為沿緯度向東.根據(jù)電流密度的定義有

（8）代入有關(guān)數(shù)據(jù)得

（9）電流密度的方向沿緯度向東.2．上一小題的討論表明，粒子在平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的速率由（4）式給出，它與粒子的初速度有關(guān)．對初速度方向指向地心的粒子，圓周運(yùn)動(dòng)的速率為

（10）由（1）、（2）、（3）、（5）、（10）各式并代入題給的有關(guān)數(shù)據(jù)可得電子、質(zhì)子的軌道半徑分別為

（11）

（12）以上的計(jì)算表明，雖然粒子具有沿引力方向的初速度，但由于粒子還受到磁場的作用，電子和質(zhì)子在地球半徑方向的最大下降距離分別為和，都遠(yuǎn)小于等離子層的厚度，所考察的電子和質(zhì)子仍在等離子層內(nèi)運(yùn)動(dòng)，不會(huì)落到地面上.解法二：1.由于等離子層的厚度遠(yuǎn)小于地球半徑，故在所考察等離子區(qū)域內(nèi)的引力場和磁場都可視為勻強(qiáng)場.在該區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度

（1）引力加速度

（2）考察等離子層中的某一質(zhì)量為m，電荷量為q、初速度為u的粒子，取粒子所在處為坐標(biāo)原點(diǎn)O，作一直角坐標(biāo)系Oxyz，Ox軸指向地球中心，Oz沿磁場方向，如圖1所示.該粒子的初速度在坐標(biāo)系中的三個(gè)分量分別為ux、uy和uz.若以、、表示粒子在任意時(shí)刻t的速度在x方向、y方向和z方向的分速度，則帶電粒子在引力和洛倫茲力的共同作用下的運(yùn)動(dòng)方程為

（3）

（4）

（5）（5）式表明，所考察粒子的速度在z軸上的分量保持不變，即

（6）作變量代換，令

（7）

其中

（8）把（7）、（8）式代入（3）、（4）式得

（9）

（10）由（9）、(10)兩式可知，作用于粒子的力在x和y方向的分量分別為若用表示的方向與x軸的夾角，表示的方向與x軸的夾角，而，則有可見，表明的方向與的方向垂直，粒子將在的作用下在平面內(nèi)作速率為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)．若以R表示圓周的半徑，則有

（11）在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，V的大小是不變的，任何時(shí)刻V的值也就是時(shí)刻V的值，由（7）式和已知條件在時(shí)刻有故有

（12）以上討論表明，粒子的運(yùn)動(dòng)可分成三部分：根據(jù)（6）式，可知粒子沿z軸的分速度大小和方向都保持不變，但對不同的粒子是不同的，屬于等離子層中粒子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速度分量．根據(jù)（7）式可得，，表明粒子在平面內(nèi)以速率作圓周運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，又以速度沿y軸運(yùn)動(dòng)．、是圓周運(yùn)動(dòng)速度的x分量和y分量．圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑不僅與粒子的質(zhì)量有關(guān)，而且與粒子的初速度的x分量和y分量有關(guān)．圓周運(yùn)動(dòng)的速度方向是隨時(shí)間變化的，在圓周運(yùn)動(dòng)的一個(gè)周期內(nèi)的平均速度等于0．沿y軸的速度由（8）式給出，其大小是恒定的，與粒子的初速度無關(guān)，同種粒子相同，但對帶正電的粒子，其方向沿y軸的負(fù)方向，對帶負(fù)電的粒子，其方向沿y軸的正方向．由此可見，等離子層內(nèi)電子和質(zhì)子雖然相當(dāng)復(fù)雜，但每個(gè)粒子都具有由（8）式給出的速度，其方向垂直于粒子所在處的地球引力，對電子，方向向西，對質(zhì)子，方向向東．電子、質(zhì)子這種運(yùn)動(dòng)稱為漂移運(yùn)動(dòng)，對應(yīng)的速度稱為漂移速度．漂移運(yùn)動(dòng)是粒子的定向運(yùn)動(dòng)，電子、質(zhì)子的定向運(yùn)動(dòng)就形成了環(huán)繞地球中心的環(huán)形電流．由（8）式和（1）、（2）兩式以及有關(guān)數(shù)據(jù)可得電子和質(zhì)子的漂移速度分別為