2020-2021学年河北省正定中学高二上学期第一次半月考物理试题 Word版

河北省正定中学2020-2021学年高二上学期第一次半月考试卷

物  理

（试卷总分：100分，考试时间：90分钟）

命题人：     审题人：

一、选择题（1-13为单选，14-16为多选，共64分，每题4分，全选对得4分，漏选得2分，选错或不选得0分）

1．有一毫伏表，它的内阻是100，量程为0.2V，现要将它改装成量程为10A的电流表，则毫伏表应（    ）

A．并联一个0.02的电阻 B．并联一个0.2的电阻

C．串联一个50的电阻 D．串联一个4900的电阻

2．用图示的电路可以测量电阻的阻值．图中Rx是待测电阻，R0是定值，G是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝．闭合开关，改变滑动头P的位置，当通过电流表G的电流为零时，测得MP=l1，PN=l2，，则Rx的阻值为（       ）

A． B． 

B．C． D．

3．在如图所示的电路中，，将滑动变阻器R的滑片从位置a向下滑动到位置b的过程中，电路均处于稳定状态。滑片处于位置b和位置a相比，电路中（　　）

A．灯泡L的亮度变亮

B．电容器C所带电荷量Q增大

C．电源的输出功率P增大

D．电阻消耗的热功率减小

4．在图所示的电路中，A、B、C分别表示理想电流表或电压表，它们的示数以安或伏为单位．当电键S闭合后，A、B、C三表示数分别为1、2、3时，灯L1、L2正好均正常发光．已知灯L1、L2的额定功率之比为3∶1，则可判断（    ）

A．A、B、C均为电流表 

B．B．A、B、C均为电压表

C．B为电流表，A、C为电压表 

D．D．B为电压表，A、C为电流表

5．如图所示，图甲有一电动机，当滑动变阻器的触头从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示，已知电流表读数在0.2A以下时，电动机没有发生转动，不考虑电表对电路的影响，以下结论不正确的是（　　）

A．电路中的电源电动势为3.9V                  B．电动机的电阻为4Ω

C．此电路中电动机的最大输出功率为0.90W       D．变阻器的最大阻值为32Ω

6．一根长为0.1 m、电流为1 A的通电导线，在磁场中某处受到的磁场力大小为0.4 N，则该处的磁感应强度（  ）

A．等于4 T B．大于或等于4 T

C．小于或等于4 T D．可能为零

7．两个回路中的电流大小均为I，方向如图所示。圆弧导线中的电流产生的磁感应强度与其半径成反比，直线电流在其延长线上的磁感应强度为零。则关于图中a、b两点的磁感应强度Ba、Bb的大小关系和方向的判断正确的是（　　）

A．，a点磁感强度的方向垂直纸面向里

B．，a点磁感强度的方向垂直纸面向外

C．，b点磁感强度的方向垂直纸面向里

D．，b点磁感强度的方向垂直纸面向外

8．如图，在直角三角形ACD区域的C、D两点分别固定着两根垂直纸面的长直导线，导线中通有大小相等、方向相反的恒定电流，∠A=，∠C=，E是CD边的中点，此时E点的磁感应强度大小为B，若仅将D处的导线平移至A处，则E点的磁感应强度（　　）

A．大小仍为B,方向垂直于AC向上

B．大小为B，方向垂直于AC向下

C．大小为B，方向垂直于AC向上

D．大小为B，方向垂直于AC向下

9．一束电子从赤道上空由上向下运动，在地球磁场的作用下，它将（　　）

A．向东偏转 B．向西偏转 C．向南偏转 D．向北偏转

10．如图所示，两个同心放置且共面的金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环面垂直，通过两环的磁通量Φa、Φb比较，则（    ）

A．Φa＞Φb  B．Φa＝Φb

C．Φa＜Φb D．不能确定

11．如图所示，条形磁铁静止放在桌面上，当在其左上方放一电流方向垂直纸面向里的通电直导线后，则磁铁受到的摩擦力和弹力（    ）

A．摩擦力为零

B．摩擦力方向向左

C．弹力保持不变

D．摩擦力方向向右

12．如图所示，半径为R、质量为m的半圆形导线框用两根绝缘细线悬挂，静止时直线边水平，导线框中通有沿顺时针方向的电流，图中水平虚线为匀强磁场的上边界线，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导线框向里，处于磁场区域的导线框对应的圆心角为120°，此时每根细线的拉力大小为F1。现保持其他条件不变，将虚线下方的磁场移至虚线上方，使虚线为匀强磁场的下边界，此时每根细线的拉力大小为F2。则导线框中的电流大小为（　　）

A． B． 

B．C． D．

13．如图所示，电阻忽略不计的两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，一质量为m=1kg的金属棒ab垂直于平行导轨放置并接触良好，磁感应强度B=5T，方向垂直于ab，与导轨平面的夹角a=53°，导轨宽度为L=0.5m，一端与电源连接。连入导轨间的电阻R=4.5Ω，ab与导轨间的动摩擦因数为µ=0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），拉力F为平行于金属导轨且垂直于金属棒方向，ab处于静止状态。已知E=10V，r=0.5Ω，sin37°=0.6，g=10m/s2，则（　　）

A．通过ab的电流大小为1A 

B．B．ab受到的安培力大小3N

C．ab受到的最大静摩擦力为7.5N 

D．D．F的取值范围为0.5N≤F≤7.5N

14．如图甲所示为一电源路端电压与电流关系的函数图象,把此电源接在如图乙所示的电路中,其中,.则下列说法中错误的是(  　　 )

A．若、间连一电容为C=20μF的电容器,则电容器所带电荷量是

B．若、间用一导线连接,则电源效率最高

C．若在、间连一个理想电流表,其读数是0.375

D．若在、间连一个理想电压表,其读数是0.75

15．如图所示，质量为60g的金属棒长为L1=20cm，棒两端与长为L2=30cm的细软金属线相连，吊在磁感应强度B=0.5T、竖直向上的匀强磁场中。当金属棒中通过稳恒电流I后，金属棒向纸外摆动，摆动过程中的最大偏角θ=60°（取g=10m/s2），则下列说法中正确的是（　　）

A．金属棒中电流方向水平向右，电流大小为6A

B．金属棒中电流方向水平向右，电流大小为2A

C．当偏角θ=60°时，金属棒受到的合力为零

D．金属棒在摆动过程中动能的最大值为2.78×10-2J

16．科学实验证明，通电长直导线周围磁场的磁感应强度大小，式中常量k>0，I为电流强度，l为距导线的距离。如图所示，三根完全相同且通有恒定电流的长直导线a、b、c，其截面位于等边三角形的三个顶点，a、b、c通过的恒定电流大小分别为Ia、Ib、Ic，b、c位于光滑绝缘水平面上，三根导线均可保持静止状态，则（   ）

A．a、b通有同向的恒定电流

B．导线a受的合磁场力竖直向上

C．导线a、b所受的合磁场力大小相等、方向相反

D．导线a、b、c上通有的电流大小关系为Ia＝2Ib＝2Ic

二、解答题（共36分）

17.（12分）如图所示，在倾角θ＝30°的斜面上固定一平行金属导轨，导轨间距离l＝0.25 m，两导轨间接有滑动变阻器R和电动势E＝12 V、内阻不计的电池。垂直导轨放有一根质量m＝0.2 kg的金属棒ab，它与导轨间的动摩擦因数μ＝。整个装置放在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.8 T。当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在导轨上？导轨与金属棒的电阻不计，g取10 m/s2。

18．（12分）如图所示，光滑的平行导轨与水平面的夹角为θ=30°，两平行导轨间距为L，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中．导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流电源，电路中有一阻值为R的电阻，其余电阻不计．将质量为m，长度也为L的导体棒放在平行导轨上恰好处于静止状态，重力加速度为g，求：

（1）通过ab导体棒的电流强度为多大？

（2）匀强磁场的磁感应强度为多大？

（3）若突然将匀强磁场的方向变为垂直导轨平面向上，求此时导体棒的加速度大小及方向．

19．（12分）如图所示，在与水平方向成60°的光滑金属导轨间连一电源，在相距1m的平行导轨上放一重力为3N的金属棒ab，棒上通以3A的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止。求：

(1)匀强磁场的磁感应强度B；

(2)ab棒对导轨的压力；

(3)如果磁场的大小方向可变，棒依然静止，磁场沿什么方向时磁感应强度最小，最小值为多少？

高二物理第一次半月考参考答案

1．A

ABCD．电表的满偏电流为

把它改装成量程为10A的电流表需要并联一个分流电阻，并联电阻阻值为，BCD错误A正确。

2．C

电阻丝MP段与PN段电压之比等于R0和Rx的电压比，即；通过电流表G的电流为零，说明通过电阻丝两侧的电流是相等的，而总电流一定，故通过R0和Rx的电流也相等，故；根据电阻定律公式，有；故，解得．

3．C

A．滑片位于b位置和滑片位于a位置相比，变阻器电阻变小，总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律，电路总电流变大，灯泡L两端的电压UL=E-I（R1+r）变小，灯泡L变暗，故A错误；

B．灯泡电流变小，总电流变大，通过R2支路的电流变大，R2两端的电压增大，R2和变阻器两端的电压等于灯泡L两端的电压，故变阻器两端的电压减小，即电容器两端的电压减小，由Q=CU知，电容器C所带电荷量Q减小，故B错误；

C．当外电阻等于内电阻时，电源的输出功率最大，因为R1＞r，所以外电阻一定大于内阻，外电阻变小时，电源的输出功率P变大，故C正确；

D．由于总电流增大，根据P=I2R1知电阻R1消耗的热功率增大，故D错误。

4．D

由于理想电流表内阻为零，若A、B、C均为电流表，两个灯将被短路，均不亮．故A错误．由于理想电压表内阻无穷大，若A、B、C均为电压表，电路中电流为零，两个电灯均不亮，与题不符．故B错误．B为电流表，A、C为电压表时，两灯串联电流相等，AC电压之比为1：3，则两灯功率之比为1:3，选项C错误；A、C为电流表B为电压表，两灯并联，两灯能同时正常发光，功率之比能为3：1．故D正确．

5．C

A．由电路图甲知，电压表测量路端电压，电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以最上面的图线表示的电压与电流的关系，此图线的斜率大小等于电源的内阻，为，当电流 I=0.1A时，U=3.6V，则电源的电动势，故A正确，不符合题意；

B．由图可知，电动机的电阻，选项B正确，不符合题意；

C．当时，，电动机输出功率最大，最大为，故C错误，符合题意；

D．当时，电路中电流最小，电路中电流最小，变阻器的电阻为最大值，所以，故D正确，不符合题意。

6．B

当通电导线与磁场垂直时，磁感应强度是最小的，由F=BIL=B×1A×0.1m=0.4N，解得B=4T，故该处的磁感应强度一定大于或等于4T.

7．D

圆弧导线中的电流产生的磁感应强度与其半径成反比，则 则

根据右手螺旋定则可知磁场的方向垂直纸面向外；

同理，方向垂直纸面向外；可知，故选D。

8．B

根据对称性C、D两点分别固定着两根垂直纸面的长直导线在E点产生的磁感应强度

由几何关系可知AE=CE=DE

所以若仅将D处的导线平移至A处在E处产生的磁感应强度仍为B0，如图所示

仅将D处的导线平移至A处，则E点的磁感应强度为

方向垂直于AC向下。

9．B

赤道处的磁场方向从南向北，电子在地球赤道上空竖直向下运动，根据左手定则，洛伦兹力的方向向西，所以粒子将向西偏转。选项B正确。

10．A

根据磁感线的分布情况可知，磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上，外部磁感线方向向下．由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分，a的面积小，抵消较小，则磁通量较大，所以Φa＞Φb，故A正确，BCD错误。

11．B

磁铁的磁感线从N到S，故通电导线所处位置的磁场方向为斜向左下，根据左手定则可知导线受到斜向左上的安培力，根据牛顿第三定律可得磁铁受到导线给的斜向右下的作用力，该作用力可分解为水平向右和竖直向下，故磁铁受到的摩擦力水平向左，弹力增大，B正确．

12．B

当磁场在虚线下方时，线框受到向下的安培力，大小为

由平衡条件知

当把磁场移到虚线上方时，线框受到向上的安培力，大小为

由平衡条件知，两式相减可得

13．D

A．通过ab的电流大小为，方向为a到b，选项A错误；

B．ab受到的安培力为F= BIL=5N，选项B错误；

C．对ab受力分析如图所示，最大静摩擦力，选项C错误；

D．当最大静摩擦力方向向右时，当最大静摩擦力方向向左时，所以，选项D正确。

14．ABD

由图甲可得 ，

A．若C、D间连一电容为C=20μF的电容器，则和与电源串联，电容器的电压等于的电压

电容器所带电荷量，故A错误，不符合题意；

B．由可知，外电阻越大，电源的效率越高；若C、D间用一导线连接，则与并联再与串联接在电源上此时外电阻不是最大，电源效率不最高．故B错误，不符合题意；

C．若在C、D间连一个理想电流表，则与并联再与串联接在电源上，此时电路中的总电流，代入数据得，又，则，故C正确，不符合题意；

D．若在C、D间连一个理想电压表，则和与电源串联，电压表测的电压，故D错误，符合题意。

15．BD

AB．铜棒向纸外摆动，所受的安培力向外，根据左手定则判断得知，金属棒中电流方向水平向右，铜棒上摆的过程，根据动能定理得，，代入计算得出，故A错误，B正确；

C．当偏角时，金属棒沿金属线方向的合力为零，但重力有沿圆周切向分力，所以金属棒受到的合力不为零，故C错误；

D．根据题意，铜棒向上摆动的最大偏角，根据对称性可以知道，偏角是时是其平衡位置，铜棒受力如图所示，则有

当铜棒偏角是时，速度最大，动能最大，由动能定理可，代入计算得出，最大动能为，故D正确。

16．BD

AB．对长直导线分析，长直导线受到重力、长直导线对长直导线的磁场力和长直导线对长直导线的磁场力，根据平衡条件可知长直导线与长直导线作用力是相互排斥，长直导线对长直导线作用力是相互排斥，所以长直导线与长直导线有反向的恒定电流，长直导线受的合磁场力竖直向上，且有大小等于长直导线的重力，故A错误，B正确；

C．视长直导线、、整体，对其受力分析，根据平衡条件可得光滑绝缘水平面对长直导线支持力等于长直导线重力的倍；对长直导线受力分析，受到重力、光滑绝缘水平面对其支持力、长直导线对其吸引力和长直导线对其排斥力，根据力的合成与分解可得长直导线所受的合磁场力大小等于长直导线重力的倍，方向竖直向下，故C错误；

D．对长直导线受力分析，在水平方向，根据平衡条件可得

即可得，对长直导线受力分析，同理可得，故D正确。

17．

18.（1）；（2）；（3），方向沿斜面向上．

（1）由闭合电路的欧姆定律可得
（2）导体棒静止，根据共点力平衡可得BILcos30°=mgsin30°,
（3）由牛顿第二定律可得BIL-mgsin30°=ma,解得，方向沿斜面向上

19．(1)T；(2)6N；(3)T，方向垂直于斜面向上

（1）作出受力侧视图，如图

导体棒处于静止状态，根据平衡条件得,代入数据解得

（2）由上图，根据平衡条件得,代入数据得

（3）若要使B取值最小，即安培力F最小，显然当F平行斜面向上时，F有最小值，此时B应垂直于斜面向上，且有,代入数据解得