江苏省宿迁市沭阳县修远中学2021-2022高二物理9月月考试题(含解析)

江苏省宿迁市沭阳县修远中学2021-2022高二物理9月月考试题（含
解析）
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分值为100分，考试时间为100
分钟。

第Ⅰ卷（选择题）
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分．每小题只有一个选项符合题意．
1.根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的发射炮弹的装置——电磁炮，其原理如图所示：把待发炮弹(导体)放置在强磁场中的两平行导轨上，给导轨通以大电流，使炮弹作为一个通电导体在磁场作用下沿导轨加速运动，并以某一速度发射出去．现要提高电磁炮的发射速度，你认为下列方案在理论上不可行的是( )
A. 增大电流I的值
B. 增大磁感应强度B的值
C. 增大两平行导轨间的距离
D. 改变磁感应强度B的方向，使之与炮弹前进方向平行
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.炮弹磁场作用下沿导轨加速运动，设导轨宽度为L，导轨长度x，由牛顿第二定律有
=
BIL ma
BIL
=
a
m
由匀变速直线运动规律有
22
=
v ax
知电磁炮的发射速度为
2BILx
=
v
m
可见增大电流I的值，增大磁感应强度B的值，增大两平行导轨间的距离L，都能提高电磁炮的发射速度，在理论上是可行的，故ABC不合题意；
D.当磁感应强度方向与炮弹前进方向平行时，由左手定则可知，炮弹受垂直导轨方向的安培力，不会使炮弹加速，要提高电磁炮的发射速度，在理论上是不可行的，故D符合题意．
2. 显像管的工作原理图如图所示，图中阴影区域没有磁场时，从电子枪发出的电子打在荧光屏正中的O点．为使电子在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上的A点，阴影区域所加磁场的方向是（）
A. 竖直向上
B. 竖直向下
C. 垂直于纸面向内
D. 垂直于纸面向外
【答案】D
【解析】
试题分析：电子在磁场中受到洛伦兹力的作用，根据左手定则可以判断磁场的方向．
解：根据左手定则可以得知，电子开始上偏，故磁场的方向垂直纸面向外．
故选D．
【点评】本题就是对洛伦兹力的考查，掌握住左手定则即可解决本题．注意电子带负电，故四指应指向运动的反方向．
3. 如图所示电路中，当电阻R由2Ω改为6Ω时，电流强度减小为原来的一半，则电源的内电阻为( )
A. 1Ω
B. 2Ω
C. 3Ω
D. 4Ω
【答案】B
【解析】
试题分析：当电阻R由2Ω改为6Ω时，电流强度减小为原来的一半，说明总电阻变为2倍，
即2（2+r ）=6+r ，解得：r=2Ω，选项B 正确．
考点：欧姆定律.
4.一台电动机额定电压为U ，线圈电阻r ，电动机正常工作时通过电动机线圈的电流强度为I ，电动机正常工作时间为t 时，以下说法正确的是（ ）
A. 电动机消耗的电能为2I rt
B. 线圈r 产生的热量为UIt
C. U I r
= D. 电动机输出的机械能为2UIt I rt -
【答案】D
【解析】
【详解】A.电动机是非纯电阻电路，电动机消耗的电能W =UIt ，故A 错误；
B.线圈电阻是r ，通过线圈的电流是I ，研究线圈产生的焦耳热时，线圈是纯电阻电路，线圈r 产生的热量为2I rt ，故B 错误；
C.此电路为非纯电阻电路，不满足欧姆定律，所以U I r ≠
，故C 错误； D.由能量守恒知，电动机输出的机械能W 机=UIt -I 2rt ，故D 正确．
5.一个电流表的满偏电流I g =1mA ，内阻为500Ω，要把它改装成一个量程为10V 的电压表，则应在电流表上（ ）
A. 串联一个10kΩ的电阻
B. 并联一个10kΩ的电阻
C. 串联一个9.5kΩ的电阻
D. 并联一个9.5kΩ的电阻 【答案】C
【解析】
【详解】把电流表改装成电压表，串联电阻阻值：
1050095009.5k Ω0.001
g g U R R I =-=-=Ω= A ．串联一个10kΩ的电阻，与结论不相符，选项A 错误；
B ．并联一个10kΩ的电阻，与结论不相符，选项B 错误；
C ．串联一个9.5kΩ的电阻，与结论相符，选项C 正确；
D ．并联一个9.5kΩ的电阻，与结论不相符，选项D 错误；
6.质量是60 kg 的建筑工人，不慎从高空跌下，由于弹性安全带的保护，他被悬挂起来．已知安全带的缓冲时间是1.2 s ，安全带长5 m ，取g ＝10 m/s 2，则安全带所受的平均冲力的大小为 ( )
A. 500 N
B. 600 N
C. 1 100 N
D. 100 N 【答案】C
【解析】
根据v 2=2gL 得，弹性绳绷直时，工人的速度210/v gL m s =＝ ,则匀减速直线运动的加速度221025//1.23
v
a m s m s t =＝＝ ;根据牛顿第二定律得，F-mg=ma 解得F=mg+ma=1100N ．故C 正确，ABD 错误．故选C ．
7.如图所示的电路中，电源的电动势E 和内电阻r 恒定不变，电灯L 恰能正常发光，如果滑动变阻器的滑片向b 端滑动，则( )
A. 电灯L 更亮，电流表的示数减小
B. 电灯L 更亮，电流表的示数增大
C. 电灯L 变暗，电流表的示数减小
D. 电灯L 变暗，电流表的示数增大
【答案】D
【解析】
【详解】AC ．变阻器的滑片向b 端滑动时，其接入电路的阻值变小，电路的总电阻变小，由闭合电路的欧姆定律=E I R 总总
知电路的总电流增大，即安培表的示数增大，AC 错； BD ．由U E I r =-总知路端电压减小，即电灯L 两端的电压变小，功率变小，电灯L 变暗，B 错误，D 正确；
【点睛】本题要求学生明确动态分析的总体思路是先由局部阻值的变化得出总电阻的变化，再整体据闭合电路的欧姆定律得出电路中总电流的变化，再局部就是由串、并联电路的特点去分析．
8.A 、B 两灯的额定电压都是110V ，A 灯的额定功率P A ＝100W ，B 灯的额定功率P B ＝40W ，若将
两灯同时接入电压恒为220V 的电路上，且使两灯均能正常发光，同学们设计了如图所示的甲、乙两种电路，则甲、乙两电路消耗的电功率之比为（ ）
A. 2∶7
B. 2∶5
C. 5∶7
D. 3∶7
【答案】C
【解析】 【详解】甲电路中，由于A 、B 两灯的额定电压都是110V ，额定功率P A =100W 、P B =40W ，由此可知R B ＞R A ，把灯B 与电阻并联，可以使并联部分的电阻减小，可使A 灯与并联部分的电阻相同，所以A 、B 能同时正常发光，并联电路消耗的功率与A 灯的功率相同，所以总功率大小为200W ；乙电路中，把AB 并联之后与电阻串联接入电路，当电阻的阻值与A 、B 两灯并联的总电阻相等时，A 、B 就可以正常发光，此时电阻消耗的功率为A 、B 两灯功率之和，所以电路消耗的总的功率的大小为280W ，由此可知，甲、乙两电路消耗的电功率之比为5∶7．
A. 甲、乙两电路消耗的电功率之比为2∶7，与上分析不一致，故A 错误；
B. 甲、乙两电路消耗的电功率之比为2∶5，与上分析不一致，故B 错误；
C. 甲、乙两电路消耗的电功率之比为5∶7，与上分析一致，故C 正确；
D. 甲、乙两电路消耗的电功率之比为3∶7，与上分析不一致，故D 错误．
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分．每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分．
9.某同学发现他居住的楼房中，楼梯上的过道灯在夜晚天黑时，用力拍掌灯就亮了；而白天怎样用力拍掌，灯都不能亮．后来老师告诉他：过道灯是由声传感器和光传感器同时来控制的，其原理图如图所示，下列关于声传感器和光传感器的说法正确的是（）
A. 白天有光照时，光传感器自动闭合
B. 夜晚无光照时，光传感器自动闭合
C. 有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合
D. 无人走动或没有声音时，声传感器自动闭合
【答案】BC
【解析】
【详解】天亮时光控开关自动断开，天黑时闭合；有人走动发出声音，声控开关闭合；两个开关同时闭合，灯就会自动亮，所以两个开关应相互影响同时符合闭合条件．
A. 白天有光照时，光传感器自动断开，故A错误；
B. 夜晚无光照时，光传感器自动闭合，故B正确；
C. 有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合，故C正确；
D.无人走动或没有声音时，声传感器自动断开，故D错误．10.根据磁感应强度的定义式F B IL ，下列说法中正确的是（）A. 在磁场中某确定位置，B与F成正比，与I、L的乘积成反比B. 一小段通电直导线在空间某处受磁场力F＝0，那么该处的B不一定为零C. 一小段通电直导线放在B为零的位置，那么它受到的磁场力F也一定为零D. 磁场中某处B的方向跟电流在该处受磁场力F的方向相同【答案】BC 【解析】【详解】A.磁感应强度反映磁场本身的强弱和方向，是由磁场本身决定的，与放入磁场的导线所受的安培力F、导线的长度L和电流I无关，故A错误；B.当通电导体中的电路方向与磁场方向平行时，放在磁场中该处的一小段通电直导线受到的磁场力F=0，但该处的磁场并一定为零，故B正确；C. 一小段通电直导线放在磁感应强度B为零的位置，那么它受到的磁场力F也一定为零，故C正确；D. 磁场力F垂直于电流I和磁感应强度B所在的平面，所以磁场中某处B的方向跟电流在该处受磁场力F的方向垂直，故D错误．11.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部分是两个D形金属盒，两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，a、b分别与高频交流电源两极相连接，下列说法正确的是（）
A. 离子从磁场中获得能量
B. 离子从电场中获得能量
C. 离子由加速器的中心附近进入加速器
D. 带电粒子的运动周期是变化的
【答案】BC
【解析】
【详解】回旋加速器的两个D形金属盒相距很近，离子源置于圆盒中心附近，a、b分别与高频交流电源两极相连接后，在两盒间的窄缝中形成交变电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速，两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，当高频交流电源的周期与带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期相同时，通过两盒间窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．
AB. 离子在窄缝中的电场中得到反复加速获得能量，故A错误，B正确；
C. 离子源置于圆盒中心附近，离子由加速器的中心附近进入加速器，故C正确；
D. 带电粒子在回旋加速器中运动的周期是不变的，就等于带电粒子做匀速圆周运动的周期，故D错误．
12.玻璃杯从同一高度落下，掉在水泥地面上比掉在草地上容易碎，这是由于玻璃杯在与水泥地面的撞击过程中（）
A. 玻璃杯的动量较大
B. 玻璃杯受地面作用力较大
C. 玻璃杯的动量变化较大
D. 玻璃杯的动量变化较快
【答案】BD
【解析】
【详解】AC. 玻璃杯从同一高度下落，落地前的速度大小相等，故落地前的动量相等；而最后的速度均为零，故说明玻璃杯的动量变化也相等，故AC错误；
BD. 由动量定理F t =p 知，玻璃杯从同一高度落下，掉在水泥地面上比掉在草地上容易碎，
是由于虽然它们的动量变化
p 相同，但引起动量变化的时间t 不同，掉在水泥地上时间t 短，则玻璃杯受地面作用力F 较大；另外由动量定理可知，玻璃杯受地面作用力F
=p t
，掉在水泥地上玻璃杯的动量变化较快，玻璃杯受地面作用力F 较大，故BD 正确． 13.如图甲所示电路，小灯泡通电后其两端电压U 随所通过的电流I 变化的图线如图乙所示，P 为图线上一点，PN 为图线的切线，PM 垂直于U 轴，PQ 垂直于I 轴，下列说法中正确的是( )
A. 对应P 点，小灯泡的电阻为121
U R I I =- B. 对应P 点，小灯泡的电阻为12U R I =
C. 对应P 点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围的“面积”
D. 灯泡L 两端的电压为U 1时，电阻R 两端的电压为I 1R
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.由欧姆定律知，U -I 图中任意一点的电阻为该点与坐标原点O 的连线的斜率，所以对应P 点，小灯泡的电阻为12
U R I =，故A 错误，B 正确； C. 对应P 点，小灯泡的功率为U 1I 2，即对应图中矩形PQOM 所围的“面积”，故C 正确；
D. 在电路中灯泡L 两端的电压为1U 时，通过电阻R 的电流为I 2，电阻R 两端的电压为2I R ，故D 错误．
第Ⅱ卷（非选择题）
三、简答题：本题共2小题，每空2分，共计16分．请将解答填写在答题卡相应位置．
14.如图所示为“探究碰撞中的不变量”的实验装置示意图．已知a 、b 小球的质量分别为m a 、m b ，半径分别是r a 、r b ，图中P 点为单独释放a 球的平均落点，M 、N 是a 、b 小球碰撞后落点
的平均位置．
(1) 实验中a 、b 小球的质量及半径必须满足_____
A ．m a ＞m b ， r a ＞r b
B ．m a ＜m b ，r a =r b
C ．m a ＞m b ， r a =r b
D. m a ＜m b ， r a ＜r b
(2)为完成此实验，以下所提供的测量工具中不需要的是________．（填下列对应的字母）
A ．刻度尺
B ．秒表
C ．天平
(3)为了验证动量守恒定律．需要测量OP 间的距离x 1，OM 的距离x 2，ON 的距离x 3．如果动量守恒，须满足的关系式是___________(用测量物理量的字母表示)．
【答案】 (1). （1）C (2). （2）B (3). （3）123a a b m x m x m x =+
【解析】
【详解】（1）为了保证小球碰撞为对心正碰，且碰后不反弹，要求a b a b m m r r >=，，故选C ；
（2）要验证动量守恒定律定律，即验证：123a a b m v m v m v =+，小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t 相等，上式两边同时乘以t 得：123a a b m v t m v t m v t =+，得：123a a b m x m x m x =+，故由此可知需要的测量工具为刻度尺 和天平，而不需要的测量工具是秒表，故选B ．（3）由（2）分析可知如果动量守恒，须满足的关系式是123a a b m x m x m x =+．
【点睛】在做“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，所以要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平．由动量守恒定律求出需要验证的表达式，根据表达式确定需要测量的量；根据（2）的分析确定需要验证的关系式．
15.某学习小组通过实验来研究电器元件Z 的伏安特性曲线，他们在实验中测得电器元件Z 两端的电压与通过它的电流的数据如表：
现备有下列器材：
A．内阻不计的6V电源
B．量程为0～3A的内阻可忽略的电流表
C．量程为0～0.3A的内阻可忽略的电流表
D．量程为0～3V的内阻很大的电压表
E．阻值为0～10Ω，额定电流为3A的滑动变阻器
F．开关和导线若干
（1）这个学习小组在实验中电流表应选___(填器材前面的字母)；
（2）请你从下面的实验电路图中选出最合理的一个____；
（3）利用表格中数据绘出的电器元件Z的伏安特性曲线，如图所示，分析曲线得出通过电器元件Z的电流随电压变化的特点是：电流随电压的增大而_____（填“线性”或“非线性”）增大；随电压的增大，元件Z的电阻____（填“增大”“减小”或“不变”）；
（4）若把电器元件Z接入如图所示的电路中时，理想电流表的读数为0.150A，已知A、B两端电压恒为2V，则定值电阻R0阻值为___Ω(结果保留两位有效数字)．
【答案】 (1). C (2). B (3). 非线性 (4). 增大 (5). 6.7
【解析】
【详解】（1）［1］由数据表可知，电路中的最大电流为0.215A ，所以电流表应选择C ；
（2）［2］从电器元件Z 两端的电压与通过它的电流的数据表可知，要求电流从零调节，所以变阻器应采用分压式接法；由于电流表与电压表均为理想电表，所以电流表采用外接法和内接法均可，故选B ；
（3）［3］由电器元件Z 的伏安特性曲线知，可知元件电流随电压的增大而非线性增大； ［4］由图示元件Z 的I -U 图象可知，随电压增大，通过元件的电流增大，电压与电流的比值增大，元件阻值增大；
（4）［5］从元件Z 的I -U 图中可看出，当电流为0.150A 时，电器Z 两端的电压为1V ，所以定值电阻02
1 6.70.150
R -=Ω=Ω． 四、计算题：本题共3小题，共32分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．
16.如图所示，电源电动势E =10V ，内阻r =0.5Ω，标有“8V，16W”字样的灯泡恰好正常发光，求：
（1）灯泡的额定电流；
（2）电阻R 阻值；
（3）电源的输出功率．
【答案】（1）2A ；（2）4Ω；（3）32W
【解析】
【详解】（1）灯泡恰好正常发光，由P L =UI L 可得灯泡的额定电流
L L L 16A 2A 8P I U =
==
（2）由题知，路端电压 U =8V ，根据闭合电路欧姆定律E =U +I r ，回路中总电流 108A
4A 05
E U I r --===. 由I =I L +I R 知，通过电阻R 的电流I R =2.0A ，则电阻R 阻值
R 842
U R I =
=Ω=Ω （3）电源的输出功率 P =UI =8×4W=32W
17.如图所示，在倾角为θ=30°的斜面上，固定一宽L =0.25m 的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R ，电源电动势E =12V ，内阻r =1Ω，一质量m =40克的金属棒ab 与两导轨垂直并接触良好，整个装置处于磁感应强度B =0.80T 、垂直于斜面向上的匀强磁场中，金属棒的电阻R 1=1Ω（导轨电阻不计），金属导轨与金属棒之间的最大静摩擦力为0.1N ，取g =10m/s 2．
（1）判断金属棒所受到的安培力的方向；
（2）要保持金属棒在导轨上静止，求滑动变阻器R 接入电路中的阻值范围．
【答案】（1）方向沿斜面向上；（2）6Ω≤R ≤22Ω
【解析】
【详解】（1） 根据左手定则可判断，安培力的方向沿斜面向上．
（2）由题意可知, 当滑动变阻器R 取最大值时，回路中电流最小，金属棒刚好不下滑，由平衡条件
min sin m mg BI L f θ=+
min sin 0.04100.50.1A 0.5A 0.800.25
m mg f I BL θ-⨯⨯-=
==⨯ 由闭合电路欧姆定律 min max 1()E I R R r =++
接入电路的最大电阻
max1
min
12
(11)22
0.5
E
R R r
I
=--=--Ω=Ω
由题意可知,，当滑动变阻器R取最小值时，回路中电流最大，金属棒刚好不上滑，由平衡条件
max
sin
m
mg f BI L
θ+=
max
sin0.04100.50.1
A 1.5A
0.800.25
m
mg f
I
BL
θ+⨯⨯+
===
⨯
由闭合电路欧姆定律
max min1
()
E I R R r
=++
接入电路的最小电阻
min1
max
12
(11)6
1.5
E
R R r
I
=--=--Ω=Ω
滑动变阻器R接入电路中的阻值范围：6Ω≤R≤22Ω
18.如图所示，有一矩形区域abcd，水平方向ab边长L1=3m，竖直方向ad边长L2=1m，一电荷量为5
110C
q-
=⨯，质量为m=6×10-6kg的带正电的粒子由a点沿ab方向以大小为2m/s的速度v进入该区域，当该区域存在垂直纸面向外的匀强磁场时，粒子的运动轨迹恰好通过该区域的几何中心O点，不计粒子的重力，求：
（1）粒子在磁场区域运动的半径大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）粒子通过磁场区域所用的时间．
【答案】（1）1m；（2）1.2T；（3）0.785s
【解析】
【详解】（1）如图所示，作出粒子在磁场中偏转运动的轨迹，根据题意，由几何知识可知，aO长度为L=1m，所以d点就是轨迹的圆心，轨迹半径为
R =L 2
=1m
（2）根据牛顿第二定律
2
v qvB m R
= 匀强磁场的磁感应强度大小
-6-56102==T=1.2T 1101
mv B qR ⨯⨯⨯⨯ （3）由题意可知，粒子在磁场中的运动轨迹为1/4圆弧，粒子通过磁场区域所用的时间
ππ2s=0.785s 4
R
t v ==。