湖北省沙市中学2023-2024学年高二上学期9月月考物理试卷(含答案)

这是一份湖北省沙市中学2023-2024学年高二上学期9月月考物理试卷(含答案)，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1、一块数码相机的锂电池电动势为4.8V，容量为。电池充满后，可连续拍摄照片400张左右，下列说法正确的是( )
A.是电功率的单位
B.该电池最多能储存1000C的电荷量
C.每拍摄一张照片约需消耗的电能
D.相机工作时电池两端的电压一定是4.8V
2、我国是世界上最早发现磁现象的国家，指南针的发明为世界的航海业作出了巨大的贡献.关于磁现象，下列说法正确的是( )
A.指南针的南极指向地理的北极
B.地磁场可能是由带正电的地球自转形成的
C.奥斯特提出了分子电流假说，法拉第发现了电流磁效应
D.若带电粒子带负电，且沿地球赤道平面射向地心，则由于地磁场的作用将向西偏转
3、蹄形磁铁上方放置一通有方向如图电流I的轻质直导线ab，则ab运动的情况是( )
A.a端转向纸外，b端转向纸里，同时向上运动
B.a端转向纸外，b端转向纸里，同时向下运动
C.a端转向纸里，b端转向纸外，同时向上运动
D.a端转向纸里，b端转向纸外，同时向下运动
4、如图所示天平可用来测量磁场的磁感应强度。天平的右臂下面挂一个矩形线圈，底边bc长为L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面。当线圈中通有电流I（方向如图所示）时，在天平两边加上质量分别为、的砝码时，天平平衡；当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m的砝码后，天平又重新平衡，重力加速度为g。由此可知( )
A.磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为
B.磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为
C.磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为
D.磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为
5、如图所示，电源电动势、内阻，电阻，，电流表为理想电表，电容器的电容，闭合开关S，电路稳定后，下列说法正确的是( )
A.电流表示数为0.67A
B.R3两端的电压为5V
C.电容器所带的电量为
D.若S断开通过的电荷量为
6、如图所示的电路中，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的。现在突然发现灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是（灯泡电阻不变）( )
A.断路B.短路C.断路D.同时短路
7、如图所示，空间有范围足够大的匀强磁场，一个带正电的小圆环套在一根竖直固定且足够长的绝缘细杆上。现使圆环以一定的初速度向上运动，经一段时间后圆环回到起始位置，已知杆与环间的动摩擦因数保持不变，圆环所带电荷量保持不变，空气阻力不计，对于圆环从开始运动到回到起始位置的过程，下面关于圆环的速度v、加速度a随时间t变化的图象、重力势能、机械能E随圆环离开出发点的高度h变化的图象，可能正确的是( )
A.B.
C.D.
二、多选题
8、小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象： 当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为15V，内阻为0.1Ω。车灯接通电动机未启动时，电流表示数为15A（车灯可看作不变的电阻）；电动机启动的瞬间，电流表示数达到60A，电动机的线圈电阻为0.1Ω。下列论述正确的是( )
A.车灯接通电动机未启动时，车灯的功率为225W
B.电动机启动时，车灯的功率为90W
C.电动机启动时输出的机械功率为195W
D.电动机启动时，电源输出的功率为540W
9、如图所示，直线A为某电源的图象，曲线B为某小灯泡的图象的一部分，用该电源和小灯泡串联起来组成闭合回路时小灯泡恰能正常发光，则下列说法中正确的是( )
A.此电源的电动势为4V，内电阻为
B.小灯泡的额定电压为3V，额定功率为6W
C.把小灯泡换成阻值恒为1Ω的纯电阻，电源的输出功率将变大
D.把小灯泡换成阻值恒为1Ω的纯电阻，电源的输出功率不变
10、如图所示，电路中E、r为电源的电动势和内电阻，为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表，开关闭合时，平行金属板中一带电小液滴P处于静止状态。当滑动变阻器的滑片向b端移动时，则( )
A.电阻消耗的功率增大
B.电源的效率减小
C.带电小液滴的将向上运动
D.若电流表、电压表的示数变化量分别为和，则
三、计算题
11、在一根足够长的竖直绝缘杆上，套着一个质量为m、带电量为的小球，球与杆之间的动摩擦因数为μ.场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场方向如图所示，小球由静止开始下落.
（1）小球开始下落时的加速度为多大？
（2）小球运动的最大加速度为多大？
（3）小球运动的最大速度为多大？
12、如图所示，两平行金属导轨的距离 、，金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。现把一个质量的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止，导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻。金属导轨的其它电阻不计，g取，已知，。求：
（1）导体棒受到的摩擦力的大小和方向；
（2）若磁感应强度的方向不变而大小可以变化，要使导体棒能静止，求磁感应强度B的取值范围。
（3）若磁感应强度的大小不变，在垂直导体棒的平面内，将磁场沿顺时针方向转过角度α（小于90°），使导体棒和金属导轨之间的摩擦力恰好为0，导体棒仍处于静止状态，求角度α的大小。
13、某种负离子空气净化原理如图所示。由空气和带负电的灰尘颗粒物（视为小球）组成的混合气流进入由一对平行金属板构成的收集器。在收集器中，空气和带电颗粒沿板方向的速度保持不变。在匀强电场作用下，带电颗粒打到金属板上被收集，已知金属板长度为L，间距为d、不考虑重力影响和颗粒间相互作用。
（1）若不计空气阻力，质量为m、电荷量为的颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压；
（2）若计空气阻力，颗粒所受阻力与其相对于空气的速度v方向相反，大小为，其中r为颗粒的半径，k为常量。假设颗粒在金属板间经极短时间加速达到最大速度。
a、半径为R、电荷量为的颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压；
b、已知颗粒的电荷量与其半径的平方成正比，进入收集器的均匀混合气流包含了直径为10μm和2.5μm的两种颗粒，若10μm的颗粒恰好被收集，求2.5μm的颗粒被收集的百分比。
四、实验题
14、在测定一根粗细均匀金属丝电阻率的实验中：
（1）某学生用螺旋测微器在测定该金属丝的直径时，测得的结果如图1所示，则该金属丝的直径_________mm。紧接着用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测该金属丝的长度，测得的结果如图2所示，则该工件的长度_________cm。
（2）该同学先用多用电表粗测其电阻。用已经调零且选择开关指向欧姆挡“”挡位的多用电表测量，发现指针的偏转角度太大，这时他应将选择开关换成欧姆挡的“________”档位（选填“”或“”），然后进行________，再次测量电阻丝的阻值，其表盘及指针所指位置如图所示：
（3）现要进一步精确测量其阻值实验室提供了下列可选用的器材：
A.电流表（量程300mA，内阻约1Ω）
B.电流表（量程0.6A，内阻约0.3Ω）
C.电压表（量程3.0V，内阻约3kΩ）
D.电压表（量程15.0V，内阻约5kΩ）
E.滑动变阻器（最大阻值为10Ω）
F.滑动变阻器（最大阻值为500Ω）
G.电源E（电动势4V，内阻可忽略）
H.电键、导线若干。
①为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为（只需添器材前面的字母即可）：电流表：_________；电压表：__________；滑动变阻器：__________。
②下列图中给出的测量电路中，最合适的电路是___________。
A.
B.
C.
D.
15、某同学为了测量某一节干电池的电动势和内阻，实验室准备了下列器材：
A.待测干电池E（电动势约为1.5V，内阻约为1Ω）
B.电流表A（满偏电流，内阻为100Ω）
C.电流表A（量程，内阻约为1Ω）
D.滑动变阻器（，额定电流为2A）
E.滑动变阻器（，额定电流为1A）
F.电阻箱（阻值为9999.9Ω）
G.开关一个，导线若干
为了能比较准确地进行测量，根据要求回答下列问题：
（1）实验中滑动变阻器应选________。（填“”或“”）
（2）为了操作方便，需利用电流表G和电阻箱改装成量程为2V的电压表，需________（填“串联”或“并联”）阻值_______Ω的电阻箱。
（3）根据题意在图甲中画出符合该同学实验要求的电路图_______。
（4）如图乙所示，是同学根据正确的实验得到的数据作出的图线，其中，纵坐标为电流表G的示数，横坐标为电流表A的示数。由图可知，被测干电池的电动势为________V，内阻为______Ω。（结果均保留两位有效数字）
参考答案
1、答案：C
解析：A.是电量的单位，选项A错误；
B.该电池最多能储存的电荷量，选项B错误；
C.每拍摄一张照片约需消耗的电能
选项C正确：
D.锂电池电动势为4.8V，相机工作时电池两端的电压不一定是4.8V，选项D错误。
故选C。
2、答案：D
解析：A.地磁场的南极在地理北极的附近，所以指南针的北极指向地理的北极，A错误；
B.地球自转方向自西向东，地球的南极附近是地磁场的北极，由安培定则可知地球带负电，故C错误；
C.安培提出了分子电流假说，奥斯特发现了电流磁效应，C错误；
D.地球的磁场由南向北，当带负电的粒子沿地球赤道平面射向地心时，根据左手定则可知粒子的受力方向向西，所以粒子将向西偏转，D正确。
故选D。
3、答案：B
解析：通电导线在磁场中会受到安培力的作用，让磁感线穿过手心，四指指向电流的方向，大拇指的方向即为安培力的方向。在磁铁外部，磁感线由N极出来回到S极，根据左手定则，a端受安培力向纸外，b端受安培力向纸内，当导线偏转一定角度时，导线所处位置的磁感线也会发生变化，根据左手定则，导线两端都会受到斜向下的安培力，因此会向下运动，故B项正确，A、C、D项错误。
综上所述，本题正确正确答案为B。
4、答案：C
解析：因为电流反向时，右边再加砝码才能重新平衡，所以此时安培力竖直向上，由左手定则判断磁场方向垂直于纸面向外。电流反向前，有
其中为线圈质量。电流反向后，有
两式联立可得
故选C。
5、答案：B
解析：A.由闭合电路欧姆定律，可得
依题意，电路稳定后，电容器所在支路断
路，有
联立，解得
故A错误；
B.两端的电压为路端电压，即
故B正确；
C.电容器与电阻并联，极板间电压为
电容器所带的电量为
故C错误；
D.若S断开，电容器放电，相当于电源，与串联后再与并联，通过两支路的电流关系为
则通过的电荷量为
故D错误。
故选B。
6、答案：C
解析：采取代入排除法，将选项逐个代入分析：断路→增大→变大→减小→变大，灯泡A、B两端电压变大，由此可知两灯均变亮，故A错误；短路→减小→减小→增大→减小→减小，通过灯泡A和B的电流变大，两灯变亮，B错误；断路→增大→变大→减小→增大→增大，通过灯泡A的电流变小，灯泡B两端电压变大，灯泡A变暗，灯泡B变亮，故C正确；同时短路，灯泡B不亮，故D错误。
7、答案：D
解析：AB.上升阶段，对圆环根据牛顿第二定律有
其中有
联立解得
故圆环在上升阶段做加速度逐渐减小的减速运动：在最高点时，圆环速度为零，此时加速度为
下降阶段，对圆环根据牛顿第二定律有
联立解得
可知下降阶段，圆环做加速度逐渐减小的加速运动，上升和下降时速度方向相反，加速度方向相同，AB错误；
C.以初位置为零重力势能面，可知周环的重力势能为
可知图象为过原点的频斜直线，C错误；
D.圆环运动过程中克服摩擦阻力做的功等于机械能的减少量，在上升阶段有
随着速度的减小，圆环受到的摩擦力逐渐减小，故图线的斜率在减小；下降阶段随看速度的增大，圆环受到的摩擦力逐渐增大，故图线的斜率在增大；由于受到摩擦力做负功，故回到初始位置时机械能小于开始时的机械能，D正确。
故选D。
8、答案：BD
解析：A.根据题意可知，电动机未启动时，车灯、电流表和电源串联，根据闭合电路欧姆定律可知此时的路端电压
则车灯的功率
故A错误；
B.根据欧姆定律可知，车灯的电阻
电动机启动瞬间，车灯两端电压
车灯的功率
故B正确；
C.电动机启动时，流经车灯的电流
电动机启动时，流经电动机的电流
输出的机械功率
故C错误；
D.电动机启动时，电源输出的功率为
故D正确。
故选BD。
9、答案：BC
解析：A.根据闭合电路的欧姆定律有
可知此电源的电动势为4V，内电阻为
故A错误；
B.由于该电源和小灯泡串联起来组成闭合回路时小灯泡恰能正常发光，则小灯泡的额定电压为3V，额定功率为
故B正确；
CD.由于该电源和小灯泡串联起来组成闭合回路时小灯泡恰能正常发光，则小灯泡的内阻为
由于外电阻等于内阻时电源的输出功率最大，若把小灯泡换成阻值恒为1Ω的纯电阻，则更接近电源内阻，则电源的输出功率将变大，故C正确，D错误。
故选BC。
10、答案：ABD
解析：A.当滑动变阻器的滑片向b端移动时，滑动变阻器的电阻减小，电路总电阻减小，根据欧姆定律可知，电路总电流增大，故电阻消耗的功率增大，故A正确；
B.电源的效率为
电路总电流增大，可知电源的效率减小，故B正确；
C.电路总电流增大，电源内阻和两端的电压增大，可知电容器两端的电压减小，两极板间电场强度减小，带电小液滴所受电场力小于重力，带电小液滴的将向下运动，故C错误；
D.根据电路可知
电容器两端的电压减小，可知通过的电流减小，电路总电流增大，可知通过的电流增大，且满足
根据闭合电路的欧姆定律
可得
故
故D正确。
故选ABD。
11、答案：（1）（2）g（3）
解析：（1）小环静止时只受电场力、重力及摩擦力，电场力水平向右，摩擦力竖直向上；开始时，小环的加速度应为：
（2）小环速度将增大，产生洛仑兹力，由左手定则可知，洛仑兹力向左，故水平方向合力将减少，摩擦力减少，故加速度增加；当时水平方向合力为0，摩擦力减小到0，加速度达到最大，所以小环由静止沿棒下落的最大加速度为：
（3）当此后速度继续增大，则洛仑兹力增大，水平方向上的合力增大，摩擦力将增大；加速度将继续减小，当加速度等于零时，即重力等于摩擦力，此时小环速度达到最大.
则有：，
解得：
12、答案：（1）0.06N；方向沿斜面向下（2）（3）37°
解析：（1）导体棒中由从b端流向a端的电流为，由左手定则可得导体棒受到的安培力沿斜面向上，安培力为，导体棒受力平衡可得
方向沿斜面向下。
（2）导体杆刚好不上滑，由题意，导体杆刚好不下滑，有，电流，联立得。故磁场的大小范围是：。
（3）导体不受摩擦力，仍处于静止状态则有，解得
13、答案：（1）（2）a、；b、
解析：（1）只要紧靠上极板的颗粒能够落到收集板右侧，颗粒就能够全部收集，水平方向有，竖直方向，根据牛顿第二定律，又，解得
（2）a.颗粒在金属板间经极短时间加速达到最大速度，，且，解得
b.10μm带电荷量q的颗粒恰好被收集，颗粒在金属板间经极短时间加速达到最大速度，所受阻力等于电场力，有，，在竖直方向颗粒匀速下落。
14、答案：（1）3.204/3.205/3.206；5.015（2）；欧姆调零（3）①A；C；E②B
解析：（1）螺旋测微器的精确值为0.01mm，由图1可知该金属丝的直径为
20分度游标卡尺的精确值为0.05mm，由图2可知该工件的长度为
（2）用“”挡位时偏转角度较大，说明金属丝电阻较小，应换用较小的“”挡，然后进行欧姆调零，再次测量电阻丝的阻值。
（3）①由于电源电动势为4V，则电压表应选择C；由欧姆表读数可知，待测金属丝电阻约为12Ω，则有
则电流表应选择A，为了调节滑动变阻器时电压表和电流变变化灵敏，滑动变阻器选择E。
②由于
可知电流表应采用外接法:为了调节方便，增大待测金属丝两端电压调节范围，滑动变阻器应采用分压接法。
故选B。
15、答案：（1）（2）串联；900（3）见解析（4）1.4；0.67
解析：（1）为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选择阻值较小的。
（2）为了操作方便，需利用电流表G和电阻箱改装成量程为2V的电压表，需串联电阻；根据串联特点有
（3）电路图如图所示
（4）忽略改装电压表的分流影响，由闭合电路欧姆定律有，可得，可知图象的纵轴截距为，解得电动势为，图象的斜率绝对值为，解得内阻为