河南省九师联盟2024-2025学年高二上学期12月月考试物理试题（解析版）

这是一份河南省九师联盟2024-2025学年高二上学期12月月考试物理试题（解析版），共20页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，答题前，考生务必用直径0，本卷命题范围，9km/s等内容，欢迎下载使用。
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：必修第一册，必修第二册，必修第三册，选择性必修第二册第一章。
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1. 关于下列物理学知识，说法正确的是（ ）
A. 麦克斯韦首先提出电磁波的存在，并用实验证实了电磁波的存在
B. 首先发现电磁感应的物理学家是安培
C. 将闭合线圈放在变化的磁场中一定会产生感应电流
D. 医院的“拍片子”检查使用的是X射线，也是电磁波
【答案】D
【解析】A．麦克斯韦首先提出了电磁波的存在，赫兹用实验证明了电磁波存在，故A错误；
B．首先发现电磁感应的物理家是法拉第，故B错误；
C．闭合线圈放在变化的磁场中，没有说明摆放位置，磁通量可能不变，不一定有感应电流，故C错误；
D．拍片子用的是X射线，X射线是电磁波，故D正确。
故选D。
2. 北京时间2024年10月30日4时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，成功对接于空间站天和核心舱，发射取得圆满成功。载人飞船的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道，载人飞船首先从圆轨道Ⅰ的A点变轨到椭圆轨道Ⅱ，然后在椭圆轨道Ⅱ的B点再变轨进入预定轨道Ⅲ，下列说法正确的是（ ）
A. 飞船从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ需要在A点减速
B. 若飞船在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上运行的周期分别为、、，则
C. 飞船分别在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上运行时，经过相同时间，飞船与地心连线扫过的面积相等
D. 飞船在轨道Ⅱ上运行时经过B点的速度大于7.9km/s
【答案】B
【解析】A．飞船从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，做离心运动，需要在A点加速，故A错误；
B．由开普勒第三定律
由图可知轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的半径逐渐变大，所以周期关系为
故B正确；
C．轨道Ⅰ和轨道Ⅱ不是同一个轨道，不适用于开普勒第二定律，故C错误；
D．轨道Ⅲ的运行速度一定小于，由轨道Ⅱ变轨到轨道III需在B点加速，所以B点速度一定小于，故D错误。
故选B。
3. 如图所示，质量为m、边长为L的正三角形导线框abc用轻绳悬挂在天花板上，导线框三边粗细均匀、材质相同，ab边水平，空间存在垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出）。现将a、b两端接在输出电压恒定的电源上，当ab边的电流强度为I时，轻绳恰好没有拉力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. a端接电源正极
B. 磁感应强度大小为
C. ab边受安培力大小为
D. 若仅使磁场方向变为垂直纸面向里，则轻绳拉力大小为3mg
【答案】B
【解析】A．轻绳恰好没有拉力，由左手定则，ab边所受安培力的方向竖直向上，bc边和ca边所受安培力的合力方向也竖直向上，电流方向从b到a，故a端接电源负极，故A错误；
B．设正三角形导线框三边电阻均为R，设通过ab的电流为I，通过acd的流为I′，则
则
ab边的安培力为
，方向竖直向上
acd的有效长度也是L，则其安培力为
，方向竖直向上
线框所受安培力的合力为
得磁感应强度大小
故B正确；
C．ab边的安培力为
故C错误；
D．若仅使磁场方向变为垂直纸面向里，线框所受安培力的合力为
方向竖直向下，故轻绳拉力大小
故D错误。
故选B。
4. 如图所示，电路中有ab、cd、ef三根导线、电源、灯泡、，其中有且只有一根导线或灯泡是断的，电源电动势为12V。某同学想利用多用电表的直流电压挡检查出断路处，下列说法正确的是（ ）
A. 若测得ab间电压接近12V，断路处一定是ab
B. 若测得ad间电压接近12V，断路处一定是
C. 若测得ac间电压为0，断路处一定是cd
D. 若想测得ae间电压，则a端应接黑表笔
【答案】A
【解析】A．若ab间电压接近电源电压，则断路在ab之间，故A正确；
B．若ad间电压接近电源电压，则断路在ab或或cd处，故B错误；
C．若ac间电压为0，则断路在cd或或ef处，故C错误；
D．根据红进黑出，a端应接红表笔，故D错误。
故选A
5. 如图所示为一种电容式声音传感器，可将声信号转化为电信号。电路中a、b构成一个电容器，b是固定不变的金属板，a是能在声波作用下沿竖直方向往复振动的渡有金属层的振动膜。闭合开关S，若声源P发出声波使a振动，下列说法正确的是（ ）
A. a向下振动时，电流计G中的电流方向向上
B. a向下振动时，两板间电场强度增大
C. 声波的能量越大，金属板所带电荷量越小
D. 若断开开关S，a向下振动时，两板间电势差不变
【答案】B
【解析】A．开关S闭合时，两板间电势差U不变，根据电容决定式
a向下振动时，板间距离减小，电容变大，根据电容定义式
可知Q增大，电容器充电，电流计G有向下的电流，故A错误；
B．开关S闭合时，两板间电势差U不变，根据
a向下振动时d减小，可知两板间电场强度E增大，故B正确；
C．声波能量越大，板间距d减小越多，根据电容决定式
可知电容C越大，根据
Q=CU
可知电荷量越大，故C错误；
D．开关S断开，电荷量Q不变，a向下振动时，板间距减小，根据电容决定式
可知电容C增大，根据
可知U减小，故D错误。
故选B。
6. 如图所示，在匀强电场中有一虚线圆，半径，ab和cd是圆的两条直径，其中ab与匀强电场方向的夹角为60°，cd与匀强电场方向平行，现在圆心O处固定一正点电荷，a、b两点的电势差，c点电场强度为零，电子带电荷量大小，下列说法正确的是（ ）
A. 匀强电场的场强大小
B. d点的电场强度大小为
C. 将电子从d点移到c点，电场力做功为
D. 电子沿圆周顺时针从a运动到b，电势能先增大后减小
【答案】C
【解析】A．由于圆心处的点电荷在圆周上的电势均相同，因此a、b两点的电势差由匀强电场决定，在匀强电场中，由电势差和电场强度公式可知
解得
故A错误；
B．因为c点场强为零．故点电荷在圆周上产生的场强和匀强电场等大，即
又因为在d点两电场同向，则d点场强大小为
故B错误；
C．电子从d点移到c点，圆心O处点电荷对电子做功为零，由电场力做功公式
故C正确；
D．电子沿圆周顺时针移动时，圆心O处放置的点电荷对电子不做功，故可知电子沿圆周顺时针从a到b，电场力先做正功后做负功，则电势能先减小后增大，故D错误。
故选C。
7. 如图所示为一种新型的回旋加速器示意图，两D形盒处于垂直纸面向里的匀强磁场中，两D形盒左边的缝隙间放置一对中心开有小孔a、b的平行金属板M、N，每当带电粒子从a孔进入时，立即在两板间加上恒定电压，粒子经加速后从b孔射出时，立即撤去电压。粒子进入D形盒中的匀强磁场后做匀速圆周运动，最终被引出。D形盒的缝隙间无磁场，不计粒子在电场中的运动时间，不考虑相对论效应，下列说法正确的是（ ）
A. 比荷相同的正负粒子均可用该装置加速
B. 粒子每次做圆周运动的半径之比
C. 粒子每次做圆周运动的半径增大，故周期也增大
D. 增大板间电压，粒子在D形盒中运动的时间不变
【答案】B
【解析】A．对于负电荷所受洛伦兹力方向与正电荷所受洛伦兹力方向相反，那么该装置不能用来加速比荷相同的正粒子，故A错误；
B．洛伦兹力提供粒子做圆周运动向心力，则
设加速粒子的电压为,n为加速的次数，由动能定理得
联立解得
(n=12,3)
所以粒子每次做圆周运动的半径之比
故B正确；
CD．粒子每次做圆周运动的半径为
(n=1,2,3)
那么粒子做圆周运动的周期为
所以尽管粒子在D形盒中运动的半径不断变大，但周期不变，最大动能不变，增大板间电压，粒子在电场间加速次数变少，则做圆周运动的次数变少，在D形盒中运动的时间变小，故CD错误；
故选B。
8. 如图所示，在光滑水平地面上放着一个截面为圆弧的柱状物体M，M与竖直墙之间放一光滑圆球N，对物体M施加一水平向左的推力F使整个装置处于静止状态。设墙壁对N球的弹力为，物体M对N球的弹力为，现逐渐缓慢减小推力F，N球与地面始终未接触，下列说法正确的是（ ）
A. N球的高度上升B. 减小，增大
C. 减小，减小D. 的值不变
【答案】CD
【解析】ABC．小球N受重力、墙壁对N的支持力为，M对N的支持力为，如图所示
根据受力平衡条件可得
，
整理得
，
现逐渐缓慢减小推力F，N球高度降低，它们仍处于静止状态，则减小，减小，故C正确，AB错误；
D．由力的平行四边形定则可知
故不变，故D正确。
故选CD。
9. 如图所示电路中，电流表、电压表均为理想电表，C为电容器，R为滑动变阻器，为定值电阻，电源内阻为r。闭合开关S至电路稳定后，将滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动一小段距离，电压表的示数变化量大小为，电压表的示数变化量大小为，电流表A的示数变化量大小为，下列判断正确的是（ ）
A. 的值变大B.
C. 变阻器消耗的功率一定变大D. 电容器带电荷量变大
【答案】BD
【解析】A.由闭合电路欧姆定律，可得
则有
即的值不变，故A错误；
B.同理，有
则有
即
故B正确；
C.当滑动变阻器的阻值为时，变阻器功率最大，因不知道与变阻器阻值关系，故无法确定变阻器功率如何变化，故C错误；
D.滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动一小段距离，R电阻变小，总电流变大，电压变大，电容器电压变大，带电荷量变大，故D正确。
故选BD。
10. 磁流体发电技术是目前世界上正在研究的新兴技术。如图所示，等离子体进入两平行极板之间的区域，速度为v，两金属板的板长（沿初速度方向）为L，板间距离为d，金属板的正对面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于等离子体初速度方向，并与极板平行，负载电阻为R，等离子体充满两板间的空间。当稳定发电时，电流表的示数为I。下列说法正确的是（ ）
A. 稳定发电时，带电粒子受到的洛伦兹力和电场力等大反向
B. 稳定发电时，正电荷受洛伦兹力向上，负电荷受洛伦兹力向下
C. 稳定发电时，产生的电动势大小为BLv
D. 稳定发电时，板间等离子体的等效阻值为
【答案】AD
【解析】ABC．等离子体飞入磁场中时，受到洛伦兹力的作用，根据左手定则判断知，正电荷向下极板聚集，负电荷向上极板聚集，在极板间产生竖直向上的电场，当粒子受到的洛伦兹力与电场力等大反向时，稳定发电。由
，
可得稳定发电时，极板间的电动势
故A正确，BC错误；
D．由题意，根据闭合电路欧姆定律有
可得稳定发电时，板间等离子体的等效阻值为
故D正确。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 用如图甲实验装置验证、组成的系统机械能守恒。从高处由静止开始下落，上拖着纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图乙所示为实验中获取的一条纸带：O是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图乙中未标出），计数点间的距离如图乙所示。已知、，打点计时器频率为50Hz，回答下列问题（结果保留三位有效数字）
（1）若重力加速度g取，从开始至打下E点过程中系统动能的增量________J，系统势能的减少量=________J。
（2）若某同学作出图像如图丙，则当地的实际重力加速度________。
【答案】（1）1.66 1.69 （2）9.78
【解析】（1）[1]打点计时器频率为50Hz，每相邻两计数点间还有4个点，故相邻两计数点间的时间间隔为
打下E点时的速度
从开始至打下E点过程中系统动能增加量为
[2]从开始至打下E点过程中系统势能的减少量为
（2）系统机械能守恒，系统动能的增加量等于系统势能的减少量，则
代入数据，可得
当地的实际重力加速度为
12. 实验小组先用多用电表测量定值电阻的阻值，然后再测量一电源的电动势和内阻。实验器材有：待测定值电阻、待测电源、多用电表一只、电阻箱R、开关一个、导线若干。
（1）对多用电表机械调零后，将选择开关调到电阻挡，红黑表笔短接，调整图1中多用电表的________（选填“A”“B”或“C”）旋钮，进行欧姆调零；再将红黑表笔与定值电阻两端相接触，若多用电表指针位置非常靠右，则应将选择开关调到电阻________（选填“”或“”）挡；重新欧姆调零后测量时指针位置如图2所示，则测得该定值电阻的阻值________。
（2）测量电源电动势和内阻的电路如图3所示，按照该电路组装，将多用电表作为电流表接入电路中。调节电阻箱R的阻值，读出多用电表相对应的示数I，测得多组R和I并记录。
（3）为使图线呈直线，且横轴用R表示，则纵轴应为________（选填“I”或“”），若该多用电表电流挡对应内阻为，定值电阻的阻值已修正准确，所得图像的斜率为k，纵截距为b，则该实验测得的电源电动势________，内阻________（均用题中字母表示）。
【答案】（1）B （3）
【解析】（1）[1]欧姆调零应调节B旋钮；
[2]将红黑表笔与定值电阻两端相接触，若多用电表指针位置非常靠右，说明待测电阻较小，因选择小挡位，即选择“”挡；
[3]因为选择了“”挡，结合图2可知，电阻
（3）[4][5][6]由闭合电路欧姆定律有
整理得
为使图线呈直线，且横轴用R表示，则纵轴应为，结合图像，斜率为
纵截距为
联立解得
13. 如图所示为某遥控玩具赛车内部电路图，电源电动势，内电阻，指示灯、均标有“3V 3W”字样，电动机M正常工作时的电压，线圈电阻，当闭合开关S，将滑动变阻器R的阻值调到时，电动机M和指示灯均能正常工作，指示灯电阻视为不变。求：
（1）电动机的额定功率；
（2）电动机输出的机械功率；
（3）电源的效率（保留三位有效数字）。
【答案】（1）6W （2）5W （3）
【解析】（1）滑动变阻器与电源内阻的电压之和为
总电流
灯泡电流
故电动机电流
电动机的额定功率
（2）电动机消耗的热功率
则电动机的机械功率
（3）电源总功率
电源内功率
电源输出功率
故电源的效率
14. 如图甲所示，真空中水平放置两块长度均为d、间距也为d的平行金属板A、B，两板板与一交变电源相连，交变电压的变化周期如图乙所示，在两板左侧紧靠A板处有一个粒子源P，从时刻开始连续发射初速度大小为，方向平行于金属板的相同带电粒子。若时刻发射的粒子恰好到达B板右侧边缘处，已知粒子的质量为m，电荷量大小为q，交变电压U未知，不计粒子重力及相互间的作用力，求：
（1）交变电压U的大小；
（2）时刻发射的粒子在时间内的电势能的变化量；
（3）哪些时刻发射的粒子恰好到达上极板右端。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）设，时刻发射的粒子恰好到达下极板右边缘，根据位移-时间公式，有
在水平方向，有
根据牛顿第二定律，有
又有
联立解得
（2）时间内的侧移量
联立以上解得电场力做功
故粒子电势能减小；
（3）设在时间内在时刻发射的粒子恰好到达上极板右端，则有
解得
又
故当
时刻发射的粒子能到达上极板右端。
15. 如图所示，平面直角坐标系xOy中第一象限存在一边长为L的正方形区域ABCO，正方形区域中存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E，AB边为一粒子发射装置，可以由静止释放宽度为L的大量重力不计的同种带电粒子。第四象限存在一圆形磁场，圆形磁场的半径为，磁感应强度大小为，方向垂直纸面，P点和F点分别为圆形磁场与x轴，y轴的切点，第三象限存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为2E。第二象限存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场。已知宽度为L的大量同种带电粒子均能从圆形磁场中同一位置进入第三象限。求：
（1）粒子比荷；
（2）由P点进入圆形磁场的粒子第二次到达y轴的位置坐标；
（3）由P点进入圆形磁场的粒子从开始释放至第二次到达y轴经过的时间。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）带电粒子在电场中运动，由动能定理得
解得
宽度为L的大量同种带电粒子均能从圆形磁场中同一位置进入第三象限，可知在带电粒子在磁场中运动的半径为
带电粒子在磁场中，由牛顿第二定律有
解得
（2）由P点进入圆形磁场的粒子,恰好从F点射入第三象限，在第三象限中做类平抛运动，竖直方向有
解得
水平方向有
设进入第二象限时速度方向与水平方向的夹角为，则有
，
此时粒子的速度
进入磁场后由牛顿运动定律得
解得
由几何关系得，粒子在第二限运动运动的圆心在y轴上，则粒子第二次到达y轴的位置
粒子第二次到达y轴的位置坐标为（0，）。
（3）粒子在第一象限运动的时间
粒子在第四象限运动的周期
粒子在第二象限运动的轨迹是圆弧，所用时间为
粒子在第三象限运动的时间为
粒子在第二象限运动的周期为
粒子在第二象限圆周运动个周期，所用时间为
由P点进入圆形磁场的粒子从开始释放至第二次到达y轴经过的时间