2022-2023学年辽宁省鞍山市鞍钢高级中学高二上学期10月月考物理试题含解析

这是一份2022-2023学年辽宁省鞍山市鞍钢高级中学高二上学期10月月考物理试题含解析，共24页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
鞍钢高中高二上学期阶段验收物理试卷本试卷分第一卷（选择题）和第二卷（非选择题）两部分满分：100分      考试时间：75分钟第一卷（选择题共52分）一、单项选择题（本题共8小题，每题4分，共32分。每小题只有一个选项是正确的）1. 下列有关公式 的说法中不正确的是（   ）A. 一个磁场中某点的磁感应强度B跟磁场力F成正比，跟电流强度I和导线长度L的乘积IL成反比B. 由公式 变型可得 ，说明通电导线与匀强磁场方向垂直时，它受力的大小既与导线的长度L成正比，又与导线中的电流I成正比，即与I和L的乘积IL成正比C. 磁感应强度B的单位由F、I和L的单位决定，在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，符号是T，D. 磁感应强度B由磁场本身决定，与F大小、I大小、L大小无关【答案】A【解析】【详解】A．磁场中某点的磁感应强度B 由磁场本身性质决定，与F大小、I大小、L大小及IL乘积无关，故A错误，符合题意；B．由 可知通电导线与匀强磁场方向垂直时，它受力的大小既与导线的长度L成正比，又与导线中的电流I成正比，即与IL乘积成正比，故B正确，不符合题意；C．在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，符号是T，由知，故C正确，不符合题意；D．磁感应强度B由磁场本身决定，与F大小、I大小、L大小无关，故D正确，不符合题意。故选A。2. 如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化，下列说法①当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小②当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大③当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大④当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变其中正确的是（      ）A. 只有②④正确 B. 只有①③正确C. 只有②③正确 D. 只有①④正确【答案】D【解析】【详解】根据法拉第电磁感应定律可知影响感应电流的大小不是原磁场磁感应强度的增加还是减小，而是要看磁场磁通量的变化率大小，因而②③不正确，①④可能存在。故选D。3. 如图所示，平行金属板中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则（　　）A. 电压表读数减小B. 电流表读数减小C. 质点P将向上运动D. R3上消耗的功率逐渐增大【答案】A【解析】【详解】AB．当滑片向b移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小，电路中电流增大，路端电压减小，同时R1两端的电压增大，故并联部分的电压减小。流过R3的电流减小，则流过电流表的电流增大，故电流表示数增大。因并联部分电压减小，而R2中电压增大，故电压表示数减小，故A正确，B错误；C．因电容器两端电压减小，故电荷受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，电荷向下运动，故C错误；D．因R3两端的电压减小，由公式P＝可知，R3上消耗的功率减小，故D错误。故选A。4. 橙子辅导物理小组在直角三角形ACD的三顶点固定一根垂直纸面的无限长通电直导线，导线中电流方向如题图所示，，通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度（k为比例系数，r为该点到导线的距离，I为导线中的电流强度）。若放置于C点的通电直导线所受安培力方向平行AD，则A、D两通电直导线中的电流强度与之比为（　　）A. 3 B.  C.  D. 【答案】D【解析】【详解】设A、C距离为L，通电直导线C中电流强度为，取C点通电直导线长度为，C受A的安培力方向由A指向C，大小为C受D的安培力方向由C指向D，大小为由题知解得故选D。5. 汽车自动控制刹车系统（ABS）的原理如图所示．铁质齿轮P与车轮同步转动，右端有一个绕有线圈的磁体（极性如图），M是一个电流检测器．当车轮带动齿轮P转动时，靠近线圈的铁齿被磁化，使通过线圈的磁通量增大，铁齿离开线圈时又使磁通量减小，从而能使线圈中产生感应电流，感应电流经电子装置放大后即能实现自动控制刹车．齿轮从图示位置开始转到下一个铁齿正对线圈的过程中，通过M的感应电流的方向是（　　）A. 总是从左向右B. 总是从右向左C. 先从右向左，然后从左向右D. 先从左向右，然后从右向左【答案】C【解析】【详解】由图可得，线圈中磁场方向从右向左，有题可得当车轮带动齿轮P转动时，靠近线圈的铁齿被磁化，使得通过线圈的磁通量增大，由楞次定律得到，线圈中感应电流产生的磁场抵抗磁场的增大，电流产生的磁场从左向右，通过右手螺旋定律可得，通过M的感应电流从左向右．同理可分析，铁齿离开线圈时又使磁通量减小，线圈中的感应电流产生的磁场从右向左，则通过M的感应电流从右向左．从图示位置开始转到下一个铁齿正对线圈的过程中是铁齿先离开线圈，下一个铁磁靠近线圈，则通过M的电流方向先从右向左，再从左向右．A.总是从左向右，与分析结论不符，故A错误．B.总是从右向左，与分析结论不符，故B错误．C.先从右向左，然后从左向右，与分析结论相符，故C正确．D.先从左向右，然后从右向左，与分析结论不符，故D错误．6. 如图，空间有垂直于xOy平面的匀强磁场。t=0的时刻，一电子以速度v0经过x轴上的A点，方向沿x轴正方向。A点坐标为（，0），其中R为电子在磁场中做圆周运动的轨道半径。不计重力影响，则：①电子经过y轴时，速度大小仍为v0②电子在时，第一次经过y轴③电子第一次经过y轴的坐标为（0，）④电子第一次经过y轴坐标为（0，）以上说法正确的是（    ）A. ①③ B. ①④ C. ①②③ D. ①②④【答案】D【解析】【详解】由题意可知，根据左手定则，得电子受到的洛伦兹力沿着y轴负方向，运动轨迹如图所示①电子只受洛伦兹力作用，由于其力对电子不做功，因此速度大小不变仍为v0，故①正确；②因A点坐标为（，0），则圆心在 （，−R），由几何关系可知，∠AO′B＝30°， 由周期公式，因此电子第一次经过y轴，时间为故②正确；③④过B点作OA的垂线，垂足为D，由几何关系可知，OB长度为等于AD的长度，则可知因此电子第一次经过y轴的坐标为（0，）故③错误，④正确。综上可知，①②④正确，③错误。故选D。7. 中国科学院武汉国家生物安全实验室是我国防护等级最高的P4实验室，致力于最危险的病毒研究。在该实验室中有一种污水流量计，如图甲所示，其原理可以简化为如图乙所示模型。废液内含有大量正、负离子，从圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流速为，流量等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为的匀强磁场，下列说法正确的是（　　）A. 图乙中点的电势低于点电势B. 当污水中离子浓度降低，、两点电压将减小C. 若测定污水的流速，则需要测量直径两端点、两点电压、磁感应强度、直径D. 若测定污水的流量，则只需要测量直径两端点、两点电压及磁感应强度【答案】C【解析】【详解】A．根据左手定则可知，污水中正离子将受洛伦兹力在N点聚集，所以M点电势低于N点电势，故A错误；BC．当M、N两点间电压U稳定时，根据平衡条件有   ①根据匀强电场中电势差与场强的关系有   ②联立①②解得   ③根据③式可知、两点电压U与污水中离子浓度无关，且若测定污水的流速v，则需要测量直径两端点、两点电压、磁感应强度、直径，故B错误，C正确；D．由题意可知污水的流量为   ④联立③④解得   ⑤由⑤式可知若测定污水的流量，则需要测量直径两端点、两点电压、磁感应强度、直径，故D错误。故选C。8. 如图所示，在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。P为屏上的一小孔，PC与MN垂直．一群质量为m、带电荷量为-q的粒子（不计重力），以相同的速率v，从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域。粒子入射方向在与磁场B垂直的平面内，且散开在与PC夹角为θ的范围内。则在屏MN上被粒子打中的区域的长度为（　　）
 A.  B.  C.  D. 【答案】D【解析】【分析】任取一粒子分析，作出圆周运动的轨迹，则可得出粒子打在屏上的位置与粒子与PC夹角的关系，则可得出粒子打在屏上的最远点及最近点，即可得出打中的长度。【详解】例子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得解得粒子的轨迹半径为粒子沿着右侧边界射入，轨迹如下面左图，此时出射点最近，边界交点与P间距为：；粒子沿着左侧边界射入，轨迹如下面右图，此时出射点最近，边界交点与P间距为：；粒子垂直边界MN射入，轨迹如下面中间图，此时出射点最远，边界交点与P间距为：；故范围在荧光屏上P点右侧，将出现一条形亮线，其长度为故选D。
【点睛】带电粒子在磁场运动区域的判断时，要注意寻找一般表达式，通过分析再找出可能的边界；另外本题中关于PC两边对称的粒子方向均可适合。二、多项选择题（本题共4小题，每题5分，共20分，全选对的得5分，选不全的得3分，每小题至少有两个选项是正确的）9. 将一磁铁缓慢或者迅速插到闭合线圈中的同一位置处，不发生变化的物理量是（　　）A. 磁通量变化量 B. 磁通量的变化率C. 感应电流的电流强度 D. 流过导体横截面的电量【答案】AD【解析】【详解】磁通量的变化量只与初末磁通量有关，与过程无关，A对；但磁通量的变化率与过程的时间有关，B错；由法拉第电磁感应定律可知迅速插到闭合线圈中的过程中产生的感应电动势较大，感应电流较大，C错；产生的电量，D对；10. 粒子物理研究中使用的一种球状探测装置横截面的简化模型如图所示。内圆区域有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器。两个粒子先后从P点沿径向射入磁场，粒子1沿直线通过磁场区域后打在探测器上的M点。粒子2经磁场偏转后打在探测器上的N点。装置内部为真空状态，忽略粒子重力及粒子间相互作用力。下列说法正确的是（　　）A. 粒子1可能为中子B. 粒子2可能为电子C. 若增大磁感应强度，粒子1可能打在探测器上的Q点D. 若增大粒子入射速度，粒子2可能打在探测器上的Q点【答案】AD【解析】【详解】AB．由题图可看出粒子1没有偏转，说明粒子1不带电，则粒子1可能为中子；粒子2向上偏转，根据左手定则可知粒子2应该带正电，A正确、B错误；C．由以上分析可知粒子1中子，则无论如何增大磁感应强度，粒子1都不会偏转，C错误；D．粒子2在磁场中洛伦兹力提供向心力有解得可知若增大粒子入射速度，则粒子2的半径增大，粒子2可能打在探测器上的Q点，D正确。故选AD。11. 如图所示，半径为R的半圆形硬导体AB，在拉力F的作用下、以速度v在水平U形框架上匀速滑动，且彼此接触良好．匀强磁场的磁感应强度为B，U形框架中接有电阻R0，AB的电阻为r，其余电阻不计．则AB进入磁场的过程中（　　）A. R0中电流的方向由上到下B. 感应电动势的平均值为BπRvC. 感应电动势的最大值为2BRvD. 感应电动势的最大值为BπRv【答案】AC【解析】【详解】A．根据法拉第电磁感应定律，AB导体相当于电源，上端为电源正极，故R0中电流自上而下，故A正确；B．平均电动势有故B错误；CD．根据感应电动势，感应电动势最大值应在有效长度l最大时，根据题意有故C正确D错误。故选AC 。12. 如图所示，两个半径相同的半圆形光滑轨道置于竖直平面内，左右两端点等高，分别处于沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中。两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放。M、N为轨道的最低点，则下列说法中正确的是（  ）A. 两个小球到达轨道最低点的速度<B. 两个小球第一次经过轨道最低点时对轨道的压力C. 小球第一次到达点时间大于小球第一次到达点的时间D. 在磁场中小球能到达轨道的另一端最高处，在电场中小球不能到达轨道另一端最高处【答案】BD【解析】【详解】A．对匀强磁场中的小球有得对匀强电场中的小球有得所以A错误；B．对匀强磁场中的小球，在最低点有得对匀强电场中的小球，在最低点有得所以B正确；C．因小球第一次到达点的过程中，只有重力做正功，平均速率大，时间短；而小球第一次到达点的过程中，重力做正功，电场力做负功，平均速率小，时间长，C错误；D．根据能量守恒，在磁场中的小球上升到最高点时重力势能还转化为重力势能，能上升到同高度，而电场中的小球上升到最高点时重力势能有一部分转化为电势能，所以末状态的重力势能小于初状态的重力势能，不能上升到原高度，故D正确。故选BD。第二卷（非选择题共48分）三、实验题（每空2分，共20分。将答案写在答题纸上）13. 用多用电表进行测量，指针位置如图所示。若多用电表的选择开关处在以下表格中所指的档位时，请把相应的读数填在表中。所选择的档位指针读数直流电压2.5V____ V直流电流50mA____ mA电阻×10____  【答案】    ①. 1.35    ②. 27.0    ③. 130【解析】【详解】[1]直流电压档从中间刻度线来读数，量程是2.5V可以读出量程是“250”的除以100来计算，则指针读数为[2]直流电流档从中间刻度线来读数，量程是50mA可以从中间“50”的量程来读数，则指针读数为[3]欧姆档从最上面刻度线来读数，读出的数值在乘以倍率，则指针读数为14. 某同学要将一小量程电流表（满偏电流为，内阻为）改装成有两个量程的电流表，设计电路如图（a）所示，其中定值电阻，。（1）当开关S接A端时，该电流表的量程为___________；（2）当开关S接B端时，该电流表的量程比接在A端时___________（填“大”或“小”）（3）该同学选用量程合适的电压表（内阻未知）和此改装电流表测量未知电阻的阻值，设计了图（b）中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用___________（填“甲”或“乙”）电路可修正由电表内阻引起的实验误差。【答案】    ①. 1    ②. 大    ③. 乙【解析】【详解】（1）[1]由图可知当S接A时，R1和R2串联接入电路，和电流表并联，满偏时电流表两端的电压为此时R1和R2的电流为所以总电流为即量程为0~1mA。（2）[2]当开关S接B端时，由图可知R1和电流表串联再和R2并联，由于和电流表并联的电阻变小，当电流表满偏时，流过R2的电流变大，干路电流变大，即量程变大；所以比接在A端时大。（3）[3]图甲是电流表的外接法，误差是由于电压表的分流引起的；图乙是电流表的内接法，误差是由于电流表的分压引起的，因为题目中电压表电阻未知，故采用图乙的方法可以修正由电表内阻引起的实验误差。15. 用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线。A.电压表V1（量程为6V、内阻很大）B.电压表V2（量程为3V、内阻很大）C.电流表A（量程为3A、内阻很小）D.滑动变阻器R（最大阻值为10Ω、额定电流为4A）E.小灯泡（2A、5W）F.电池组（电动势为E、内阻为r）G.开关一只，导线若干实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小。（1）请将设计的实验电路图在图甲所示的虚线方框中补充完整_____。（2）在每一次操作的过程中，同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，组成两个坐标点（，）、（，）标到坐标系中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图乙所示，则该电池组的电动势_________V、内阻_________Ω。（结果保留两位有效数字）（3）在坐标系中两条图线在P点相交，此时小灯泡的阻值应为_________Ω。【答案】    ①.     ②.     ③.     ④. 【解析】【详解】（1）[1]伏安法测电源电动势与内阻实验中，电压表测路端电压，电压表示数随滑动变阻器接入电路阻值的增大而增大；描绘小灯泡伏安特性曲线实验中，电流表测流过灯泡的电流，灯泡两端电压随滑动变阻器接入电路电阻的增大而减小；调节滑动变阻器时，电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小，则V1测路端电压，V2测灯泡两端电压，电路图如图所示。（2）[2][3]电源的图像是一条倾斜的直线，由图像可知，电源电动势根据图像可知，电源内阻为图像的斜率（3）[4]由图乙所示图像可知，两图像的交点坐标，即灯泡电压，此时电路电流，所以灯泡的阻值为四、计算题（本题共3小题，16题8分，17题8分，18题12分，共28分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。将答案写在答题纸上。）16. 如图所示，有一阻值不计、质量为的金属棒可在两条轨道上滑动，轨道宽为，轨道平面与水平面间的夹角为，置于垂直轨道平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为．金属棒与轨道间的最大静摩擦力为重力的倍，回路中电源电动势为，内阻不计，轨道电阻也不计．问：滑动变阻器滑片在什么阻值范围内，金属棒恰能静止在轨道上？【答案】【解析】【分析】(1)重要信息提取：受力分析：金属棒受到重力、轨道的支持力、安培力和静摩擦力的作用；隐含条件：金属棒静止在轨道上，相对运动趋势不确定．当滑动变阻器接入电路的阻值减小时，电流变大，安培力变大，沿斜面向上的合力增大，当刚要发生相对运动时，静摩擦力达到最大值，此时滑动变阻器接入电路的阻值有最小值，反之，有最大值．(2)物理思维：分析金属棒的受力，根据平衡条件列方程求解【详解】解：假设金属棒刚要下滑时，静摩擦力达到最大值，选金属棒为研究对象，进行受力分析（如图甲所示），沿轨道方向：若金属棒刚要向上滑时，受力分析（如图乙所示），同理可得：所以滑动变阻器接入电路的电阻应满足：17. 如图甲所示，一个电阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0，导线的电阻不计。求：0至t1时间内通过电阻R1的电流大小和方向。【答案】，电流由b向a通过R1【解析】【详解】由法拉第电磁感应定律得感应电动势为 由闭合电路的欧姆定律，得通过R1的电流大小为由楞次定律可知该电流由b向a通过R1。18. 如图所示，在y > 0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y < 0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xy平面（纸面）向外。一电荷量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y = h处的点P1时速率为v0，方向沿x轴正方向；然后，经过x轴上x = 2h处的P2点进入磁场，并经过y轴上y = - 2h的P3点。不计重力。求：（1）电场强度的大小。（2）粒子到达P2时速度的大小和方向。（3）磁感应强度的大小。【答案】（1）；（2），方向与x轴夹角45°，斜向右下方；（3）【解析】【分析】（1）粒子在电场中做类平抛运动，利用类平抛运动的位移公式结合牛顿第二定律可以求出电场强度的大小；（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，利用速度的合成可以求出合速度的大小，利用运动的轨迹可以判别速度的方向；（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，利用牛顿第二定律结合轨道半径的大小可以求出磁感应强度的大小。【详解】（1）粒子在电场和磁场中的运动轨迹如图所示设粒子从P1运动到P2的时间为t，电场强度的大小为E，粒子在电场中的加速度为a，由牛顿第二定律qE = ma根据运动学公式有v0t = 2hh = at2联立以上解得（2）粒子到达P2时速度沿x方向速度分量为v0，以v1为速度沿y方向速度分量的大小，v表示速度的大小，θ为速度与x轴的夹角，则有由图可得θ = 45°有v1 = v0联立以上各式解得方向与x轴夹角45°，斜向右下方。（3）设磁场的磁感应强度为B，在洛伦兹力作用下粒子做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得r是圆周的半径，与x轴、y轴的交点为P2、P3，因为OP2 = OP3θ = 45°由几何关系可知，连线P2P3为圆周的直径，由几何关系可求得联立解得