江西省宜春市宜丰中学2023-2024学年高二上学期10月月考物理试题

2023-2024（上）江西省宜丰中学高二10月月考物理试卷

一、单选题（每小题4分，共28分）

1．如图所示，两根非常靠近且互相垂直并互相绝缘的长直导线，当通以如图所示方向的电流时，电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且向里的（　　）

A．区域Ⅰ B．区域Ⅱ

C．区域Ⅲ D．区域Ⅳ

2．如图所示，直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距较远，其磁场互不影响，当开关S闭合后，则小磁针北极N（黑色端）指示磁场方向正确的是（　　）

A．a B．b C．c D．d

      第2题图                       第3题图                   第4题图

3．硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像（电池内阻不是常数），图线b是某电阻R的图像。当它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻可表示为（　　）

A． B． C． D．

4．如图所示，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，R0=3Ω，R1=7.5Ω，R2=3Ω，R3=2Ω，电容器的电容C=2μF。开始时开关S处于闭合状态，则下列说法正确的是（　　）

A．开关S闭合时，电容器上极板带正电

B．开关S闭合时，电容器两极板间电势差是3V

C．将开关S断开，稳定后电容器极板所带的电荷量是3.6×10－6C

D．将开关S断开至电路稳定的过程中通过R0的电荷量是9.6×10－6C

5．四个相同的小量程电流表（表头）分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2。已知电流表A1量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，改装好后把它们按如图所示接入电路，则（   ）

A．电流表A1的读数等于电流表A2的读数

B．电流表A1的偏转角等于电流表A2的偏转角

C．电压表V1的读数小于电压表V2的读数

D．电压表V1的偏转角大于电压表V2的偏转角

6．如图所示，直角三角形MPQ的∠P=90°，直角边MP=2a、QP=3a。在M点固定一条长直导线，电流方向垂直纸面向里。在Q点固定一条长直导线，电流方向垂直纸面向外。两导线中的电流大小均为I，已知无限长的通电直导线产生的磁场中某点的磁感应强度大小可用公式（k是常数、I是导线中的电流强度、r是该点到直导线的垂直距离）表示，则P点磁感应强度的大小为（　　）

A．    B．      C． D．

7．2022年长江流域发生严重干旱灾害期间，农民通过潜水泵抽取地下水灌溉农田。已知潜水泵由电动机、水泵、输水钢管组成，某地下水源距离地表6m深，安装潜水泵时将一根输水钢管竖直打入地底下与地下水源连通，水泵出水口离地表高度为0.45m，水流由出水口水平喷出时的速度为4m/s，每秒出水量为3kg。水泵由功率为330W的电动机带动，已知电动机额定电压为220V，水泵的抽水效率为75%，水的密度为1.0×103kg/m3，则（    ）

A．出水口钢管横截面积为2.5×10-3m2 B．每秒内水流机械能增加24J

C．水泵的输出功率为217.5W D．电动机线圈的电阻为

二、多选题（每小题4分，共16分，漏选得2分）

8．下列各图中，已标出电流及其产生的磁场的磁感应强度的方向，其中符合安培定则的是（　　）

A．    B．   C．    D．

9．如图所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中可行的是（　　）

A．将线框向左拉出磁场   B．以ab边为轴转动（小于90°）

C．以ad边为轴转动（小于60°） D．以bc边为轴转动（小于60°）

10．已知无限长通电直导线在其周围空间产生的磁场磁感应强度大小的表达式是，其中为一个常数，表示导线中的电流大小，表示与导线的距离。如图所示，为两条平行的无限长通电直导线，导线中电流大小为，方向由流向点与导线的距离分别为，其磁感应强度为零。下列分析正确的是（　　）  

A．导线中的电流方向由流向   B．导线中的电流大小是

C．右侧的磁场方向是垂直于纸面向外  D．左侧空间磁感应强度大小可能为0

11．如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A．匀强电场的电场强度  B．小球动能的最小值为

C．小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小

D．小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先减小后增大

三、实验题（每空2分，22分）

12．某同学探究导电溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律。他拿了一根弹性很好的橡胶管，里面灌满了盐水，两端用与胶管内径大小相同的铜棒塞住管口，形成一段封闭的盐水柱，给两铜棒连接导线，测量盐水柱的电阻。

（1）该同学测出了在不受拉力时盐水柱的长度，并用欧姆表的“”挡粗略测量此时的电阻，如图甲所示，则此时电阻为         。

（2）为了更精确的测量盐水柱的电阻，该同学设计了如图乙所示的电路，其中、为已知电阻，为电阻箱，为滑动变阻器，为盐水柱形成的电阻。操作步骤如下：

①接通开关；

②接通开关后马上断开，观察灵敏电流计的偏转情况；

③反复调节并重复步骤②，直至接通后灵敏电流计示数为零。

则               （用题目中物理量的符号表示）。

（3）该同学用力拉橡胶管，使橡胶管变长，测出几个不同长度下橡胶管中盐水柱的电阻，并用图像法进行探究。他用盐水柱的电阻为纵坐标，为了使图线为直线，则横坐标应为   （选填“”、“ ”或“” 。该同学选取正确的坐标做出图像，测得图线的斜率为（单位采用国际单位），又测得橡胶管中盐水的体积为，则可知该盐水的电阻率为   （保留两位有效数字）。

13．在测定一节干电池的电动势和内阻（电动势约，内阻小于）的实验中，备有下列器材：电流表（，内阻），电流表（，内阻），滑动变阻器（，允许通过的最大电流为），滑动变阻器（，允许通过的最大电流为），定值电阻（阻值为），定值电阻（阻值为），开关和导线若干。

（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的实验电路，图中x表为电流表      ，y表为电流表      ，定值电阻应选      ，滑动变阻器应选      。（均填写器材的字母代号）

（2）图乙为该同学根据实验电路，利用测出的数据绘出的与（）的关系图线，为电流表的示数，为电流表的示数，则由图线可求被测干电池的电动势      V，内阻      Ω。（结果保留两位有效数字）

（3）在电路连接良好的情况下，该实验方案      （选填“有”或“没有”）系统误差。

四、解答题（34分）

14．（12分）如图所示，线圈面积为S，线圈平面与磁感应强度为的匀强磁场方向垂直。设图示情况下的磁通量为正值。问：

（1）若线圈为匝，穿过线圈平面的磁通量为多少？

（2）当线圈绕轴转过60°时，穿过线圈平面的磁通量为多少？

（3）线圈从初始位置转过180°时，穿过线圈平面的磁通量变化了多少？

15．(10分 )如图所示电路，在A、B两点间接一平行板电容器，电容器中间用一长为的绝缘轻绳悬挂一质量为的带负电小球，合上开关，调节电阻箱，使电容器上板带正电，且给小球一速度，恰可以使其在水平面内做匀速圆周运动，圆周运动的角速度为，这时悬绳与竖直方向的夹角为。已知平行板的间距d=25cm，电阻，，，小球的电荷量为，电源电动势为E=40V，不计电源内阻，重力加速度g取。求：

（1）小球做匀速圆周运动需要的向心力大小；

（2）平行板间的电场强度大小；

（3）的阻值。

16．（12分）某同学想研究电动机驱动喷泉时水柱能达到的最大高度，他进行了如下探究：如图所示的电路中，定值电阻，，直流电动机M的线圈电阻，电流表A为理想电表。闭合开关，断开开关和，电流表A的示数为；同时闭合开关和，断开，电流表A的示数为，仅闭合开关，直流电动机M正常工作，电流表A的示数为。喷管的截面积，水的密度，重力加速度g取。

（1）求电源的电动势E和内阻r；

（2）仅闭合开关，求电动机正常工作时的效率；

（3）仅闭合开关，电动机用以驱动喷泉竖直向上喷出，求水柱能达到离喷管口的最大高度h。

2023-2024（上）江西省宜丰中学高二10月月考物理试卷参考答案：

1．A【详解】由安培定则可知，I1电流在其上方产生的磁场方向垂直纸面向里，I2电流在其右方产生的磁场方向垂直纸面向里，故只有在区域Ⅰ，两个电流产生的磁场才都向里。故选A。

2．C【详解】A．当开关S闭合后，直导线电流从B流向A，根据右手定则可知磁场方向为逆时针方向，所以a点的磁场方向刚好相反了，则A错误；BC．当开关S闭合后，根据右手定则可知通过螺线管的右边是N极，所以C点磁场方向正确，b点的磁场方向刚好相反，所以B错误；C正确；D．当开关S闭合后，根据右手定则可知电磁铁D的左边是N极，右边为S极，所以d点的磁场方向刚好相反，则D错误；故选C。

3．B【详解】A．两图线的交点表示电阻R与电池组成的闭合回路时的工作状态，由闭合电路欧姆定律可知，由于变化时，也发生变化，所以的大小不等于，即a图线切线的斜率大小不等于内阻。由图可知A错误；B．由闭合电路欧姆定律得，当时，，由a图线与纵轴的交点读出电动势为。根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为，则内阻B正确；C．电阻为线性元件，则有即是电阻R的表示，C错误；D．由闭合电路欧姆定律可知，由a图线与纵轴的交点读出电动势为，电池短路时的电流为，则电池短路时的内阻为由于电池内阻不是常数，所以电池短路时的内阻不等于电池与电阻构成回路时的内阻，D错误。故选B。

4．D【详解】AB．开关S闭合时的等效电路图如图甲所示，电容器C两端电压等于两端电压，已知总电阻由闭合电路欧姆定律可知干路电流路端电压则此时电容器所带电荷量且上极板带负电，下极板带正电，故AB错误。CD．开关S断开时的等效电路图如图乙所示电容器C两端电压等于两端电压，此时电容器所带电荷量且上极板带正电，下极板带负电，故通过的电荷量

故C错误，D正确。故选D。

5．B【详解】AB．由于电流表是由小量程的电流表并联一个小电阻改装成的，并且并联的电阻越小，量程越大，由于A1量程大于A2的量程，因此A1的内阻小于A2的内阻，从而流过A1的电流大于A2的电流，而在改装的内部电路中，两个小量程电流表接入电路中也是并联的关系，流过小量程电流表表头的电流相同，因此两块电流表表针偏转角度相同，A错误、B正确；CD．电压表是由小量程的电流表串联一个大电阻改装成的，而且串联的电阻越大，电压表的量程越大，由于V1的内阻大于V2的内阻，当两块电压表串联时，V1分得的电压高，读数大，而在两块电压表内部，两个表头也是串联的关系，流过表头的电流相同，从而两块表头的偏转角度相同，CD错误。故选B。

6．D【详解】根据安培定则可知，固定在M点和Q点的通电直导线在P点的磁场如图所示，两通电直导线在P点的磁感应强度大小、 则P点的磁感应强度大小故选D。

7．D【详解】A．设每秒出水量为m，根据题意有，，联立解得

故A错误；B．以每秒出水量为研究对象，每秒内水流机械能增加为，解得故B错误；C．根据题意，水泵的输出功率为故C错误；D．对电动机，有，

联立可得故D正确。故选D。

8．AC【详解】A．通电导线左侧的磁场方向垂直纸面向里，通电导线右侧的磁场方向垂直纸面向外，A正确；B．通过右手螺旋定则可知，磁场方向应为逆时针，B错误；C．磁场方向正确，C正确；

D．通电螺线管中的磁场方向应向右，D错误。故选AC。

9．ABC【详解】产生该应电流的条件：穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，回路产生感应电流。

A．将线框向左拉出磁场的过程中，线框的bc边做切割磁感线运动，穿过线框的磁通量减少，所以线框中产生感应电流，A正确；B．当线框以ab边为轴转动时，线框的cd边右半段在做切割磁感线运动，穿过线框的磁通量减少，所以线框中将产生感应电流，B正确；C．当线框以ab边为轴转动（小于60°），穿过线框的磁通量减少，所以在转动过程中产生感应电流，C正确；D．当线框以bc边为轴转动时，如果转动角度小于60°，则穿过线框的磁通量始终保持不变（其值为磁感应强度与矩形线框面积的一半的乘积），D错误。故选ABC。

10．BC【详解】AB．O处的磁感应强度B=0，说明AB、CD中的电流在O处产生的磁场方向相反、大小相等，根据安培定则和题中提供的磁感应强度大小计算式，CD中的电流方向是由C流向D，电流大小是2I0，故A错误；B正确；CD．根据安培定则，AB、CD中的电流在导线AB右侧空间产生的磁场方向都是垂直纸面向外，在导线CD左侧空间产生的磁场方向都是垂直纸面向里，所以左侧空间磁感应强度大小不可能为0，故C正确；D错误。故选BC。

11．AB【详解】A．小球静止时细线与竖直方向成角，对小球受力分析，小球受重力、拉力和电场力，三力平衡，根据平衡条件，有解得选项A正确；B．小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，在等效最高点A速度最小，根据牛顿第二定律，有则最小动能选项B正确；C．小球的机械能和电势能之和守恒，则小球运动至电势能最大的位置机械能最小，小球带负电，则小球运动到圆周轨迹的最左端点时机械能最小，选项C错误；

D．小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，电场力先做正功，后做负功，再做正功，则其电势能先减小后增大，再减小，选项D错误。故选AB。

12．     12或12.0              

【详解】（1）[1]根据图甲可知，指针的示数为12，则此时电阻为

（2）[2]根据实验原理可知，当灵敏电流计的示数为零时，满足关系式化简得

（3）[3]根据电阻定律而且联立得为了使图线为直线，则横坐标应为，此时斜率

[4]则有盐水的电阻率

13．                                   没有

【详解】（1）[1]由电路图可知电表x是用来测量流过滑动变阻器的电流，故应该为电流表。

[2][3][4]因为没有电压表，可以用电流表与定值电阻串联改装成电压表，由电路图可知y应该是，电流表的量程为3mA。要测1.5V电压，电表内阻至少为

电流表内阻为，有电路图可知其电阻应该为

故电阻应该选择，滑动变阻器应该选用。

（2）[5][6]根据闭合电路欧姆定律有整理得

将其与图像和数学解析式结合，可知其斜率为其截距为

解得   

（3）[7]由上述的实验数据分析可知，分析时已经将两表的内阻考虑进去了，故没有系统误差。

14．（1）BS；（2）；（3）

【详解】（1）穿过线圈平面的磁通量为

（2）当线圈绕轴转过60°时，穿过线圈平面的磁通量为

（3）线圈从初始位置转过180°时，穿过线圈平面的磁通量为

磁通量变化量为

15．（1） ；（2） ；（3）

【详解】（1）根据

解得

（2）对小球做圆锥摆运动分析，设绳子拉力为，电场强度大小为，在水平方向有

在竖直方向有

解得

（3）可知A、B两点间的电势差为

根据电路计算，和中的电流

则两端的电压为，两端的电压为，要满足A，B两点间的电势差为25V，则要求两端的电压为，两㟨的电压为，故

解得

16．（1），；（2）；（3）

【详解】（1）闭合开关，断开开关和，由闭合电路欧姆定律得

同时闭合开关和，断开，由闭合电路欧姆定律得

联立解得

，

（2）仅闭合开关，设电动机两端的电压为，由闭合电路欧姆定律得

解得

电动机的总功率为

电动机的输出功率为

电动机正常工作时的效率为

（3）设水的初速度为，在时间内从喷管喷出的水的质量为，则

电动机的输出功率有

整理可得

解得

由竖直上抛运动规律，可得

解得水柱能达到离喷管口的最大高度为