2023-2024学年湖北省荆州市松滋市重点中学高二上学期9月月考物理试题含解析

这是一份2023-2024学年湖北省荆州市松滋市重点中学高二上学期9月月考物理试题含解析，共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
时间：75分钟 分值：100分
一、单选题(每题只有一个正确选项，每题4分，计28分)
1.下列关于电流、电阻和电阻率的说法正确的是( )
A.由，可知I与q成正比
B.由可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中电流成反比
C.由可知，导体的电阻率跟导体的电阻和横截面积乘积成正比，与导体长度成反比
D.由，可知导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比
2.如图所示，地球是一个磁体，相当于一个大条形磁铁，为了解释地球的磁性，安培在19世纪用分子电流假说进行了说明，地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的，假设地球带负电，下列说法正确的是( )
A.在地球的内部磁感线由地磁的S极指向地磁的N极
B.地球磁体的N极位于地理的南极，地球磁体的S极与地理的北极重合
C.用一个能自由转动的小磁针观察地磁场的方向，看到它的磁极一般指向地理的正南北方向
D.从地理北极向地理南极看，环形电流的方向沿逆时针方向
3.物理学中用试探电荷研究电场，用电流元来研究磁场，通电导线与磁场方向垂直时，通电导线受到
磁场的作用力F=ILB，下列说法中正确的是( )
A.由可知B与F成正比，与IL成反比
B.比值与电流元无关，是描述磁场性质的
C.一小段通电导线在某处不受磁场力，说明该处一定无磁场
D.若长为L、电流为I的导线在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度大小为
4.如图所示，通电导线所受安培力或运动电荷所受洛伦兹力正确的是( )
A. B. C. D.
5.如图所示，将一个小电动机接在电路中。正常工作和将电动机短时间卡住时，测得电动机两端的电压和流过电动机的电流如下表所示。下列说法正确的是( )
A.电动机线圈电阻为120Ω
B.正常工作时，电动机消耗的电功率P1=0.3W
C.正常工作时，电动机发热的功率P2=1.8W
D.正常工作时，电动机对外做功的功率P3=1.5W
6.如图所示，在磁感应强度大小为的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零。如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为( )
A. B. C. D.
7.如图甲所示的电路中，定值电阻R0=4Ω。可变电阻R的功率随自身阻值变化的函数关系如图乙所示，由此可知( )
A.电源电动势E=2V B.内阻Ω
C.增大R，电源效率增大 D.增大R，电源效率可能增大，也可能减小
二、多选题(每题至少有两个或以上的选项正确，半对得2分，计12分)
8.图甲为A、B两电学元件的伏安特性曲线，若把两元件串联并在两端加上电压U0，如图乙，则有( )
A.电路中电流 B.电路中电流
C.元件B分得电压 D.元件B分得电压
9.有一电流计，内阻Rg＝25Ω，满偏电流Ig＝3mA，现对它进行改装，下列说法正确的是( )
A.把它改装成量程为0.6A的电流表，需与它并联一个0.126Ω的电阻
B.把它改装成量程为0.6A的电流表，需与它串联一个0.126Ω的电阻
C.把它改装成量程为3V的电压表，需与它并联一个975Ω的电阻
D.把它改装成量程为3V的电压表，需与它串联一个975Ω的电阻
10.实验小组利用如图电路研究电压的变化△U与电流的变化△I的关系，电流表、电压表均为理想电表，D为理想二极管，C为电容器。闭合开关S至电路稳定后，将滑动变阻器的滑片P向左移动一小段距离，结果发现电压表V1的示数变化量大小为△U1，电压表V2的示数变化量大小为△U2，电流表A的示数变化量大小为△I，则下列判断正确的是( )
A.的值变大
B.的值不变，且始终等于电源内阻r
C.电压表V1的示数与电流表A的示数的比值变大
D.滑片向左移动的过程中，电容器的电容减小，带电荷量减少
三、实验题(把正确答案填在空白处，每题10分，计20分)
11.(10分)小何做了一系列与通电螺线管相关的实验，实验中所用的磁传感器测得的是磁感应强度沿探管方向的分量，磁传感器探管前段是直径为0.8cm的圆面，且端面与探管轴线垂直。
(1)根据以上原理图完成实物图的连线。
(2)闭合开关，保持通过螺线管的电流不变，将磁传感器探管沿螺线管轴线插入，记录探管前端进入螺线管不同深度d处的磁感应强度大小B，得到B随d的变化关系如图所示。当探管前端位于通电螺线管中部时，通过探管端面的磁通量为__________Wb。(结果保留2位有效数字)。
(3)小磁针黑色端为N极，当电流以如图形式通过时，正确的是( )
A. B. C. D.
(4)小何想估算绕制螺线管的铜线长度。
①他用多用表测量绕制螺线管所用铜线的阻值时，应选用的挡位是( )
A.直流电流挡 B.直流电压挡 C.欧姆挡
②他测得绕制螺线管铜线的阻值为48Ω，铜线直径为0.2mm。若所用铜线的电阻率为1.54×10-8Ω·m，则可估算出绕制该螺线管的铜线长度为_________m(结果保留2位有效数字)
12.(10分)如图所示为某同学测量电源的电动势和内阻的电路图。其中包括电源E，开关S1和S2，电阻箱R，电流表A，保护电阻Rx。该同学进行了如下实验步骤：
(1)将电阻箱的阻值调到合适的数值，闭合S1、S2，读出电流表示数为I，电阻箱读数为9.5Ω；断开S2，调节电阻箱的阻值，使电流表示数仍为I，此时电阻箱读数为4.5Ω。则保护电阻的阻值Rx=______Ω。(结果保留两位有效数字)
(2)S2断开，S1闭合，调节R，得到多组R和I的数值，并画出图像，如图所示，由图像可得，电源电动势E=_______V，内阻r=_______Ω。(结果保留两位有效数字)
(3)本实验中，内阻的测量值__________(填“大于”或“小于”)真实值。
四、解答题(写出关键的原理方程、必要的文字说明和重要的演算过程，只写结果不得分，计40分)
13.(10分)如图所示，间距为1m的平行金属导轨固定在绝缘水平桌面上，导轨左端连接有电动势为E=15V，内阻r=1Ω的电源。质量m=0.5kg的金属棒垂直放在导轨上，导轨处在磁感应强度大小为B=1T的匀强磁场中，磁场与金属棒垂直，方向与导轨平面成θ=53°斜向右上。绕过桌边光滑定滑轮的一根细线，一端系在金属棒的中点，另一端吊着一个重物，拉着金属棒的细线水平且与金属棒垂直，金属棒处于静止状态且刚好不向左滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，金属棒接入电路的电阻R=2Ω，导轨电阻不计，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5，sin53°=0.8，cs53°=0.6，求：
(1)金属棒受到的安培力的大小；
(2)悬吊重物的质量。
14.(14分)如图所示，半径R=0.8m的光滑绝缘圆轨道固定于竖直面内，加上某一方向的匀强电场后，带电小球沿轨道内侧做圆周运动，小球动能最大的位置在A点，圆心O和A点的连线与竖直方向的夹角为θ，小球在A点时对轨道的压力FN=120N，若小球的最大动能比最小动能多32J，且小球能够到达轨道上的任意一点(不计空气阻力)。
(1)小球的最小动能为多少?
(2)当小球在动能最小位置时突然撤去轨道，并保持其他量不变，小球经0.04s时间后其动能与在A点时的动能相等，则小球的质量是多少?
15.(16分)如图所示，真空中有个矩形匀强磁场区域，宽为，某粒子质量为m、电荷量为+q，从O沿轴线射入磁场，粒子的重力忽略不计。当入射速度为时，粒子从O上方处射出磁场。
(1)求磁感应强度大小B；
(2)入射速度为时，求粒子射出磁场的位置到M点的距离；
(3)把矩形磁场换成半径为r的绝缘圆形容器，其内部磁场垂直纸面向外。粒子以初速度沿半径进入圆形容器，欲使粒子与器壁多次碰撞后仍能从小孔射出且运动轨迹不相交，粒子与器壁碰撞前后速率不变。试找出圆内磁感应强度B2的大小与粒子碰撞次数k的关系。
松滋市重点中学2023-2024学年高二上学期9月月考
物理参考答案
5.B【详解】当扇叶被卡住，电动机不转、为纯电阻电路，根据欧姆定律可知Ω=20Ω，故A错误；正常工作时，电动机消耗的电功率P1=UI=6×0.05W=0.3W，故B正确；正常工作时，电动机发热的功率W=0.05W，故C错误；正常工作时，电动机对外做功的功率=0.3W-0.05W
=0.25W，故D错误；故选B。
6.B【详解】如图甲所示，P和Q中的电流在a点产生的磁感应强度大小相等，设为B1，由几何关系可知，如果让P中的电流反向。其他条件不变时。如图乙所示，由几何关系可知，a点处磁感应强度的大小，故选B。
7.C【详解】将定值电阻R0与电源看成新的电源，当新的电源内阻与可变电阻R的阻值相等时，可变电阻R的功率最大，新的电源的输出功率最大，则有=2Ω，解得R=4Ω，由功率的定义可知，此时流过可变电阻的电流为=1A，其两端电压为=2V。干路电流为=1.5A，根据闭合电路欧姆定律有=2V+1.5A×4Ω=8V，AB错误；电源效率，，增大R，路端电压增大，电源效率增大，C正确，D错误。故选C。
8.BD 【详解】由图甲可知，电流在0~I0之间时，相同的电流，B的电阻更小，由公式可知，电路中的电流应大于，故A错误，B正确；由图甲可知，电流在0~I0之间时，相同的电流，B分得的电压更小，故元件B分得的电压应小于，故C错误，D正确。故选BD。
9.AD 【详解】把电流表改装成0.6A的电流表需要并联一个分流电阻，分流电阻阻值：，故A正确、B错误；把电流表改装成3V的电压表需要串联分压电
阻，串联电阻阻值：，故C错误、D正确.
10.BC 【详解】滑动变阻器的滑片P向左移动一小段距离，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路总电
流减小，电阻R1两端电压和电源内电压之和减小，电压表V1的示数U1增大，且，
则不变，故A错误；电压表V2的示数变化量大小为，则不变，故B正确；电压表V1的示数与电流表A的示数的比值，滑动变阻器的滑片P向左移动一小段距离，R变大，故C正确；电容器的电容不变，故D错误。故选BC。
11.(共10分)(1)如图(2分)；(2)7.5×10-8(2分)；(3)C(2分)；(4)C(2分)；98(2分)
【详解】(1)实物图的连线如图所示。
(2)探管前端位于通电螺线管中部时，通过探管端面的磁通量为
WbWb
(3)根据右手螺旋定则可知，通电螺线管在小磁针的位置产生的磁场沿左下方，即小磁针的N极指向左下方。故选C。
(4)测量绕制螺线管所用铜线的阻值时应使用欧姆挡，故选C；根据电阻定律，可得绕制该螺线管的铜线长度为m≈98m.
12.(1)5.0(2分)；(2)3.0(3分)；2.2(3分)；(3)大于(2分)
【解析】(1)据闭合电路欧姆定律可得，S1、S2均闭合时有，断开S2有，
故保护电阻的阻值为=9.5Ω-4.5Ω=5.0Ω.
(2)根据闭合电路的欧姆定律可得，整理可得可见图线的斜率为，图线的纵截距为，结合图像中的数据可得E=3.0V，r=2.2Ω.
(3)本实验中，由于电流表也有内阻，故(2)解析中内阻的测量值相当于电源实际内阻与电流表内阻之和，可知内阻的测量值大于真实值。
13.(10分)(1)5N(4分)；(2)0.3kg(6分)
【详解】(1)根据闭合电路欧姆定律可得通过金属棒的电流大小为
=5A
金属棒受到的安培力=5N
(2)因为金属棒恰好不向左滑动，所以其所受最大静摩擦力方向向右，受力分析如图
对金属棒，根据平衡条件可得
，
，
由题意可知
对重物根据平衡条件可得F=Mg，
联立解得M=0.3kg.
14.(14分)(1)8J；(2)0.01kg
【详解】(1)(8分)将带电小球受到的重力和电场力等效为一个力F(F即为重力和电场力的合力)，设小
球动能最小位置在B处(该点与A点关于圆心O对称)，在等效场中A点处，由牛顿第二定律和圆周运动向
心力公式得：
其中
从A点到B点，由动能定理得
又知=32J，而
解得=40J、=8J、F=20N.
(2)(6分)撤去轨道后，小球将在等效场中做类平抛运动(沿BA方向上做匀加速直线运动、垂直于BA方向上做匀速直线运动)，小球经0.04s后其动能与在A点时的动能相等，根据动能定理可知，小球沿等效力F方向上的分位移为2R，此时小球在过A点且垂直于OA的直线上，运动过程的加速度为
根据平抛运动规律得
联立解得m=0.01kg.
15.(16分)(1)；(2)d；(3)(，且为整数)
【详解】(1)(4分)粒子受到的洛伦兹力提供向心力，则
由题意和几何关系知，
解得
(2)(6分)入射速度为时，
可求得
由几何关系α=60°、，即射出位置在M点上方d处；
(3)(6分)如图所示，设粒子与容器壁发生k次(，且为整数)碰撞，则有
(，且为整数)
粒子运动的轨迹半径满足：
根据牛顿第二定律有：
联立解得(，且为整数)电压U/V
电流I/A
扇叶被卡住(短时间)
5.4
0.27
正常工作时
6.0
0.05
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
A
B
C
B
B
C
BD
AD
BC