辽宁省部分高中2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题

这是一份辽宁省部分高中2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题，共13页。

本试卷满分100分，考试时间75分钟．
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上．
2．答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本试卷上无效．
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．
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，每小题6分，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．如图所示，小磁针水平放置于水平桌面上，一长直导线沿南北方向放置于小磁针的正上方，当在导线中通入某一方向的电流时，小磁针发生偏转，下列说法正确的是（ ）
A．发现电流磁效应的科学家是法拉第
B．只要导线沿南北方向放置，小磁针无论放在什么位置，都能发生偏转
C．由奥斯特提出的分子电流假说可知，小磁针和电流产生磁场的本质相同
D．若导线中通有由南向北的电流，小磁针静止时N极指向西偏北方向
2．速度选择器的结构如图所示，电场强度E和磁感应强度B相互垂直，具有特定速度v的正粒子（不计重力）从左侧进人能够沿直线穿过速度选择器，下列说法中正确的是（ ）
A．只增大粒子的电荷量，粒子在速度选择器中做曲线运动，速度增大
B．若粒子带负电，必须从右侧进人速度选择器才能沿直线穿过
C．只增大磁感应强度，粒子在速度选择器中做曲线运动，速度减小
D．只增大电场强度，粒子在速度选择器中做曲线运动，洛伦兹力做负功
3．如图甲所示，圆形线圈静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管和共轴，中通有按照正弦规律变化的电流，如图乙所示．所受的重力为，桌面对的支持力为，则（ ）
A．时间内线圈有收缩的趋势
B．时刻线圈中感应电流最大
C．时刻中感应电流方向发生变化
D．时间内支持力大于重力
4．地球的高纬度地区常会出现美丽的极光，极光本质上是来自宇宙的高速带电粒子流在地磁场的作用下偏转进入地球两极附近时，撞击空气分子引起的．高速带电粒子撞击空气分子后动能减小，假如我们在地球北极仰视，发现正上方的极光如图所示，呈现从M沿逆时针方向射向N的弧状形式．则下列说法正确的是（ ）
A．北极上空的地磁场方向竖直向上
B．高速粒子带正电
C．弧的半径不断增大
D．若该粒子在赤道正上方垂直射向地面，会向西偏转
5．1831年10月28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机——法拉第圆盘发电机，其原理图如图所示，水平匀强磁场垂直于盘面，圆盘绕水平轴以角速度匀速转动，铜片与圆盘的边缘接触，圆盘、导线和电阻组成闭合回路，圆盘半径为，圆盘接入间的电阻为，其他电阻均可忽略不计．下列说法正确的是（ ）
A．点电势高于点电势
B．两端的电压为
C．圆盘转动过程中，产生的电功率为
D．圆盘转动过程中，安培力的功率为
6．如图所示，空间内存在四分之一圆形磁场区域，半径为，磁感应强度为，磁场方向垂直纸面向外，比荷为的电子从圆心沿方向射入磁场．要使电子能从弧之间射出，弧对应的圆心角为，则电子的人射速度可能为（不计电子的重力）（ ）
A． B． C． D．
7．现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备．它的基本原理如图所示（上部分为侧视图、下部分为真空室的俯视图），上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动．电磁铁线圈中电流的大小，方向可以变化，产生的感生电场使电子加速．若电子被“约束”在半径为的圆周上运动，当电磁铁通有图中所示的电流时（ ）
A．减小电流，在俯视图中产生顺时针方向的感生电场
B．减小电流，感生电场减小
C．增大电流，在俯视图中电子逆时针加速运动
D．增大电流，电子圆周运动的周期不变
8．如图所示电路中，为完全相同的灯泡，电阻为．自感线圈的直流电阻也为为的左、右端点，电源电动势为，内阻不计．下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关，灯泡缓慢变亮，灯泡瞬间变亮
B．闭合开关，当电路稳定后，灯泡一样亮
C．闭合开关，电路稳定后再断开开关，灯泡闪亮后缓慢熄灭
D．闭合开关，电路稳定后再断开开关的瞬间，点电势高于点
9．如图所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨和，两导轨间距为，电阻均可忽略不计．在和之间接有一阻值为的电阻，导体棒质量为、长度也为、电阻为，并与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场中．现给棒一个初速度，使棒向右运动，最后停在导轨上，对该过程下列说法正确的是（ ）
A．导体棒做匀减速运动 B．电阻产生的焦耳热为
C．通过电阻的电荷量为 D．棒的位移为
10．如图所示，一个质量为、带电荷量为的圆环可在水平放置的足够长的粗䊁绝缘细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为的匀强磁场中．现给圆环向右的初速度，圆环在细杆上运动距离后停止，已知环与细杆的摩擦因数为，下列说法正确的是（ ）
A．圆环受到细杆的弹力方向一定向上 B．圆环受到细杆的弹力一直变小
C．圆环做加速度增大的减速运动 D．圆环运动的时间为
二、非选择题：本题共5小题，共54分．
11．（5分）某学生实验小组利用如图所示电路测量电压表的内阻，使用的器材有：多用电表、电压表（量程，内阻十几千欧）、导线若干．实验步骤如下：
（1）将多用电表机械调零后，调到电阻“”挡，将红表笔和黑表笔短接，进行欧姆调零；
（2）将图中多用电表的红表笔与______________（填“1”或“2”）端相连，黑表笔与另一端连接；
（3）发现多用电表指针偏转角度过小，应将选择开关调到______________（填“”或“”）挡位，重新进行欧姆调零后再接入电路；
（4）若多用电表指针恰好指在中央刻度“15”的位置，电压表读数为，则由此可知电压表内阻为______________，重新欧姆调零时流经多用电表的电流为______________（结果保留2位有效数字）；
（1）调节电阻箱，记录电阻箱接入电路的阻值和相应的电流，将测得数据以为横坐标，以______________（填“”或“”）为纵坐标，经计算机拟合得到如图乙所示图像，由图线可得该电源电动势为______________，电源内阻为______________，电动势的测量值______________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值．
（2）现有两个相同规格的小灯泡，此种灯泡的特性曲线如图丙所示，将它们并联后与图甲中的电源和定值电阻相连，如图丁所示，则灯泡的实际功率为______________．
13．（11分）如图所示，坐标系的第一象限分布有垂直纸面向外的匀强磁场，在轴上的点向各个方向均匀发射速率为，质量为，电荷量为的带电粒子（不计重力）．其中，沿与轴正方向成角的方向射入第一象限内的粒子恰好垂直于轴射出．
求：（1）匀强磁场的磁感应强度的大小；
（2）粒子在轴正方向上射出的范围．（计算结果保留根式形式）
14．（11分）如图甲所示，虚线左、右两侧的空间均存在与纸面垂直的匀强磁场，右侧磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度大小恒为；左侧磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，规定垂直纸面向外为磁场的正方向．一硬质细导线做成半径为的圆环固定在纸面内，电阻为，圆心在上．求：
（1）时，圆环中的电流大小和方向；
（2）时，圆环受到的安培力大小和方向．
15．（17分）如图所示，两条足够长的平行金属导轨间距，与水平面的夹角，处于磁感应强度、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中．导轨上的两根导体棒质量分别为，电阻均为，长度均为．将棒固定，由静止释放棒，当棒达到最大速度时，棒产生的焦耳热．导轨光滑且电阻忽略不计，运动过程中两棒始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度取．
（1）求棒的最大速度大小；
（2）求从释放到达到最大速度时，棒的位移大小；
（3）若在棒上施加大小为、沿斜面向上的恒力，并将棒的固定解除，让棒同时由静止开始运动，求当棒速度时，棒的速度大小和加速度大小．
参考答案及解析
一、选择题
1．D 【解析】发现电流磁效应的科学家是奥斯特，A项错误；小磁针不能放在导线的延长线上，B项错误；安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质，C项错误；导线正下方电流的磁场由东向西，地磁场水平分量由南向北，合场为西偏北方向，D项正确．
2．C 【解析】粒子在速度选择器中受力，由此可知，电荷量变化不影响受力平衡，粒子仍做直线运动，A项错误；增大，洛伦兹力变大，粒子向上偏转，电场力做负功，粒子动能减小，C项正确；增大电场强度，电场力增大，粒子向下偏转，电场力做正功，洛伦兹力不做功，D项错误；若带负电的粒子从右侧进人，受力分析，洛伦兹力和电场力都向上，不能做直线运动，B项错误．
3．A 【解析】时间内线圈中的磁通量增大，根据楞次定律，线圈收缩来阻碍磁通量的增大，A项正确；时刻，磁场最大，磁场的变化率为0，感应电流为0，B项错误；由楞次定律判断，和时间内中感应电流方向相同，C项错误；时间内线圈中的磁通量减小，螺线管对有吸引作用，支持力小于重力G，D项错误．
4．D 【解析】北极上空的地磁场向下，A项错误；根据左手定则判断，高速粒子带负电，B项错误；由于高速粒子速度减小，由可知，半径减小，C项错误；赤道处地磁场由南向北，粒子带负电，根据左手定则判断，粒子向西偏转，D项正确．
5．D 【解析】根据右手定则判断，点电势高，A项错误；转动切割产生的感应电动势为两端的电压为电源路端电压，为，B项错误；圆盘转动过程中，产生的电功率等于安培力的功率，为，C项错误，D项正确．
6．B 【解析】根据题意，作出临界状态的轨迹如图所示．
速度为时，恰好由点射出，轨迹为Ⅰ，，根据，解得，恰好从点射出，轨迹为Ⅱ，根据几何关系可知半径，解得，故选B项．
7．C 【解析】根据安培定则可知，真空室中磁场方向竖直向上，减小电流，磁场减小，回路中磁通量减小，根据楞次定律，可知产生逆时针方向的感生电场，感生电场的大小要看磁通量的变化率的大小，A、B项错误；同理，增大电流，产生顺时针的感生电场，电子受力与电场方向相反，逆时针加速运动，C项正确；根据，半径不变，速度变大，周期变小，D项错误．
8．AD 【解析】闭合开关，电路中电流增大，瞬间变亮，由于自感线圈产生自感电动势阻碍电流的增加，缓慢变亮，电路稳定时，自感线圈相当于一个电阻，根据电路结构可知，灯泡B更亮，A项正确，B项错误；断开开关，电路中电流减小，中电流瞬间消失，由于自感线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，灯泡中的电流缓慢减小，方向不变，并流经灯泡，所以看到均缓慢熄灭，由于稳定时候灯泡的电流小于灯泡的电流，所以不会看到闪亮现象，C项错误，D项正确．
9．CD 【解析】对导体棒受力分析，可知，速度减小，减小，导体棒做加速度减小的减速运动，最后停止，A项错误；导体棒运动的整个过程中减少的动能全部转化为焦耳热，B项错误；由动量定理可得，整理为，解得，C项正确；由电荷量的定义可知
，解得，D项正确．
10．ACD 【解析】根据圆环最后停止可判断出圆环一直做加速度增大的减速运动，即摩擦力一直增大，由此可知杆对圆环的弹力也一直增大，受力分析可知，，弹力竖直向上，A、C项正确，B项错误；对圆环使用动量定理可知，，整理得，求解，D项正确．
二、非选择题
11．（2）1 （3） （4） 0.20
【解析】（2）由电压表的正负接线柱可知，电流流向如图所示，
根据电流从红接线柱流入表，从黑接线柱流出表，可知红表笔接“1”．
（3）欧姆表指针偏角小，说明被测电阻是大电阻，应该用大倍率，选“”．
（4）欧姆表的读数为电压表的内阻，；欧姆表的内阻等于中值电阻的大小，所以欧姆调零时电流．
12．（1） 3.0 2.0 等于 （2）
【解析】（1）由闭合电路欧姆定律可得，整理得，根据函数关系和图像的对应关系，可得，解得．该电路没有电表内阻影响电动势的测量值，电动势测量没有误差．
（2）用交点法求解灯泡的功率．根据电路结构和闭合电路欧姆定律可得，将该函数图像
与特性曲线画在同一坐标系中，如图所示，
读出电流．
13．（1） （2）
【解析】（1）根据题意知，带电粒子的运动轨迹垂直于轴，必然有圆心在轴上，根据半径垂直于速度，则可确定圆心，如图所示
由几何关系知粒子运动的半径
由得
由以上两式可得
（2）粒子在轴正方向出射范围的最下端点为点，设最上端点为点，如图所示
则有
根据勾股定理可得
，故粒子在轴正方向的出射范围为
（1） 顺时针
（2） 垂直于向左
【解析】（1）根据法拉第电磁感应定律，圆环中产生的感应电动势
上式中
由题图乙可知
根据闭合电路欧姆定律有
由楞次定律可知，电流为顺时针方向
（2）由于磁通量均匀变化，圆环中的电流不变，电路中电流始终为
时刻左侧磁场的磁感应强度为
圆环受到的安培力大小
联立解得
由左手定则知，方向垂直于向左
15．（1） （2） （3）
【解析】（1）当导体棒达到最大速度时，导体棒做匀速直线运动，根据受力平衡可得
根据欧姆定律可得
切割磁感线产生的感应电动势
联立可得导体棒的最大速度为
（2）由于棒电阻相等，通过的电流相等，则下滑过程中两棒产生的热量相等，根据能量守恒定律有
可得
（3）对棒受力分析可得
所以棒在沿斜面方向上系统外力矢量和为0，两棒沿斜面方向动量守恒
可解得
此时电路产生的感应电动势电流
棒受到的安培力大小为
由牛顿第二定律可得
联立解得