双鸭山市第一中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试卷(含答案)

这是一份双鸭山市第一中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试卷(含答案)，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1、关于磁场下列说法正确的是( )
A.一小段通电导线在磁场中的安培力的方向就是该处的磁场方向
B.通电导线在磁场中某点不受磁场对其作用力，则该点的磁感应强度一定为零
C.宇宙射线中的β粒子（负电子）从赤道上空进入地磁场时将向西偏
D.根据定义式，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与IL成反比
2、已知a、b、c三根长直通电导线垂直于纸面放置，电流方向如图所示，ae垂直于bO且，a、b、c三根导线中电流强度均为I。已知每根导线单独存在时在O点的磁感应强度大小为B，则O点处的合磁感应强度大小为( )
A.0B.BC.D.
3、如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两极板间的电场强度，表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则下列说法正确的是( )
A.电容器的电容C减小B.静电计指针的偏角θ减小
C.点电荷在P点的电势能减小D.两极板间的电场强度E减小
4、如图所示，直线A为电源的图线，直线B和C分别为电阻的图线。现用该电源分别与组成闭合电路甲和乙。由图象一定能确定的是( )
A.电阻B.电源输出功率
C.电源内阻消耗的功率D.电源效率
5、如图所示，在第Ⅰ象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速率与x轴成30°角的方向从坐标原点射入磁场，则正、负电子在第Ⅰ象限磁场中运动的时间之比为( )
A.1:2B.2:1C.1:3D.1:1
6、一带负电的粒子以一定的初速度进入点电荷Q产生的电场中，A、B是其运动轨迹上的两点，C为AB的中点。其中A点的场强方向与AB连线成60°角；B点的场强方向与AB连线成30°角，如图所示。若粒子只受电场力的作用，下列说法正确的是( )
A.点电荷Q带负电
B.AB两点电势差是AC两点电势差的2倍
C.该粒子在A点的加速度大小等于在B点加速度大小的3倍
D.该粒子在A点的动能小于在B点的动能
二、多选题
7、在如图所示电路中，电源内阻不可忽略，导线电阻不计，电流表、电压表均为理想电表。开关S闭合后，在滑动变阻器的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中，下列说法正确的是( )
A.电流表的示数增大B.电压表的示数增大
C.电源的内阻消耗的热功率减小D.电容器C贮存的电量减小
8、一带正电微粒仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能随位移x变化的关系如图所示，其中段是曲线，段是平行于x轴的直线，段是倾斜直线，则下列说法正确的是( )
A.段电势逐渐升高
B.段微粒做加速度逐渐减小的加速运动
C.段电场强度为零
D.段的电势沿x轴正方向均匀减小
9、不计重力的负粒子能够在如图所示的正交匀强电场和匀强磁场中匀速直线穿过。设产生匀强电场的两极板间电压为U，距离为d，匀强磁场的磁感应强度为B，粒子的电荷量为q，进入速度为v，以下说法正确的是( )
A.若同时增大U和B，其他条件不变，则粒子一定能够直线穿过
B.若同时减小d和增大v，其他条件不变，则粒子可能直线穿过
C.若粒子向下偏，能够飞出极板间，则粒子动能一定减小
D.若粒子向下偏，能够飞出极板间，则粒子的动能有可能不变
10、如图所示为一圆形区域的匀强磁场，在O点处有一放射源，沿半径方向射出速率为v的不同带电粒子，其中带电粒子1从A点飞出磁场，带电粒子2从B点飞出磁场，不考虑带电粒子的重力。则( )
A.带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷的比值为3:1
B.带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷的比值为
C.带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间的比值为2:3
D.带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间的比值为2:1
三、计算题
11、如图所示，长为0.3m、质量为0.2kg的导体棒ab，置于倾角为37°的光滑斜面上，导体棒与斜面的水平底边始终平行，已知导体棒通以从b向a的电流，电流为1A，重力加速度（）
（1）若匀强磁场方向竖直向上，为使导体棒静止在斜面上，求磁感应强度B的大小；
（2）若匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，求磁感应强度的最小值和对应的方向。
12、一微型直流电动机M（其线圈内阻）与规格为“4V，4W”的小灯泡L并联再与阻值为的电阻串联，然后接至电动势、内阻的电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常运转，此时电动机拉着重物匀速上升，重物的速度（g取）求：
（1）流过电阻的电流和电源的总功率
（2）电动机的输出功率和该重物的质量m
13、如图为示波器的原理示意图，质量为m、带电量为的粒子从加速电压为的电场正极板O点由静止释放，并沿中央轴线进入到偏转电场中，最后打到荧光屏上。已知偏转电场两板间距为d、板长为L，偏转电场右端到荧光屏的距离也为L，不计带电粒子的重力，求：
（1）粒子进入偏转电场时的速度；
（2）若粒子恰能从下极板的边缘离开偏转电场，求两偏转板板间的电势差U；
（3）带电粒子打到荧光屏上偏离中心的最大距离Y。
14、如图所示，坐标平面第I象限内存在水平向左的匀强电场，在y轴左侧区域存在宽度为的垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B(大小可调节)。现有比荷为的带正电粒子从x轴上的A点以初速度垂直x轴射入电场，然后从y轴上的P点进入磁场，已知，，不计重力。求：
（1）电场强度的大小和粒子经过P点时的速度v的大小；
（2）要使粒子不从CD边界射出，则磁感应强度B的取值范围；
（3）在（2）磁感应强度B最小的情况下，带电粒子在磁场中运动的时间(不考虑粒子二次进入磁场的情况)。
四、实验题
15、某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：
A.被测干电池一节
B.电流表：量程，内阻约为0.3Ω
C.电流表：量程，内阻约为0.1Ω
D.电压表：量程，内阻约为2kΩ
E.电压表：量程，内阻约为15 kΩ
F.滑动变阻器：，额定电流2A
G.滑动变阻器：，额定电流1A
H.开关、导线若干
伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差。在现有器材的条件下，要求尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
（1）则滑动变阻器应选______，电流表应选________，电压表应选________（均填器材前的字母代号）
（2）请在方框中画出实验电路图________。
（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图所示的图象，干电池的电动势________V，内电阻_________Ω。（结果均保留两位小数）
（4）实验中需要考虑电压表内阻的影响导致的系统误差，干电池电动势的测量值______真实值，内阻的测量值_______真实值。（均选填“大于”、“小于”或“等于”）
16、如图甲所示为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中，为定值电阻，为欧姆调零电阻；表头G的满偏电流为500μA，内阻为。虚线圆框内为选择开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电流1mA挡，是电源，分别对应欧姆挡，直流电压3V挡。该多用电表刻度盘上电阻刻度的中间值为15。
（1）图中的B端与_______（填“红”或“黑”）色表笔相连接；
（2）根据题给条件可得________Ω，________Ω；
（3）某次测量选择开关选择挡时发现多用电表指针偏角过小。换挡重新欧姆调零之后，指针位置如图乙所示，此时多用电表读数为________Ω；
（4）根据图乙中的信息，可以得出的电动势为_______V。
参考答案
1、答案：C
解析：A.根据左手定则可知，某处磁感应强度的方向与一小段通电导线放在该处时所受磁场的安培力方向垂直，故A错误；
B.一小段通电导线在磁场中某点，不受磁场力的作用，该点的磁感应强度不一定为零，也可能是由于通电导线与磁场平行，故B错误；
C.宇宙射线中的粒子（负电子）从赤道上空进入地磁场时，根据左手定则可以判断，将向预偷，故C正确；
D.定义式是比值定义式，磁场中某点的磁感应强度B与F无关，与IL无关，故D错误。
故选C。
2、答案：C
解析：
3、答案：B
解析：A.由题意，若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离，则根据
可知电容C增大，A错误；
B.由于电容器所带电量不变，则根据
可得电容器极板间的电压减小，则静电计指针偏角θ减小，B正确；
CD.根据
可得
可知电容器两极板间电场强度不变:由于电容器下极板接地，电势为零，且P点离下极板的距离保持不变，根据
可知P点与下极板的电势差不变，P点的电势不变，根据
知不变，CD都错误；
故选B。
4、答案：C
解析：A.由图可知：，且，可知，故A错误；
B.两图线的交点表示该电阻接在该电源上时工作状态，，由图中面积不能判定，故B错误；
C.两种电路中电源内阻消耗的功率分别为：
，由于，故，故C正确；
D.电源的效率为：，效率与路端电压成正比，接在电源上时路端电压大，效率高，故D错误；
故选：C。
5、答案：B
解析：正电子进入磁场后，在洛伦兹力作用下向上偏转，而负电子在洛伦兹力作用下向下偏转，两个离子都以与y轴成30°角的方向从原点射入磁场，两个离子在磁场中均做匀速圆周运动，根据几何知识可知，正电子轨迹圆弧对应的圆心角为120°，而负电子轨迹圆弧对应的圆心角为60°，两个电子运动的周期相同，根据，θ是轨迹对应的圆心角，则知正、负电子运动时间之比是2:1，故B正确，故ACD错误。
故选B。
6、答案：C
解析：
7、答案：AD
解析：AB.电容器在电路中相当于断路，根据电路图可知，该电路为串联电路，定值电阻R与滑动变阻器串联，根据闭合电路的欧姆定律有
当滑动变阻器的滑动触头从由a向b缓慢滑动的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，从而使总电阻减小，导致电路中电流始终增大，电流表得示数变大，因此电路中的内电压
增大，而由
可知，外电压减小，但定值电阻两端的电压
随着电流的增大而增大，而
可知，两端的电压始终减小，根据电路图可知，电压表测得是两端得电压，因此，电压表的示数减小，故A正确，B错误；
C.电源内阻消耗的热功率
由于电流增大，则可知电源内阻消耗的热功率增大，故C错误；
D.根据电路图可知，电容器两端的电压等于电压表所测电压，即等于滑动变阻器两端的电压，而滑动变阻器两端的电压减小，则可知电容器两端的电压减小，根据
可知，电容不变，电压减小，则电容器所带电荷量减小，故D正确。
故选AD。
8、答案：ACD
解析：电势能，由于粒子带正电，段电势能变大，所以电势升高，A正确；根据电场力做功与电势能关系可知，图象的切线斜率表示电场力，段图象的切线斜率逐渐变小，电场力逐渐减小，加速度逐浙变小，由于电势能增加，电场力做负功，则粒子做减速运动，即粒子做加速度逐渐减小的减速运动，B错误；段图象的切线斜率为零，电场力为零，场强为零，C正确；段电势能均匀减小，粒子带正电，所以电势沿x轴正方向均匀减小，D正确.
9、答案：BC
解析：A、若同时增大U和B，其他条件不变，虽然使得电场力与洛伦兹力均增大，但两者不一定相等，所以粒子可能做直线运动，也可能做曲线运动，故A错误；
B、若同时减小d和增大v，其他条件不变，则会有电场力与洛伦兹力均增大，但两者不一定相等，所以粒子可能做直线运动，所以B选项是正确的；
C、若粒子向下偏，能够飞出极板间，则电场力做负功，因为洛伦兹力不做功，所以导致动能一定减小。所以C选项是正确的；
D、若粒子向下偏，能够飞出极板间，则电场力做负功，因为洛伦兹力不做功，所以导致动能一定减小。故D错误；
所以BC选项是正确的。
10、答案：AC
解析：AB.设磁场的半径为R，粒子在磁场中做圆周运动，粒子运动轨迹如下图所示。由几何知识可知，粒子做圆周运动转过的圆心角分别是，
。设粒子的运动轨道半径为，则
粒子在磁场中做圆周运动由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
则
则粒子1与粒子2的比荷之比为
故A正确，B错误；
CD.粒子运动的周期为，则粒子运动的时间为
则带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间之比为
故C正确，D错误；
故选AC。
11、答案：（1）5T（2）4T；B垂直于斜面向上
解析：（1）若匀强磁场方向竖直向上，为使导体棒静止在斜面上，根据共点力平衡特点得
解得
（2）导体棒受竖直向下的重力和垂直斜面向上的支持力，根据三角形定则可知，当安培力沿斜面向上时，安培力最小，则
解得
根据左手定则可知B垂直于斜面向上
12、答案：（1）3A，66W（2）6W，1kg
解析：（1）根据题意，设流过电阻R的电流为I，由闭合回路欧姆定律有
由于灯泡正常发光，则
解得
电源的总功率为
（2）根据题意，由公式可得，流过灯泡的电流为
由于电动机和灯泡并联，则有
电动机的输出功率
电动机拉着重物匀速上升，则有
解得
13、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）根据动能定理可得
解得
（2）粒子恰能从下极板的边缘离开偏转电场时，带电粒子做类平抛运动水平方向有
竖直方向有
根据牛顿第二定律可知
由电场强度与电势差的关系可得
联立上式可得
（3）带电粒子从下极板的边缘离开偏转电场时打到荧光屏上偏离中心的最大距离，根据几何关系为
解得
14、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，由运动学规律可知：；
解得：
由动能定理可知：
解得
（2）设带电粒子经过P点时的速度与y轴夹角为θ，则
解得
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则
做出粒子的运动轨迹
根据几何关系可得：，
所以解得，
（3）带电粒子在磁场中运动的时间为，
解得
15、答案：（1）F；B；D
（2）
（3）1.48；2.40
（4）小于；小于
解析：（1）一节干电池电动势约为1.5V，所以电压表应选择D；电动势较小，回路电流较小，故电流表选择量程较小的B；滑动变阻器G最大阻值过大，不利于调节电压表和电流表示数发生明显变化，所以滑动变阻器应选F。
（2）因为电源内阻很小，电流表内阻也很小，所以为了减小电流表带来的系统误差，选择电流表相对电源外接法，电路图如下
（3）根据图甲所示电路图，由闭合电路的欧姆定律得
由图丙所示图象可知，干电池的电动势
内电阻
（4）由图示可知，伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法，由于电压表分流作用，电流表测量值偏小，当外电路短路时，电流测量值等于真实值，电源的图象如图所示
由图象可知，电动势测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值。
16、答案：（1）黑（2）20；2990（3）1100（4）1.5
解析：（l）多用电表电流红进黑出，根据内部电源的正负极可知，B端与黑表笔相连接。
（2）直流电流1mA挡对应开关旋钮1，则有
解得
直流电压3V挡对应开关旋钮5，则
（3）欧姆表读数从右往左读，指针从左往右偏，当发现多用电表指针偏角过小，表示示数较大，所以需要换成大挡位挡，此时多用电表读数为1100Ω。
（4）由题可知，对应的是挡，此时，由闭合电路欧姆定律得