四川省宜宾市兴文第二中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题（Word版附解析）

这是一份四川省宜宾市兴文第二中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题（Word版附解析），共21页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

满分：100分时间：75分钟
第一部分选择题（共48分）
一、选择题（本题共11小题，1~7题每小题4分，每小题给出的四个选项中只有一个是正确的；8~11题有多个选项符合要求，全部选对得5分，不全得3分，有错选或不选得0分，共48分）
1. 计数器因射线照射，内部气体电离，在时间t内有n个二价正离子到达阴极，有2n个电子到达阳极，则计数器中的电流为（ ）
A. 0B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知，t时间内，有n个二价正离子到达阴极，有2n个电子到达探测器的阳极，则通过导体横截面的电荷量为
电流定义式为
解得计数器中的电流为
故选D。
2. 某电场的电场线分布如图所示，一带电粒子仅在静电力作用下沿图中虚线所示路径运动，先后通过M点和N点。下列说法不正确的是（ ）
A. M、N点的电场强度EM>EN
B. 粒子在M、N点的电势能EpM>EpN
C. 粒子在M、N点的电势φM>φN
D. 粒子带正电
【答案】A
【解析】
【详解】A．因N点的电场线较M点密集，可知
选项A错误；
BD．由粒子运动轨迹弯曲方向可判断出粒子受电场力方向如图，
故粒子带正电，且粒子从M到N的过程中，电场力做正功，电势能减小，因此粒子在M、N点的电势能
EpM>EpN
故BD正确；
C．沿电场线电势逐渐降低，可知粒子在M、N点的电势
φM>φN
选项C正确。
此题选择不正确的选项，故选A。
3. 如图所示，两块相互靠近彼此绝缘的平行金属板组成平行板电容器，极板N与静电计金属球相连，极板M和静电计的外壳均接地。在两板相距为d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度。在整个实验过程中，保持电容器的带电荷量Q不变，下面的操作中将使静电计指针张角变大的是（ ）
A 仅将M板向下平移
B. 仅将M板向右平移
C. 仅M、N之间插入金属板
D. 仅在M、N之间插入云母板（介电常数大于1）
【答案】A
【解析】
【详解】A．静电计能测量平行板电容器两极板间电压，平行板电容器两极板间电压越大，静电计指针张角越大。由平行板电容器的电容，仅将M板向下平移，使正对面积S减小，电容器的电容C减小，已知Q不变，由可知，平行板电容器两极板间电压增大，静电计指针张角变大，故A正确；
B．仅将M板向右平移，极板间距离d减小，电容器的电容C增大，由可知，平行板电容器两极板间电压减小，静电计指针张角减小，故B错误；
C．仅在M、N之间插入金属板，由于插入的金属板达到静电平衡后为一个等势体，这样就减小了平行板电容器两极板间有效距离d，电容器的电容C增大，由可知，平行板电容器两极板间电压减小，静电计指针张角减小，故C错误；
D．仅在M、N之间插入云母板（介电常数大于1），相对介电常数增大，电容器的电容C增大，由可知，平行板电容器两极板间电压减小，静电计指针张角减小，故D错误。
故选Ａ。
4. 金属丝电阻约为，电流表电阻约，电压表电阻约。要求金属丝两端电压从0开始，能较准确地测出电阻丝的阻值，实验电路应选用下面哪个图（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知，要求金属丝两端电压从0开始，滑动变阻器应选用分压式接入电路，由于待测电阻值与电压表和电流表内阻的关系有
即
因此电流表应选用外接方式。
故选B。
5. 如图所示，电源电动势E=7V、内阻r=2Ω，电阻R=R1=R2=5Ω，R3=10Ω，电流表为理想电表，电容器的电容C=6μF，闭合开关S，电路稳定后，下列说法正确的是（ ）

A. 电流表示数为0.67A
B. R3两端的电压为5V
C. 电容器所带的电量为3×10-5C
D. 若S断开通过R2的电荷量为
【答案】B
【解析】
【详解】A．由闭合电路欧姆定律，可得
依题意，电路稳定后，电容器所在支路断路，有
联立，解得
故A错误；
B．R3两端的电压为路端电压，即
故B正确；
C．电容器与电阻并联，极板间电压为
电容器所带的电量为
故C错误；
D．若S断开，电容器放电，相当于电源，R2与R3串联后再与R1并联，通过两支路的电流关系为
则通过R2的电荷量为
故D错误。
故选B。
6. 如图所示天平可用来测量磁场的磁感应强度。天平的右臂下面挂一个矩形线圈，底边长为，共匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面。当线圈中通有电流（方向如图所示）时，在天平两边加上质量分别为、的砝码时，天平平衡；当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为的砝码后，天平又重新平衡，重力加速度为。由此可知（ ）
A. 磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为
B. 磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为
C. 磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为
D. 磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为
【答案】C
【解析】
【详解】因为电流反向时，右边再加砝码才能重新平衡，所以此时安培力竖直向上，由左手定则判断磁场方向垂直于纸面向外。电流反向前，有
其中为线圈质量。电流反向后，有
两式联立可得
故选C。
7. 如图所示，将一质量为m，带电量为+q的小球在空间垂直纸面向里的匀强磁场中由静止释放，其运动轨迹为“ 轮摆线”，为方便分析，可将初始状态的速度（为零）分解为一对水平方向等大反向的速度v，即该运动可以分解为一个匀速直线运动1和一个匀速圆周运动2两个分运动，重力加速度为g，磁感应强度大小为B，为实现上述运动的分解，下列说法正确的是（ ）
A. 速度
B. 分运动2的半径为
C. 小球在轨迹最低点处的曲率半径为
D. 小球从释放到最低点的过程中重力势能的减少量为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．分运动1为匀速直线运动，根据平衡条件有
解得
故A错误；
B．分运动2做匀速圆周运动，可得
解得
故B错误；
C．小球在最低点的速度大小为2v，则有
且，解得
故C正确；
D．此过程只有重力做功，重力势能全部转化为动能，所以有
故D错误。
故选C。
8. 某同学设计了一个电磁冲击钻，其原理示意图如图所示，若发现钻头M突然向右运动，则可能是（ ）
A. 开关S由断开到闭合的瞬间
B. 开关S由闭合到断开的瞬间
C. 保持开关S闭合，变阻器滑片P加速向左滑动
D. 保持开关S闭合，变阻器滑片P匀速向右滑动
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】A．开关S由断开到闭合的瞬间，穿过M的磁通量变大，为阻碍磁通量变大，钻头向右运动。故A正确；
B．开关S由闭合到断开的瞬间，穿过M的磁通量减小，为阻碍磁通量的减小，钻头向左运动，故B错误；
C．保持开关S闭合，变阻器滑片P加速向左滑动，穿过M的磁通量增加，为阻碍磁通量增加，钻头向右运动。故C正确；
D．保持开关S闭合，变阻器滑片匀速向右滑动，穿过M的磁通量减小，为阻碍磁通量减小，钻头向左运动。故D错误。
故选AC。
9. 小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象： 当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为15V，内阻为0.1Ω。车灯接通电动机未启动时， 电流表示数为15A（车灯可看作不变的电阻）；电动机启动的瞬间，电流表示数达到60A，电动机的线圈电阻为0.1Ω。下列论述正确的是（ ）

A. 车灯接通电动机未启动时，车灯的功率为225W
B. 电动机启动时，车灯的功率为90W
C. 电动机启动时输出的机械功率为195W
D. 电动机启动时，电源输出的功率为540W
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据题意可知，电动机未启动时，车灯、电流表和电源串联，根据闭合电路欧姆定律可知此时的路端电压
则车灯的功率
故A错误；
B．根据欧姆定律可知，车灯的电阻
电动机启动瞬间，车灯两端电压
车灯的功率
故B正确；
C．电动机启动时，流经车灯的电流
电动机启动时，流经电动机的电流
输出的机械功率
故C错误；
D．电动机启动时，电源输出的功率为
故D正确
故选BD。
10. 如图甲所示，两点间接入电压如图乙变化的交流电源，电阻，滑动变阻器初始状态电阻为，理想变压器原、副线圈匝数比为，则（ ）
A. 若滑动变阻器时，电流表示数为
B. 若滑动变阻器滑片向右移动时，的功率逐渐减小
C. 若改变滑动变阻器阻值，使的功率最大时，此时
D. 若保持滑动变阻器不变，只改变原副线圈开数比，使功率最大时，原副线圈匝数比为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．电源的有效值
将滑动变阻器与变压器作为一个整体，则等效电阻为
若滑动变阻器时，流过原线圈的电流
根据
解得
A错误；
B．若滑动变阻器滑片向右移动时，滑动变阻器接入电阻增大，根据上述，等效电阻增大，根据
可知，通过原线圈的电流减小，根据
可知，若滑动变阻器滑片向右移动时，的功率逐渐减小，B正确；
C．变压器不消耗功率，将电阻等效为电源的内阻，当变压器等效电阻
结合上述有
时，消耗的功率最大，即若改变滑动变阻器阻值，使的功率最大时，此时
C错误；
D．根据上述，若保持滑动变阻器不变，只改变原副线圈开数比，使功率最大时，则有
解得
D正确。
故选BD。
11. 回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可以忽略不计。匀强磁场的磁感应强度为B、方向与盒面垂直。粒子源S产生的粒子质量为m，电荷量为+q，加速电压为U，则（ ）
A. 交变电压的周期等于粒子在磁场中回转周期
B. 加速电压为U越大，粒子获得的最大动能越大
C. D形盒半径R越大，粒子获得的最大动能越大
D. 磁感应强度B越大，粒子获得的最大动能越大
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．要想使粒子不断地在D型盒的缝隙中被加速，则交变电压的周期等于粒子在磁场中回转的周期，所以A正确；
BCD．根据
粒子获得的最大动能为
所以粒子获得的最大动能与加速电压的大小无关，D形盒半径R越大，磁感应强度B越大，粒子获得的最大动能越大，所以B错误；CD正确；
故选ACD。
第二部分非选择题（共52分）
注意事项：必须使用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上题目指示区域内作答。
二、实验题（共14分）
12. 在测定一根粗细均匀金属丝电阻率的实验中：
（1）某学生用螺旋测微器在测定该金属丝的直径时，测得的结果如图 1 所示，则该金属丝的直径 D＝__________mm。紧接着用游标尺上标有 20 等分刻度的游标卡尺测该金属丝的长度，测得的结果如图 2 所示，则该工件的长度 L＝_________cm。

（2）该同学先用多用电表粗测其电阻。用已经调零且选择开关指向欧姆挡“”挡位的多用电表测量，发现指针的偏转角度太大，这时他应将选择开关换成欧姆挡的“_______”档位（选填 “”或 “”），然后进行________，再次测量电阻丝的阻值，其表盘及指针所指位置如图所示：

（3）现要进一步精确测量其阻值实验室提供了下列可选用的器材：
A. 电流表（量程， 内阻约） B. 电流表（量程， 内阻约）
C. 电压表（量程， 内阻约） D. 电压表（量程， 内阻约）
E. 滑动变阻器（最大阻值为） F. 滑动变阻器（最大阻值为）
G. 电源（电动势 4V， 内阻可忽略） H. 电键、导线若干。
①为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为（只需添器材前面的字母即可）：电流表：_________；电压表：________；滑动变阻器：_______。
②下列图中给出的测量电路中，最合适的电路是_________。
A． B． C． D．
【答案】 ①. 3.204##3.205##3.206 ②. 5.015 ③. ×1 ④. 欧姆调零 ⑤. A ⑥. C ⑦. E ⑧. B
【解析】
【详解】（1）[1]螺旋测微器的精确值为，由图1可知该金属丝的直径为
[2]20分度游标卡尺的精确值为，由图2可知该工件的长度为
（2）[3][4]用“”挡位时偏转角度较大，说明金属丝电阻较小，应换用较小的“”挡，然后进行欧姆调零，再次测量电阻丝的阻值。
（3）①[5][6][7]由于电源电动势为，则电压表应选择C；由欧姆表读数可知，待测金属丝电阻约为，则有
则电流表应选择A；为了调节滑动变阻器时电压表和电流变变化灵敏，滑动变阻器选择E。
②[8]由于
可知电流表应采用外接法；为了调节方便，增大待测金属丝两端电压调节范围，滑动变阻器应采用分压接法。
故选B。
13. 某同学为了测量某一节干电池的电动势和内阻，实验室准备了下列器材：
A．待测干电池（电动势约为，内阻约为）
B．电流表（满偏电流，内阻为）
C．电流表（量程，内阻约为）
D．滑动变阻器（，额定电流为）
E．滑动变阻器（，额定电流为）
F．电阻箱（阻值为）
G．开关一个，导线若干
为了能比较准确地进行测量，根据要求回答下列问题：

（1）实验中滑动变阻器应选________。（填“”或“”）
（2）为了操作方便，需利用电流表和电阻箱改装成量程为的电压表，需_______（填“串联”或“并联”）阻值_________的电阻箱。
（3）根据题意在图甲中画出符合该同学实验要求的电路图______。
（4）如图乙所示，是同学根据正确的实验得到的数据作出的图线，其中，纵坐标为电流表G的示数，横坐标为电流表A的示数。由图可知，被测干电池的电动势为_________，内阻为_________。（结果均保留两位有效数字）
【答案】 ①. ②. 串联 ③. 900 ④. 见解析 ⑤. 1.4 ⑥. 0.67
【解析】
【详解】（1）[1]为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选择阻值较小的。
（2）[2][3]为了操作方便，需利用电流表和电阻箱改装成量程为的电压表，需串联电阻；根据串联特点有
（3）[4]电路图如图所示

（4）[5][6]忽略改装电压表的分流影响，由闭合电路欧姆定律有
可得
可知图像的纵轴截距为
解得电动势为
图像的斜率绝对值为
解得内阻为
三、计算题（写出必要的文字说明，3个小题，14题10分，15题12分，16题16分，共38分）
14. 示波器能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器部分结构如图所示，金属丝发射出来的电子（速度可忽略）被加速后从金属板的小孔穿出，从极板正中央垂直射入偏转场偏转后射出电场。已知加速电压为U1，两板间电压为U2，板间距为d，板长为L，电子的电荷量为e、质量为m。求：
（1）电子进入偏转场时的速度v0的大小；
（2）若L=d=8cm，U1=200V，U2=400V。求电子离开偏转场时偏离原入射方向的侧移距离y的大小。
【答案】（1）；（2）4cm
【解析】
【详解】（1）由动能定理得
解得
（2）水平方向上
竖直方向上
又
联立解得
15. 如图，两光滑平行金属导轨置于水平面（纸面）内，轨间距为l，左端连有阻值为R的电阻。一金属杆置于导轨上，金属杆右侧存在一磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场区域。已知金属杆以速度v0向右进入磁场区域，做匀变速直线运动，到达磁场区域右边界（图中虚线位置）时速度恰好为零。金属杆与导轨始终保持垂直且接触良好。除左端所连电阻外，其他电阻忽略不计。
（1）求金属杆运动到磁场区域正中间时的速度；
（2）求金属杆运动到磁场区域正中间时所受安培力的大小及此时电流的功率。

【答案】（1）；（2），
【解析】
【详解】（1）设磁场的长度为，金属杆在磁场中做匀变速直线运动的加速度为，则根据题意有
设金属杆运动到磁场区域正中间时的速度为，则有
解得
（2）金属杆运动到磁场区域正中间时产生的感应电动势为
此时电路中的感应电流为
此时金属杆受到的安培力的大小为
此时电流的功率为
16. （如图平面直角坐标系中，x轴上方区域存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度。原点O处有一粒子源，可在坐标平面内沿各个方向向磁场区发射比荷均为的带负电的粒子。在处垂直于x轴放置一块足够长的粒子收集板PQ，当粒子运动到收集板时即被吸收，不计粒子间相互作用和重力的影响，粒子被吸收的过程中收集板始终不带电。（）
（1）能被收集的粒子速度至少多大？
（2）设某时刻粒子源沿方向射入一系列粒子，速度大小从0到不等，至少经过多长时间有粒子到达收集板？
（3）粒子源沿各个方向均匀地向磁场区发射速度大小均为的粒子，会有两个不同方向入射的粒子在PQ上的同一位置被收集，求PQ上这种位置分布的区域长度。
【答案】（1）；（2）；（3）0.16m
【解析】
【详解】（1）由题意，粒子运动轨迹如图
临界半径为
在磁场中由洛伦兹力提供向心力，得
联立可得
（2）设速度为粒子的轨道半径为R，则
解得
如图
设该粒子击中A点
由几何关系有
解得
所有粒子的圆周运动周期均有
整理有
速度为的粒子转过圆心角为，粒子到达收集板的最短时间为
（3）初速度与轴成的粒子轨迹直径与PQ交于M，这是PQ上离P最远的亮点，
如图
解得
几何关系有
初速度与轴成的粒子轨迹与PQ相切于N，如图
有几何关系有
解得
说明N点与A点重合，可得
所求区域长度