还剩16页未读，
继续阅读
湖北省武汉市第三中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题（Word版附解析）
展开
这是一份湖北省武汉市第三中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题（Word版附解析），共19页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1. 如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图如果加速电压减小，那么粒子最终的最大动能也会减小
B. 乙图可通过增加匀强磁场的磁感应强度来增大电源电动势
C. 丙图可以判断出带电粒子的电性，粒子只能从左侧沿直线匀速通过速度选择器
D. 丁图中产生霍尔效应时，稳定时一定是D侧面电势高
【答案】B
【解析】
【详解】A．粒子在磁场中满足
设回旋加速器D型盒的半径为R，可推导出粒子的最大动能为
由此可知，粒子的最大动能为加速电压无关，故A错误；
B．当磁流体发电机达到稳定时，电荷在A、B板间受到的电场力和洛伦兹力平衡，即
得电源电动势为
由此可知，增加匀强磁场的磁感应强度来增大电源电动势，故B正确；
C．粒子从左侧沿直线匀速通过速度选择器时，电场力与洛伦兹力方向相反，但无法确定粒子的电性，故C错误；
D．若载流子带负电，洛伦兹力指向D板，载流子向D板聚集，D板电势低，故D错误。
故选B。
2. 如图所示，在直角三角形ABC的B、C处分别有垂直于三角形平面的通电长直导线，导线中电流的大小相等，方向相反，∠ABC=30°，D为AB边中点，已知C处的电流在D点产生的磁场磁感应强度大小为B0，则D点的磁感应强度大小为（ ）
A. 0B. B0C. D. 2B0
【答案】C
【解析】
【详解】如图
C处的电流在D点产生的磁场磁感应强度大小B0，方向与CD垂直；B处的电流在D点产生的磁场磁感应强度大小B1，方向与AB垂直；由于D点到B、C点的距离相等，则
由数学知识可知与的夹角为，则D点的磁感应强度大小为
故选C。
3. 将面积为的圆面放入水平向右的匀强磁场中，圆面与磁感线之间的夹角为，如图所示，若穿过该圆面的磁通量为，则此匀强磁场的磁感应强度B应等于（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题可得，穿过该圆面的磁通量为
则此匀强磁场的磁感应强度B为
故选B。
4. 高压直流输电是利用稳定的直流电具有无感抗、容抗影响小、无同步问题等优点而采用的大功率远距离输电方式。沈阳徐家变电所----沈本新城高压直流输电工程就采用了这种输电方式。其中有一段东西走向的水平输电线，电流方向由西到东，该处地磁场所受安培力的方向是：（ ）
A. 竖直向上B. 斜向上，且偏北
C. 竖直向下D. 斜向下，且偏南
【答案】D
【解析】
【详解】根据地磁场的特点可知，沈阳附近处的磁场方向向北偏下，根据左手定则可知电流受到的安培力方向斜向上，且偏北，由牛顿第三定律判断地磁场受力的方向为斜向下，且偏南，故ABC错误，D正确；
故选D。
5. 均匀带正电的薄圆盘的右侧，用绝缘细线 A、B 悬挂一根水平通电直 导线 ab，电流方向由 a 到 b，导线平行于圆盘平面。现圆盘绕过圆心的水 平轴沿如图所示方向匀速转动，细线仍然竖直，与圆盘静止时相比，下 列说法正确的是（ ）
A. 细线所受弹力变小
B. 细线所受弹力不变
C. 细线所受弹力变大
D. 若改变圆盘转动方向，细线所受弹力变大
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．圆盘绕过圆心的水平轴沿如图所示方向匀速转动，产生环形电流，在导体棒ab处会产生磁场，根据右手螺旋定则可知，磁场垂直于ab向右，根据左手定则可知，受到的安培力竖直向下，根据共点力平衡可知，细线所受到的弹力变大，选项AB错误，C正确。
D．同理可知，若改变圆盘转动方向，圆盘在ab导线处产生的磁场向左，导线所受安培力变为向上，则细线所受弹力变小，选项D错误。
故选C。
6. 如图所示、电源电动势内阻不计，电阻，，，电容器电容，下列说法正确的是（ ）
A. S断开时电容器的电压为
B. S断开时电容器a极板带负电
C. S闭合至电路稳定的过程中，电流表中有向下的电流
D. S闭合电路稳定后，电容器所带电荷量为
【答案】D
【解析】
【详解】A．S断开时，两端电压为
电容器的电压为
A错误；
B．S断开时，电源顺时针给电容器充电，所以电容器a极板带正电，B错误；
C．S闭合前，a极板带正电；S闭合后，电容器与并联，电容器a极板带负电，电流表中有向上的电流流过，C错误；
D．干路电流为
电容器的电压为
电容器的电量为
解得
D正确。
故选D。
7. 如图连接电动机的电路，闭合开关，当滑动变阻器的触头从一端滑到另一端的整个过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化清况如图乙所示，已知当电流小于时，电动机不会发生转动，若不考虑电表对电路的影响，则（ ）
A. 该电动机的内阻为
B. 该电路中电源的电动势为
C. 此电路中，电动机的最大输出功率为
D. 若电动机能转动，需要调节滑动变阻器阻值小于
【答案】D
【解析】
【详解】A．当电流小于0.2A时，电动机不会发生转动，为纯电阻，则该电动机内阻为
选项A错误；
B．根据
E=U2+Ir
当U2=3.4V时I=0.1A；当U2=3.0V时I=0.3A；带入方程解得该电路中电源的电动势为
r=2Ω
选项B错误；
C．此电路中，电动机的最大输出功率为
选项C错误；
D．当电动机两端电压超过U1=0.8V时电动机开始转动，此时电路中的电流为I=0.2A，则由电路可知
解得
即若电动机能转动，需要调节滑动变阻器阻值小于，选项D正确。
故选D。
8. 某种小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示,三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路,电源的内阻为1.0 Ω．现闭合开关S,理想电压表V的示数为4.0 V,则( )
A. 三个灯泡的总电阻为8.3 Ω
B. 电源的电动势为5.6 V
C. 电源消耗的热功率为3.0 W
D. 电源的效率为89.3%
【答案】ABD
【解析】
【详解】A项：电压表的示数为：U1=4V，由U-I图象得到干路中灯泡的电流为：I1=0.6A，该灯泡的电阻为：，另外两个并联灯泡的电流均为：I2=0.3A，再根据U-I图象得到电压为：U2=1V，则并联电阻为：，故三个灯泡的总电阻为：R=R1+R并≈8.3Ω，故A正确；
B项：电源的电动势为：E=U1+U2+I1r=4+1+0.6×1=5.6V，故B正确；
C项：电源消耗的热功率为：，故C错误；
D项：电源的效率为：，故D正确．
9. 如图所示，圆心为O、半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。氦核（） 和质子（）先后从A 点沿AO的方向射入磁场，均从C点射出磁场，OA与OC的夹角为106°。氦核（）的质量为 、 电荷量为，不计粒子的重力，sin53°=0.8，下列说法正确的是（ ）
A. 质子与氦核在磁场中运动的时间相等
B. 氦核在磁场中运动的时间是质子的2 倍
C. 氦核（ e） 的速度大小为
D. 质子（） 的速度大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．作出质子（）和氦核（）在磁场中的运动轨迹，如图所示
根据题意可知质子（）和氦核（）在磁场中运动的圆心角相等，运动周期为
运动时间为
可知氦核（）和质子（）在磁场中运动的时间之比为
故A错误，B正确；
CD．对质子（）和氦核（），根据几何关系可得
由
可得氦核（）的速度大小为
由于质子的质量和电荷量分别为
，
则质子（）的速度大小为
故C正确，故D错误。
故选BC。
10. 如图所示，在真空中竖直平面（纸面）内边长为L的正方形ABCD区域，存在方向沿CB（水平），大小为E的匀强电场和方向垂直纸面的匀强磁场（图中未画出）。一带电小球以的速率从A点沿AC方向射入正方形区域，恰好能沿直线运动。（g为重力加速度）下列说法正确的是（ ）
A. 该小球可能带正电，也可能带负电
B. 磁场的磁感应强度方向一定垂直纸面向里
C. 该小球的比荷为
D. 若电场的电场强度大小不变、方向变为竖直向上，该小球从C点沿CA方向以速率射入正方形区域，则小球将从B点射出
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB．小球做直线运动，说明小球受力平衡，根据受力分析可知，小球一定带正电，磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里，故B正确，A错误；
C．根据共点力平衡可知
解得
故C正确；
D．由物体的平衡条件有
（其中）
qE=mg
电场电场强度大小不变、方向变为竖直向上后，电场力与重力平衡，小球沿逆时针方向做匀速圆周运动，设轨道半径为r，有
解得
根据几何关系可知，小球将从B点射出，故D正确。
故选BCD。
二、实验题: （本题共2小题,第11题6分,第12题 10分, 共16分）
11. 某兴趣小组尝试测量某电源的电动势和内阻：
（1）已知电源内阻比较小，移动滑动变阻器滑片时，为了使电压表示数变化比较明显，该小组同学在思考后将的定值电阻串入图甲电路中的________（选填“A”或“B”）， 可以解决该问题。
（2）根据（1）问中选择的电路，多次调节滑动变阻器R阻值，读出相应的电压表和电流表示数U和I，将测得的数据描绘出如图乙所示的图像，蓄电池的内阻________（此空结果保留两位有效数字）
（3）该小组同学根据（1）问中选择的电路，分析了实验中由电表内阻引起的实验误差。下图中，实线是根据本实验的数据描点作图得到的图像：虚线是该电源在没有电表内阻影响的理想情况下所对应的图像，则可能正确的是_________。
【答案】 ①. A ②. 2.0 ③. B
【解析】
【详解】（1）[1]根据闭合电路欧姆定律可得
由于r太小，U值变化较小，所以串联电阻应置于干路。
故选A。
（2）[2]A图中，根据闭合电路欧姆定律可得
结合图线可知，纵截距表示电动势，即
斜率绝对值为
可得蓄电池的内阻为
（3）[3]由电路图可知，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，因此虚线在实线的上方，当电压表示数为零时，电流测量值与真实值相等，因此虚线与实线在轴相交。
故选B。
12. 实验室中常用指针式多用电表作为测量仪器。
（1）如图所示为多用电表原理示意图，虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能，关于此多用电表，下列说法中正确的是____________（选填选项前面的字母）
A.当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔
B.当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
C.当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
D.当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
（2）用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图所示：
①若所选挡位为直流10A挡，则示数为__________A；
②若所选挡位为电阻挡，则示数为__________Ω。
（3）用表盘如图所示的多用电表正确测量了一个约为150Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约为2kΩ的电阻，在用红黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号_____________
A.将红表笔和黑表笔接触
B.把选择开关旋至“”位置
C.把选择开关旋至“”位置
D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
（4）某小组的同学发现欧姆表的表盘刻度不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值Rx关系，他们分别画出了如图所示的图像，其中可能正确的是__________（选填选项下面的字母）
A. B. C. D.
【答案】 ①. CD ②. 4.2 ③. 1900 ④. BAD ⑤. AC
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1] A．当S接触点3时,表头与分压电阻串联，此时多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，故A错误；
BC．当S接触点2时,表头与电源相连，此时多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，故B错误，C正确；
D．当S接触点1时,表头与分流电阻并联，此时多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，故D正确。
故选CD。
（2）[2][3]由图可知直流10A挡读数为4.2A、电阻挡，则示数为。
（3）[4]把选择开关旋至“”位置，将红表笔和黑表笔接触，调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点，故实验步骤的顺序为：BAD。
（4）[5]根据闭合电路欧姆定律
则有
故选AC。
三、解答题（共 44分）
13. 如图所示，两根倾斜直金属导轨MN、PQ平行放置，它们所构成的轨道平面与水平面之间的夹角θ=37°，两轨道之间的距离L=0.50m。一根质量 的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，且接触良好，整套装置处于与杆垂直的匀强磁场中。在导轨的上端接有电动势E=36V、内阻r=1.6Ω的直流电源和电阻箱R。当电阻箱接入电路中的电阻时，金属杆静止在轨道上。已知导轨与金属杆的电阻均可忽略不计，忽略一切摩擦阻力，，，重力加速度 。
（1）如果磁场方向竖直向下，求满足条件的磁感应强度的大小；
（2）如果磁场的方向可以随意调整，求满足条件的磁感应强度的最小值及方向。
【答案】（1）0.3T；（2）0.24T，方向垂直于轨道平面斜向下
【解析】
【详解】（1）磁场的方向向下，由左手定则可知，ab棒受到的安培力的方向水平向右，受力如图所示
电流为
根据
可得磁感应强度为
（2）当安培力方向与支持力的方向垂直时，安培力最小，磁感应强度最小；则有
可知磁感应强度的最小值为
根据左手定则知，磁感应强度方向垂直于轨道平面斜向下
14. 如图所示，在直角坐标系xOy中，00的区域内存在沿方向的匀强电场，场强大小相等。在y>d的某区域内存在垂直于坐标平面向外的矩形匀强磁场，其边界平行于x轴和y轴。一质量为m、带电荷量q的带正电粒子从坐标原点以平行于y轴的初速度射入电场，然后从点P离开电场，运动一段时间后进入矩形匀强磁场，从磁场的下边界射出磁场，一段时间后再次从点Q进入电场，在电场的作用下粒子恰好回到坐标原点。已知匀强磁场的磁感应强度大小，不计粒子受到的重力。求：
（1）匀强电场强度大小；
（2）粒子在磁场中的运动时间；
（3）矩形匀强磁场的最小面积。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，由O运动到P，竖直方向有
水平方向有
根据牛顿第二定律有
解得
（2）根据题意，粒子运动轨迹如图所示
在P点，水平速度
解得
则粒子到达P点的的速度
方向与y轴正方向的夹角
设带电粒子在磁场中运动的周期为T，则
粒子在磁场中的运动时间为
解得
（3）由牛顿第二定律有
粒子在磁场中的运动半径为
由（2）分析轨迹图，根据几何关系可得，磁场的最小面积为
15. 如图所示，带电平行金属板PQ和MN之间的距离为d；两金属板之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．如图建立坐标系，x轴平行于金属板，与金属板中心线重合，y轴垂直于金属板．区域I的左边界在y轴，右边界与区域II的左边界重合，且与y轴平行；区域II的左、右边界平行．在区域I和区域II内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小均为B，区域I内的磁场垂直于Oxy平面向外，区域II内的磁场垂直于Oxy平面向里．一电子沿着x轴正向以速度v0射入平行板之间，在平行板间恰好沿着x轴正向做直线运动，并先后通过区域I和II．已知电子电量为e，质量为m，区域I和区域II沿x轴方向宽度均为．不计电子重力．
（1）求两金属板之间电势差U；
（2）求电子从区域II右边界射出时，射出点纵坐标y；
（3）撤除区域I中的磁场而在其中加上沿x轴正向的匀强电场，使得该电子刚好不能从区域II的右边界飞出．求电子两次经过y轴的时间间隔t．
【答案】（1）；（2）；（3）．
【解析】
【详解】（1）电子在平行板间做直线运动，电场力与洛伦兹力平衡即
，
所以
；
（2）如图所示，
电子进入区域I做匀速圆周运动，向上偏转，洛伦兹力提供向心力：
所以：
，
设电子在区域I中沿着y轴偏转距离为 y0，区域I的宽度为b（b=），则
，
代入数据，解得：
，
电子在两个磁场中有相同的偏转量。
电子从区域II射出点的纵坐标：
；
（3）电子刚好不能从区域II的右边界飞出，说明电子在区域II中做匀速圆周运动的轨迹恰好与区域II的右边界相切，圆半径恰好与区域II宽度相同．电子运动轨迹如下图所示．
设电子进入区域II时的速度为，则 ，所以
，
电子通过区域I的过程中，向右做匀加速直线运动， 此过程中平均速度：
，
电子通过区域I时间（b为区域I的宽度）
解得：
，
电子在区域II中运动了半个圆周，设电子做
圆周运动的周期为T，则
，
电子在区域II中运动的时间：
，
电子反向通过区域I的时间仍为．
所以， 电子两次经过y轴的时间间隔：
1. 如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图如果加速电压减小，那么粒子最终的最大动能也会减小
B. 乙图可通过增加匀强磁场的磁感应强度来增大电源电动势
C. 丙图可以判断出带电粒子的电性，粒子只能从左侧沿直线匀速通过速度选择器
D. 丁图中产生霍尔效应时，稳定时一定是D侧面电势高
【答案】B
【解析】
【详解】A．粒子在磁场中满足
设回旋加速器D型盒的半径为R，可推导出粒子的最大动能为
由此可知，粒子的最大动能为加速电压无关，故A错误；
B．当磁流体发电机达到稳定时，电荷在A、B板间受到的电场力和洛伦兹力平衡，即
得电源电动势为
由此可知，增加匀强磁场的磁感应强度来增大电源电动势，故B正确；
C．粒子从左侧沿直线匀速通过速度选择器时，电场力与洛伦兹力方向相反，但无法确定粒子的电性，故C错误；
D．若载流子带负电，洛伦兹力指向D板，载流子向D板聚集，D板电势低，故D错误。
故选B。
2. 如图所示，在直角三角形ABC的B、C处分别有垂直于三角形平面的通电长直导线，导线中电流的大小相等，方向相反，∠ABC=30°，D为AB边中点，已知C处的电流在D点产生的磁场磁感应强度大小为B0，则D点的磁感应强度大小为（ ）
A. 0B. B0C. D. 2B0
【答案】C
【解析】
【详解】如图
C处的电流在D点产生的磁场磁感应强度大小B0，方向与CD垂直；B处的电流在D点产生的磁场磁感应强度大小B1，方向与AB垂直；由于D点到B、C点的距离相等，则
由数学知识可知与的夹角为，则D点的磁感应强度大小为
故选C。
3. 将面积为的圆面放入水平向右的匀强磁场中，圆面与磁感线之间的夹角为，如图所示，若穿过该圆面的磁通量为，则此匀强磁场的磁感应强度B应等于（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题可得，穿过该圆面的磁通量为
则此匀强磁场的磁感应强度B为
故选B。
4. 高压直流输电是利用稳定的直流电具有无感抗、容抗影响小、无同步问题等优点而采用的大功率远距离输电方式。沈阳徐家变电所----沈本新城高压直流输电工程就采用了这种输电方式。其中有一段东西走向的水平输电线，电流方向由西到东，该处地磁场所受安培力的方向是：（ ）
A. 竖直向上B. 斜向上，且偏北
C. 竖直向下D. 斜向下，且偏南
【答案】D
【解析】
【详解】根据地磁场的特点可知，沈阳附近处的磁场方向向北偏下，根据左手定则可知电流受到的安培力方向斜向上，且偏北，由牛顿第三定律判断地磁场受力的方向为斜向下，且偏南，故ABC错误，D正确；
故选D。
5. 均匀带正电的薄圆盘的右侧，用绝缘细线 A、B 悬挂一根水平通电直 导线 ab，电流方向由 a 到 b，导线平行于圆盘平面。现圆盘绕过圆心的水 平轴沿如图所示方向匀速转动，细线仍然竖直，与圆盘静止时相比，下 列说法正确的是（ ）
A. 细线所受弹力变小
B. 细线所受弹力不变
C. 细线所受弹力变大
D. 若改变圆盘转动方向，细线所受弹力变大
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．圆盘绕过圆心的水平轴沿如图所示方向匀速转动，产生环形电流，在导体棒ab处会产生磁场，根据右手螺旋定则可知，磁场垂直于ab向右，根据左手定则可知，受到的安培力竖直向下，根据共点力平衡可知，细线所受到的弹力变大，选项AB错误，C正确。
D．同理可知，若改变圆盘转动方向，圆盘在ab导线处产生的磁场向左，导线所受安培力变为向上，则细线所受弹力变小，选项D错误。
故选C。
6. 如图所示、电源电动势内阻不计，电阻，，，电容器电容，下列说法正确的是（ ）
A. S断开时电容器的电压为
B. S断开时电容器a极板带负电
C. S闭合至电路稳定的过程中，电流表中有向下的电流
D. S闭合电路稳定后，电容器所带电荷量为
【答案】D
【解析】
【详解】A．S断开时，两端电压为
电容器的电压为
A错误；
B．S断开时，电源顺时针给电容器充电，所以电容器a极板带正电，B错误；
C．S闭合前，a极板带正电；S闭合后，电容器与并联，电容器a极板带负电，电流表中有向上的电流流过，C错误；
D．干路电流为
电容器的电压为
电容器的电量为
解得
D正确。
故选D。
7. 如图连接电动机的电路，闭合开关，当滑动变阻器的触头从一端滑到另一端的整个过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化清况如图乙所示，已知当电流小于时，电动机不会发生转动，若不考虑电表对电路的影响，则（ ）
A. 该电动机的内阻为
B. 该电路中电源的电动势为
C. 此电路中，电动机的最大输出功率为
D. 若电动机能转动，需要调节滑动变阻器阻值小于
【答案】D
【解析】
【详解】A．当电流小于0.2A时，电动机不会发生转动，为纯电阻，则该电动机内阻为
选项A错误；
B．根据
E=U2+Ir
当U2=3.4V时I=0.1A；当U2=3.0V时I=0.3A；带入方程解得该电路中电源的电动势为
r=2Ω
选项B错误；
C．此电路中，电动机的最大输出功率为
选项C错误；
D．当电动机两端电压超过U1=0.8V时电动机开始转动，此时电路中的电流为I=0.2A，则由电路可知
解得
即若电动机能转动，需要调节滑动变阻器阻值小于，选项D正确。
故选D。
8. 某种小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示,三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路,电源的内阻为1.0 Ω．现闭合开关S,理想电压表V的示数为4.0 V,则( )
A. 三个灯泡的总电阻为8.3 Ω
B. 电源的电动势为5.6 V
C. 电源消耗的热功率为3.0 W
D. 电源的效率为89.3%
【答案】ABD
【解析】
【详解】A项：电压表的示数为：U1=4V，由U-I图象得到干路中灯泡的电流为：I1=0.6A，该灯泡的电阻为：，另外两个并联灯泡的电流均为：I2=0.3A，再根据U-I图象得到电压为：U2=1V，则并联电阻为：，故三个灯泡的总电阻为：R=R1+R并≈8.3Ω，故A正确；
B项：电源的电动势为：E=U1+U2+I1r=4+1+0.6×1=5.6V，故B正确；
C项：电源消耗的热功率为：，故C错误；
D项：电源的效率为：，故D正确．
9. 如图所示，圆心为O、半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。氦核（） 和质子（）先后从A 点沿AO的方向射入磁场，均从C点射出磁场，OA与OC的夹角为106°。氦核（）的质量为 、 电荷量为，不计粒子的重力，sin53°=0.8，下列说法正确的是（ ）
A. 质子与氦核在磁场中运动的时间相等
B. 氦核在磁场中运动的时间是质子的2 倍
C. 氦核（ e） 的速度大小为
D. 质子（） 的速度大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．作出质子（）和氦核（）在磁场中的运动轨迹，如图所示
根据题意可知质子（）和氦核（）在磁场中运动的圆心角相等，运动周期为
运动时间为
可知氦核（）和质子（）在磁场中运动的时间之比为
故A错误，B正确；
CD．对质子（）和氦核（），根据几何关系可得
由
可得氦核（）的速度大小为
由于质子的质量和电荷量分别为
，
则质子（）的速度大小为
故C正确，故D错误。
故选BC。
10. 如图所示，在真空中竖直平面（纸面）内边长为L的正方形ABCD区域，存在方向沿CB（水平），大小为E的匀强电场和方向垂直纸面的匀强磁场（图中未画出）。一带电小球以的速率从A点沿AC方向射入正方形区域，恰好能沿直线运动。（g为重力加速度）下列说法正确的是（ ）
A. 该小球可能带正电，也可能带负电
B. 磁场的磁感应强度方向一定垂直纸面向里
C. 该小球的比荷为
D. 若电场的电场强度大小不变、方向变为竖直向上，该小球从C点沿CA方向以速率射入正方形区域，则小球将从B点射出
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB．小球做直线运动，说明小球受力平衡，根据受力分析可知，小球一定带正电，磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里，故B正确，A错误；
C．根据共点力平衡可知
解得
故C正确；
D．由物体的平衡条件有
（其中）
qE=mg
电场电场强度大小不变、方向变为竖直向上后，电场力与重力平衡，小球沿逆时针方向做匀速圆周运动，设轨道半径为r，有
解得
根据几何关系可知，小球将从B点射出，故D正确。
故选BCD。
二、实验题: （本题共2小题,第11题6分,第12题 10分, 共16分）
11. 某兴趣小组尝试测量某电源的电动势和内阻：
（1）已知电源内阻比较小，移动滑动变阻器滑片时，为了使电压表示数变化比较明显，该小组同学在思考后将的定值电阻串入图甲电路中的________（选填“A”或“B”）， 可以解决该问题。
（2）根据（1）问中选择的电路，多次调节滑动变阻器R阻值，读出相应的电压表和电流表示数U和I，将测得的数据描绘出如图乙所示的图像，蓄电池的内阻________（此空结果保留两位有效数字）
（3）该小组同学根据（1）问中选择的电路，分析了实验中由电表内阻引起的实验误差。下图中，实线是根据本实验的数据描点作图得到的图像：虚线是该电源在没有电表内阻影响的理想情况下所对应的图像，则可能正确的是_________。
【答案】 ①. A ②. 2.0 ③. B
【解析】
【详解】（1）[1]根据闭合电路欧姆定律可得
由于r太小，U值变化较小，所以串联电阻应置于干路。
故选A。
（2）[2]A图中，根据闭合电路欧姆定律可得
结合图线可知，纵截距表示电动势，即
斜率绝对值为
可得蓄电池的内阻为
（3）[3]由电路图可知，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，因此虚线在实线的上方，当电压表示数为零时，电流测量值与真实值相等，因此虚线与实线在轴相交。
故选B。
12. 实验室中常用指针式多用电表作为测量仪器。
（1）如图所示为多用电表原理示意图，虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能，关于此多用电表，下列说法中正确的是____________（选填选项前面的字母）
A.当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔
B.当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
C.当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
D.当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
（2）用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图所示：
①若所选挡位为直流10A挡，则示数为__________A；
②若所选挡位为电阻挡，则示数为__________Ω。
（3）用表盘如图所示的多用电表正确测量了一个约为150Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约为2kΩ的电阻，在用红黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号_____________
A.将红表笔和黑表笔接触
B.把选择开关旋至“”位置
C.把选择开关旋至“”位置
D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
（4）某小组的同学发现欧姆表的表盘刻度不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值Rx关系，他们分别画出了如图所示的图像，其中可能正确的是__________（选填选项下面的字母）
A. B. C. D.
【答案】 ①. CD ②. 4.2 ③. 1900 ④. BAD ⑤. AC
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1] A．当S接触点3时,表头与分压电阻串联，此时多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，故A错误；
BC．当S接触点2时,表头与电源相连，此时多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，故B错误，C正确；
D．当S接触点1时,表头与分流电阻并联，此时多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，故D正确。
故选CD。
（2）[2][3]由图可知直流10A挡读数为4.2A、电阻挡，则示数为。
（3）[4]把选择开关旋至“”位置，将红表笔和黑表笔接触，调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点，故实验步骤的顺序为：BAD。
（4）[5]根据闭合电路欧姆定律
则有
故选AC。
三、解答题（共 44分）
13. 如图所示，两根倾斜直金属导轨MN、PQ平行放置，它们所构成的轨道平面与水平面之间的夹角θ=37°，两轨道之间的距离L=0.50m。一根质量 的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，且接触良好，整套装置处于与杆垂直的匀强磁场中。在导轨的上端接有电动势E=36V、内阻r=1.6Ω的直流电源和电阻箱R。当电阻箱接入电路中的电阻时，金属杆静止在轨道上。已知导轨与金属杆的电阻均可忽略不计，忽略一切摩擦阻力，，，重力加速度 。
（1）如果磁场方向竖直向下，求满足条件的磁感应强度的大小；
（2）如果磁场的方向可以随意调整，求满足条件的磁感应强度的最小值及方向。
【答案】（1）0.3T；（2）0.24T，方向垂直于轨道平面斜向下
【解析】
【详解】（1）磁场的方向向下，由左手定则可知，ab棒受到的安培力的方向水平向右，受力如图所示
电流为
根据
可得磁感应强度为
（2）当安培力方向与支持力的方向垂直时，安培力最小，磁感应强度最小；则有
可知磁感应强度的最小值为
根据左手定则知，磁感应强度方向垂直于轨道平面斜向下
14. 如图所示，在直角坐标系xOy中，0
（1）匀强电场强度大小；
（2）粒子在磁场中的运动时间；
（3）矩形匀强磁场的最小面积。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，由O运动到P，竖直方向有
水平方向有
根据牛顿第二定律有
解得
（2）根据题意，粒子运动轨迹如图所示
在P点，水平速度
解得
则粒子到达P点的的速度
方向与y轴正方向的夹角
设带电粒子在磁场中运动的周期为T，则
粒子在磁场中的运动时间为
解得
（3）由牛顿第二定律有
粒子在磁场中的运动半径为
由（2）分析轨迹图，根据几何关系可得，磁场的最小面积为
15. 如图所示，带电平行金属板PQ和MN之间的距离为d；两金属板之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．如图建立坐标系，x轴平行于金属板，与金属板中心线重合，y轴垂直于金属板．区域I的左边界在y轴，右边界与区域II的左边界重合，且与y轴平行；区域II的左、右边界平行．在区域I和区域II内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小均为B，区域I内的磁场垂直于Oxy平面向外，区域II内的磁场垂直于Oxy平面向里．一电子沿着x轴正向以速度v0射入平行板之间，在平行板间恰好沿着x轴正向做直线运动，并先后通过区域I和II．已知电子电量为e，质量为m，区域I和区域II沿x轴方向宽度均为．不计电子重力．
（1）求两金属板之间电势差U；
（2）求电子从区域II右边界射出时，射出点纵坐标y；
（3）撤除区域I中的磁场而在其中加上沿x轴正向的匀强电场，使得该电子刚好不能从区域II的右边界飞出．求电子两次经过y轴的时间间隔t．
【答案】（1）；（2）；（3）．
【解析】
【详解】（1）电子在平行板间做直线运动，电场力与洛伦兹力平衡即
，
所以
；
（2）如图所示，
电子进入区域I做匀速圆周运动，向上偏转，洛伦兹力提供向心力：
所以：
，
设电子在区域I中沿着y轴偏转距离为 y0，区域I的宽度为b（b=），则
，
代入数据，解得：
，
电子在两个磁场中有相同的偏转量。
电子从区域II射出点的纵坐标：
；
（3）电子刚好不能从区域II的右边界飞出，说明电子在区域II中做匀速圆周运动的轨迹恰好与区域II的右边界相切，圆半径恰好与区域II宽度相同．电子运动轨迹如下图所示．
设电子进入区域II时的速度为，则 ，所以
，
电子通过区域I的过程中，向右做匀加速直线运动， 此过程中平均速度：
，
电子通过区域I时间（b为区域I的宽度）
解得：
，
电子在区域II中运动了半个圆周，设电子做
圆周运动的周期为T，则
，
电子在区域II中运动的时间：
，
电子反向通过区域I的时间仍为．
所以， 电子两次经过y轴的时间间隔：
相关试卷
湖北省武汉市第十一中学2023-2024学年高一上学期12月月考物理试题（Word版附解析）： 这是一份湖北省武汉市第十一中学2023-2024学年高一上学期12月月考物理试题（Word版附解析），共16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。
湖北省武汉市第十一中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题（Word版附解析）： 这是一份湖北省武汉市第十一中学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，非选择题等内容，欢迎下载使用。
湖北省武汉市第一中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题（Word版附解析）： 这是一份湖北省武汉市第一中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题（Word版附解析），共20页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
