四川省合江縣2023-2024學(xué)年高二物理上學(xué)期12月月考試題含解析

Page172022級高二上學(xué)期第三學(xué)月考試物理試題第一部分：選擇題（共48分）一、選擇題（本題共11小題，1~7題每小題4分，每小題給出的四個選項中只有一個是正確的；8~11題有多個選項符合要求，全部選對得5分，不全得3分，有錯選或不選得0分，共48分）1.截面直徑為d、長為L的導(dǎo)線，兩端電壓為U，當(dāng)這三個量中的一個改變時，對自由電子定向移動的平均速率的影響，下列說法正確的是（）A.電壓U加倍時，自由電子定向移動的平均速率不變B.導(dǎo)線長度L加倍時，自由電子定向移動的平均速率不變C.導(dǎo)線截面直徑d加倍時，自由電子定向移動的平均速率加倍D.導(dǎo)線截面直徑d加倍時，自由電子定向移動的平均速率不變【答案】D【解析】【詳解】A．電壓U加倍時，由歐姆定律得知，電流加倍，由電流的微觀表達(dá)式得知，自由電子定向運動的平均速率v加倍，A錯誤；B．導(dǎo)線長度L加倍，由電阻定律得知，電阻加倍，電流減半，則由電流的微觀表達(dá)式得知，自由電子定向運動的平均速率v減半，B錯誤；CD．導(dǎo)線橫截面的直徑d加倍，由面積公式得到，截面積變?yōu)?倍，由電阻定律得知，電阻變?yōu)楸?，電流變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)電流的微觀表達(dá)式得知，自由電子定向運動的平均速率v不變，C錯誤，D正確。故選D。2.絕緣圓環(huán)上均勻分布著正電荷，圓環(huán)平面與豎直平面重合，在垂直圓環(huán)所在平面且過圓心的軸上P點放置一小磁針。現(xiàn)使圓環(huán)繞軸沿圖示方向勻速轉(zhuǎn)動，則小磁針N極指向正確的是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】從左向右看，絕緣圓環(huán)勻速轉(zhuǎn)動時形成的圓形電流沿順時針方向，由安培定則可知圓環(huán)軸線的磁場水平向右，小磁針N極指向該處的磁場方向，N極指向右方。故選C。3.如圖所示的U﹣I圖象中，直線Ⅰ為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系，直線Ⅱ為某一電阻R的伏安特性曲線，用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，由圖象可知（）A.R的阻值為2.5Ω B.電源內(nèi)阻為0.2ΩC.電阻R功率為1.5W D.電源內(nèi)阻消耗功率為2W【答案】D【解析】【詳解】A．由圖象Ⅱ可知，外電阻為故A錯誤；B．根據(jù)公式由圖象Ⅰ可知，電源電動勢，短路電流，電源內(nèi)阻故B錯誤；C．由兩圖象的交點坐標(biāo)，可得電源的路端電壓為2V，干路電流為2A，電阻R功率故C錯誤；D．由兩圖象的交點坐標(biāo)，流過電阻的電流為2A，電源內(nèi)部消耗的功率為故D正確。故選D。4.如圖所示，面積大小為S矩形線圈abcd，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，線圈可以繞O1O2轉(zhuǎn)動。下列說法中正確的是（）A.當(dāng)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過30°時，穿過線圈的磁通量大小B.當(dāng)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°時，穿過線圈的磁通量大小Ф＝BSC.當(dāng)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，穿過線圈的磁通量的變化量大小ΔФ＝0D.當(dāng)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過60°的過程中，穿過線圈的磁通量的變化量大小ΔФ＝【答案】D【解析】【詳解】如圖所示位置，穿過線圈磁通量為A．當(dāng)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過30°時，穿過線圈的磁通量大小故A錯誤；B．當(dāng)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°時，穿過線圈的磁通量大小為零，故B錯誤；C．當(dāng)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，穿過線圈的磁通量大小為穿過線圈的磁通量的變化量大小故C錯誤；D．當(dāng)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過60°的過程中，穿過線圈的磁通量大小為穿過線圈的磁通量的變化量大小為故D正確故選D。5.如圖所示，兩傾角為θ的光滑平行導(dǎo)軌，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直放在導(dǎo)軌上，整個空間存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場，現(xiàn)導(dǎo)體棒中通有由a到b的恒定電流，使導(dǎo)體棒恰好保持靜止，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，平行導(dǎo)軌間距為L，重力加速度大小為g，忽略一切摩擦，則此時導(dǎo)體棒中電流為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】對導(dǎo)體棒受力分析，受重力、導(dǎo)軌的支持力、安培力F作用，如圖導(dǎo)體棒恰好保持靜止，受平衡力作用，則即解得導(dǎo)體棒中電流為故選B。6.如圖所示，足夠長的水平虛線MN上方有一勻強(qiáng)電場，方向豎直向下（與紙面平行）：下方有一勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向里。一個帶電粒子從電場中的A點以水平初速度向右運動，第一次穿過MN時的位置記為P點，第二次穿過MN時的位置記為Q點，P、Q兩點間的距離記為d，從P點運動到Q點的時間記為t。不計粒子的重力，若只適當(dāng)減小的大小，則（）A.t變大，d變小 B.t不變，d變小 C.t變大，d不變 D.t變小，d變大【答案】C【解析】【詳解】粒子在電場中做類平拋運動，軌跡如圖設(shè)第一次到達(dá)P點豎直速度（大小不變），則粒子進(jìn)入磁場的速度速度方向與MN的夾角粒子進(jìn)入磁場后做勻速圓周運動，半徑第二次經(jīng)過MN上的Q點時由幾何關(guān)系可得代入可得即當(dāng)減小時d不變；運動的時間則當(dāng)減小時，增大，θ增大，t增大。故選C。7.一質(zhì)量為m，半徑為R的金屬圓環(huán)，圓心為O，在O點正下方處的下方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，在圓環(huán)下落至圖示位置（圓環(huán)剛好完全進(jìn)入磁場）的過程中，金屬圓環(huán)產(chǎn)生的焦耳熱為Q，重力加速度為g。對圓環(huán)下列說法正確的是（）A.圓環(huán)進(jìn)入磁場過程中感應(yīng)電流方向（正對紙面）是順時針的B.圓環(huán)所受安培力一直增大，方向豎直向上C.圓環(huán)所受安培力大小變化和方向均無法確定D.圓環(huán)剛完全進(jìn)入磁場時的速度為【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)楞次定律，圓環(huán)進(jìn)入磁場過程中，通過圓環(huán)的磁通量增加，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場阻礙原磁通量的變化，根據(jù)“增反減同”的規(guī)律，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向豎直紙面向外，則感應(yīng)電流方向（正對紙面）是逆時針的，所以A錯誤；BC．圓環(huán)所受安培力始為0，完全進(jìn)入磁場時也為0，中間不為0，則安培力先增大后減小0，根據(jù)楞次定律的推論可判斷安培力的方向總是豎直向上，所以BC錯誤；D．圓環(huán)剛好完全進(jìn)入磁場時的速度為v，根據(jù)能量守恒定律有解得所以D正確；故選D。8.在如圖所示的電路中，開關(guān)閉合后，由于電阻元件發(fā)生短路或斷路故障，理想電壓表讀數(shù)減小和理想電流表的讀數(shù)增大，則不可能出現(xiàn)下列哪種故障（）A.短路 B.短路 C.短路 D.斷路【答案】AD【解析】【詳解】依題意，電壓表及電流表均為理想表，由電路圖可知電壓表測量電源兩端電壓，電流表測量干路電流。A．若R1短路，對整個電路不產(chǎn)生影響，電表示數(shù)均不發(fā)生變化，故A錯誤；B．若R2短路，則電路總電阻減小，電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)減小，故B正確；C．若R3短路，則電路總電阻減小，故電流表示數(shù)增大，電壓表示數(shù)減小，故C正確；D．若R1斷路，則電壓表讀數(shù)為零，電流表示數(shù)不變；故D錯誤。由于本題選擇錯誤的，故選AD。9.某同學(xué)為商店設(shè)計了一個感應(yīng)門鈴，強(qiáng)磁條固定在門框上，線圈和語音系統(tǒng)固定在平開門（前后開）上，當(dāng)線圈中感應(yīng)出一定強(qiáng)度的電流信號時，自動觸發(fā)語音系統(tǒng)發(fā)出語音，下列說法中正確的是（）A.開門時發(fā)出語音 B.關(guān)門時不發(fā)出語音C.開門時線圈的磁通量增大 D.關(guān)門時線圈的磁通量增大【答案】AD【解析】【詳解】AB．開門、關(guān)門時，線圈磁通量都發(fā)生了改變，都會出現(xiàn)感應(yīng)電流，語音系統(tǒng)都會發(fā)出語音。故A正確，B錯誤；CD．由圖可知，開門時線圈的磁通量減小，關(guān)門時線圈的磁通量增大。故C錯誤，D正確。故選AD。10.如圖所示，是光滑的金屬軌道，沿豎直方向，沿水平方向，是一根金屬直桿如圖所示立在導(dǎo)軌上，直桿從圖示位置由靜止開始在重力作用下運動，運動過程中端始終在上，空間存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，則在桿滑動的過程中，下列判斷正確的是（）A.感應(yīng)電流的方向始終是由B.感應(yīng)電流的方向先是由，后是由C.受磁場力的方向垂直桿向左D.受磁場力的方向先垂直于桿向左，后垂直于桿向右【答案】BD【解析】【詳解】設(shè)金屬直桿PQ與豎直方向的夾角為，且長度為L，則在直桿由靜止開始在重力作用下運動的過程中，金屬直桿與金屬軌道圍成的面積為可見金屬直桿運動過程中與金屬軌道所圍成的面積先增大后減小，故穿過這個面積的磁通量先增大后減小，由楞次定律可知，在金屬直桿上產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向先由，后由；同時根據(jù)左手定則，可以判斷受磁場力的方向先垂直于桿向左，后垂直于桿向右。故選BD。11.如圖所示，回旋加速器D形盒的半徑為，所加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，用來加速質(zhì)量為、電荷量為的質(zhì)子，質(zhì)子從下半盒的質(zhì)子源由靜止出發(fā)，加速到最大能量后由A孔射出，則下列說法正確的是（）A.回旋加速器不能無限加速粒子B.增大交變電壓，則質(zhì)子在加速器中運行時間將變短C.回旋加速器所加交變電壓的頻率為D.下半盒內(nèi)部質(zhì)子的軌道半徑之比（由內(nèi)到外）為【答案】ABC【解析】【詳解】A．隨著質(zhì)子速度的增大，相對論效應(yīng)逐漸顯現(xiàn)，質(zhì)子質(zhì)量增大，做圓周運動的周期不能保持與所加電場變化的周期同步，從而不能再被加速，加速器不能無限加速質(zhì)子，故A正確；B．增大交變電壓U，質(zhì)子每次經(jīng)電場時獲得的動能增大，在磁場中運動的半徑增大，加速次數(shù)和圓周運動的次數(shù)減少，運動時間變短，故B正確；C．由圓周運動公式聯(lián)立解得f=故C正確；D.設(shè)下半盒第n個半圓的半徑為rn，粒子速度vn，則得則從內(nèi)向外半徑之比，故D錯誤。故選ABC。第二部分：非選擇題（共52分）注意事項：必須使用0.5毫米黑色簽字筆在答題卡上題目指示區(qū)域內(nèi)作答。二．實驗題（共14分）12.用如圖甲所示的電路來探究某種金屬絲的電阻與長度之間的關(guān)系。電源電動勢為3V，滑動變阻器采用分壓式接法，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P的位置，記錄MP接入電路的長度x，并讀出對應(yīng)的電流表和電壓表的示數(shù)，算出相應(yīng)的電阻R，利用多組測量的數(shù)據(jù)繪出如圖乙所示的圖像。請回答下列問題：（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將電路連接完整________。（2）若該金屬絲的直徑用螺旋測微器測量的示數(shù)如圖丙所示，則讀數(shù)為________mm，該金屬絲的電阻率為________（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣?②.0.400③.【解析】【詳解】（1）[1]由題意可知滑動變阻器采用分壓接法，由題圖乙可知金屬絲接入電路的最小阻值為左右，接入電路的最大阻值為左右，電源電動勢為3V，若電流表的量程選擇，當(dāng)金屬絲接入最小阻值時，電壓表的示數(shù)不會超過，則電壓表讀數(shù)較小，誤差較大，故為了使電壓表和電流表的讀數(shù)都盡量大一些，電流表的量程應(yīng)選擇0~3A。則完整電路連線如答案所示。（2）[2][3]由題圖丙可知金屬絲的直徑為根據(jù)電阻定律可得可知圖像的斜率為解得該金屬絲的電阻率為13.近年來，我國全面打響了藍(lán)天、碧水、凈土三大保衛(wèi)戰(zhàn)，檢測組在某化工廠的排污管末端安裝了如圖1所示的流量計，用此裝置測量污水（有大量的正、負(fù)離子）的電阻，測量管由絕緣材料制成，其直徑為D，左右兩端開口，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向下（未畫出），在前后兩個內(nèi)側(cè)面A、C上固定有豎直正對的金屬板作為電極（未畫出，電阻不計），金屬板電極與開關(guān)S、電阻箱R和靈敏電流計連接，管道內(nèi)始終充滿污水，污水以恒定的速度v自左向右通過。（1）由于圖1中的靈敏電流計G的內(nèi)阻未知，利用圖2中的電路測量靈敏電流計G的內(nèi)阻，實驗過程包含以下步驟：a．分別將和阻值調(diào)至最大；b．合上開關(guān)；c．調(diào)節(jié)，使G的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度，記下此時的示數(shù)；d．合上開關(guān)；e．反復(fù)調(diào)節(jié)和的阻值，使的示數(shù)仍為，G的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的二分之一處，此時的讀數(shù)為。則靈敏電流計內(nèi)阻為________。靈敏電流計內(nèi)阻的測量值________（填“大于”“小于”或“等于”）的真實值。（2）用游標(biāo)卡尺測量測量管的直徑D，如圖3所示，則D=________cm。（3）圖1中與C極相連的是靈敏電流計的________（填“正”或“負(fù)”）接線柱。（4）閉合圖甲中開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，記下電阻箱接入電路的阻值R與相應(yīng)靈敏電流計G的讀數(shù)I，繪制圖像，如圖4所示，則污水接入電路的電阻為________。（用題中的字母a、B、c、v、D、表示）?！敬鸢浮竣?②.等于③.5.015④.負(fù)⑤.【解析】【詳解】（1）[1][2]由歐姆定律可知則靈敏電流計內(nèi)阻為因為總電流不變，所以通過的電流等于，靈敏電流計的真實值等于，故靈敏電流計內(nèi)阻的測量值等于真實值；（2）[3]由游標(biāo)尺讀數(shù)原理可得直徑（3）[4]由左手定則可得正離子往A極方向運動、負(fù)離子往C極方向運動，所以與C極相連的是靈敏電流計的負(fù)接線柱；（4）[5]由得電源的電動勢由歐姆定律知其中r為污水的電阻，所以由圖像斜率可知縱截距所以故三、計算題（寫出必要的文字說明，3個小題，14題10分，15題12分，16題16分，共38分）14.如圖所示電路中，定值電阻，當(dāng)開關(guān)接點時，電流表示數(shù)；當(dāng)開關(guān)接點時，電流表示數(shù)，電源的輸出功率為.求：（1）電阻的阻值；（2）該電源的電動勢和內(nèi)阻.【答案】（1）9；（2）3V，1【解析】【詳解】（1）當(dāng)開關(guān)接點時，電流表示數(shù)，電源的輸出功率為。根據(jù)解得（2）當(dāng)開關(guān)接點時，電流表示數(shù)，有當(dāng)開關(guān)接點時，電流表示數(shù)，有帶入數(shù)據(jù)解得15.如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40m，導(dǎo)軌與水平面的夾角θ=37°，在導(dǎo)軌所在區(qū)域內(nèi)分布垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5T，導(dǎo)軌的一端接有電動勢E=4.5V、內(nèi)阻r=0.50Ω，的直流電源。一根與導(dǎo)軌接觸良好，質(zhì)量為m=0.02kg的導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上，ab棒恰好靜止。ab棒與導(dǎo)軌接觸