荔湾区重点中学校2023-2024学年高二上学期12月月考
物理
考试分数：100 考试时间：75分钟
一、单选题（每小题3分，共24分，错选或不选得0分)
1．下列说法正确的是（ ）
A．由可知，某处磁感应强度大小与放入该处的通电导线所受安培力成正比
B．一小段通电直导线在磁场中某处不受磁场力作用，该处的磁感应强度不一定为零
C．磁感应强度和磁通量都是矢量
D．磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量一定越大
2．如图所示，放置在水平地面上的闭合线圈的上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下，当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部），下列判断正确的是（ ）
A．磁铁与线圈相互吸引 B．穿过螺线管的磁通量减少
C．线圈对地面的压力变小 D．通过R的感应电流方向为从b—R—a
3．空间P、Q个点电荷相距r且仅在相互间的库仑力作用下从静止开始运动，开始时P的加速度为a，经过一段时间后，P的加速度为4a，则这时P、Q两个点电荷间距离的大小为（ ）
A．4r B． C．2r D．
4．在点电荷形成的电场中有一点A，当一个所带电荷量大小为的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为，则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为（ ）（规定无限远处电势能为）
A．若检验电荷带负电，
B．若检验电荷带负电，
C．若检验电荷带正电，
D．若检验电荷带正电，
5．在如图所示的电路中，电源电动势为，内阻为，闭合开关后，滑动变阻器滑片向左移动。下列结论正确的是（ ）
A．电流表读数变小，电压表读数变大 B．小灯泡L变亮
C．电容器C上电荷量减小 D．电源的总功率变大
6．某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小
B．图象上某点切线的斜率的倒数即为该状态的电阻值
C．电压为5V时，导体的电阻是0.2Ω
D．电压为12V时，导体电阻的电功率为18W
7．如图所示为一等腰直角三角形，为边的中点，三点处分别有一根垂直于所在平面的长直导线。当三根导线中通有大小相等，方向如图所示的电流时，D点处的磁感应强度大小为。仅将点处的导线中的电流反向，点处的磁感应强度大小为（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，在轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度为，在平面内，从原点处与轴正方向成角），以速率发射一个带正电的粒子（重力不计），则下列说法正确的是（ ）
A．若一定，越大，则粒子在磁场中运动的时间越短
B．若一定，越大，则粒子离开磁场的位置距点越近
C．若一定，越大，则粒子在磁场中运动的时间越短
D．若一定，越大，则粒子在磁场中运动的角速度变大
二、多选题(每小题5分，共20分，错选或不选得零分，漏选得3分)
9．如图，图中的粒子不计重力，下列说法不正确的是（ ）
A．甲图要增大粒子的最大动能，可增大磁感应强度B
B．乙图是磁流体发电机，可判断出A极板是发电机的负极
C．丙图是霍尔元件，通过金属块的电流和磁场方向如图所示，稳定时C侧电势高
D．丁图可以判断基本粒子的电性，粒子能够沿直线匀速通过的条件是
10．如图，A、B为水平正对放置的平行板电容器的两极板，B极板接地。闭合开关S，一带电液滴在两极板间的P点处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．该液滴带负电
B．将一块有机玻璃插到两极板之间，电容器的电容将变小
C．保持开关S闭合，将A极板向左移动一小段距离，液滴将保持静止
D．断开开关S，将B极板向下移动一小段距离，液滴将加速向上运动
11．如图，将带负电的检验电荷沿着等量异种点电荷的中垂线从A点移动到B点，再沿连线从B点移动到C点。在此全过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电场强度先不变后变大 B．所受的电场力逐渐变大
C．电势先变小后变大 D．电势能先不变后变小
12．如图所示，两个匀强磁场的方向相同，磁感应强度分别为、，虚线MN为理想边界。现有一个质量为m、电荷量为e的电子以垂直于边界MN的速度v由P点沿垂直于磁场的方向射入磁感应强度为的匀强磁场中，其运动轨迹为图中虚线所示的心形图线，以下说法正确的是（ ）
A．电子的运动轨迹为
B．电子运动一周回到P点所用的时间
C．
D．电子在区域受到的磁场力始终不变
三、实验题(共16分)
13．（8分）多用电表可以用来测电压、测电流、测电阻、检验二极管的导电性能，还可以探究故障电路。
（1）关于多用电表的使用，下列操作正确的是 。
A．测电压时，图甲连接方式红、黑表笔接法正确
B．测电流时，应按图乙连接方式测量
C．测电阻时，可以按图丙连接方式测量
D．测二极管的反向电阻时，应按图丁连接方式测量
（2）某同学发现如图1所示的实验电路不能正常工作，为排查电路故障，他用多用电表测量各点间的电压得到，已知只有一处故障。 为进一步判断电路故障的性质，他断开开关S后，将选择开关置于电阻挡的×1挡，分别将红黑表笔接端时，指针指在如图2所示的位置，则该电阻为 ，他将红黑表笔接端时，指针 （填“几乎不偏转”或“偏转很大”），因此电路故障为 。
14．（8分）有一个标有“2.5V，1W”的小灯泡，现要用伏安法描绘该小灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用：
A．蓄电池（输出电压恒为4V）
B．电压表（量程为0~3V，内阻约为20kΩ）；
C．电流表（量程为0~0.6A，内阻约为0.1Ω）；
D．滑动变阻器（阻值范围0~200Ω，允许通过的最大电流为1A）；
E．滑动变阻器（阻值范围0~10Ω，允许通过的最大电流为2A）。
（1）若要求小灯泡两端的电压从零开始增大，且实验误差较小，应选择图2中的电路 （填“甲”“乙”或“丙”）。
（2）根据实验电路图将图3所示的实物图补充完整 。
（3）滑动变阻器应选用 （均填字母代号）。开始实验前，图（3）中的滑动变阻器滑片应该滑在 （选填“最左端”、“最右端”或“中间位置”），开关应处于断开状态；
（4）某同学测量过程中某次电压表和电流表示数如图1所示，此时电流I= A，电压U= V。
（5）通过实验测得该小灯泡的伏安特性曲线如图4所示．由图线可知，当小灯泡两端的电压增大时，小灯泡的电阻 （填“变大”或“变小”）。
四、计算题(本题共3小题，共40分.按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.)
15．（12分）如图所示，长为l的绝缘细线一端悬于O点，另一端系一质量为m、电荷量为q的小球。现将此装置放在水平向右的匀强电场中，小球静止在A点，此时细线与竖直方向成37°角，重力加速度为g，，。
（1）求该匀强电场的电场强度E的大小；
（2）若将小球向左拉起至与O点处于同一水平高度且细绳刚好张紧，将小球由静止释放，求小球运动到最低点时的速度v的大小及此时细线对小球的拉力F的大小。
16．（12分）如图所示，质量的通电导体棒静止在倾角为、宽度为的光滑绝缘框架上，匀强磁场方向垂直于框架平面向下（磁场仅存在于绝缘框架内），回路中电源的电动势，内阻，电动机M的额定电压为4V，线圈内阻为0.2Ω，电动机M的额定功率为8W，此时电动机正常工作。已知：，，重力加速度g取，求：
（1）电动机的输出功率；
（2）磁感应强度B的大小。
17．（16分）如图所示，平行板器件中存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度，方向垂直纸面向里，电场强度。坐标系紧靠平行板的右侧边缘，第一象限内有与y轴正方向成的边界AO，边界线上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度，边界线下方有竖直向上的匀强电场，电场强度，一束带正电的离子，电荷量、质量，从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为的Q点垂直y轴射入磁场区，并多次穿越边界线OA。（不计离子重力，取）
求：
（1）离子运动的速度；
（2）离子从进入磁场到第二次穿越边界线OA所需的时间；
（3）离子第四次穿越边界线OA的位置坐标，并定性画出粒子运动的轨迹。
参考答案：
1．B
【解析】A．公式为磁感应强度的比值定义式，磁感应强度大小与通电导线所受安培力F、IL无关，故A错误；
B．一小段通电直导线在磁场中某处不受磁场力作用，可能是导线与磁场平行，则此处磁场不一定等于0，故B正确；
C．磁感应强度是矢量，磁通量虽有正负之分，但磁通量是标量，故C错误；
D．由磁通量的公式
Φ=BSsinα
可知，穿过线圈平面的磁通量与该处的磁感应强度、线圈的面积和线圈与磁场的夹角都有关，磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量不一定大，故D错误。
故选B。
2．D
【解析】AC．由“来拒去留”可知，磁铁靠近线圈，则磁铁与线圈相互排斥，线圈对地面的压力变大，故AC错误；
B．当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）。穿过螺线管的磁通量增大，故B错误；
D．由图可知，当磁铁竖直向下运动时，穿过线圈的磁场方向向下增大，由楞次定律可知感应电流的磁场应向上，则由右手螺旋定则可知电流方向从b经过R到a，故D正确。
故选D。
3．D
【解析】设两个点电荷的电荷量分别为、，根据牛顿第二定律和库仑定律可得
联立可得
故选D。
4．A
【解析】AB．依题意，带负电的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则电荷的电势能减小W，无限远处电荷的电势能为零，则电荷在A点的电势能为
A点的电势为
A正确，B错误；
CD．依题意，带正电的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则电荷的电势能减小W，无限远处电荷的电势能为零，则电荷在A点的电势能为
，
CD错误。
故选A。
5．A
【解析】AB．滑动变阻器滑片P向左移动，滑动变阻器接入电路的阻值增大，总电阻增大，电源电动势不变，则总电流减小，电流表的示数变小，电源内阻两端的电压减小，则外电压增大，电压表示数变大，通过灯泡的电流减小，则小灯泡变暗，故A正确，B错误；
C．外电压增大，通过灯泡的电流减小，灯泡两端的电压减小，则滑动变阻器两端的电压增大，根据
可知电容器上电荷量增大，故C错误；
D．电源的总功率为
电路总电流减小，则电源的总功率减小，故D错误。
故选A。
6．D
【解析】由图知，随着电压的增大，图象上的点与原点连线的斜率减小，此斜率等于电阻的倒数，则知导体的电阻不断增加，故A错误；图象上的点与原点连线的斜率的倒数等于电阻，选项B错误；当U=5V时，由图知电流为I=1.0A，则导体的电阻 R=U/I=5Ω，故C错误；加12V电压时，电流为1.5A，则电功率P=IU=18W．故D正确；故选D．
【点睛】本题关键抓住图象上的点与原点连线的斜率等于电阻的倒数，分析电阻的变化，求解电阻的值．
7．B
【解析】由右手定则可知，三根导线中的电流在D点产生的磁感应强度如图所示，由几何关系可知，三点到D点的距离相等，三根导线中电流大小相等，因此导线中的电流在D点产生的磁感应强度大小相等，则有
因、大小相等，方向相反，合磁感应强度是零，因此则有
则有
将点处的导线中的电流反向，可知点处的导线中的电流在D点产生的磁感应强度大小不变，方向与磁感应强度相同，即为，由磁感应强度的叠加原理，可得此时点处的磁感应强度大小为
ACD错误，B正确。
故选B。
8．A
【解析】AC．粒子在磁场中做圆周运动，运动轨迹如图所示
由几何关系可知，轨迹对应的圆心角为
粒子在磁场中运动的时间为
则粒子在磁场中的运动时间与粒子速率无关，若一定，越大，则粒子在磁场中运动的时间相等；若一定，越大，则粒子在磁场中运动的时间越短，故C错误，A正确；
D．洛伦兹力提供向心力得
解得
粒子在磁场中运动的角速度与无关，故D错误；
B．设粒子的轨迹半径为，则
如图所示，由几何知识得
一定，若是锐角，越大，越大，若是钝角，越大，越小，故B错误。
故选A。
9．CD
【解析】A．甲图中当粒子的动能达到最大时，其在D形盒中的做圆周运动的半径为D形盒的半径，根据洛伦兹力提供向心力，有
粒子的动能为
联立解得
粒子的最大动能与电压U无关，增大D形盒半径R和磁感应强度B可以增大粒子的动能，故A不符合题意；
B．乙图中当带有正、负粒子的等离子体通入两板间时，根据左手定则，带正电的离子向下偏转，负离子向上偏转，所以B板相当于电源正极，A板是发电机的负极，故B不符合题意；
C．丙图中金属导体中的载流子是电子，带负电；若载流子带负电，根据左手定则可知负电荷向C板偏转，则稳定时D板电势高，故C符合题意；
D．丁图是速度选择器，它只能选择速度为的粒子沿直线匀速通过，但并不能判断电性，故D符合题意。
故选CD。
10．AC
【解析】A．由图可知上极板带正电，带电液滴能静止，故带电液滴带负电，故A正确；
B．由可知将一块有机玻璃插到两极板之间时电容器的电容将变大，故B错误；
C．保持开关S闭合，将A极板向左移动一小段距离，由可知极板间电场强度不变，所以液滴将仍将保持静止，故C正确；
D．断开开关S，电容器带电量不变，由
可得
将B极板向下移动一小段距离，电场强度不变，则液滴保持静止，故D错误。
故选AC。
11．BD
【解析】根据等量异种电荷的电场线及等势面的分布图如图所示
根据等量异种点电荷电场线的分布特点可知，A、B、C三点的场强大小关系是
根据
可知检验电荷从A到B，所受的电场力变大，从B到C，所受电场力变大，由图可知A、B是一条等势线，C点的电势比A、B的电势高，所以电势先不变后变大，检验电荷带负电，根据
可知检验电荷从A到B，其电势能不变，从B到C，其电势能变小，即在此全过程中，检验电荷的电势能先不变后变小。
故选BD。
12．AC
【解析】A．由左手定则可知，电子在P点所受的洛伦兹力的方向向上，轨迹为，故A正确；
BC．电子在磁场中做匀速圆周运动有
解得
，
由图知，则
电子运动一周回到P点所用的时间为
故B错误、C正确；
D．电子在磁场中受洛伦兹力始终与速度垂直，方向时刻改变，故D错误。
故选AC。
13． AB 18 几乎不偏转 R断路
【解析】（1）A．电流“红进黑出”，则测电压时，图甲连接方式红、黑表笔接法正确，选项A正确；
B．电流“红进黑出”，测电流时，应按图乙连接方式测量，选项B正确；
C．测电阻时，应该使待测电阻与电源断开，则选项C错误；
D．测二极管的反向电阻时，黑表笔接右端，红表笔接左端，选项D错误。
故选AB。
（2）该电阻为18Ω；
因为用多用电表测量各点间的电压，，则初步断定为电阻R断路；则他将红黑表笔接端时，指针几乎不偏转，因此电路故障为R断路。
14． 甲 E 最左端 0.26 2.10 变大
【解析】（1）若要求小灯泡两端的电压从零开始增大，则滑动变阻器应采用分压式接法；由于小灯泡正常发光时的电阻为
则电流表应采用外接法，所以应选择图2中的电路甲。
（2）根据实验电路图将实物图如图所示
（3）因滑动变阻器采用分压式接法，所以要选用总阻值较小的滑动变阻器，便于调节流过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压，即滑动变阻器应选用E；
[4]在闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处，所以滑片应置于最左端。
（4）由于电流表量程为0~0.6A，所以每小格为0.02A，故图中电流为0.26A；
[6]由于电压表量程为0~3V，所以每小格为0.1V，故图中电压为2.10V。
（5）I-U图线上某点与坐标原点的连线的斜率表示电阻的倒数，由图线可知，随着电压增大，斜率减小，则电阻变大。
15．（1）；（2），
【解析】由图可知，小球所受电场力与电场强度的方向相反，则小球带负电。
（1）由平衡条件得
电场强度为
（2）根据动能定理得
得
最低点时，根据牛顿第二定律
得
16．（1）7.2W；（2）2T
【解析】（1）电动机的正常工作时，有
所以
故电动机的输出功率为
（2）对闭合电路有
所以
故流过导体棒的电流为
因导体棒受力平衡，则
由
可得磁感应强度为
17．（1）；（2）；（3），
【解析】（1）离子做直线运动，有
解得
（2）离子进入磁感应强度为的磁场中做匀速圆周运动，有
解得
作出离子的运动轨迹，交OA边界C点，如图所示
圆弧对应圆心角，其运动时间为
解得
离子过C点速度方向竖直向下，平行于电场线进入电场做匀减速直线运动，加速度为
解得
返回边界上的C点时间，由匀变速直线运动规律知
解得
所以离子从进入磁场到第二次穿越边界OA所用时间
解得
（3）离子的运动轨迹如图所示
离子第二次穿越边界线OA的位量C点的坐标，则
，
离子第三次穿越边界线OA的位置D点的坐标，则
，
离子垂直进入电场做类平抛运动，垂直电场线位移为x，沿电场线位移y，则
，
解得
所以第四次穿越边界的E点，坐标为，由几何关系得
，
即离子第四次穿越OA的位置坐标为。
