马街中学2023-2024学年高二上学期12月月考
物理试题
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．截面直径为d、长为L的导线，两端电压为U，当这三个量中的一个改变时，对自由电子定向移动的平均速率的影响，下列说法正确的是
A．电压U加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变
B．导线长度L加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变
C．导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍
D．导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变
2．绝缘圆环上均匀分布着正电荷，圆环平面与竖直平面重合，在垂直圆环所在平面且过圆心的轴上P点放置一小磁针。现使圆环绕轴沿图示方向匀速转动，则小磁针N极指向正确的是
A．B．C． D．
3．如图所示的U﹣I图象中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知
A．R的阻值为2.5Ω B．电源内阻为0.2Ω
C．电阻R功率为1.5W D．电源内阻消耗功率为2W
4．如图所示，面积大小为S的矩形线圈abcd，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈可以绕O1O2转动。下列说法中正确的是
A．当线圈从图示位置转过30°时，穿过线圈的磁通量大小
B．当线圈从图示位置转过90°时，穿过线圈的磁通量大小Ф＝BS
C．当线圈从图示位置转过180°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化
量大小ΔФ＝0
D．当线圈从图示位置转过60°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量大小ΔФ＝
5．如图所示，两倾角为θ的光滑平行导轨，质量为m的导体棒垂直放在导轨上，整个空间存在竖直向上的匀强磁场，现导体棒中通有由a到b的恒定电流，使导体棒恰好保持静止，已知磁感应强度大小为B，平行导轨间距为L，重力加速度大小为g，忽略一切摩擦，则此时导体棒中电流为
A. B．
C． D．
6．如图所示，足够长的水平虚线MN上方有一匀强电场，方向竖直向下（与纸面平行）：下方有一匀强磁场，方向垂直纸面向里。一个带电粒子从电场中的A点以水平初速度向右运动，第一次穿过MN时的位置记为P点，第二次穿过MN时的位置记为Q点，P、Q两点间的距离记为d，从P点运动到Q点的时间记为t。不计粒子的重力，若只适当减小的大小，则
A.t变大，d变小 B．t不变，d变小
C．t变大，d不变 D．t变小，d变大
7．一质量为m，半径为R的金属圆环，圆心为O，在O点正下方处的下方有一磁感应强度为B的匀强磁场，在圆环下落至图示位置（圆环刚好完全进入磁场）的过程中，金属圆环产生的焦耳热为Q，重力加速度为g。对圆环下列说法正确的是
A．圆环进入磁场过程中感应电流方向（正对纸面）是顺时针的
B．圆环所受安培力一直增大，方向竖直向上
C．圆环所受安培力大小变化和方向均无法确定
D．圆环刚完全进入磁场时的速度为
8．在如图所示的电路中，开关闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，理想电压表读数减小和理想电流表的读数增大，则不可能出现下列哪种故障
A.短路 B．短路
C．短路 D．断路
9．某同学为商店设计了一个感应门铃，强磁条固定在门框上，线圈和语音系统固定在平开门（前后开）上，当线圈中感应出一定强度的电流信号时，自动触发语音系统发出语音，下列说法中正确的是
A．开门时发出语音 B．关门时不发出语音
C．开门时线圈的磁通量增大 D．关门时线圈的磁通量增大
10．如图所示，是光滑的金属轨道，沿竖直方向，沿水平方向，是一根金属直杆如图所示立在导轨上，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中端始终在上，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在杆滑动的过程中，下列判断正确的是
A．感应电流的方向始终是由
B．感应电流的方向先是由，后是由
C．受磁场力的方向垂直杆向左
D．受磁场力的方向先垂直于杆向左，后垂直于杆向右
11．如图所示，回旋加速器D形盒的半径为，所加磁场的磁感应强度为，用来加速质量为、电荷量为的质子，质子从下半盒的质子源由静止出发，加速到最大能量后由A孔射出，则下列说法正确的是
A．回旋加速器不能无限加速粒子
B．增大交变电压，则质子在加速器中运行时间将变短
C．回旋加速器所加交变电压的频率为
D．下半盒内部质子的轨道半径之比（由内到外）为
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．用如图甲所示的电路来探究某种金属丝的电阻与长度之间的关系。电源电动势为3V，滑动变阻器采用分压式接法，调节滑动变阻器的滑片P的位置，记录MP接入电路的长度x，并读出对应的电流表和电压表的示数，算出相应的电阻R，利用多组测量的数据绘出如图乙所示的图像。请回答下列问题：
（1）请用笔画线代替导线，将电路连接完整 。
（2）若该金属丝的直径用螺旋测微器测量的示数如图丙所示，则读数为 mm，该金属丝的电阻率为 （计算结果保留两位有效数字）。
13．近年来，我国全面打响了蓝天、碧水、净土三大保卫战，检测组在某化工厂的排污管末端安装了如图1所示的流量计，用此装置测量污水（有大量的正、负离子）的电阻，测量管由绝缘材料制成，其直径为D，左右两端开口，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下（未画出），在前后两个内侧面A、C上固定有竖直正对的金属板作为电极（未画出，电阻不计），金属板电极与开关S、电阻箱R和灵敏电流计连接，管道内始终充满污水，污水以恒定的速度v自左向右通过。
（1）由于图1中的灵敏电流计G的内阻未知，利用图2中的电路测量灵敏电流计G的内阻，实验过程包含以下步骤：
a．分别将和的阻值调至最大； b．合上开关；
c．调节，使G的指针偏转到满刻度，记下此时的示数； d．合上开关；
e．反复调节和的阻值，使的示数仍为，G的指针偏转到满刻度的二分之一处，此时的读数为。
则灵敏电流计内阻为 。灵敏电流计内阻的测量值 （填“大于”“小于”或“等于”）的真实值。
（2）用游标卡尺测量测量管的直径D，如图3所示，则D= cm。
（3）图1中与C极相连的是灵敏电流计的 （填“正”或“负”）接线柱。
（4）闭合图甲中的开关S，调节电阻箱的阻值，记下电阻箱接入电路的阻值R与相应灵敏电流计G的读数I，绘制图像，如图4所示，则污水接入电路的电阻为 。（用题中的字母a、B、c、v、D、表示）。
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．如图所示电路中，定值电阻，当开关接点时，电流表示数；当开关接点时，电流表示数，电源的输出功率为.求：
（1）电阻的阻值；（2）该电源的电动势和内阻.
15．如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，导轨与水平面的夹角θ=37°，在导轨所在区域内分布垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=0.5T，导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω，的直流电源。一根与导轨接触良好，质量为m=0.02kg的导体棒ab垂直放在导轨上，ab棒恰好静止。ab棒与导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω，不计导轨的电阻，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）ab棒上的电流大小；
（2）ab棒受到的安培力；
（3）ab棒受到的摩擦力大小和方向。
16．如图所示，I、II、III为匀强电场和匀强磁场的理想边界，一束电子由静止状态从P点经过I、II间的电场加速后垂直边界II到达Q点，再经II、III间的磁场偏转后从边界III穿出，且电子从磁场边界III穿出时速度方向与电子入射磁场方向的夹角为30°。已知有界匀强磁场的磁感应强度大小为B，磁场宽度为d。电子质量为m，电荷量为e，电子的重力不计。求：
（1）电子在磁场中运动时速度的大小；
（2）电子在磁场中运动的时间t；
（3）P、Q两点间的电势差。马街中学2023-2024学年高二上学期12月月考
物理试题参考答案
1．D 2．C 3．D 4．D 5．B 6．C 7．D 8．AD 9．AD 10．BD 11．ABC
12． 0.400
13． 等于 5.015 负
14．解:（1）当开关接点时，电流表示数，电源的输出功率为。根据
解得
（2）当开关接点时，电流表示数，有
当开关接点时，电流表示数，有
带入数据解得
15．解:（1）根据闭合电路的欧姆定律可得
（2）根据安培力的计算公式可得安培力的大小为
根据左手定则可知安培力的方向沿着导轨斜面向上；
（3）重力沿导轨斜面向下的分力大小为
则根据平衡条件可知摩擦力沿着导轨斜面向下，有
解得
方向沿导轨斜面向下。
16．解:（1）作出电子在磁场中运动的轨迹如图所示，由几何关系知运动半径
R=2d
由
得
（2）由
得电子在磁场中运动周期
电子在磁场中运动轨迹所对圆心角为30°，则运动时间
（3）电子在电场中加速时有
解得PQ间电压
由题意分析知
西
A
0.6
M
d
X
X
×X
×
X
X
R
30
B
×
×
R
Ⅲ
