宜宾市叙州区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．关于电流、电源和电阻，下列说法正确的是
A．通过导体横截面的电荷量越多，电流就越大
B．干电池在电路中所起的作用是把电子在其内部从负极搬运到正极
C．将一根粗细均匀的电阻丝均匀拉长为原来的10倍，其电阻变为原来的10倍
D．在串、并联组合的电路中，任意一个电阻增大而其余电阻不变时，电路的总电阻增大
2．两个小灯泡，分别标有“2V 2W”和“3V 1W”的字样，则它们均正常发光时的电阻阻值之比为
A．4∶3 B．2∶1 C．1∶3 D．2∶9
3．如图所示，线框面积为S，匝数为N，线框平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则下列说法正确的是
A．如图所示位置时磁通量等于0
B．若线框从初始位置绕转过60°角时，磁通量为
C．若从初始位置绕转过60°角时，磁通量为
D．若从初始位置绕转过60°角时，磁通量为NBS
4．如图所示，原来静止的圆形线圈通过逆时针方向的电流，在其直径上靠近b点有一长直导线垂直于圆形线圈平面被固定。今在长直导线中通以图示方向的电流时，在磁场力的作用下，圆形线圈将
A．向左平动 B．向右平动
C．仍然静止 D．绕轴转动
5．等边三角形的三个顶点上垂直纸面放置3根长直导线，导线中通以大小相同的电流，电流方向如图所示，一束带正电的粒子垂直纸面向里射入三角形中心，关于粒子束所受洛伦兹力方向，下列示意图正确的是
A．B．C． D．
6．如图所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中
A．感应电流的方向先顺时针后逆时针再顺时针
B．感应电流的方向一直是逆时针
C．安培力的方向始终与速度方向相反
D．安培力的方向始终沿水平方向
7．如图所示，两平行金属导轨所在平面与水平面的夹角，导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源，两导轨间的距离，在导轨所在空间内分布着磁感应强度大小、方向垂直导轨所在平面向上的匀强磁场。现把一个质量的导体棒放在金属导轨上，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒接入电路的电阻，导体棒恰好要滑动。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，金属导轨电阻不计。（取，，）则棒与导轨的动摩擦因数为
A．0.15 B．0.2 C．0.25 D．0.4
8．汽车中一般都装有防抱死（）系统，它可以控制汽车在紧急制动时车轮处于边滚边滑的状态，从而便于操控汽车的行进方向。这个系统的一个关键部件就是要实时地将车轮的转动情况取样，从而随时有效调节对车轮的制动力度。对车轮转动情况取样装置的结构原理如图所示，铁质齿轮P与车轮同步转动，其右端有一个绕有线圈的磁体，线圈的两端接电流传感器。当车轮带动齿轮转动时，线圈中会产生感应电流，这个电流经电子装置放大后输入控制部分，从而对车轮实施有效的制动。根据上述原理可知，下列说法中正确的是
A．在齿轮P从图示位置按顺时针方向转过角的过程中，通过电流传感器的电流方向是先从右向左，然后从左向右
B．若通过电流传感器的电流变化情况如图甲所示，则车轮可能在匀速转动
C．若通过电流传感器的电流变化情况如图乙所示，则车轮可能在匀速转动
D．若通过电流传感器的电流变化情况如图丙所示，则车轮可能突然被“抱死”
9．在一次实验中某同学用电流表测出了流过导体A的几组电流，用电压表测出了导体A两端对应的几组电压，通过描点连线得出了A的图像。把导体A改换为导体B，得出了B的图像，如图所示，下列说法正确的是
A．对导体A，当通过的电流为时，电阻为，当通过的电流为时，电阻为，则
B．导体A的电阻随电流的增大而增大
C．A的电阻大于B的电阻
D．的值反映了导体A对电流的阻碍作用比导体B的大
10.如图甲、乙所示，同种材料制成边长为a的粗细均匀的正方形导体框
处在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，从A点通入电流I，下列说法
正确的是
A．若电路如图甲所示，线框受到的安培力大小为
B．若电路如图甲所示，线框受到的安培力大小为
C．若电路如图乙所示，线框受到的安培力大小为0
D．若电路如图乙所示，线框受到的安培力大小为
11．地磁场对宇宙高能粒子有偏转作用，从而保护了地球的生态环境。赤道平面的地磁场简化为如图所示，O为地球球心、R为地球半径。地磁场可视为分布在半径R到2R的两边界之间的圆环区域内，磁感应强度大小均为B，方向垂直纸面向里。太阳耀斑爆发时，向地球持续不断地辐射大量高能粒子，假设均匀分布的带正电高能粒子以相同速度垂直MN沿赤道平面射向地球。已知粒子质量均为m、电荷量均为q，不计粒子的重力及相互作用力。下列说法正确的是
A．粒子无论速率多大均无法到达MN右侧地面
B．若粒子速率为，入射到磁场的粒子到达地面的最短时间为
C．若粒子速率为，正对着O处入射的粒子恰好可以到达地面
D．若粒子速率为，入射到磁场的粒子恰好有一半不能到达地面
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．（6分）小李同学设计实验测定一圆柱体合金的电阻率，需要精确测量合金的电阻值。已知圆柱体合金长度为L、电阻约为，现在手头备有如下器材：
A．电流表A1，量程为、内阻约为B．电流表A2，量程为、内阻约为
C．电阻箱，最大阻值为D．滑动变阻器，最大阻值为
E．滑动变阻器，最大阻值为F．电源，电动势约为、内阻约为
G．导线和开关若干H．刻度尺（最小刻度为1mm）
I．游标卡尺
(1)用游标卡尺测量圆柱体合金的直径如图所示，则直径 。
(2)如图所示是该同学设计的测量该合金电阻的电路图，请帮助他选择合适的电学器材，要求电表的示数大于其量程的三分之二、滑动变阻器方便调节，则电流表和滑动变阻器需选择 （填对应器材前面的字母序号）。按图连接好线路进行实验，即可测量出该合金的电阻值。
(3)用以上已知量和所测量的物理量的字母，写出该合金电阻率的表达式为 。
13．（8分）某科研小组要用伏安法测量磁流体发电机的电动势和内阻，所用器材如图所示，其中，长方体表示磁流体发电机的发电导管，其前后两个侧面是绝缘体，上下两表面是电阻不计的导体薄片，薄片上分别焊接一个接线柱。匀强磁场垂直于前后两个侧面，含有正、负离子的高速流体在发电导管内向右匀速流动，两个接线柱间形成稳定的电势差。
①发电导管的 接线柱电势高。（选填“上”或“下”）
②在图中用笔连线代替导线，把电路元件连接起来以达实验目的。
③连接好电路后，调节滑动变阻器，记录多组电流表示数I和对应的电压表示数U的数据，在U—I坐标系中描点如图所示。根据描出的点作出U—I图线 ，并由图线求出磁流体发电机的电动势E= V；内阻r= 。
④该小组利用求出的内阻r来研究流体的导电特性，首先测量了长方体发电导管的各边长度分别为d1、d2、d3，如上图所示，然后根据电阻定律r=求流体的电阻率，则公式中的电阻长度l= ，S= 。（用d1、d2、d3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．图示电路中，，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样，理想电压表的量程有和两挡，理想电流表的量程有和两挡。闭合电键S，将滑片P从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2.5V和0.3A；继续向右移动滑片P至另一位置，电压表指针指在满偏的，电流表指针指在满偏的，求：
(1)试判断电流、电压表所用的量程及此时电流表示数；
(2)该电源的电动势。
15．电磁炮是一种理想的新型武器，它的主要原理如图所示。2016年12月某某中学创新节活动上，我校黄同学等人制成了简易的“电磁炮”模型并在东山公园作了展示，良好效果，并得到老师和同学们的赞扬。黄同学等人把m = 200g的弹体模型（包括金属杆CD的质量）通过导轨加速，并最终从O点水平抛出，继续飞行击中目标P（如图所示）。若轨道宽L = 1m，电磁炮在导轨上加速距离s = 2.5m，通过的电流为I = 5A，方向如图所示。OA竖直高度为4.9m，AP水平距离为50m。已知匀强磁场的方向为竖直方向且垂直于水平导轨。（导轨间摩擦及空气阻力不计，P视为质点）g取9.8m/s2。
求：
（1）判断磁场方向
（2）轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度为多大？
16．如图所示，虚线MN为匀强电场和匀强磁场的分界线，匀强电场方向竖直向上，电场强度大小为E，边界MN与水平方向的夹角。匀强磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里、大小未知。现将一质量为m、电荷量为-q（）的带电粒子从电场中的P点由静止释放，一段时间后粒子从M点第一次进入磁场，从N点第一次离开磁场。已知P、M和M、N的距离均为d，不计粒子所受重力，电场和磁场范围足够大。
（1）求粒子第一次进入磁场时的速度大小v；
（2）求匀强磁场的磁感应强度大小B以及粒子从P到N点的时间；
（3）若粒子第一次进入磁场后的某时刻，磁感应强度大小突然变为，但方向不变，此后粒子被束缚在该磁场中，求的最小值。宜宾市叙州区2023-2024学年高二上学期12月月考
物理试题参考答案
1．D 2．D 3．B 4．D 5．A 6．D 7．C 8．ACD 9．ACD 10．BD 11．BD
12．1.075 AD
13． 下 3.5 2.5 d1 d2d3
14解：(1)由题意：继续向右移动滑片P至另一位置，电压表示数变大，量程，读数为；
电流表示数变小，，电流表示数为0.15A。
(2) 和并联电阻为
根据闭合电路欧姆定律，当电流表示数为0.3A时，干路电流0.9A 时，有
当电流表示数为0.15A时，干路电流0.45A 时，有
解得
15．解：（1）由题可知，安培力方向水平向右，由左手定则可知磁场的方向竖直向上；
（2）设平抛运动初速度为v，时间为t，由平抛运动和匀变速直线运动公式：
AP = vt
v = 50m/s
v2 = 2as
由牛顿第二定律
F = ma
F = BIL
解得
B = 20T
16．解：（1）粒子从P到M，根据动能定理可得
解得
（2）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R，根据几何关系有
2Rcosα=d
根据牛顿第二定律有
解得
粒子从P到M
从M到N转过的圆心角为120°，则时间为
解得从P到N的时间为
（3）由题意可知，当粒子运动到Q点（Q点到MN的距离最大）时改变磁感应强度的大小，粒子运动的半径有最大值，设此后粒子做圆周运动的轨迹半径为r，根据几何关系有
2r=R+Rsinα
根据牛顿第二定律
解得
