2023-2024学年度河南省信阳市重点高中高二上期
12月月考（平行班） 物理（含解析）
分数：100分，考试时间：75分钟
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题（共32分）
1．某同学研究自感现象时，设计了如图所示的电路，自感线圈的直流电阻小于小灯泡电阻，则下列有关现象正确的是（ ）
A．电键闭合时，灯泡逐渐变亮
B．电键闭合时，灯泡立即变亮
C．电键断开时，灯泡逐渐熄灭
D．电键断开时，灯泡闪亮后再熄灭
2．将A、B两单匝闭合圆形导线环如图所示放置，导线环B恰好与正方形的匀强磁场区域边界内切，磁场方向垂直于两导线环的平面，A、B导线环的半径之比rA:rB=2:1。若磁感应强度均匀增大，则A、B导线环中感应电动势之比为（ ）
A．1:1 B．4:1 C．4：π D．2:π
3．在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），、为定值电阻（），为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表。若将照射的光的强度减弱，则（ ）
A．电压表的示数变大 B．电源输出功率变小
C．通过的电流变小 D．小灯泡变亮
4．一环形线圈放在匀强磁场中，设第1s内磁感线垂直线圈平面向里，如图（甲）所示。若磁感强度B随时间t变化的关系如图（乙）所示，那么第3s内线圈中感应电流的大小和方向是（ ）
A．大小恒定，逆时针方向 B．大小恒定，顺时针方向
C．逐渐增加，逆时针方向 D．逐渐增加，顺时针方向
5．某正方形闭合导线框的质量可以忽略不计，现将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场，若第一次用时间拉出，通过导线截面的电荷量为，外力所做的功为；第二次用时间拉出，通过导线截面的电荷量为，外力所做的功为，则下列大小关系正确的是（ ）
A． B．
C． D．
6．如图所示，将一金属空腔放在匀强电场中，稳定后，电场线如图分布。A为金属外一点，B为金属空腔内一个点。下列说法正确的是（ ）
A．金属外表面的电场和金属外表面垂直
B．B点感应电场为零
C．A点电场强度等于B点的电场强度
D．正电荷在A点的电势能等于在B点的电势能
7．如图所示，一理想变压器的原、副线圈分别由双线圈ab和cd（匝数都为）、ef和gh（匝数都为）组成。用和表示输入电流和电压，和表示输出电流和电压。在下列四种连按法中，符合关系，的有（ ）
①b与c相连，以a、d为输入端；f与g相连，以e、h为输出端
②b与c相连，以a、d为输入端；e与g相连，以f、h为输出端
③a与c相连，b与d相连作为输入端；f与g相连，以e、h为输出端
④a与c相连，b与d相连作为输入端；e与g相连，f与h相连作为输出端
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
8．某研究小组成员设计了一个如图所示的电路，已知纯电阻R的阻值不随温度变化。与R并联的是一个理想的交流电压表，D是理想二极管（它的导电特点是正向电阻为零，反向电阻为无穷大）。在A、B间加一交流电压，瞬时值的表达式为（V），则交流电压表示数为（ ）
A．10V B．20V C．V D．V
二、多项选择题（共16分）
9．关于电场力做功和电势差的说法中，正确的是（ ）
A．电场力在电场中两点间移动电荷做功的多少由这两点间的电势差和电荷量决定
B．电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷量决定
C．电势差是矢量，电场力做的功是标量
D．在匀强电场中，与电场线垂直的某个方向上任意两点间的电势差均为零
10．如图所示，在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，让长为0.2m的导体棒ab在金属框上以6m/s的速度向右移动，此时感应电动势大小为E。如果R1=6Ω，R2=3Ω，其余部分电阻不计，则通过ab的电流大小为I。则E和I分别是多少（ ）
A．E=0.48 V B．E=4.8 V
C．I=2.4A D．I=0.24A
11．如图所示，将带负电的试探电荷沿着等量异种点电荷连线的中垂线从A点移动到B点，再沿连线从B点移动到C点。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．试探电荷所受的静电力先变大后变小
B．静电力的方向先垂直向上，然后沿连线方向指向正电荷Q
C．从A点到B点各点的电势不变，从B点到C点各点的电势不断增加
D．试探电荷的电势能先不变，后不断增大
12．a、b、c三个粒子由同一点同时垂直场强方向进入偏转电场，其轨迹如图所示，其中b恰好飞出电场，以下说法错误的是（ ）
A．在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上
B．b和c同时飞离电场
C．进入电场时，c的速度最小，a的速度最大
D．动能的增量相比，c的最小，a和b的一样大
三、实验题（共15分）
13．某同学利用图甲所示的电路测量电源电动势和内阻，图乙所示电路测Rx的阻值，两个电路使用同一电源。由于电压表和电流表内阻的影响会给实验带来一定的误差，其中，图甲中 （填“电压表”或“电流表”）的内阻对实验结果无影响，图乙中 （填“电压表”或“电流表”）的内阻对实验结果无影响。图丙是该同学根据实验测得的数据作出的图像，由图可知，电源的短路电流为 A（结果保留两位有效数字）。
14．小明同学想要设计一个既能测量电源电动势和内阻，又能测量定值电阻阻值的电路。他用了以下的实验器材中的一部分，设计出了图（a）的电路图。
a、电流表A1（量程0.6 A，内阻很小）；电流表A2（量程300μA，内阻rA=1000Ω）；
b、滑动变阻器R（0~20Ω）
c、两个定值电阻（R1=1000Ω，R2=9000Ω）
d、待测电阻Rx
e、待测电源E（电动势约为3 V，内阻约为2Ω）
f、开关和导线若干
（1）根据实验要求，与电流表A2串联的定值电阻为 ；（填“R1”或“R2”）
（2）小明先用该电路测量电源电动势和内阻，将滑动变阻器滑片移至最右端，闭合开关S1，调节滑动变阻器，分别记录电流表A1、A2的读数I1、I2，得I1与I2的关系如图（b）所示。根据图线可得电源电动势E= V，电源内阻r= Ω；（计算结果均保留两位有效数字）
（3）小明再用该电路测量定值电阻Rx的阻值，进行了以下操作：
①闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器到适当阻值，记录此时电流表A1示数Ia，电流表A2示数Ib；
②断开开关S2，保持滑动变阻器阻值不变，记录此时电流表A1示数Ic，电流表A2示数Id，后断开S1；
③根据上述数据可知计算定值电阻Rx的表达式为 ；若忽略偶然误差，则用该方法测得的阻值与其真实值相比 。（填“偏大”“偏小”或“相等”）
四、解答题（共37分）
15．以煤作燃料的工厂、电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉，不仅浪费燃料，而且严重地污染环境，利用静电除尘可以消除烟气中的煤粉．图为静电除尘的原理示意图，除尘器由金属管A和悬挂在管中的金属丝B组成，A和B分别接到高压电源的两极，它们之间有很强的电场，而且距离B越近电场强度越大，B附近的空气中的气体分子被强电场电离成为电子和正离子．正离子被吸引到B上，得到电子，又成为分子，电子在向正极运动的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极上，最后在重力作用下，落入下面的漏斗中，从而除去了煤粉等有害粒子．
若某一大型火力发电厂的烟囱高20 m、直径4 m，问：
（1）为了除去烟气中的煤粉，A、B分别应该接在高压电源的哪一极？
（2）设这一静电除尘器的吸附能力为，则在一天中能回收多少煤粉？
16．如图所示，一个荷质比的带电粒子从A板由静止开始经过A、B极板间的匀强电场加速后，又沿中心轴线垂直射入偏转电场，并从另一侧射出电场打到荧光屏上的P点，点为荧光屏的中心，且间距h=0.72cm。已知偏转电场电压U=200V，板间距离d=2.0cm，极板的长度L1=6.0cm。极板的末端到荧光屏的距离L2=3.0cm，加速电场A、B极板间距为L0=4.5cm。（忽略粒子所受重力）。求：粒子从静止开始运动到打到屏幕上所经历的时间t。
17．如图所示，两平行金属板水平放置，两板间距为，上板带正电荷、下板带负电荷，且两极板带电量相同。上板中间开有一小孔，小孔正上方有长度为的绝缘轻杆，轻杆两端各固定一个带电小球和质量为，带电何量的质量为，带电荷量。开始轻杆竖直，到小孔的距离为，然后两球由静止释放，在下降过程巾轻杆始终保持竖直。已知两板间电压为重力加速度，不计空气阻力。求：
（1）小球的最大速度；
（2）小球下降的最大距离（两小球始终没有接触两金属板）。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】AB．线圈由于自感现象通电时电流会逐渐增加，但灯泡所在支路没有自感线圈，电流可以突变。则电键闭合时，灯泡立即变亮。故A错误，B正确；
CD．电键断开时，线圈中的电流不能突变，需要逐渐减小，则在灯泡和线圈组成的回路中，线圈充当电源的作用放电，故灯泡电流方向会变成自右向左的，但灯泡与二极管串联，二极管通反向电流时电阻极大，故灯泡会直接熄灭。故CD错误。
故选B。
2．C
【详解】根据法拉第电磁感应定律
题中n相同，相同，有效面积之比为，则得到A、B环中感应电动势之比为
故选C。
3．B
【详解】ACD．将照射R3的光的强度减弱，则R3阻值增大，整个电路的外电阻增大，根据闭合电路欧姆定律，干路电流减小，则r、R1的电流减小，内压、电压表示数都减小，而R2的电压增大电流增大，灯泡L的电流减小，也可以根据串反并同可知，与R3串联的电压表示数减小，与它并联的电流变大，与它串联的小灯泡变暗，故ACD错误；
B．因为R1>r，R3阻值增大，电路中总电阻增大，如图，根据电源输出功率特点可知，电源输出功率减小，故B正确。
故选B。
4．A
【详解】在第3s内，磁场的方向垂直于纸面向里，且均匀增大，根据可知电动势恒定，产生恒定的电流，根据楞次定律，感应电流的方向为逆时针方向。
故选A。
5．B
【详解】设线框的长为，速度为，线框所受的安培力大小为
又
＝
则得
线框匀速运动，外力与安培力平衡，则外力的大小为
＝
外力做功为
可见，外力做功与所用时间成反比，则有
两种情况下，线框拉出磁场时穿过线框的磁通量的变化量相等，根据感应电荷量公式
可知通过导线截面的电量相等，即有
故ACD错误，B正确。
故选B。
6．A
【详解】A．金属空腔外表面电势相等，是一等势面，必定与电场垂直，故A正确；
BC．由于静电屏蔽作用，空腔内部电场强度为0，则在B点，感应电场和匀强电场等大反向，A点电场强度一定大于B点的电场强度，故BC错误；
D．沿电场线方向电势降低，而金属空腔又是一等势体，则A点电势大于B点电势，则正电荷在A点的电势能大于在B点的电势能，故D错误。
故选A。
7．D
【详解】当b与c相连，f与g相连时，相当于两组原线圈串联，两组副线圈串联，原、副线圈匝数都增大一倍，对理想变压器
且有
所以
即①正确；
当e与g相连时，副线圈相当于双线绕法，副线圈内感应电动势相互抵消，没有输出电压和电流，②错误；
③中原线圈ab和cd两个线圈并联，副线圈中ef和gh两个线圈串联，显然③错误；
④中的a与c相连，e与g相连，原、副线圈中的两个线圈都并联，电压关系电流关系符合题意，④正确，
故选D。
8．C
【详解】二极管具有单向导电性，使得半个周期内R通路，另外半个周期内R断路，在正向半周内，交流电压的有效值为20V，故一个周期内电阻产生的热量为
解得
则交流电压表示数为。
故选C。
9．AD
【详解】A．根据公式
WAB=qUAB
电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电荷量决定，故A正确；
B．电场中两点间的电势差与试探电荷无关，由电场本身和两点的位置共同决定，故B错误；
C．电势差是标量，电场力做的功是标量，故C错误；
D．由于等势面与电场线垂直，所以在匀强电场中，与电场线垂直的某个方向上任意两点间的电势差均为零，故D正确。
故选AD。
10．AD
【详解】电动势为
通过R1电流
通过R2电流
所以，通过ab的电流
I=I1+I2=0.24A
故选AD。
11．BC
【详解】AB．由于正、负电荷的电场叠加，等量异种点电荷连线的中垂线从A点移动到B点，电场强度不断增大，并且方向垂直向下，负电荷受力垂直向上，根据电场线的分布情况可知从B点移动到C点，电场强度也不断增大，其方向沿连线方向指向负电荷，负电荷受力沿连线方向指向正电荷，试探电荷所受的静电力一直在变大，故A错误，B正确；
CD．根据对称性和正、负电荷的电场叠加，从A到B各点电势相等，电势能不变，根据沿电场线电势不断减小，所以从B点到C点电势不断增大，带负电的试探电荷电势能不断减小，故C正确，D错误。
故选BC。
12．BC
【详解】AB．因为b恰好能飞出电场，故a、b两粒子竖直方向位移相同，根据牛顿第二定律得
知二者加速度相同，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，根据
可知二者运动时间相同，即在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上；同理，由题图知由于飞出电场时b竖直位移大于c竖直位移，加速度相同，则可知粒子在电场中运动的时间b大于c，故A正确，B错误；
C．由前面分析可知，a、b、c三个粒子在电场中的运动时间关系
水平方向匀速运动
结合题图可知，进入电场时，c的速度最大，a的速度最小，故C错误；
D．根据粒子动能的增量等于粒子所受合外力所做的功，则有
结合题图可知飞出电场时动能的增量相比，c的最小，a和b的一样大，故D正确。
由于本题选择错误的，故选BC。
13． 电流表 电压表 3.0A
【详解】[1]根据闭合电路欧姆定律有
在图甲中电压表测的电压是路端的实际电压，没有误差。但由于电压有内阻，所以电压一定会分流，故干路的总电流大于电流表的示数，而在实验时是使用电流表的示数代替干路的总电流，且电压内阻越小分流越多，误差越大，故电压表的内阻会对实验结果影响实，而电流表的内阻对实验结果无影响；
[2]根据欧姆定律，在乙电路中流过Rx的电流即为电流表的示数，由于电流的分压作用，则Rx两端的电压小于电压表的示数，且电流内阻越大分压越多，误差越大，故电流表对实验结果有影响，而电压表的内阻对实验结果无影响；
[3]由丙图可知电流电动势为E=3.0V，当路端电压U=2.7V时，电流为I=0.3A，根据
得内阻为
当外电阻被短接时回路的电流为
14． R2 3.0 2.1 （rA＋R2） 相等
【详解】（1）[1]由于电源电压为3V，应将A2改装成量程为3V的电压表，因此串联的电阻
因此与R2串联。
（2）[2]理论上，当I1为零时，加在改装电压表两端的电压就是电动势，电源电动势
[3] 根据闭合电路欧姆定律，可知
由于
上式简化为
由图像可知
代入数据可得
（3）[4]滑动变阻器接入电路的阻值
待测电阻的阻值
[5]由于电流表A1的内阻并入到滑动变阻中，不会对测量结果产生误差，因此测量值等于真实值。
15．（1）A接高压电源的正极，B接高压电源的负极 （2）86815 kg
【详解】（1）电极AB间接高电压后，之间产生了很强的电场，气体分子被电离成为电子和正离子，电子较轻，容易被粉尘吸附，故粉尘带负电，只有A极带正电，才能被正极A吸引,从而达到除尘的目的，所以A接高压电源的正极，B接高压电源的负极。
（2）设一天回收煤粉的质量为m，管内表面积
代入数据得
16．
【详解】设粒子进入偏转电场时的初速度为v0，将粒子在偏转电场中的运动分解成水平、竖直两个方向的分运动。水平方向：
①
竖直方向：
②
③
设粒子飞出偏转电场时速度偏向角为，则
④
由于粒子飞出电场时的速度反向延长线过水平分位移的中点，则由几何关系可得
⑤
粒子在加速度电场中
⑥
粒子在偏转电场中
⑦
粒子从飞出电场到打到荧光屏
⑧
则从静止开始运动到打到荧光屏上所经历的时间
⑨
联立①②③④⑤⑥⑦⑧⑨可得
17．（1）；（2）
【详解】（1）根据题意可知
小球P进入电场后受到的电场力为
竖直向下，小球Q进入电场后受到的电场力为
竖直向上。
由
可知，Q进入电场后做减速运动，则Q刚进入电场时P、Q的速度最大，设最大速度为
根据动能定理有
解得
（2）从开始到最低点，设Q进入电场的位移为x，应用动能定理有
解得
则全过程中小球P下降的距离为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
