河北省高碑店市崇德实验中学2023-2024学年高二上学期11月月考物理试题（含答案）

崇德实验中学2023-2024学年高二上学期11月月考
物理试题
一、单选题（每题只有一个正确选项，共7题，每题4分）
1.指南针是我国古代的四大发明之一。关于指南针，下列说法正确的是（ ）
A.指南针可以仅具有一个磁极
B.指南针能够指南北，说明地球具有磁场
C.指南针的指向不会受到附近磁铁的干扰
D.在指南针正上方附近放置一直导线，导线通电时指南针不偏转
2.发电厂的输出电压为，发电厂至用户间输电导线的总电阻为R，通过导线的电流为I，用户得到的电压为，则下列输电导线上损耗功率的表达式中错误的是（ ）
A. B. C. D.
3.如图所示，在磁感应强度大小为的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零.如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为（ ）
A.0 B. C. D.
4.关于电磁波下列说法正确的是（ ）
A.麦克斯韦通过实验验证了“变化的电场产生磁场”和“变化的磁场产生电场”，并证实了电磁波的存在
B.医院里常用X射线照射病房和手术室进行消毒
C.一切物体都在辐射红外线，这种辐射与物体的温度有关
D.电磁波的传播需要介质，其在介质中的传播速度等于光速
5.一长直导线通以如图所示的大小、方向都变化的电流，以向右为正方向。在导线正下方有一断开的圆形线圈，两端分别记为a、b，则（ ）
A.时刻a点电势最高 B.时刻a点电势最高
C.时刻a点电势最高 D.时刻a点电势最高
6.如图所示，理想变压器输入电压。电压表V、电流表A均为理想电表。接通开关S，则（ ）
A.灯泡L变亮 B.A、V示数均减小
C.V示数不变，A示数减小 D.原线圈输入功率增大
7.图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈，、、是三个完全相同的灯泡。实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是（ ）
A.图甲中，与的电阻值相同
B.图甲中，闭合，电路稳定后，中电流大于中电流
C.图乙中，变阻器R与的电阻值相同
D.图乙中，闭合瞬间，中电流与变阻器R中电流相等
二、不定项选择题（每题多个正确选项，共3题，每题6分，部分对得3分）
8.如图所示，通有稳恒电流的长直螺线管竖直放置，铜环R沿螺线管的轴线加速下落，在下落过程中，环面始终保持水平，铜环先后经过轴线上1、2、3位置时的加速度分别为、、.位置2处于螺线管的中心，位置1、3与位置2等距离.设重力加速度为g，则（ ）
A. B.
C. D.
9.如图所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，质量为，带电量为的正电荷，小球在棒上可以滑动，将此棒竖直放置在沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，匀强电场的电场强度，方向水平向右，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5T，方向为垂直于纸面向里，小球与棒间的动摩擦因数为μ＝0.2，设小球在运动过程中所带电荷量保持不变，g取.（ ）
A.小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度为
B.小球由静止沿棒竖直下落最大速度2m／s
C.若磁场的方向反向，其余条件不变，小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度为
D.若磁场的方向反向，其余条件不变，小球由静止沿棒竖直下落的最大速度为45m/s
10.如图所示，正方形容器处于匀强磁场中，一束电子从孔a垂直于磁场沿ab方向射入容器中，一部分从c孔射出，一部分从d孔射出。小孔足够小，容器处于真空中，则下列结论中正确的是（ ）
A.从两孔射出的电子速率之比
B.从两孔射出的电子在容器中运动的时间之比
C.从两孔射出的电子在容器中运动的加速度大小之比
D.从两孔射出的电子在容器中运动的角速度之比
三、实验题
11.某同学要测量一节干电池的电动势和内阻，可供选择的器材有；电流表A（0～0.6A）、电压表V（0～3V）、滑动变阻器（5Ω，1A）、滑动变阻器（10Ω，2A）、定值电阻为1.0Ω、电键S及导线若干。
图1 图2
（1）请根据题中图1的电路图完成图2的实物连线________。
（2）为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用________（选填“”，或“”）。
（3）利用电路图进行实验，改变滑动变阻器的阻值，根据所测数据画出的U-I图线如图3所示，则此干电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。（均保留两位小数）
12.某实验小组为测量某种合金丝的电阻率，进行了如下操作：
（1）用刻度尺测得合金丝的长度为60cm，用螺旋测微器测量合金丝的直径，示数如图1所示，则合金丝的直径为________mm；
图1
（2）设计如图2所示的实验电路，用电流表和电压表测量金属丝的电阻值。请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图3实物电路中的正确位置________；
图2 图3
（3）正确连接电路后，某次测量时电压表（量程0～3V）和电流表（量程0～0.6A）指针的位置分别如图4、图5所示，则电压U＝________V，电流I＝________A；
图4 图5
（4）由题给数据和测量数据计算该合金丝的电阻率为________Ω·m。（保留两位有效数字）
四、计算题
13.在如图所示的电路中，电源电压U恒定不变，当S闭合时消耗的电功率为9W，当S断开时消耗的电功率为4W，求：
（1）电阻与的比值；
（2）S断开时，电阻消耗的电功率是多少。
14.如图所示，两根平行光滑金属导轨MN和PQ放置在水平面内，其间距L＝0.2m，磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨之间连接的电阻R＝4.8Ω，在导轨上有一金属棒ab，其电阻r＝0.2Ω，金属棒与导轨垂直且接触良好，如图所示，在ab棒上施加水平拉力使其以速度v＝0.5m/s向右匀速运动，设金属导轨足够长.求：
（1）金属棒ab产生的感应电动势；
（2）通过电阻R的电流大小和方向；
（3）水平拉力的大小F；
（4）金属棒a、b两点间的电势差.
15.如图所示，一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，已知电场强度大小为E，方向竖直向下，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，若此液滴在垂直于磁感应强度的平面内，做半径为R的匀速圆周运动，设液滴质量为m，重力加速度为g，求：
（1）液滴的速度大小和绕行方向。
（2）倘若液滴运行到轨迹最低点A时，分裂成完全相同的两滴，其中一个液滴仍在原来面内做半径为的匀速圆周运动，绕行方向不变，试用计算说明另一个液滴将如何运动？
崇德实验中学2023-2024学年高二上学期11月月考
物理试题（答案）
选择题
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
B C C C D D C ABD AD BD
1.B，【详解】A.指南针具有两个磁极，故A错误；B.指南针能够指南北，故处在一个磁场中，收到了磁场力的影响，说明地球具有磁场。故B正确；C.指南针的指向会受到附近磁铁的干扰。故C错误；D.在指南针正上方附近放置一直导线，导线通电时指南针是否偏转，需要看电流磁场的方向。故D错误。故选B。
2.C，【详解】升压变压器的输出电压为，降压变压器的输入电压为，则输电线上的电压损失，输电线上损失的功率为或.故AD正确，因为输电线上的电流为I，则输电线上损失的功.故B正确，C错误.
3.C，【详解】在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离为I的a点处的磁感应强度为零，如下图所示：
由此可知，外加的磁场方向与PQ平行，且由Q指向P，即；依据几何关系，及三角知识，则有：；解得P或Q通电导线在a处的磁场大小为；
当P中的电流反向，其他条件不变，再依据几何关系，及三角知识，则有：；因外加的磁场方向与PQ平行，且由Q指向P，磁场大小为；最后由矢量的合成法则，那么a点处磁感应强度的大小为，故C正确，ABD错误.
4.C，【详解】A.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证明了电磁波的存在且测得了波速，故A错误；B.X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体；对人体有一辐射，故不能用来消毒，故B错误；C.一切物体都在不停地向外辐射红外线，这种辐射与物体的温度有关，物体的温度越高，辐射的红外线就越强，故C正确；D.电磁波的传播不需要介质，电磁波在真空中的传播速度等于光速，故D错误；故选C。
5.D，【详解】AC.、时刻长直导线电流最大，但电流的变化率为0，则线圈中磁通量变化率为0，感应电动势为0，故AC错误；BD.、时刻长直导线电流为0，但电流的变化率最大，则线圈中磁通量变化率也最大，根据楞次定律和安培定则，在时刻a点电势高于b点电势，故B错误，D正确。故选D。
6.D，【详解】A.开关闭合，输入电压不变，副线圈总电阻减小，根据，可知，副线圈电压不变，输出电流增大，再根据闭合电路的欧姆定律可得，串联电阻r分压增大，并联部分电压减小，灯泡L变暗，A错误；BC.开关闭合，副线圈总电阻减小，输入电压不变，则输出电压不变，V示数不变，输出电流增大，根据，则输入电流增大，A示数增大，BC错误；D.开关闭合，副线圈总电阻减小，副线圈电压不变，副线圈总电流增大，副线圈输出功率变大，则原线圈输入功率增大，D正确。
7.C，【详解】AB.断开开关瞬间，灯突然闪亮，由于线圈的自感，通过的电流逐渐减小，且通过，即自感电流会大于原来通过的电流，说明闭合，电路稳定时，通过的电流小于通过的电流，的电阻小于的电阻，故AB错误；C.闭合，电路稳定时，与的亮度相同，说明两支路的电流相同，因此变阻器R与的电阻值相同，故C正确；D.闭合开关，逐渐变亮，而立即变亮，说明中电流与变阻器R中电流不相等，故D错误。故选C。
8.ABD，【详解】感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因，当铜环经过1位置时，正在靠近螺线管，铜环受到的磁场力阻碍铜环靠近螺线管（来拒），则加速度当铜环经过位置3时，正在远离螺线管，铜环受到的磁场力阻碍铜环远离螺线管（去留），则加速度，当铜环经过2位置时，环中磁通量最大，且运动方向与磁场平行，故不产生感应电流，则加速度，又由于从1位置经2位置到3位置的过程中，铜环的速度在逐渐增加，即，则铜环在3位置处所受磁场力比在1位置时所受磁场力大，则有，综合考虑则有，故选ABD。
9.AD，【详解】小环静止时只受电场力、重力及摩擦力，电场力水平向右，摩擦力竖直向上；开始时，小环的加速度应为：；小环速度将增大，产生洛仑兹力，由左手定则可知，洛仑兹力向右，故水平方向合力将增大，摩擦力将增大；加速度将减小，当加速度等于零时，即重力等于摩擦力，此时小环速度达到最大，则有：，解得：；故A正确，B错误；若磁场的方向反向，其余条件不变，则洛伦兹力向左，故当洛伦兹力与电场力平衡时加速度最大，为；当摩擦力与重力平衡时，速度最大，故：，解得：；故C错误，D正确；故选AD.
10.BD，【详解】A.从c、d两孔射出电子的运动轨迹如图所示
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得
可得运动半径为，由图可知
则有，故A错误；
B.粒子运动周期为
从c孔射出的粒子运动了周期，从d孔射出的粒子运动了周期，则有
故B正确；C.粒子在磁场中的加速度为
则有，故C错误；D.由
因周期相同，所以ω相同，故有，故D正确。故选BD。
11.答案见图 1.50 0.67
【详解】（1）［1］根据电路图完成的实物连线如图所示
（2）［2］因为干电池电压大约为1.5V，所以让电流表安全的前提下，应该让电路中的电阻不小于
，所以为了方便调节且较准确的进行测量，滑动变阻器应该选用。
（3）［3］U-I图线与纵轴交点即是电动势，则电动势为E＝1.50V
［4］图线斜率为内阻与定值电阻之和，则
解得r≈0.67Ω
12.0.628/（0.626-0.629均给分） 电路图见解析 1.20 0.50
【详解】（1）［1］合金丝的直径为
（2）［2］根据电路图连接如图所示：
（3）［3］由图4知，电压表（量程0～3V）的示数为U=1.20V
［4］由图5知，电流表（量程0～0.6A）的示数为I=0.50A
（4）［5］由欧姆定律可得，合金丝的电阻为
根据电阻定律可得
带入数据解得
13.（1）2:1；（2）2W
【详解】（1）S闭合时，电阻消耗的功率为
S断开时，电阻消耗的功率为
由以上两式可得
（2）S断开时，与消耗的功率之比等于与之比，即
所以，消耗的功率为
14.（1）E＝0.05V （2）I＝0.01A，从M通过R流向P （3）0.001N （4）0.048V
【详解】（1）设金属棒中感应电动势为E，则：E＝BLv，代入数值得E＝0.05V
（2）设过电阻R的电流大小为I，则：，代入数值得I＝0.01A
由右手定则可得，通过电阻R的电流方向从M通过R流向P
（3），ab棒匀速直线运动，则
（4）设a、b两点间的电势差为Uab，则：，代入数值得
15.（1）；（2）另一半液滴速度与原整个液滴速度大小相等，方向相反，所以另一液滴以R为半径做圆周运动，其轨迹最高点为A，绕行方向也为顺时针
【详解】（1）重力和电场力平衡，液滴带负电，得qE＝mg
所以
又洛仑兹力提供向心力，绕行方向顺时针方向旋转，由洛伦兹力提供向心力，有
①
得
（2）由题，液滴分裂成大小相同的两滴，可知两滴的质量和电量都是相等的，质量和电量都变成了原来的一半，所以电场力和重力也都变成原来的一半，二者仍然大小相等，方向相反。由洛伦兹力提供向心力得
②
联立①②得
液滴分裂前后的动量是守恒的，选取液滴初速度的方向为正方向，则
，所以
负号表示与初速度的方向相反，根据左手定则可知，该部分的液滴在A点受到的洛伦兹力的方向向下，将沿顺时针方向运动，A点是圆周运动的最高点。
由洛伦兹力提供向心力，得
③
联立①③可知