福建省龙岩市连城县2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题（含答案）

连城县2023-2024学年高二上学期12月月考 物理试题
（满分：100分 考试时间：75分钟）
一、选择题（本大题共8小题，共40分，第1-4题，每小题4分，只有一个选项符合题目要求；第5-8题，每小题6分，有多个选项符合要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错得0分）
1. 下列选项对公式认识正确的是
A．公式，只适用于真空中点电荷产生的电场
B．公式，只适用于纯电阻电路的电热的计算
C．由电动势公式可知，电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能，非静电力做功本领越强的电源，电动势越大
D．由公式可知，磁感应强度与电流元所受磁场力大小成正比
2．如图为电磁流量计的一段塑料管道，横截面为矩形，含大量离子的液体从abcd端口以速度v流入管道,管道处于磁感应强度为B、方向垂直于管道侧面向里的匀强磁场中，管道内壁的上下两侧分别粘贴M、N金属板。现测得ab边长为h,bc边长为L，则下列说法正确的是
A、液体流过磁场区时，正离子偏向N金属板
B、洛伦兹力作用使金属板形成电势差Bvh
C、洛伦兹力作用使金属板形成电势差Bvl
D、若测得电势差为U，则液体的流量
3. 如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c，d到O点的距离均相等。关于这几点处的磁场，下列说法正确的是
A．O点处的磁感应强度为零
B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反
C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相反
D．a、b、c、d、O五点处磁感应强度的方向都相同
4．真空中有一匀强磁场，磁场边界为两个半径分别为a和3a的同轴圆柱面，磁场的方向与圆柱轴线平行，其横截面如图所示。一速率为v的电子从圆心沿半径方向进入磁场。已知电子质量为m，电荷量为e，忽略重力。为使该电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内，磁场的磁感应强度最小为
A. B. C. D.
5. 如图所示，空间中存在一匀强磁场，将长度为的直导线放置在轴上，当通以大小为、沿轴负方向的电流后，测得其受到的安培力大小为，方向沿轴正方向。下列关于磁感应强度的方向和大小，说法正确的是
A. 方向只能沿轴正方向 B. 大小可能为
C. 大小可能为 D. 大小可能为
6．质量为、带电荷量为的小物块，从倾角为的绝缘斜面上由静止下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为，整个斜面置于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为，如图所示。若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下列说法中正确的是
A．小物块一定带负电荷
B．小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动，且加速度大小为
C．小物块在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动
D．小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面压力为零时的速率为
7. 如图所示，水平导轨间距为，导轨电阻忽略不计；导体棒ab的质量，电阻，垂直导轨摆放与导轨接触良好，并通过一细线跨过定滑轮与重物G相连；电源电动势，内阻，电阻；导轨所在的空间内存在匀强磁场，磁感应强度，方向垂直于ab，与导轨平面成夹角；ab与导轨间的动摩擦因数为设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，定滑轮摩擦不计，线对ab的拉力与棒垂直且为水平方向，ab处于静止状态。g取，。则下列判断正确的是
A. 通过ab棒的电流为、方向由a到b
B. ab棒受到的安培力大小
C. 重物质量M的取值可能为
D. 重物质量M的取值可能为
8．真空中有一半径为R的均匀带正电薄球壳，以球心O为坐标原点，沿半径方向建立x轴，球壳外x轴上的各点的场强E随x变化的关系如图所示。一质量为m、电荷量为e的电子从处由静止释放，仅受静电力作用，到达球壳表面时的动能为。已知均匀带电薄球壳的壳外空间的电场分布与电荷量全部集中在球心时相同，静电力常量为k，球体表面积公式。下列说法正确的是
A．图中
B．该球壳单位面积所带的电荷量为
C．电子在处释放时的加速度大小为
D．若电子从处由静止释放，则到达球壳表面时的动能为
二、非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13为实验题，14～16题为计算题。考生根据要求作答。
9．（3分）用细绳系一个带正电的小球B，另一个也带正电的小球A固定在光滑绝缘的竖直墙上，A、B两球离地面的高度相同。小球B在重力、拉力和库仑力的作用下静止不动，如图所示。现将细绳剪断，则在细绳剪断瞬间小球B加速度 ，B球落地时间 ，B球落地速度 （三空均选填“大于”、“等于”或“小于”）。
10．（3分）质量和电荷量大小都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，M和N运行的半圆轨迹如图中的虚线所示，则 M带 (选填“正电”或“负电”)；M的运行时间 N的运行时间(选填“>”“＝”或“<”)，M的入射速度 N的入射速度(选填“>”“＝”或“<”)。
11．（3分）如图所示，一块蹄形磁铁放在水平台秤上，金属棒AB固定在两个磁极之间。当AB中通入电流时，台秤示数减小。则AB棒所受安培力的方向为__________，电流的方向为________，（选填“A到B”或“B到A”）如果把蹄形磁铁磁极调换，电流不变，则台秤示数 （选填“增大”、“不变”或“减小”）
12．（6分）“色环电阻”是在电阻表面涂上一定颜色的色环，来代表这个电阻的阻值。其中四环电阻第1条色环代表十位数，第2条色环代表个位数，第3条色环代表倍率，第4条色环代表误差，色别对应的数值规格如下表所示。例如，图甲的色环电阻第1、2、3环颜色分别为绿、蓝、棕，表示该电阻的阻值为56×101Ω。
某同学用多用电表试测一掉色的色环电阻的阻值。
色别 黑 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白
数值 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
（1）先把选择开关旋至欧姆挡“×1k”，再将两支表笔 ，调节调零旋钮，使多用电表的指针指向欧姆挡的零刻线。
（2）将表笔搭在待测电阻两端，发现指针偏转太大，如图乙中a所示；
（3）将倍率更换至 （选填“×100”“×10”“×1”）挡，重新调零后，再次测量，指针偏转如图乙中b所示；
（4）可以推断，该色环电阻第3条环色应为 色。
13．（6分）工业污水的排放标准之一为其电阻率。某一兴趣小组通过测定工业污水的电阻率来判断污水是否达到排放标准。将待测污水样本装满长方体容器，该容器左、右两侧面为带有接线柱的金属薄板，其余四面均由绝缘材料制成，容器内表面长，宽，高，如图甲所示。
（1）先用多用电表粗测该水样的电阻约为2400Ω，再利用以下实验器材用“伏安法”测量其阻值。
A．电流表A（量程0~5mA，内阻）
B．电压表V（量程0~15V，内阻约为10kΩ）
C． 滑动变阻器R（0~20Ω，额定电流1A）
D．电源E（15V，内阻约1Ω）
E. 开关S、导线若干
（2）根据实验原理正确连接电路后（如图乙），测得数据如下表
U/V 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0
I/mA 0.80 1.59 2.42 3.18 4.03 4.80
（3）根据上表数据，在图丙坐标纸上描点。请在图丙中绘制图线 。
（4）求出待测水样的电阻率为 ，由此判定水样是否符合排放标准。
14．（9分）如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度、垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。现把一个质量的导体棒放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻，金属导轨电阻不计，，求：
（1）导体棒受到的安培力大小及方向；
（2）导体棒受到的摩擦力大小及方向。
15．（12分）如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，极板长L＝80 cm，两板间的距离d＝40cm，电源电动势E＝40V，内电阻r＝1Ω，电阻R=23Ω，闭合开关S，调节滑动变阻器，当滑动变阻器接入电路的阻值=16Ω，待电路稳定后，将一带负电的小球从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度＝4m/s水平向右射入两板间，该小球可视为质点。若小球带电量q＝1×10C，质量为m＝2×10 kg，不考虑空气阻力，电路中的电压表、电流表均是理想电表。 （g取10 m/s）。求：
（1）此时电压表的示数=？
（2）小球在电场运动过程的加速度=？
（3）小球离开电场时的侧移量=？
16．（18分）如图所示，平面直角坐标系xOy面内，y轴左侧内存在垂直于纸面向里的匀强磁场Ⅰ，y轴右侧第一象限内存在竖直向上的匀强电场，第四象限内存在垂直于纸面向外的匀强磁场Ⅱ，磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度大小相等。一电子以速度从x轴上的N点（-L，0）射入磁场，与x轴负方向的夹角，经P点（图中未画出）垂直于y轴射入电场，最后从M点（2L,0）进入第Ⅳ象限。已知电子的质量为m，电荷量为e，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）匀强电场的电场强度大小；
（3）从N点射出后电子第3次经过x轴的位置坐标。
连城县2023-2024学年高二上学期12月月考物理试卷
(参考答案)
一、选择题（本大题共8小题，共40分，第1-4题，每小题4分，只有一个选项符合题目要求；第5-8题，每小题6分，有多个选项符合要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C B D C BC AC AD BC
非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13为实验题，14～16题为计算题。考生根据要求作答。
9．（3分） 大于 小于 大于
10. （3分） 负电 = > 11. （3分）向下 B到A 增大
12．（6分） 短接 ×100 红
13．（6分） 245
14．（9分）（1）0.32N，方向沿导轨平面向上；（2）0.02N，方向沿导轨平面向下
【详解】（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有
.............................................1分
导体棒受到的安培力 .............................................2分
联立解得 .............................................1分
方向沿导轨平面向上；.............................................1分
（2）导体棒恰好静止，根据共点力平衡条件有 .........................2分
解得 .............................................1分
方向沿导轨平面向下。.............................................1分
15．（12分）0.32N，方向沿导轨平面向上；（2）0.02N，方向沿导轨平面向下
（1） ； （2） ；（3）
【详解】（1）由闭合电路的欧姆定律 ............................2分
电压表的示数 U=IR滑=1×16V=16V. ............................................2分
（2）电容器两板间场强 ...................................2分
由牛顿第二定律得 Eq-mg=ma . ..................................2分
带入数据解得 a=10m/s2 ..................................1分
（3）设小球在板间飞行时间为t .............................1分
...................................2分
16．（18分）（1）；（2）；（3）
【详解】（1）由题意得在磁场Ⅰ中运动轨迹如图，圆心在K点，在磁场运动的半径，则有
...................................2分
...................................2分
得 ： ...................................1分
（2）进入电场后，电子做类平抛运动，从P点到M点的过程中，设沿电场力方向的位移为y，垂直于电场力方向的位移为x，则： .............................2分
...................................2分
...................................2分
解得 ..................................1分
（3）沿电场方向的速度 .................................1分
.................................1分
v方向与x成，则 .................................1分
设电子在第四象限中做匀速圆周运动的半径为，有 .................................1分
经分析知，电子第1次过x在M点运动一个劣弧第二次过x轴到第Ⅰ象限，再次下来到第3次经过x轴时的位置坐标为 .................................1分
联立以上各式，代入数据得 .................................1分