福建省泉州市永春县2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题（含答案）

永春县2023-2024学年高二上学期12月月考
物理科试卷（2023.12）
考试时间75分钟，试卷总分100分
一、单选题（本题共5小题，每小题4分，共20分。）
1.下列说法正确的是（ ）
A.摩擦起电的过程中产生了电荷 B.电子就是元电荷
C.带电体的电量可以是任意值 D.质点和点电荷都是理想化的物理模型
2.如图所示，将一圆形导线环竖直放置，在圆环所在的空间加上一水平向右的匀强磁场，mn，pq为圆环上两条互相垂直的直径，mn沿水平方向，pq沿竖直方向。则下列选项中能使圆环中产生感应电流的是（ ）
A.让圆环绕过圆心且垂直于圆环平面的轴转动
B.让圆环在竖直面内向右平动
C.让圆环以mn为轴转动
D.让圆环以pq为轴转动
3.某同学测得某白炽灯的伏安特性曲线如图所示。图像上A点与原点的连线与横轴成角，A点的切线与横轴成角，则（ ）
A.白炽灯的电阻随电压的增大而减小 B.在A点，白炽灯的电阻可表示为
C.在A点，白炽灯的电功率可表示为 D.在A点，白炽灯的电阻为
4.一块横截面为矩形的金属导体的宽度为b，厚度为d，将导体置于一磁感应强度为B的匀强磁场中，磁感应强度的方向垂直于侧面，如图所示。当在导体中通以图示方向的电流I时，在导体的上下表面间用电压表测得的电压为，已知自由电子的电量为e，则下列判断正确的是（ ）
A.导体内自由电子只受洛伦兹力作用
B.用电压表测时，电压表的“＋”接线柱接上表面
C.金属导体的厚度d越大，越小
D.该导体单位体积内的自由电子数为
5.如图所示，绝缘粗糙水平面上处和处分别固定两个不等量正点电荷（场源电荷），其中处的电荷量大小为Q。两点电荷在x轴上形成的电场其电势与x关系如左图所示，其中坐标原点处电势为、且为极小值，和处电势分别为和。现由处静止释放质量为m，电荷量为q的正电物体（视为质点），该物体刚好向左运动到处。物体产生的电场忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A.的电荷的电荷量为2Q
B.物体在运动过程中，电势能变化量为
C.物体与地面动摩擦因数为
D.物体在坐标原点处动能最大
二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有两项及以上符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
6.如图所示，是电场中某区域的电场线分布图，a、b是电场中的两点。下列说法正确的是（ ）
A.b点的场强较小
B.b点的场强较大
C.同一个检验点电荷放在a点所受的电场力比放在b点时所受电场力大
D.同一个检验点电荷放在b点所受的电场力比放在a点时所受电场力大
7.从地面上以初速度竖直向上抛出一质量为m的球，若运动过程中球受到的空气阻力与其速率成正比，球运动的速率随时间变化规律如图所示，时刻到达最高点，再落回地面，落地时速率为，且落地前球已经做匀速运动。已知重力加速度为g，则（ ）
A.球上升的时间等于下落的时间
B.球上升阶段阻力的冲量大于下落阶段阻力的冲量
C.球上升的最大高度
D.球抛出瞬间的加速度大小
8.如图所示为回旋加速器工作原理示意图：置于高真空中的D形金属盒半径为R，两金属盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，加速电压为U。若D型盒圆心A处粒子源产生粒子，质量为2m、电荷量为、初速度为零，粒子在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响，则下列说法正确的是（ ）
A.粒子被加速后的最大速度
B.交变电源的周期等于
C.若只增大D形盒的半径，则粒子离开加速器的时间变长
D.粒子第5次和第3次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为
三、填空题（每个空格3分，共15分）
9.（本题6分）某电路电源的电动势为6V，外电路的总电阻为。若路端电压为4V，则通过电源的电流为______A，电源的内阻为______。
10.（本题6分）如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别是和的两物块相连，它们静止在光滑水平地面上。使物块瞬间获得水平向右的速度，从此时刻开始计时，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示。则______（大于，小于，等于），时间内弹簧的弹性势能最大的时刻是______。
图甲 图乙
11.（本题3分）如图所示，质量分别为m和M的两个木块A和B用细线连在一起，在恒力F的作用下在水平桌面上以速度v做匀速运动.突然两物体间的连线断开，这时仍保持拉力F不变，当木块A停下的瞬间木块B的速度的大小为______.
四、实验题（共16分）
12.（每个空格3分，共6分）某同学用如图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来探究碰撞过程中的不变量，图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。
（1）在验证动量守恒定律的实验中，下列条件描述正确的是______。
A.轨道必须是光滑的
B.轨道末端的切线必须是水平的
C.入射小球A的质量必须小于被碰小球B
D.每次入射小球A只需从同一高度滚下即可
（2）某次实验中，得出小球落点情况如图所示（单位是cm），、M、N分别是入射小球在碰前、碰后和被碰小球在碰后落点的平均位置（把落点圈在内的最小圆的圆心）。则入射小球A和被碰小球B质量之比为____________。
13.（每个空格2分，共10分）某实验小组用以下器材测量某一电源的电动势和内阻（电动势约5V，内阻约1Ω）。
A.电流表（量程0.6A，内阻4.8Ω）
B.电流表（量程3A，内阻1.2Ω）
C.电压表（量程6V，内阻约600Ω）
D.滑动变阻器，最大阻值20Ω
E.滑动变阻器，最大阻值200Ω
F.开关，导线若干
（1）则电流表的量程选______（选填“A”或“B”），滑动变阻器选______（选填“D”或“E”），电路原理图如下面的图1和图2可供选择，应选______（选填“图1”或“图2”），用该电路图测的结果与真实值比较：电动势______（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。
图1 图2 图3 图4
（2）已经测得该电池的电动势为5V、内阻为0.5Ω，图3为某一小灯泡的U－I图线，现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4.5Ω的定值电阻R串联，接在该电源的两端，如图4所示，则每个灯泡的功率为______W。
五、解答题（共31分）
14.（本题10分）如图所示，质量为、电荷量为的带正电荷的小滑块，从半径为的光滑固定绝缘圆弧轨道上由静止自A端滑下。整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中。已知，方向水平向右，，方向垂直纸面向里，。求：
（1）滑块到达C点时的速度；
（2）在C点时滑块所受洛伦兹力；
（3）在C点滑块对轨道的压力。
15.（本题10分）如图所示，在倾角为的斜面上，固定一宽的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和变阻器。电源电动势，内阻，一质量的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度、垂直于斜面向上的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不计）。金属导轨是光滑的，取，要保持金属棒在导轨上静止，求
（1）金属棒所受到的安培力大小；
（2）通过金属棒的电流；
（3）滑动变阻器R接入电路中的阻值。
16.（本题11分）在如图所示的直角坐标系中，区域有沿x轴正向的匀强电场，区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质置为m、电荷量为的粒子从原点O进入磁场，初速度大小为，速度方向与y轴正向夹角为，不计重力。
（1）求带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的角速度；
（2）带电粒子每次离开磁场进入电场后，都从O点离开电场进入磁场，从而形成周期性运动，求电场强度的大小E和粒子运动周期T；
（3）当粒子运动到磁场区离y轴最远处时，有一个质量为m、速度大小为、方向沿y轴负方向的电中性粒子与带电粒子发生弹性正碰，在碰撞过程中没有电荷转移。求碰撞以后带电粒子第一次离开磁场进入电场的位置与O点的距离L。
永春县2023-2024学年高二上学期12月月考物理试卷
参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 D D C D C BD CD ACD
9.2 1
10.小于 、
11.
12.B 4:1
13.A D 图2 相等 0.6
14.【答案】（1）2m/s；（2）0.1N，方向竖直向下；（3）20.1N，方向竖直向下
【详解】（1）滑块运动过程中洛伦兹力不做功，由动能定理得
代入数据解得，滑块到达C点时的速度
（2）根据洛伦兹力大小公式得
由左手定则可得，方向竖直向下。
（3）在C点，受到四个力作用，如图所示
由牛顿第二定律与圆周运动知识得
解得
根据牛顿第三定律可得，在C点滑块对轨道的压力为
方向竖直向下。
15.【答案】（1）0.1N；（2）0.5A；（3）23Ω
【详解】（1）金属棒静止在金属导轨上受到重力、支持力和沿斜面向上的安培力，由受力平衡可知
代入数据得
（2）由解得
（3）设滑动变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆定律得
解得
16.【答案】（1） （2） （3）
【详解】：（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有
解得。
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，有，解得
粒子进入磁场时的速度方向与y轴正向成角，则到达y轴时
时间
粒子进入电场后沿y方向做匀速运动，沿x方向先减速后加速,最后到达O点，有，，
联立解得，
粒子运动周期
（3）当粒子运动到磁场区离y轴最远处时，速度方向沿y轴负向，粒子与不带电的粒子相碰时，由动量守恒和能量关系有
，
解得，
则此时粒子做圆周运动的轨道半径为
则到达y轴时的位置距离O点的距离
解得