2023-2024学年上海市建平世纪中学高二（上）月考物理试卷（12月份）（含解析）

2023-2024学年上海市建平世纪中学高二（上）月考物理试卷（12月份）
一、单选题：本大题共12小题，共36分。
1.描述电场的能的性质的物理量是( )
A. 电势能 B. 电势 C. 电场强度 D. 电量
2.安培对物质具有磁性的解释可以用如图所示的情景来表示，那么( )
A. 甲图代表了被磁化的铁棒的内部情况 B. 乙图代表了被磁化的铁棒的内部情况
C. 磁体在高温环境下磁性不会改变 D. 磁体在高温环境下磁性会加强
3.关于通电导线在磁场中受到的磁场力，下列说法正确的是( )
A. 磁场力方向可以不与磁场方向垂直
B. 磁场力的方向一定垂直于通电导线
C. 环形通电线圈在磁场中所受磁场力一定为零
D. 只有垂直磁场方向放置的通电导线才受磁场力
4.如图分别描述的是条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、环形电流周围的磁感线分布情况，其中正确的是( )
A. B.
C. D.
5.下列物理量关系中不具有类比关系的是( )
A. 重力场中的高度与电场中的电势
B. 重力场中物体的质量与电场中带电体的电量
C. 重力场中的重力加速度与电场中的电场强度
D. 重力场中物体的重力势能与电场中带电体的电势能
6.如图所示电路中电阻、、的阻值相等，电池的电阻不计。那么开关闭合后流过的电流是闭合前的( )
A. B. C. D.
7.如图所示，把一个可以绕水平轴转动的铝盘放在蹄形磁铁的磁极之间，盘的下边缘浸在水银槽中，将转轴和水银用导线直接接在电源的两极上，则( )
A. 由于磁场力的作用，铝盘将作逆时针方向转动
B. 由于磁场力的作用，铝盘将作顺时针方向转动
C. 将电源两极对调，铝盘转动方向不变
D. 将蹄形磁铁的磁极对调，铝盘转动方向不变
8.图中所示是一个平行板电容器，其电容为，带电荷量为，上极板带正电，板间距离为，、两点间的距离为，如图所示，连线与极板间的夹角为，则、间的电势差为( )
A. B. C. D.
9.两个电阻、的伏安特性曲线如图所示，由图可知( )
A. 的电阻
B. 的电阻随电压的增大而减小
C. 当时，的电阻等于的电阻
D. 曲线与横轴所围面积表示电阻的电功率
10.如图所示，两根垂直纸面放置的直导线，通有大小相同、方向相反的电流。为两导线连线的中点，、是两导线连线中垂线上的两点，且。以下说法正确的是( )
A. 点的磁感应强度为零
B. 、两点的磁感应强度方向相反
C. 若在点放置一条电流方向垂直纸面向里的通电导线，其受力方向为
D. 若在点放置一条电流方向垂直纸面向里的通电导线，其受力方向为水平向左
11.如图所示电路中，电源内阻和定值电阻的阻值均为，滑动变阻器的最大阻值为。闭合开关，将滑动变阻器的滑片由端向端滑动的过程中( )
A. 电压表示数变大 B. 电源的输出功率变小
C. 电源的效率变大 D. 变阻器消耗功率变小
12.如图所示，两根长直导线均垂直于纸面放置，分别位于纸面内的等边三角形的两个顶点。两直导线中通有大小相等、方向如图所示的恒定电流，点的磁感应强度大小为。若将处直导线中的电流反向，则点处的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
二、填空题：本大题共5小题，共30分。
13.通电螺线管右端的小磁针，静止时极的指向如图所示，则电源的端为______极选填“正”或“负”，螺线管的端为______极选填“”或“”
14.如图，用两根轻质弹簧将金属棒悬挂在竖直面内，弹簧的劲度系数均为，棒的长度为，质量为，垂直于纸面向里的匀强磁场磁感应强度为，若要使弹簧处于原长，则金属棒中要通以向______ 的电流选填“左”或“右”，电流强度为______ 。取
15.图中竖直方向的平行线表示匀强电场的电场线，但未标明方向．一个带电量为的微粒，仅受电场力的作用，从点运动到点，动能增加了，则该电荷的运动轨迹可能是虚线______选填“”、“”或“”；若点的电势为，则点电势为______．
16.如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有一段弯成直角的金属导线，且，通有电流，磁场的磁感应强度为，若要使该导线静止不动，在点应该施加一个力，则的方向为______ ；的大小为______ ．
17.某同学将一直流电源的总功率、电源内部的发热功率和输出功率随电流变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的、、所示。则电源的电动势为______ ，、图线的交点与、图线的交点的纵坐标之比一定为______ 。
三、实验题：本大题共1小题，共14分。
18.在“练习使用多用电表”的实验中，某同学进行了如下操作：
利用多用电表测量某定值电阻的阻值，选择开关打到电阻挡“”的位置，将红、黑表笔的笔尖分别与电阻两端接触，电表示数如图所示，该电阻的阻值为______ 。
利用多用电表测量未知电阻，用欧姆挡“”测量时发现指针示数如图所示，为了得到比较准确的测量结果，下列选项中合理的步骤为______ 选填字母代号并按操作顺序排列；
A.将选择开关旋转到欧姆挡“”的位置
B.将选择开关旋转到欧姆挡“”的位置
C.将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量
D.将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向“”
该同学想进行如图所示的操作，下列说法错误的是______ 选填字母代号；
A.图甲中将选择开关旋转到直流电压挡，选择合适量程可测量小灯泡两端电压
B.图乙中将选择开关旋转到直流电流挡，选择合适量程可测量流经小灯泡的电流
C.图丙中将选择开关旋转到欧姆挡，选择合适量程可测量闭合电路中小灯泡的电阻
某同学用图所示的电路测量电源的电动势和内阻，是滑动变阻器，定值电阻。
图中、分别是______ 传感器、______ 传感器。
实验开始前，滑动变阻器的滑片应处于最______ 端。填“左”或者“右”
传感器，的示数分别为，，则 ______ 。用、、、表示
实验中得到两表的示数关系图像如图所示，则该电源的电动势 ______ ，内阻 ______ 。结果保留两位有效数字
四、简答题：本大题共1小题，共10分。
19.如图所示，竖直平面内有一根光滑的绝缘细直杆，图中，杆的部分处在水平向右的有界匀强电场中。在细杆上套一个质量，电荷量大小为的带电小球，使它由静止从点沿杆滑下，从点进入电场，滑行到点时小球速度恰好减小为零。已知，，重力加速度。求：
小球的电性；
、间的电势差。
五、计算题：本大题共1小题，共10分。
20.如图所示，为一线圈电阻的电动机，，电源电动势当断开时，电流表的示数为，当开关闭合时，电流表的示数为求：
电源内阻；
开关闭合时流过的电流；
开关闭合时电动机输出的机械功率．
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：电势是用来描述电场的能的性质的物理量，故ACD错误，B正确；
故选：。
根据电势的物理意义解答即可。
本题考查了基本物理量的理解，解题的关键是熟练掌握并理解电场强度和电势的概念。
2.【答案】
【解析】解：根据“分子电流”假说，未被磁化的物体，分子电流的方向非常紊乱，对外不显磁性，则甲图代表了未被磁化的铁棒的内部情况，被磁化的物体，分子电流的方向大致相同，对外显示出磁性，则乙图代表了被磁化的铁棒的内部情况，故A错误，故B正确；
根据磁化与退磁的特性可知，磁体在高温环境下，磁性会减弱，故CD错误。
故选：。
安培所提出的“分子电流”的假说。安培认为，在原子、分子或分子团等物质微粒内部，存在着一种环形电流分子电流，分子电流使每个物质微粒都形成一个微小的磁体。未被磁化的物体，分子电流的方向非常紊乱，对外不显磁性；磁化时，分子电流的方向大致相同，于是对外界显示出磁性。
分子电流假说属于记忆性的知识点，要求有准确的知道，注意磁现象的电本质。
3.【答案】
【解析】解：、左手定则是判断磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间关系的法则，根据左手定则可知，安培力既垂直于磁场方向又垂直于电流方向，故A错误，B正确；
C、环形线圈在磁场中会转动，说明受力会不为零，故C错误；
D、当通电导线在磁场中与磁场的方向平行时，不受安培力的作用，垂直磁场方向放置的通电导线受磁场力是最大的，故D错误。
故选：。
利用左手定则判断通电导线在磁场中所受安培力的方向，根据左手定则可知，安培力与电流和磁场所在平面垂直，因此安培力既垂直于磁场方向又垂直于电流方向。
安培力方向是初学者很容易出错的地方，在学习中要加强这方面的练习，正确应用左手定则判断安培力的方向。
4.【答案】
【解析】解：条形磁铁外部的磁感线应该由级指向级，故A错误；
B.蹄形磁铁中间部分的磁感线应该由级指向级，故B 错误；
C.由右手螺旋定则可知，磁感线应该顺时针方向，故 C 错误；
D.由右手螺旋定则可知，图中磁感线分布正确，故D正确。
故选：。
条形磁铁和蹄形磁铁根据经验可判断磁场方向绘制是否正确，利用右手螺旋定则可判断导线的磁场分布情况。
学生在解决本题时，应注意熟练掌握右手定则，并积累常见磁铁形成的磁场。
5.【答案】
【解析】解：电场力公式，重力公式；重力做功，导致重力势能变化，重力势能为
电场力做功，导致电势能变化，而电势能为
因此重力场中的重力加速度与电场中的电场强度；重力场中物体的质量与电场中带电体的电量；重力场中物体的重力势能与电场中带电体的电势能，具有类比关系，重力场中的高度与电场中的电势不具有类比关系，故BCD正确，A错误；
本题选错误的，故选：。
理解物理量之间的关系，熟悉电场力和电势能的计算公式完成分析。
本题主要考查了电势能与电场力做功的关系，熟悉电场力和电势能的计算公式即可完成分析，整体难度不大。
6.【答案】
【解析】解：设电源电动势为，，根据欧姆定律：
接通时，，断开时，，
所以，
故ACD错误，B正确。
故选：。
开关接通前，、串联；接通后，、并联后与串联，根据欧姆定律，并结合串并联电路的特点求解。
此题考查欧姆定律及电阻的串、并联，要注意在采用比例法时，要用相同的量表示所研究的物理量。
7.【答案】
【解析】解：通电之后，有从铝盘圆心流向圆周的电流相当于每根半径都是一个通电导线，在磁场区域根据左手定则判断，磁场垂直于纸面向里，手心向外，电流向左，安培力向下，故铝盘逆时针转动，故A正确，B错误；
电源两极对调或磁极两极对调，根据左手定则，安培力方向都会反向，转动方向也就改变，故CD错误。
故选：。
通电导线在磁场中受到安培力作用，方向由左手定则判断，受磁场方向、电流方向影响。
铝盘中的电流是以圆心为正极、圆周为负极的沿半径发散方向电流，但是只有在磁场区域最左侧才受安培力作用。
8.【答案】
【解析】解：极板间的电场强度
A、间的电势差
联立可得
故选：。
由平行板电容器的电容和带电量，由电容的定义式求出板间电压，由求出板间场强．根据公式求解之间的电势差。
本题求解匀强电场中电势差，用定义式和计算式就可求解，属于简单题。
9.【答案】
【解析】解：根据伏安特性曲线，当时，电阻的阻值，电阻的阻值，即当时，的电阻等于的电阻，故A错误，C正确；
B.伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数，电阻随电压的增大，斜率减小，电阻值增大，故B错误；
D.根据可知，伏安特性曲线上某点坐标的乘积表示电阻消耗的功率，即矩形面积表示功率，不是曲线与横轴所围面积表示电阻的电功率，故D错误。
故选：。
根据伏安特性曲线结合欧姆定律求电阻；
B.根据伏安特性曲线的含义作答；
D.根据功率的计算公式结合伏安特性曲线作答。
注意：伏安特性曲线的斜率不能简单地用倾角的正切值表示。
10.【答案】
【解析】解：根据安培定则可知，左侧导线在点的磁感应强度方向竖直向下，右侧导线在点的磁感应强度方向也是竖直向下，合成以后，点的磁感应强度竖直向下，不为零，故A错误；
B.根据安培定则可知，左侧导线在点的磁感应强度方向垂直导线与连线斜向右下方，右侧导线在点的磁感应强度方向垂直导线与连线斜向左下方，合成后，点的合磁感应强度方向竖直向下，同理，点的合磁感应强度方向也是竖直向下的，所以两点磁感应强度方向相同，故B错误；
C.由项分析可知，点的磁感应强度方向是竖直向下的，若在点放置一条电流方向垂直纸面向里的通电导线，根据左手定则判断其受力方向为故垂直向左，故C错误；
D.由项分析可知，点的磁感应强度方向是竖直向下的，若在点放置一条电流方向垂直纸面向里的通电导线，根据左手定则判断其受力方向为故垂直水平向左，故D正确。
故选：。
根据安培定则判断两根导线在、两点产生的磁场方向，根据平行四边形定则，进行合成，确定大小和方向的关系，根据左手定则判断通电导线受到的安培力方向。
本题考查安培定则、平行四边定则及左手定则的综合应用，根据安培定则明确各点的磁感应强度的方向是该题解题的关键。
11.【答案】
【解析】解：、将滑动变阻器的滑片由端向端滑动，滑动变阻器接入电路部分电阻减小，总电阻减小，电流增大，电源内阻分压增大，路端电压减小，电压表测量路端电压，则电压表示数变小，故A错误；
B、滑片在端时，外电路电阻为，滑片在端时，外电路电阻为，当外电路电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，则随滑片由端向端滑动，电源的输出功率变大，故B错误；
C、电源的效率，当滑动变阻器的滑片由端向端滑动过程中，路端电压减小，则电源的效率减小，故C错误；
D、将定值电阻看成电源的内阻，则等效电源的内阻为，滑动变阻器的最大阻值也是，因为电源的内电阻与外电阻相等时电源的输出功率最大，所以滑片由端向端滑动过程中，滑动变阻器消耗的功率变小，故D正确；
故选：。
分析电路连接情况，当滑动变阻器的滑片由端向端滑动过程中，分析接入电路的电阻的变化，即可分析路端电压的变化；当外电路电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大；根据效率的计算公式分析电源效率的变化；将定值电阻看成电源的内阻，分析滑动变阻器消耗功率的变化。
本题考查电路的动态分析问题，解题关键是知道当外电路电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大。
12.【答案】
【解析】解：设处直导线在点产生的磁感应强度，方向如图所示：
且，则此时，将处直导线电流反向，则点产生的磁场如图所示：
则，解得：，故B正确，ACD错误。
故选：。
由安培定则可判出两导线在点的磁感应强度方向，再由矢量的合成方法可得出各点磁感应强度。
本题考查了安培定则及矢量的合成方法，特别应注意磁场的空间性，注意培养空间想象能力；电流大小相等，在距离相等的点产生的磁场强度大小相等。长直导线在某点产生的磁场所在直线与改点和长直导线的连线垂直。根据安培定则判断产生磁场的方向。
13.【答案】正；
【解析】解：小磁针极向右，则由磁感线的特点可知，螺线管端为极；则由右手螺旋定则可得电流由端流入螺线管再回到端，故电源端为电源的正极．
故答案为：正，
由小磁针的指向可知电磁铁磁场的方向，由磁感线的特点可知螺线管的磁极，由右手螺旋定则可知电源的正负极
右手螺旋定则为学习中的重点，考试中的热点，应能做到熟练准确的应用
14.【答案】右
【解析】解：若要使弹簧处于原长，则金属棒所受安培力的大小应等于其重力，方向竖直向上，则根据左手定则可知，金属棒中要通以向右的电流；
根据平衡条件有
解得
即应通入电流强度为的电流。
故答案为：右；
根据安培力等于重力，即可求解电流大小，由左手定则判断电流方向，由受力平衡可以得到电流强度。
重点掌握安培力、弹力与重力间处于平衡状态的问题，同时注意左手定则的应用。
15.【答案】
【解析】解：从点运动到点，动能增加，知电场力做正功，则电场力方向向下，轨迹弯曲大致指向合力的方向，可知电荷的运动轨迹为虚线，不可能是虚线．
电场力方向方向向下，微粒带负电，则电场强度方向向上，点的电势大于点的电势，根据动能定理知，，则、两点间的电势差大小
由，，解得
故答案为：，．
根据动能定理，通过动能的变化判断出电场力的方向，从而判断轨迹的弯曲程度，根据动能定理求出、两点间的电势差，从而求出点的电势．
解决本题的关键知道轨迹弯曲与合力方向的大致关系，本题的突破口在于得出电场力方向，再得出电场强度的方向，从而知道电势的高低．
16.【答案】垂直斜向上
【解析】解：根据左手定则判得安培力的方向垂直斜向下，导线静止受力平衡，故F，方向垂直斜向上，导线在磁场内有效长度为，故该形通电导线受到安培力大小为，，
故答案为：垂直斜向上，
由安培力公式进行计算，注意式中的应为等效长度，根据左手定则判断安培力的方向，有平衡条件求
本题考查安培力的计算，熟记公式，但要理解等效长度的意义，会左手定则的应用．
17.【答案】 ：
【解析】解：根据电源消耗的总功率的计算公式，可知直线，表示的是电源消耗的总电功率；根据功率公式，可知抛物线，表示的是电源内电阻上消耗的功率；根据，可知图线，表示外电阻的功率即为电源的输出功率。
由图可知，当短路时，电流为，总功率，根据可知，电源电动势，内阻；
根据，可知当内电阻和外电阻相等时，电源输出的功率最大，此时图线、的交点的电流的大小，功率的大小为；图线、的交点表示电源的总功率和电源内部的发热功率随相等，此时只有电源的内电阻，所以此时的电流的大小，功率的大小为，所以、图线的交点与、图线的交点的纵坐标之比。
故答案为：；：。
根据电源消耗的总功率的计算公式，可得电源的总功率与电流的关系；根据电源内部的发热功率，可得电源内部的发热功率与电流的关系，从而可以判断、、三条线代表的关系式，再由功率的公式可以分析功率之间的关系。
解决本题的关键在于弄清图线和的交点、图线和的交点的含义；当电源的内阻和外电阻的大小相等时，此时电源的输出的功率最大。
18.【答案】 电压 电流 右
【解析】解：选择开关打到电阻挡“”的位置，由图所示可知，该电阻的阻值为。
由图所示可知，欧姆表指针偏角太大，欧姆挡测电阻时指针偏转角度过大，是由于挡位过大，需选取小挡位，进行欧姆调零后再测阻值，故顺序为：；
、图甲中将选择开关旋转到直流电压挡，选择合适量程可测量小灯泡两端电压，故A正确；
B、图乙中将选择开关旋转到直流电流挡，选择合适量程可测量流经小灯泡的电流，故B正确；
C、测量小灯泡电阻时，小灯泡必须与外部电路断开，故C错误；
本题选错误的，故选：。
由图所示电路图可知，传感器与滑动变阻器并联，则传感器的电压传感器，传感器串联在电路中，传感器是电流传感器。
由图所示可知，滑动变阻器采用限流接法，为保护电路，实验开始前，滑动变阻器的滑片应处于最右端。
根据图所示电路图，应用闭合电路的欧姆定律可知，传感器的示数：
由图所示图象可知，电源电动势，电源内阻。
故答案为：；；；电压；电流；右；；；。
欧姆表指针读数与挡位的乘积是欧姆表读数；
用欧姆表测电阻要选择合适的挡位使指针指在中央刻度线附近，欧姆表选择挡位后要进行欧姆调零，欧姆调零后再测电阻；
掌握多用电表的使用方法，知道如何测量电流、电压和电阻。
电压传感器与被测电路并联，电流传感器串联在电路中，分析图示电路图答题。
滑动变阻器采用限流接法，闭合开关前滑片要置于阻值最大处。
根据图示电路图应用闭合电路的欧姆定律求出函数表达式。
根据图示图象求出电源电动势与内阻。
本题考查了多用电表读数、多用电表使用方法与注意事项，要明确使用步骤，知道多用电表以及电容器原理。本题考查了测量电源的电动势和内阻实验，理解实验原理是解题的前提，根据图示电路图应用闭合电路的欧姆定律求出图象的函数表达式，根据图示图象可以求出电源电动势与内阻；要掌握电压传感器与电流传感器的连接方法。
19.【答案】解：根据题意，小球从到初末速度均为零，此过程中小球的重力对小球做正功，因此可知电场力对小球做负功，故小球所受电场力的方向与电场线的方向相反，可知小球带负电荷。
对小球从到应用动能定理有
代入数据解得
。
答：小球的电性为负电荷；
、间的电势差为。
【解析】根据动能定理判断电场力对小球的做功，进一步判断电场力的方向，即可判断小球的电性；
根据动能定理求解、间的电势差。
本题考查带电体在重力场和电场的复合场中的运动问题，要求学生能正确分析物体的运动过程，应用对应的规律解题。
20.【答案】解：当断开时，根据闭合电路欧姆定律得：

得：
开关闭合时，路端电压为：
流过的电流为：
流过电动机的电流为：
电动机输出的机械功率为：
答：电源内阻为；
开关闭合时流过的电流是；
开关闭合时电动机输出的机械功率为．
【解析】当断开时，已知电路中的电流，可根据闭合电路欧姆定律求解电源的内阻．
当开关闭合时，已知电流表的示数，根据闭合电路欧姆定律求出路端电压，由欧姆定律求出通过的电流．
由总电流和通过的电流得到通过电动机的电流，电动机的输出功率等于电功率与内部消耗的热功率之差．
对于电动机电路，正常工作时，其电路是非电阻电路，欧姆定律不成立，要根据能量守恒求解其输出功率．
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