天津市2024-2025学年高二上学期12月月考物理试题（含解析）

2024-2025学年第一学期阶段测试（二）
高二年级物理试卷
考试时间：60分钟；满分：100分
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
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题（共12题，每题4分，1-8题为单选题，9-12为多选题，共48分）
1.关于静电场的有关描述，以下说法正确的是（ ）
A.根据库仑定律可知，当时，库仑力
B.由可知电场中某点的电场强度E与F成正比，与试探电荷电量q成反比
C.由可知，匀强电场中的任意两点a、b间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大
D.根据电势差的定义式可知，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为
2.下列有关静电现象和磁现象的说法正确的是（ ）
A.只要带电物体体积小，就可以视为点电荷
B.所有物体带电量一定是元电荷的整数倍
C.电场强度的方向总跟电荷受到的电场力的方向一致
D.长为L、电流为I的直导线在匀强磁场中受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度一定为
3.产生感应电流的条件，以下说法中正确的是（ ）
A.闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定会有感应电流
B.闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，闭合电路中一定会有感应电流
C.穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，闭合电路中一定不会产生感应电流
D.穿过闭合电路的磁通量发生了变化，闭合电路中一定会有感应电流
4.如图所示，通电导线所受安培力或运动电荷所受洛伦兹力正确的是（ ）
A. B.
C. D.
5.如图所示为两个点电荷的电场，虚线为一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，a、b为轨迹上两点，下列说法中正确的是（ ）
A.两个点电荷为左正右负，且左边电荷所带电荷量多
B.带电粒子在a点的电势能小于在b点的电势能
C.带电粒子带正电
D.带电粒子在a点的加速度大于在b点的加速度
6.在如图所示的电路中，电源内阻忽略不计。当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时（ ）
A.流过电源的总电流减小 B.消耗的功率增大
C.电源总功率增大 D.电源输出功率增大
7.如图，通有恒定电流的固定直导线附近有一圆形线圈，导线与线圈置于同一光滑水平面。若增大导线中的电流强度，线圈内产生（ ）
A.逆时针电流，且有膨胀趋势 B.逆时针电流，且有收缩趋势
C.顺时针电流，且有收缩趋势 D.顺时针电流，且有膨胀趋势
8.如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，有一水平放置的U形导轨，导轨左端连接一阻值为R的电阻，导轨电阻不计。导轨间距为L，在导轨上垂直放置根金属棒MN，与导轨接触良好，电阻为r，用外力拉着金属棒向右以速度v做匀速动。则导体棒运动过程中（ ）
A.金属棒中的电流方向为由M到N B.电阻R两端的电压为BLv
C.电路中电流大小为 D.金属棒受到的安培力大小为
9.（多选）在等量异种点电荷的电场中，电场线的分布及a、b、c、d四点的位置如图所示，其中a、b在两电荷连线上且b点是两电荷连线的中点，d点在连线的中垂线上。下列说法正确的是（ ）
A.a、b、c三点电场强度大小关系是
B.a、b、c、d四点电势高低关系是
C.把同一负电荷分别放在a、b、c、d四点，该电荷在a点具有的电势能最小
D.把一负电荷沿直线从a点移动到b点再到d点，电场力始终做负功
10.（多选）如图所示，平行板电容器的两极板A、B接在电池两极，一带负电的小球悬挂在电容器内部，闭合S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，下列说法正确的是（ ）
A.保持S闭合，将A板远离B板，则θ变小 B.保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ不变
C.断开S，略向下移动A板，则θ增大 D.断开S，略向上移动A板，则θ不变
11.（多选）如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，下列说法正确的是（ ）
A.甲图要增大粒子的最大动能，可增加电压U
B.乙图可判断出B极板是发电机的正极
C.丙图可以判断出带电粒子的电性，粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是
D.丁图中若载流子带负电，稳定时D板电势高
12.（多选）如图所示，螺线管匝数匝，横截面积，，螺线管导线电阻，
电阻，管内磁场的磁感应强度B的B-t图像如图所示（以向右为正方向），下列说法正确的是（ ）
A.通过电阻R的电流方向是从C到A B.感应电动势的大小为6V
C.电阻R两端的电压为1V D.感应电流的大小为1A
二、实验题（共18分）
13.（12分）某同学用伏安法测量长为L的导体电阻率，他采用分压电路接线，待测导体阻值约为。
现有器材：
A.量程为3V、内阻约为的电压表
B.量程为0.6A、内阻约为的电流表
C.干电池两节（内阻不计）
D.滑动变阻器（）
E.滑动变阻器（）
（1）其中滑动变阻器应选________（填器材前的字母代号）；
（2）图甲是未完成的实物连线图，图中a为待测导体右端接线柱，b为电流表正极接线柱，c为滑动变阻器左上端接线柱，d为滑动变阻器左下端接线柱。则导线①应连接________（选填a或b）。导线②应连接________（选填c或d）。正确接线后，闭合开关前，滑动变阻器滑片应该位于________（填“最左端”或“最右端”）；
（3）闭合开关后滑动滑片取得多组数据并做U-I图线，如图乙所示，则Rx的阻值为________Ω（结果保留两位有效数字）
（4）用螺旋测微器测金属丝直径d，示数如图丙所示，则________mm。用游标为20分度的卡尺测量其长度如图丁，由图可知其长度为________________cm。
（5）写出该金属丝的电阻率的表达式________________（用U、I、d、L表示）。
14.（6分）测定电源的电动势和内电阻的实验电路图如图甲所示，图乙是根据实验数据画出的U-I图像。
（1）实验器材如下：
A.干电池1个
B.滑动变阻器（，最大电流2A）
C.电压表（，内阻约为）
D.电压表（，内阻约为）
E.电流表（，内阻为）
F.电流表（，内阻为）
其中电流表应选________，电压表应选________。（填字母代号）
（2）由图乙可知这个干电池的电动势________V；内电阻________。（结果均保留两位小数）
（3）本实验电路存在系统误差，_______，_____。（填“>”、“<”或“=”）。
三、计算题（共34分，请规范书写过程）
15.（11分）如图所示，质量、电荷量的带电粒子（重力忽略不计），从静止开始经电压的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场，最后沿半径方向进入一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，粒子射出偏转电场时的速度偏转角，粒子在磁场中运动的速度偏转角也为，已知偏转电场中金属板长，圆形匀强磁场的半径。求：
（1）带电粒子经电压为U的电场加速后的速率；
（2）两金属板间偏转电场的电场强度的大小；
（3）匀强磁场的磁感应强度的大小。（结果均可用根号、分数或表示）
16.（10分）如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切，半圆形导轨的半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧，当它经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能到达最高点C。重力加速度为g，试求：（不计空气阻力）
（1）物体在A点时弹簧的弹性势能；
（2）物体从B点运动至C点的过程中产生的内能Q；
（3）物体从C点落回水平面的位置与C点的水平距离s。
17.（13分）如图所示装置中，区域Ⅰ中有竖直向上的匀强电场，电场强度为E，区域Ⅱ内有垂直向外的水平匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、带电量为-q的带电粒子（不计重力）从左边界O点正上方的M点以速度水平射入电场，经水平分界线OP上的A点与OP成60°角射入II区域的磁场，并垂直竖直边界CD射出匀强磁场。求：
（1）粒子在区域Ⅱ匀强磁场中运动的轨迹半径r；
（2）粒子在匀强磁场中运动的时间；
（3）匀强磁场区域OP的宽度。
2024-2025学年第一学期阶段测试（二）
高二年级物理试卷
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题（共12题，每题4分，1-8题为单选题，9-12为多选题，共48分）
1.答案.D
【详解】A.根据库仑定律可知，此公式适用于点电荷之间的相互作用，当时，电荷不能看成点电荷，此时库仑定律不适用，故A错误；
B.此公式为电场强度的定义式，电场中某点的电场强度只与场源电荷有关，与F和q无关，故B错误；
C.由公式可知，d为沿电场线方向的距离，故在匀强电场中，若沿电场线方向两点a、b间的距离越大，则两点间的电势差越大；在匀强电场中，若ab连线不是沿电场线方向，则两点a、b间的距离越大，点间的电势差不一定越大，故C错误；
D.根据电势差的定义式可知，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则，故A、B两点间的电势差为，故D正确。
故选D。
2.【答案】B
【解析】
【详解】A.当带电体的大小和形状对研究的问题可以忽略不计时，可以将带电体看作点电荷，与物体的体积无关，故A错误；
B.元电荷是自然界中最小的电荷量，即任何物体带电量一定是元电荷的整数倍，故B正确；
C.物理学中规定：正电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相同，则负电荷在电场中某点受到电场力的方向跟该点的电场强度的方向相反，故C错误；
D.安培力公式为只有当时才有，故D错误。
故选B。
3【答案】D
【解析】
【详解】A.位于磁场中的闭合线圈，只有磁通量发生变化时，才一定会产生感应电流。故A错误；
B.当整个闭合电路在磁场中作切割磁感线运动时，闭合电路中磁通量却没有变化，则闭合电路中就没有感应电流。故B错误；
C.穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，闭合电路中磁通量的变化率最大，故产生感应电流。故C错误；
D.穿过闭合电路的磁通量发生了变化，则闭合电路中就有感应电流。故D正确。
故选D。
【点睛】感应电流产生的条件细分有两点：一是电路要闭合；二是穿过电路的磁通量发生变化，即穿过闭合电路的磁感线的条数发生变化。
4.【答案】C
【解析】
【详解】A.根据左手定则，伸开左手，使大拇指与其它四指垂直且在一个平面内，让磁感线穿过掌心，四指所指方向为电流方向，大拇指所指方向就是安培力的方向，可知该图中通电导线所受安培力方向竖直向下，故A错误；
B.图中电流和磁场的方向平行，导线所受安培力为零，故B错误；
C.根据左手定则，伸开左手，让磁感线穿过掌心，四指所指方向与正电荷运动的方向相同，则和四指垂直的的大拇指的方向为洛伦兹力的方向，则可知图中运动电荷所受洛伦兹力方向竖直向下，故C正确；
D.根据左手定则，伸开左手，让磁感线穿过掌心，四指所指方向与负电荷运动的方向相反，则和四指垂直的的大拇指的方向为洛伦兹力的方向，则可知图中运动电荷所受洛伦兹力方向竖直向下，故D错误。
故选C。
5.【答案】A
【解析】
【详解】A.由电场线的指向和电场线的密集程度可判断，左边电荷带正电，且所带电荷量多，故A正确；
BC.根据粒子的轨迹一定夹在速度和电场力之间，可判断带电粒子受电场力方向与电场线相反，故该粒子带负电，由于b点靠近正电荷所以b点电势更高，负电粒子在电势高的地方所具有的电势能小，所以带电粒子在b点的电势能小，故B、C错误；
D.b处的电场线更加密集，电场强度较大所以带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度，D错误。
故选A。
6.答案.A
【详解】A.当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知，总电流减小，故A正确；
B.由于电源内阻忽略不计，则两端电压始终为电源电动势即不变，所以消耗的功率不变，故B错误；
C.由于电路中总电流减小，由可知，电源总功率减小，故C错误；
D.由于电源内阻忽略不计，电源的输出功率即为总功率，则电源总功率减小，则输出功率减小，故D错误。
故选A。
7.答案.B
【详解】当导线中电流强度增大，导线将产生的磁场增强，使得穿过线框的磁通量增大，从而产生感应电流阻碍磁通量的增大，依据右手螺旋定则可知，穿过线圈的磁通量向下（俯视），再由楞次定律的“增反减同”可知，线圈中产生逆时针方向感应电流，为阻碍磁通量的增大，则线圈有收缩趋势，故选B。
8.答案.D
【详解】A.由右手定则判断得知金属棒MN中的电流方向为由N到M，故A错误；BC.MN产生的感应电动势为，回路中的感应电流大小为，则电阻R两端的电压为
故BC错误；
D.金属棒MN受到的安培力大小为，故D正确。
故选D。
9.【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据等量异种点电荷的电场线的分布，电场线越密集的地方电场强度越大，则，故A错误；
B.根据沿电场线电势逐渐降低，且等量异种点电荷连线的中垂线是等势线，因此，故B正确；
C.根据可知，把同一负电荷分别放在a、b、c、d四点，该电荷在a点具有的电势能最小，故C正确；
D.把一负电荷沿直线从a点移动到b点电场力做负功，从b点再沿直线移动到d点电场力不做功，故D错误。
故选BC。
10.答案.AC
【详解】AB.保持S闭合，两板间电势差不变，由，将A板远离B板，电场强度减小，电场力减小，则变小；将A板向B板靠近，电场强度增大，电场力增大，则增大，A正确，B错误；
C.断开S，两板电荷量不变，由，，略向下或向上移动A板，两板正对面积减小，电容减小，两板电势差增大，电场强度增大，电场力增大，则增大。C正确，D错误。
故选AC。
11.答案.BD
【详解】A.根据，可得，结合，可知粒子的最大动能为，粒子的最大动能与加速电压U无关，要增大粒子的最大动能，可增大磁感应强度B和金属盒半径R，故A错误；
B.根据左手定则，可知正电荷向B极板偏转，则B极板是发电机的正极，故B正确；
C.速度选择器选择的是带电粒子的速度，但丙图无法判断出带电粒子的电性，根据，可得粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是，故C错误；
D.根据左手定则可知，带负电的载流子受到洛伦兹力方向向左，即向C板偏转，故稳定时D板电势高，故D正确。
故选BD。
12.【答案】AD
【详解】A.穿过螺线管的磁场方向不变，但大小增大，导致磁通量增加，则根据楞次定律可知，电流从C流过R到A，故A正确；
BCD.根据法拉第电磁感应定律，感应电流大小为，电阻R两端的电压为，故BC错误，D正确。
故选AD。
二、实验题（共18分）
13.【答案】（1）D （2）a d 最左端 （3）4.7/4.8/4.9/5.0
（4）1.841/1.842/1.843/1.844/1.845 5.015 0.26
（5）
【详解】（1）滑动变阻器要接成分压电路，则应选阻值较小的D；
（2）[1][2][3]因，可知应该采用电流表外接，则导线①应连接a。因滑动变阻器用分压解法，则导线②应连接d。正确接线后，闭合开关前，滑动变阻器滑片应该位于最左端；
（3）根据U-I图像可知，的阻值为
（4）[1]用螺旋测微器测金属丝直径
[2]长度为
[3]电流表最小刻度0.02A，则测得电流；
（5）根据，解得。
14.【答案】①.E ②.C ③.1.45 ④.0.50 ⑥.< ⑦.<
【解析】
【详解】（1）[1][2]根据，电流表量程0~0.6A，即选E。
由于一节干电池电动势约为1.5V，为提高实验的精确程度，电压表应选用量程0~3V，即选C；
（2）[3][4]根据闭合电路的欧姆定律得，
所以U-I图像的纵截距表示电动势，则。
图像斜率的绝对值表示内阻和电流表内阻之和，
则。
（3）[5][6][7]由图所示电路图可知，相对于电源来说，电流表采用外接法，由于电压表分流，电流测量值小于真实值，当外电路短路时，电流测量值等于真实值，电源的U-I图像如图所示
电源的U-I图像与纵轴交点坐标值是电源电动势，图像斜率的绝对值是电源内阻，由图像可知，电源电动势的测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值，即，。
三、计算题（共34分，请规范书写过程）
15.【答案】（1）； （2）； （3）；
【详解】（1）微粒在加速电场中加速，由动能定理得，代入数据解得
（2）微粒在偏转电场中做类平抛运动，运动时间，微粒离开偏转电场时的竖直速度；解得。
（3）粒子进入磁场时的速度；粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示：
由几何知识得：轨迹半径为；由牛顿第二定律得，代入数据解得，带电粒子在磁场中运动的时间
16.【答案】（1）； （2）； （3）
【解析】
【详解】（1）设物体在B点的速度为，所受弹力为，据牛顿第二定律可得
又由能量守恒定律可得，物体在A点时弹簧的弹性势能为
联立解得。
（2）设物体在C点的速度为，由于恰能到达最高点C，由牛顿第二定律可得物体，由B点运动到C点的过程中，由能量守恒定律得，
联立解得产生的内能为。
（3）物体离开C点后做平抛运动，设落地点与C点的水平距离为s，
由平抛运动规律得，，联立解得。
17.【答案】（1）； （2）B； （3）
【解析】
【详解】（1）设粒子过A点时速度为v，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。
由牛顿第二定律可得，由类平抛运动可得。
可得粒子在区域II匀强磁场中运动的轨迹半径为
（2）粒子在区域II匀强磁场中运动的时间为，
其中，解得。
（3）粒子在区域I中做类平抛运动，则有，，
联立解得。由几何关系可知，
解得。
可得匀强磁场区域OP的宽度。