卷子答案网-一个不只有答案的网站沈阳市浑南区2023-2024学年高二上学期12月月考物理试卷
考试时间：75分钟 试卷满分：100分
选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，漏选或有选错的得0分。
1．高原冰雪探测雷达系统简称为雪深雷达，是珠峰高程测量的主力设备之一，主要利用天线发射和接收高频电磁波来探测地面雪深。通过雪深雷达探测获得珠峰峰顶冰雪层厚度，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在并通过实验捕捉到了电磁波
B．电磁波从空气进入冰雪层，传播速度会变大
C．雷达使用的电磁波比红外遥感使用的电磁波频率大
D．在电磁波中，电场和磁场随时间和空间做周期性变化
2．如图所示，一平行于光滑斜面的轻弹簧一端固定于斜面上，一端拉住条形磁铁，条形磁铁处于静止状态，磁铁中垂面上放置一通电导线，导线中电流方向垂直纸面向里且缓慢增大，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧弹力逐渐变小 B．弹簧弹力先减小后增大
C．磁铁对斜面的压力逐渐变小 D．磁铁对斜面的压力逐渐变大
3．如图甲，LC电路中的电流正在变大，保持L不变，改变电容器的电容，回路中电容器两端的电压变化如图乙，则下列说法正确的是（ ）
图甲 图乙
A．回路中的磁场能正在向电场能转化
B．电路1中电容为电路2中电容的4倍
C．电路2中的电流最大时，电路1中的电流也一定最大
D．电路2中电容器的最大电荷量与电路1中电容器的最大电荷量相等
4．当电流垂直于外磁场通过导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在导体的两端产生电势差（也称雀尔电势差），这一现象就是霍尔效应。现有一金属导体霍尔元件连在如图所示电路中，电源内阻不计，电动势恒定，霍尔电势差稳定后，下列说法正确的是（ ）
A．若元件的厚度增加，a、b两端电势差减小
B．a端电势低于b端电势
C．若要测量赤道附近的地磁场，工作面应保持竖直
D．霍尔电势差的大小只由单位体积内电子数目和电子的热运动速率决定
5．如图所示，一个粒子源发出很多种带电粒子，经速度选择器后仅有甲、乙、丙、丁四种粒子沿平行于纸面的水平直线穿过竖直挡板MN上的小孔O，之后进入正方形虚线框内，虚线框内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，四种粒子的运动轨迹如图所示，则关于速度选择器两极板间磁场方向和四种粒子的比荷大小说法正确的是（ ）
A．垂直于纸面向里，甲的比荷最大 B．垂直于纸面向里，丙的比荷最大
C．垂直于纸面向外，丙的比荷最大 D．垂直于纸面向外，丁的比荷最大
6．如图所示，光滑铜环水平固定，半径为l，长为l、电阻为r的铜棒OA的一端在铜环的圆心O处，另一端与铜环良好接触，整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。现使铜棒OA以角速度逆时针（俯视）匀速转动，A端始终在铜环上，定值电阻的阻值为3r，上方导线与O点连接，下方导线与铜环连接，其他电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A．O点的电势比A点的电势高 B．回路中通过的电流为
C．该定值电阻两端的电压为 D．该定值电阻上的热功率为
7．用图1所示的洛伦兹力演示仪演示带电粒子在匀强磁场中的运动时发现，有时玻璃泡中的电子束在匀强磁场中的运动轨迹呈“螺旋”状。现将这一现象简化成如图2所示的情景来讨论：在空间存在平行于x轴的匀强磁场，由坐标原点在xOy平面内以初速度沿与x轴正方向成角的方向，射入磁场的电子运动轨迹为螺旋线，其轴线平行于x轴，直径为D，螺距为，则下列说法中正确的是（ ）
图1 图2
A．匀强磁场的方向为沿x轴负方向
B．若仅增大匀强磁场的磁感应强度，则直径D减小，而螺距不变
C．若仅增大电子入射的初速度，则直径D增大，而螺距将减小
D．若仅增大角（），则直径D增大，而螺距将减小，且当时“轨迹”为闭合的整圆
（多选）8．如图所示，匝数匝、边长、电阻不计的正方形导线框abcd处于匀强磁场中，磁感应强度。线框绕中心轴以的角速度匀速运动。线框的输出端与理想变压器原线圈相连，副线圈连接着一只“、”的灯泡，且灯泡能正常发光，电路中熔断器熔断电流为，熔断器两端的电压忽略不计。从图示位置开始计时，下列判断正确的是（ ）
A．线框产生的感应电动势瞬时值表达式为
B．理想变压器原、副线圈匝数之比为
C．副线圈两端并联“、”的灯泡最多不能超过10只
D．线框从图示位置转过过程中，通过熔断器的电荷量为
（多选）9．如图所示，在光滑绝缘的水平面上，一边长为d的正方形线框以初速度向一有界匀强磁场滑去，磁场的宽度为L，，线框穿过磁场后继续向右运动，关于线框通过磁场的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．线框进磁场时回路中有顺时针方向的感应电流
B．线框进磁场过程做匀减速直线运动
C．线框进磁场过程和出磁场过程，线框产生的焦耳热相等
D．线框进磁场过程和出磁场过程，通过线框横截面的电荷量相等
（多选）10．如图所示，两根足够长且相互平行的光滑长直金属导轨固定在与水平面成的绝缘斜面上，在导轨的右上端分别接入阻值为R的电阻、电动势为E、内阻不计的电源和电容为C的电容器（电容器不会被击穿），导轨上端用单刀多掷开关可以分别连接电阻、电源和电容。质量为m、长为L、阻值也为R的金属杆ab锁定于导轨上，与导轨垂直且接触良好，解除ab锁定后，其运动时始终与CD平行，不计导轨的电阻和空气阻力，整个导轨处在垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，重力加速度g。则下列说法正确的是（ ）
A．当开关打到同时解除对金属杆ab的锁定，则金属杆最大速度为
B．当开关打到同时解除对金属杆ab的锁定，则金属杆ab一定沿轨道向下加速
C．当开关打到同时解除对金属杆ab的锁定，则金属杆做匀加速直线运动
D．当开关打到同时解除对金属杆ab的锁定，则在内金属杆运动的位移为
非选择题：本题共5小题，共54分。
11．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻。现提供的器材如下：
A．电压表（量程为）；
B．电压表（量程为）；
C．电流表（量程为）；
D．滑动变阻器（最大阻值为）；
E．滑动变阻器（最大阻值为）；
F．开关和导线若干。
甲 乙 丙
（1）实验设备中电流表的内阻与电池的内阻差不多大，为了尽量减小实验误差，应该选择的实验电路是________（选填“甲”或“乙”）。
（2）实验中电压表和滑动变阻器应选用________（选填相应器材前的字母）。
（3）用所选器材按照选好的电路图连接好电路后，将滑动变阻器的滑片置于合适位置，闭合开关S，通过调整滑动变阻器的滑片，得到多组电流I和电压U。根据实验数据，绘制出如图丙所示的图像，由图线可求出电源的电动势，电源的内阻________。（结果均保留小数点后两位）
12．如图所示，通过调节开关S，可使欧姆表具有“”和“”的两种倍率，可用器材如下：
A．干电池（电动势，内阻不计）；
B．电流表G（满偏电流，内阻）；
C．定值电阻（阻值为）；
D．滑动变阻器（最大阻值为）；
E．定值电阻、；
F．开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干。
（1）表笔B是________（填“红”或“黑”）表笔。
（2）虚线框内是双量程电流表，已知，当S接a时，对应电流表量程是，那么定值电阻________。
（3）当开关S拨向________（填“a”或“b”）时，欧姆表的倍率是“”。欧姆调零后，欧姆表内阻为________。
13．发电机转子是匝数，边长的正方形线圈，其置于磁感应强度的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以的角速度转动，当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时。线圈的电阻，外电路电阻。试求：
（1）写出交变电流瞬时值表达式；
（2）外电阻上消耗的功率；
（3）从计时开始，线圈转过过程中，通过外电阻的电荷量是多少？
14．如图所示，MHN和PKQ为竖直方向的平行边界线，水平线HK将两边界围成区域分为上下两部分，其中Ⅰ区域内为竖直向下的匀强电场，Ⅱ区域内为垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为m，电荷量为q的带正电粒子从左边界A点以初速度垂直边界进入Ⅰ区域，从C点离开Ⅰ区域进入Ⅱ区域，已知，，粒子重力不计：
（1）求Ⅰ区域匀强电场强度E的大小；
（2）若两竖直边界线距离为4h，粒子从Ⅱ区域左边界射出，求Ⅱ区域内匀强磁场的磁感应强度大小范围。
15．如图，足够长的平行光滑导轨MCN与PDQ间距为L，CN、DQ在同一水平面内，CD与CN垂直且C、D处平滑连接。水平导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。质量为m、电阻值为R、长度为L的硬质导体棒a静止在水平轨道上，a棒与CD的距离为。与a棒完全相同的导体棒b从距水平面高度h的倾斜轨道上由静止释放，运动过程中a、b棒始终与导轨垂直且接触良好，b在运动过程中始终无法与a棒相碰。不计其它电阻和空气阻力，重力加速度为g。
（1）求b棒刚进入磁场时，回路的电流；
（2）求最终通过a棒的电荷量q及a、b的距离d；
（3）a、b棒稳定后，在释放b棒的初始位置由静止释放相同的棒c，求最终a棒上产生的总焦耳热Q。
沈阳市浑南区2023-2024学年高二上学期12月月考物理答案
选择题：
1-7 DDCCACD 8-10 AB AD ACD
非选择题：
11．（1）甲 （2）B、D （3）1.30
12．（1）黑 （2）9 （3）b 300
13．解析：（1）电动势的最大值：
根据闭合电路欧姆定律得
故交变电流瞬时值表达式：
。
（2）电流的有效值
由得外电阻上的消耗功率：
。
（3）从计时开始到线圈转过过程中，平均感应电动势由得
平均电流：
通过外电阻的电荷量：
。
答案：（1） （2） （3）
14．【详解】（1）如下图所示，粒子从A点至C点做匀变速曲线运动，
垂直电场方向有：（1分）
平行电场方向有：（1分）
根据牛顿第二定律有：（1分）
联立解得：（1分）
（2）粒子在C点速度的竖直分量：（1分）
故粒子在C点速度为：（1分）
C点速度的方向为：（1分）
得：，
即：。方向为斜向右下方与HK夹角为（1分）
（3）当粒子恰好不从MN边界出射，粒子轨迹如下图轨迹①所示，
设此种情况下，粒子在磁场中轨道半径为，
由几何知识得：（1分）
解得：
粒子在磁场中做圆周运动由洛伦兹力提供向心力：（1分）
解得：（1分）
当粒子恰好不从PQ边界出射，粒子轨迹如图轨迹②所示，
由几何知识得：（1分）
解得：
粒子在磁场中做圆周运动由洛伦兹力提供向心力：（1分）
解得：（1分）
所以Ⅱ区域内匀强磁场的磁感应强度大小范围（1分）
15．【详解】（1）棒下滑时，根据动能定理可得
解得
b刚切割磁感线时，产生的电动势为
回路的电流为
联立解得
（2）因为轨道光滑，且a、b两棒无法相碰，因此最终a、b两棒共速，a、b两棒组成的系统满足动量守恒，则有
解得
对于a棒，根据动量定理可得
又
联立解得通过a棒的电荷量为
又设b棒比a棒多走的位移为，则有
可得
a、b的距离为
（3）当c棒运动达到稳定后，根据动量守恒可得
解得
此过程中回路产生的总焦耳热为
此过程中a棒产生的焦耳热为
第一次b棒下滑后与a棒共速的过程中，回路产生的总焦耳热为
a棒产生的焦耳热为
最终a棒上产生的总焦耳热为
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