卷子答案网-一个不只有答案的网站沙市五中高二年级十二月月考物理试卷
考试时间：2023年12月20日
一、单选题：本题共7小题，每题4分，共28分
1．下列关于电场基本概念与规律的判断正确的是（ ）
A．由库仑定律可知，当距离r→0时库仑力F→∞
B．由可知，以点电荷为球心的球面上各点场强E相同
C．由可知，电势差与检验电荷电量q成反比、与电场力做功成正比
D．由可知，平行板电容器电容C与距离d成反比、与正对面积S成正比
2．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为3：1，RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．理想变压器输入、输出功率之比为3：1
B．理想变压器原、副线圈中的电流之比为3：1
C．u随t变化的规律为
D．若热敏电阻RT的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大
3．如图所示电路中，电容器的电容为C，电感线圈的自感系数为L，线圈的电阻忽略不计，原来开关S闭合，现从开关S断开的瞬间开始计时，以下说法正确的是（ ）
A．时刻，电容器的左板带负电，右板带正电
B．时刻，线圈L的感应电动势为零
C．时刻，通过线圈L的电流最大，方向向左
D．时刻，电容器C两极板间电压最大
4．如图所示为某实验小组设计的两个量程的电流表，已知表头G的满偏电流为Ig，定值电阻R1、R2的阻值均等于表头的内阻。当使用1和2两个端点时，电流表的量程为I1，当使用1和3两个端点时，电流表的量程为I2.下列说法正确的是（ ）
A．I1=2Ig
B．I2=3Ig
C．若仅使R1阻值变小，则I1和I2均变大
D．若仅使R2阻值变小，则I1和I2均变大
5．如图所示为回旋加速器的示意图。两个靠得很近的D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，一质子从加速器的A处开始加速。已知D型盒的半径为R，磁场的磁感应强度为B，高频交变电源的电压为U、频率为f，质子质量为m，电荷量为q。下列说法不正确的是（ ）
A．质子的最大速度不超过
B．质子的最大动能为
C．高频交变电源的频率
D．质子的最大动能与高频交变电源的电压U有关，且随电压U增大而增加
6．如图所示，磁感应强度为B的矩形磁场区域长为，宽为L，甲、乙两电子沿矩形磁场的上方边界从A点射入磁场区域，甲、乙两电子分别从D点和C点射出磁场，则甲、乙两电子在磁场运动的过程中（ ）
A．速率之比为4：1 B．角速度之比为1：3
C．路程之比为4：3 D．时间之比为3：1
7．在图示电路中，电源内阻不可忽略，R1、R2为定值电阻，G为灵敏电流计，V为理想电压表，平行板电容器两极板水平，开关S闭合后，位于电容器两板间的带电油滴恰好静止，现将滑动变阻器的滑片P向下移动，则以下说法正确的是（ ）
A．G中有从a到b的电流 B．V示数增大
C．油滴向上运动 D．电源内阻消耗功率减小
二、多选题：本题共3小题，每题4分，共12分
8．如图，边长为l的正方形abcd内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面（abcd所在平面）向外。ab边中点有一电子发射源O，可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子，已知电子的比荷为k，则从a、d两点射出的电子的速度大小分别为（ ）
A．从a点射出的电子的速度大小为
B．从a点射出的电子的速度大小为
C．从d点射出的电子的速度大小为
D．从d点射出的电子的速度大小为
9．某科技馆设计了一种磁力减速装置，简化为如题图所示模型。在小车下安装长为L、总电阻为R的正方形单匝线圈，小车和线圈总质量为m。小车从静止开始沿着光滑斜面下滑s后，下边框刚进入匀强磁场时，小车开始做匀速直线运动。已知斜面倾角为θ，磁场上下边界的距离为L，磁感应强度大小为B，方向垂直斜面向上，重力加速度为g，则（ ）
A．线圈通过磁场过程中，感应电流方向先顺时针后逆时针方向（俯视）
B．线框在穿过磁场过程中产生的焦耳热为
C．线框刚进入磁场上边界时，感应电流的大小为
D．小车和线圈的总质量为
10．如图所示为两条平行的光滑绝缘导轨，左侧与电源相连，其中两导轨的水平部分与半圆部分相切于C、E两点。现将一导体棒垂直导轨放置，外加匀强磁场，磁场方向垂直于导体棒，与导轨平面的夹角斜向左上方。开始时导体棒静止于图中A点，当电建S闭合后，导体棒由静止开始运动，运动过程中导体棒始终与接触的两条导轨垂直，并恰能到达导轨半圆部分最高点D点。已知两导轨的间距，半圆部分的轨道半径，磁场的磁感应强度大小，导体棒中的电流，导体棒的质量，重力加速度g取10ms2。则下列说法正确的是（ ）
A．导体棒在A点的加速度大小为10m/s2
B．导体棒在D点的速度大小为m/s
C．A、C两点间距离为m
D．导体棒离开轨道后将做平抛运动，并落在A点左侧
三、实验题：（11题6分，12题12分，共18分）
11．某物理兴趣小组利用图甲电路测量电源的电动势E（约为3V）和内阻r（约为0.5Ω），其中R为电阻箱，R0为定值电阻。
甲 乙
（1）定值电阻R0的阻值应选用 （选填“2Ω”或“2kΩ”）。
（2）多次改变电阻箱的阻值R，记录下对应的电压U，以为纵坐标、为横坐标，根据记录的数据作出图线如图乙所示。若不考虑电压表对电路的影响，则该电源的电动势E= V（结果保留三位有效数字），内阻r= Ω（结果保留两位有效数字）。
12．要测定一个圆柱体的电阻率，进行了如下操作∶
（1）用10分度的游标卡尺测量圆柱体的长度L，可知其长度为 mm；用螺旋测微器测量其直径D如图，可知其直径为 mm。
（2）圆柱体的电阻大约为5Ω，先用伏安法测出电阻R，然后根据电阻定律计算出该圆柱体的电阻率。为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材：
A．电压表0~3V，内阻约10kΩ B．电压表0~15V，内阻约50kΩ
C．电流表0~0.6A，内阻约0.05Ω D．电流表0~3A，内阻约0.01Ω
E．滑动变阻器，0~10Ω F．滑动变阻器，0~100Ω
①要求较准确地测出其阻值，电压表应选 ，滑动变阻器应选 。（填序号）
②在测定阻值较小的金属的电阻率的实验中，为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，在测量其电阻时应选择的电路是（ ）
A． B． C． D．
（3）若金属丝电阻用R表示，则该金属材料的电阻率 。（用所给的字母表示）
四、解答题：（13题12分，14题14分，15题16分）
13．如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，导轨与水平面的夹角θ=37°，在导轨所在区域内分布垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=0.5T，导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω，的直流电源。一根与导轨接触良好，质量为m=0.02kg的导体棒ab垂直放在导轨上，ab棒恰好静止。ab棒与导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω，不计导轨的电阻，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）ab棒上的电流大小；
（2）ab棒受到的安培力；
（3）ab棒受到的摩擦力大小和方向。
14．如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=100，线圈面积S=200cm2，线圈的电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R=9Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。求：
（1）线圈中的感应电流的大小和方向；
（2）电阻R两端电压；
（3）前4s内通过R的电荷量。
甲 乙
15．如图，在平面直角坐标系xOy的第四象限内，有垂直纸面向里的匀强磁场，现有一质量为、电荷量为的带正电粒子，从静止开始经U0=10V的电压加速后，从图中P点沿图示方向进入磁场时速度方向与y轴负方向夹角为37°，已知OP=30cm，粒子重力不计，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则：
（1）带电粒子到达P点时速度v的大小是多少？
（2）若磁感应强度的大小B=2T，粒子从x轴上的Q点离开磁场，则OQ间的距离是多少？
（3）若粒子不能从x轴上方射出，那么，磁感应强度B的最小值是多少？
参考答案：
1．D
【详解】A．库仑定律的适用条件是带电体为点电荷，当距离r→0时带电体不能视为点电荷，所以此时不能根据得出库仑力F→∞，故A错误；
B．由可知，以点电荷为球心的球面上各点场强E大小相同，但方向不同，故B错误；
C．是电势差的比值定义式，电势差与电场本身性质有关，与检验电荷电量和电场力做功均无关，故C错误；
D．是平行板电容器电容的决定式，其电容C与距离d成反比、与正对面积S成正比，故D正确。
故选D。
2．D
【详解】A．理想变压器输入、输出功率相等，之比为1:1，故A错误；
B．理想变压器原、副线圈中的电流之比为
故B错误；
C．由图像可知
，
则u随t变化的规律为
故C错误；
D．若热敏电阻RT的温度升高，阻值减小，根据闭合电路欧姆定律可知通过副线圈的电流增大，原线圈两端的电压不变，则电压表的示数不变，电流表的示数变大，故D正确。
故选D。
3．D
【详解】A．电路中电流稳定时，线圈相当于导线，故电容器被短路，电压为零，故不带电。当从断开开关S的瞬间开始计时，t=0时刻，线圈左端相当于电源正极，右端相当于电源负极，则电容器正在充电，左板带正电，右板带负电，故A错误；
B．当从断开开关S的瞬间开始计时，时刻，即，相当于电源的线圈给电容器充电刚好结束，则线圈L的感应电动势最大，故B错误；
C．当从断开开关S的瞬间开始计时，时刻，即，此时电容器刚好放电结束，通过线圈L的电流最大，方向向右，故C错误；
D．当从断开开关S的瞬间开始计时，时刻，即，此时电容器刚好充电结束，电容器C两极板间电压最大，故D正确；
故选D。
4．C
【详解】AB．设，根据电表改装原理得
，
联立可得
，
故AB错误；
CD．由以上分析可知，若仅使R1阻值变小，则I1和I2均变大；若仅使R2阻值变小，则I1减小，I2变大，故C正确，D错误。
故选C。
5．D
【详解】AB．据洛伦兹力作为向心力可得
解得
当质子的轨道半径为R时，质子达到最大速度，为
故质子的最大速度不超过，质子的最大动能为
AB正确，不符合题意；
C．高频交变电源的频率与质子在磁场中运动的频率相等，为
C正确，不符合题意；
D．由AB解析可知，质子的最大动能与高频交变电源的电压U无关，D错误，符合题意。
故选D。
6．D
【详解】A．根据几何关系可知，甲的轨道半径为
乙从C点射出时
解得乙的轨道半径为
根据公式
因此解得
速度之比等于半径之比，因此甲乙速率之比为1:4，故A错误；
B．根据公式
解得角速度之比为1:1，故B错误；
C．根据几何关系可知，甲的圆心角为180，乙的圆心角为60，因此其路程分别为
因此路程之比为3:4，故C错误；
D．根据公式
可知，甲乙电子运动周期相同，因此其运动时间跟圆心角有关，即
解得其运动时间之比为3:1，故D正确。
故选D。
7．A
【详解】AB．滑动变阻器的滑片P向下移动，并联部分电路电阻减小，根据分压原理，有
可知电压表示数减小，电容器两端电压减小，根据公式有
可知电容器极板上电荷要减小，有从a到b的电流出现，故A正确；B错误；
C．对油滴进行分析可知，之前二力平衡，现在极板电荷量减小，导致极板间场强变小，电场力将小于重力，故油滴将向下运动。故C错误；
D．根据分压原理，外部电阻减小，路端电压减小，则内电阻电压增加，有
故D错误。
故选A。
8．BC
【详解】AB．从a点和d点射出的电子运动轨迹如图所示
根据几何关系可得
根据洛伦兹力提供向心力可得
解得
故A错误，B正确；
CD．对于从d点射出的电子，根据几何关系可得
解得
根据洛伦兹力提供向心力可得
解得
故C正确，D错误．
故选BC。
9．AD
【详解】A．线框刚进入磁场上边界时，根据楞次定律可得感应电流的方向为顺时针方向（从斜面上方俯视线框），穿出磁场时，根据楞次定律可得感应电流的方向为逆时针方向，故A正确；
BC．设线框进入磁场时的速度大小为v0，自由下滑过程中，根据动能定理可得
解得
根据闭合电路的欧姆定律可得
下边框刚进入匀强磁场时，小车开始做匀速直线运动。根据功能关系可得线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为
故BC错误；
D．根据平衡条件可得
解得
故D正确。
故选AD。
10．BC
【详解】A．由左手定则判断导体棒受到斜向右上的安培力，根据
求得
A错误；
B．在D点时
解得
B正确；
B．对导体棒，从A到D，将安培力分解到竖直方向和水平方向来处理它的功，应用动能定理
求得
C正确；
D．导体棒离开轨道后不再受安培力作用，将做平抛运动
，
代入数据可得
所以导体棒将落在A点右侧。D错误。
故选BC。
11．2Ω 2.86 0.41
【详解】（1）[1]由于电源内阻很小，而电流表又是采用外接法（相对于电源内阻），则R0不宜太大，故选阻值为2Ω的定值电阻；
（2）[2][3]根据闭合电路欧姆定律有
所以
从表达式看有
联立解得
12．22.6 6.359/6.360/6.361/6.362 A E D
【详解】（1）[1]10分度游标卡尺的精确值为0.1mm，由图可知圆柱体的长度为
[2]螺旋测微器的精确值为0.01mm，由图可知圆柱体的直径为
（2）①[3]由于电源电动势为3V，可知电压表应选择A；
[4]为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选择E。
[5]在测定阻值较小的金属的电阻率的实验中，由于待测电阻远小于电压表内阻，故电流表应采用外接法；为了实验中获得较大的电压调节范围，滑动变阻器应采用分压接法，故选D。
[6]根据电阻定律
又
联立可得
13．（1）1.5A；（2）0.3N，沿导轨向上；（3）0.18N，方向沿导轨向下
【详解】（1）根据闭合电路的欧姆定律可得
（2）根据安培力的计算公式可得安培力的大小为
根据左手定则可知安培力的方向沿着导轨斜面向上；
（3）重力沿导轨斜面向下的分力大小为
则根据平衡条件可知摩擦力沿着导轨斜面向下，有
解得
方向沿导轨斜面向下。
14．（1）0.01A，线圈中的感应电流的方向为逆时针；（2）0.09V；（3）0.04C
【详解】（1）由图像可知
根据
由闭合电路欧姆定律得
根据楞次定律可得线圈中的感应电流的方向为逆时针；
（2）根据欧姆定律
（3）前4s内通过R的电荷量
15．（1）20m/s；（2）0.90m；（3）
【详解】（1）对带电粒子的加速过程，由动能定理
代入数据得
（2）带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有
得
代入数据得
而
故粒子的轨迹圆心一定在x轴上，粒子到达Q点时速度方向垂直于x轴，轨迹如图甲所示。
由几何关系可知
故
（3）带电粒子不从x轴射出（如图乙），由几何关系得
由以上两式并代入数据得
磁感应强度B的最小值是。
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