2023西宁湟川中学高二上学期12月月考试题物理含答案

湟川中学2022~2023学年度第一学期学情调研测试

高二物理试题

注 意 事 项

考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求

1．本试卷满分为100分，考试时间为90分钟。考试结束后，请将答题卡交回。

2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡的规定位置。

3．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。

一、选择题；本题共10小题，每小题2分，共20分．

1．在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是(　　)

A．安培最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场

B．奥斯特发现了电流的磁效应并总结出了判断电流与磁场方向关系的右手螺旋定则

C．焦耳发现了电流热效应的规律并提出了焦耳定律

D．牛顿提出了万有引力定律并准确地测出了引力常量

2．下列说法中正确的是（    ）

A．运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零

B．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，电荷运动方向一定与磁场方向垂直

C．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度

D．运动电荷在A点受到的洛伦兹力比在B点大，A点磁感应强度可能小于B点磁感应强度

3．如图所示，一内壁光滑、上端开口下端封闭的绝缘玻璃管竖直放置，高为h，管底有质量为m、电荷量为+q的小球，玻璃管以速度v沿垂直于磁场方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中。在外力作用下，玻璃管在磁场中运动速度保持不变，小球最终从上端管口飞出，在此过程中，下列说法正确的是（　　）

A．洛伦兹力对小球做正功

B．小球机械能的增加量等于qvBh

C．小球相对于地面做加速度不断变化的曲线运动

D．小球在玻璃管中的运动时间与玻璃管的速度成反比

4．有关电场强度E的计算公式，下面说法中正确的是

A．E＝F／q只适用于点电荷的电场

B．E＝kQ／r2只适用于任何带电物体的电场

C．E＝kQ／r2只适用于点电荷的电场

D．以上三种说法都是错误的

5．小强在学习了《静电场》一章后，来到实验室研究如图所示的电场，实线和虚线分别表示该电场的电场线和等势线，若d所处的等势线电势为0，相邻等势线间的电势差为2V，则（　　）

A．若将一电子在c处由静止释放，电子将做加速度增大的加速直线运动

B．Uda<Ucb<0

C．质子在c处具有的电势能为18eV

D．若将一电子在b处由静止释放，则运动至c点对应等势线时，具有的动能为20eV

6．如图，条形磁铁平放于水平桌面上，在它的正中央上方固定一根直导线，导线与磁场垂直，现给导线中通以垂直于纸面向外的电流，则下列说法正确的是（　　）

A．磁铁对桌面的压力减小

B．磁铁对桌面的压力增大

C．磁铁对桌面的压力不变

D．以上说法都不可能

7．磁流体发电的原理如图所示，将一束速度为的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中，在面积为、间距为d的两平行金属板间便产生电压。将上下极板与阻值为R的定值电阻和电容为C的电容器相连，间距为L的电容器极板间有一带电微粒处于静止状态，不计其它电阻，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A．磁流体发电机的电动势为BLv

B．电容器所带电荷量为

C．通过电阻的电流为

D．微粒的比荷为

8．如图所示，光滑绝缘水平桌面上有A、B两个带电小球（可以看成点电荷），A球带电量为+2q，B球带电量为﹣q，由静止开始释放后A球加速度大小为B球的两倍．下列说法正确的是（　　）

A．A球受到的静电力是B球受到静电力的2倍

B．靠近过程中A球的动能总是等于B球的动能

C．A球受到的静电力与B球受到的静电力是一对平衡力

D．现把A球与带电量为+4q的C球接触后放回原位置，再静止释放A、B两球，A球加速度大小仍为B球的2倍

9．某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，以下说法错误的是（　　）

A．电源的工作效率变高 B．路端电压变小

C．电路的总电流变大 D．电源的总功率变大

10．如图示，纸面内M、N点有两根互相平行且长度相等直导线垂直纸面放置，电流大小相等，O为MN的中点，A点位于MN的中垂线上，且磁感应强度的方向如图，则两根导线电流的方向（　　）

A．都垂直纸面向里

B．都垂直纸面向外

C．M垂直纸面向里，N垂直纸面向外

D．M垂直纸面向外，N垂直纸面向里

二、多选题；本题共5小题，每小题3分，共15分．

11．如图所示，空间有一正三棱锥OABC，点、、分别是三条棱的中点。现在顶点O处固定一正点电荷，下列说法中正确的是（　　）

A．、、三点的电场强度相同

B．△ABC所在平面为等势面

C．将一正试探电荷从点沿直线移到，静电力对该试探电荷先做负功后做正功

D．若点的电势为，A点的电势为，则连线中点D处的电势一定小

12．如图所示，有两根长为L，质量为m的细导体棒a、b；a被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上，b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它们之间的距离为x，当两细棒中均通以电流强度为I的同向电流时，a恰能在斜面上保持静止，则下列关于b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度的说法正确的是（　　）

A．方向水平向右

B．大小为

C．要使a仍保持静止，而减小b在a处的磁感应强度，可使b上移

D．若使b下移，a将不能保持静止

13．如图所示，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的上、下极板水平。a，b两小球所带电荷量大小相等、电性相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等。现同时释放a，b，它们由静止开始运动。在随后的某时刻t，a，b经过电容器两极板间上半区域的同一水平面。a，b间的相互作用可忽略，重力不可忽略。下列说法正确的是（　　）

A．a的质量比b的大 B．在t时刻，a的动能比b的大

C．在t时刻，a和b的电势能相等 D．在t时刻，a的动量大于b的动量

14．如图所示，MN是纸面内的一条直线，其所在空间充满与纸面平行的匀强电场或与纸面垂直的匀强磁场（场区都足够大），现有一个重力不计的带电粒子从MN上的O点以水平初速度v0射入场区，则下列判断中正确的是（　　）

A．如果粒子回到MN上速度增大，则该空间存在的场一定是电场

B．如果粒子回到MN上时速度大小不变，则该空间存在的场一定是磁场

C．若只改变粒子的初速度大小，发现粒子再回到MN上时与其所成的锐角夹角保持不变，则该空间存在的场一定是磁场

D．若只改变粒子的初速度大小，发现粒子在回到MN上所用的时间不变，则该空间存在的场一定是磁场

15．科研人员将均匀涂抹荧光物质的绝缘圆环平放于水平桌面上，如图a所示，圆环半径为R。空间有一垂直于桌面的匀强磁场，磁感应强度大小为B。A为圆环边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过A点，沿不同方向垂直磁场射入圆环内，科研人员观测到整个圆环发出淡淡的荧光（高速微观粒子打在荧光物质上会将动能转化为光能），且粒子在圆环内磁场中运动的最长时间为t。若将圆环更换成半径为的圆环时，如图b所示，观测到只有四分之一的圆环有荧光发出，不计重力及带电粒子之间的相互作用，则（　　）

A．粒子在磁场中做圆周运动的周期T=6t

B．粒子在磁场中做圆周运动的半径

C．粒子在磁场中做圆周运动的速度

D．该粒子的比荷

三、非选择题：65分

16．“小蓝”们在实验室测量一根粗细均匀、长为L、直径为d的金属丝的电阻率，进行了如下操作：

（1）用螺旋测微器测该金属丝的直径的刻度位置如图甲所示，该金属丝的直径______mm；

（2）“小蓝”们先用多用电表粗略测量金属丝的阻值，当把选择开关旋到“×1k”挡位，测量时指针偏转如图乙所示，指针偏转角度过大。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按______的顺序进行操作，再完成读数测量得到。

A．断开待测电阻，将选择开关旋到“×100”挡

B．断开待测电阻，将选择开关旋到“×10k”挡

C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接

D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准

（3）接下来“小蓝”们准备采用“伏安法”较准确地测量该金属丝的阻值，所用电压表内阻约，电流表内阻约，应采用电流表______（填“内接法”或“外接法”）。

（4）金属丝的电阻率______；（用L、d、表示）

17．用伏安法测定两节干电池组成的电源的电动势E和内电阻r。实验中共测出五组数据，如下表所示：

（1）将图中所给的器材连接成测量E、r的电路，并用箭头标出电键闭合前滑动变阻器滑动触头的位置。________　　　　　　　　　　　　　　

（2）图中作U－I图线________，根据图线求出：电动势E＝________V，内电阻r＝________。（保留两位小数）

18．如图甲所示，用相同导线绕制、半径分别为r和3r的金属圆环a、b放置在纸面内，其中a圆环的电阻为R，在b圆环中有半径为2r的圆形区域内充满了垂直纸面的匀强磁场，磁场区域和金属圆环的圆心均为O点。磁场的磁感应强度B随时间t变化如图乙所示，已知t0时刻磁场大小为B0，求：

（1）a圆环中的电流；

（2）在0 ~ t0时间内，b圆环上产生的热量；

19．光滑绝缘水平面的上方存在着电场强度大小为E，水平向右的匀强电场，水平面和电场区域足够大。一带电小物块质量为m，电荷量为q，在电场力作用下由静止开始沿水平面向右运动。

(1)判断带电小物块的电性；

(2)求小物块受到电场力的大小；

(3)求小物块运动时间t内的位移大小。

20．如图所示，直角坐标系xOy的第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E，在第四象限内有一半径为R的圆形有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁场的边界刚好与x轴相切于A点，A点的坐标为，一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子在A点正上方的P点由静止释放，粒子经电场加速后从A点进入磁场，经磁场偏转射出磁场后刚好经过与O点对称的点（OA=A），匀强磁场的磁感应强度大小为B，不计粒子的重力，求：

(1)P点的坐标；

(2)粒子从P运动到的时间？

参考答案

1．C

A．法拉第最早引入电场线，故A错误；

B．奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电流磁效应的科学家，但右手螺旋定则也称之为安培定则，故B错误；

C．焦耳发现了电流热效应的规律并提出了焦耳定律，故C正确；

D．卡文迪许测量出引力常量，故D错误．

故选：C

2．D

A．电荷受到的洛伦兹力为零，不一定是磁感应强度为零，有可能是电荷的运动方向平行与磁场方向，故A错误；

B．根据左手定则可得，洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，但电荷的运动方向不一定与磁场方向垂直，可能夹角为锐角，故B错误；

C．因为洛伦兹力垂直于速度，所以不变速度的大小，只改变速度的方向，故C错误；

D．根据公式可知，洛伦兹力与粒子垂直磁场方向的速度、电荷量、磁感应强度有关，所以运动电荷在A点受到的洛伦兹力比在B点大，A点磁感应强度可能小于B点磁感应强度，故D正确。

故选D。

3．B

A.根据左手定则可知，洛仑兹力跟速度方向始终相互垂直，所以洛伦兹力永不做功，故A错误；

BC．由于管对球的支持力对小球做了功，小球的机械能是增加的，在竖直方向上由牛顿第二定律知

解得

在外力作用下，玻璃管在磁场中运动速度保持不变，小球在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上洛仑兹力不变，故小球在竖直方向上做匀加速直线运动，则合速度为匀变速曲线运动，在竖直方向上由位移公式得

小球在管口的速度

小球的合速度

动能的增加量

重力势能的增加量

机械能的增加量

故B正确，C错误；

D．小球的实际运动可分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动，竖直方向上洛仑兹力不变，由牛顿第二定律

位移公式

解得

可知与运动速度不是反比关系，故D错误。

故选B。

4．C

E＝F／q是电场强度的定义式，适用于所有的电场，选项A错误；E＝kQ／r2只适用于点电荷的电场，选项BD错误，C正确；故选C.

5．D

A．若将一电子在c处由静止释放，电子将向右运动，做加速度减小的加速直线运动，选项Ａ错误；

B．沿电场线电势逐渐降低，则由图可知d点电势高于a点，则Uda>0；c点电势高于b点，则Ucb>0；则Ucb >Uda>0，选项B错误；

C．d所处的等势线电势为0，相邻等势线间的电势差为2V，则c处的电势为+2V，则质子在c处具有的电势能为2eV，选项C错误；

D．若将一电子在b处由静止释放，则运动至c点对应等势线时，因bc间的电势差为-20V，则电场力做功20eV，在c点具有的动能为20eV，选项D正确。

故选D。

6．A

在磁铁外部，磁感线从N极指向S极，长直导线在磁铁的中央上方，导线所在处磁场水平向左；导线电流垂直于纸面向外，由左手定则可知，导线受到的安培力竖直向下；由牛顿第三定律可知，导线对磁铁的作用力竖直向上，因此磁铁对桌面的压力减小，小于磁铁的重力，故A正确，B CD错误；

故选A。

7．C

A．最终电荷所受电场力等于洛伦兹力，所以

又因为

所以

故A错误；

B．根据，可知

故B错误；

C．由于不计其他电阻，根据欧姆定律可知

故C正确；

D．由于带电微粒处于静止状态，所以

又因为

可得

故D错误。

故选C。

8．D

AC.A球受到的静电力和B球受到静电力是一对作用力与反作用力，总是大小相等、方向相反，故AC错误；

B.根据动能定理可得，即，虽然两个球都是做加速度增大的加速运动，但电场力始终等大反向、A球加速度大小始终为B球的两倍，则A球的位移大小为B球的位移大小的2倍，靠近过程中A球的动能是B球的动能2倍，故B错误；

D.根据题意得A球加速度大小为B球的两倍，则根据a可知A的质量为B的，无论A和B的电荷量大小如何，二者的电场力总是等大反向，A球加速度大小仍为B球的2倍，故D正确．

9．A

A．开关S闭合，电机工作，外电路总电阻减小，路端电压变小,由电源的工作效率

可知，电源的工作效率变低，故A错误，符合题意；

BCD．开关S闭合，电机工作，外电路总电阻减小，电路的总电流变大，路端电压变小，电源的总功率变大，故BCD正确，不符合题意。

故选A。

10．C

两根导线在A点产生的磁场方向如下图所示，故根据右手螺旋定则可知，电流方向为M垂直纸面向里，N垂直纸面向外，C正确。

故选C。

11．CD

A．、、三点到点的距离相等，根据点电荷的场强公式分析可知，三点的电场强度大小相等，但方向不同，故A错误；

B．、、的三个点到场源电荷的距离相等，在同一等势面，但所在平面中其它点到场源电荷的距离与、、三点到场源电荷的距离不等，故所在平面不是等势面，故B错误；

C．将一正的试探电荷从点沿直线移到点，电势先升高后降低，电势能先增大后减小，则静电力对该试探电荷先做负功后做正功，故C正确；

D．由于间场强平均值大于间场强平均值，由知，间的电势差大于间的电势差，则有

则有

故D正确；

故选CD。

12．CD

A．根据右手定则，可知b在a处产生的磁感应强度方向为竖直向上，A错误；

B．根据左手定则，可知a受到水平向右的安培力，还受竖直向下的重力，斜面给的支持力，合力为零，根据共点力平衡条件可得

解得

B错误；

C．重力和水平向右的磁场力的合力与支持力平衡，当减小b在a处的磁感应强度，则磁场力减小，要使a仍平衡，根据受力平衡条件，则可使b上移，即b对a的磁场力斜向上，C正确；

D．当b竖直向下移动，导体棒间的安培力减小，根据受力平衡条件，当a受到的安培力方向顺时针转动时，只有大小变大才能保持平衡，而安培力在减小，因此不能保持静止，D正确。

故选CD。

13．AD

A．经时间t，a，b经过电容器两极板间上半区域的同一水平面，则

根据，得

即

则a的质量比b的大，A正确；

B．由公式可得，由于

a的位移比b的小，则在t时刻a的速度比b小，但a的质量比b的大，则无法比较在t时刻a，b的动能大小，故B错误；

C．在t时刻a、b处在同一等势面上，根据，a，b的电势能绝对值相等，符号相反，故C错误；

D．根据动量定理

由于两小球所受电场力相等，则a受到的合力比b受到的大，则经过时间t，a的动量大于b的动量，D正确。

故选AD。

14．AD

A．如果粒子回到MN上速度增大，说明外力对粒子做了功，而洛伦兹力对粒子不做功，所以可以判断出是电场对粒子做功的结果，所以则该空间存在的场一定是电场，A正确；

B．如果粒子的运动方向与电场方向平等，且电场力与粒子的运动方向相反，则粒子回到MN上时速度大小不变，但方向会相反，所以空间的场是电场时也可能，B错误；

C．若仍是电场方向与粒子的运动方向相同，电场力与粒子运动方向相反，则只改变初速度的大小，最终粒子仍然能够回到原位置，且与MN所成的角保持不变，所以空间存在电场也是可能的，C错误；

D．若只改变粒子的初速度大小，发现粒子在回到MN上所用的时间不变，则该空间存在的场一定是磁场，D正确。

故选AD。

15．AC

B．由题意可知，粒子在圆环O2的射出点B到A点的最远距离为2r， 且弦长AB对应四分之一圆弧，则

   ①

解得

   ②

故B错误；

A．在圆环O1中运动时间最长的粒子的轨迹所截圆环O1的弦长最长，恰好等于圆环O1的直径，根据几何关系可知该粒子转过的圆心角为60°，则

   ③

即

   ④

故A正确；

C．粒子在磁场中做圆周运动的速度为

   ⑤

故C正确；

D．根据牛顿第二定律有

   ⑥

联立④⑥解得

   ⑦

故D错误。

故选AC。

16．     0.680     ADC     内接法    

（1）[1]该金属丝的直径为

（2）[2]指针偏转角度过大，说明金属丝的阻值相对于所选量程而言偏小，所以应换用小量程，即断开待测电阻，将选择开关旋到“×100”挡，将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准（欧姆调零），之后将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接。故合理的步骤顺序为ADC。

（3）[3]根据前面分析可知Rx的阻值一定满足

所以为尽可能减小系统误差，电流表应采用内接法。

（4）[4]根据电阻定律有

解得

17．               3.0V     0.50Ω

（1）[1]由题意可知，测量两节干电池的电动势；内阻较小，故应采用相对电源的外接法；电路图如图所示，电键闭合前滑动变阻器滑动触头的位置如红色箭头所示

（2）[2]根据表中数据采用描点法可得出对应的图像如图所示

[3][4]由闭合电路欧姆定律得

U=E-Ir

由图示电源U-I图像可知，图像与纵轴交点坐标值是电动势E，电源电动势E=3.0V；斜率绝对值表示电源内阻

18．（1）；（2）

（1）根据法拉第电磁感应定律可得，a圆环的感应电动势为

a圆环中的电流

（2）根据法拉第电磁感应定律可得，b圆环的感应电动势为

b圆环的电阻为

在0 ~ t0时间内，b圆环上产生的热量为

19．(1)正电；(2)；(3)

正确理解场强的定义即可判断出电荷的性质、计算出电场力的大小，结合牛顿运动定律及运动学方程可算出时间t内的位移。

(1) 在电场力作用下由静止开始沿水平面向右运动，说明受到的电场力水平向右，与场强方向相同，故小物块带正电；

(2)根据场强的定义式可得小物块受到的电场力大小

(3) 根据牛顿第二定律有

由运动学公式可得小物块在时间t内的位移

联立上述两式可解得。

20．(1) (，)；(2)

(1)设P点的坐标为，粒子进磁场时的速度为v1，根据动能定理有

粒子进入磁场后做匀速圆周运动，如图所示

设粒子做圆周运动的半径为r1，根据几何关系可知

由题意知

求得

由牛顿第二定律有

求得

所以P点坐标为(，)

(2)设粒子第一次在电场中运动的时间为t1，则

解得

粒子在磁场中做圆周运动的周期

粒子在磁场中运动的时间

解得

出磁场的时间

因此总时间