2022-2023学年辽宁省葫芦岛市兴城市高级中学等四校高二12月月考物理试题（解析版）

2022—2023学年度12月月考联考物理试题

一、选择题：本题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，有选错的得0分。

1. 用户有下列几种用电器：200W的电冰箱、250W的电视机、1.5kW的电饭煲、750W的电暖器和2kW的空调器．进入用户的电线处装有13A的保险丝，供电电压为220V，用户不能同时使用的用电器是（    ）

A. 电饭煲和电冰箱 B. 电暖器和空调器

C. 电饭煲和空调器 D. 电冰箱、电视机和空调器

【答案】C

【解析】

【详解】当保险丝达到最大电流时电路中的总功率为：
A、电饭煲和电冰箱同时使用的功率为，可以同时使用，故选项A不符合题意；
B、取暖器和空调器同时使用的功率为，可以同时使用，故选项B不符合题意；
C、电饭煲和空调器同时使用的功率为，不可以同时使用，故选项C符合题意；
D、电冰箱、电视机和空调器同时使用的功率为，可以同时使用，故选项D不符合题意．

点睛：家庭电路中，各用电器之间都是并联的，先算出保险丝达到最大电流时电路中的总功率，再逐项分析即可求解．

2. 在同一匀强磁场中，粒子（）和质子（）做匀速圆周运动，若它们的动量大小相等，则粒子和质子（　　）

A. 运动半径之比是 B. 运动周期之比是

C. 运动速度大小之比是 D. 受到的洛伦兹力之比是

【答案】D

【解析】

【详解】AC．两个粒子的动量大小相等，设粒子质量为，速度大小为；质子质量为m，速度大小为，则

即

则运动速度大小之比是

两个粒子做匀速圆周运动，则洛伦兹力提供向心力，可得对粒子有

对质子有

解得

故AC错误；

B．粒子的运动周期为

质子的运动周期为

则运动周期之比是

故B错误；

D．受到的洛伦兹力之比是

故D正确。

故选D。

3. 如图所示，三根长度均为L的直线电流在空间构成等边三角形，电流的方向垂直纸面向里。电流大小均为I，其中A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小均为，直线电流C的质量为，重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，C位于水平面恰好处于静止状态，则C受到的摩擦力方向和C与水平面的动摩擦因数分别是（　　）

A. 水平向右， B. 水平向左，

C. 水平向右， D. 水平向左，

【答案】A

【解析】

【详解】A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小分别为B0，C受力如图所示

根据力的平行四边形定则，结合几何的菱形关系，可得

再由左手定则可知，安培力方向水平向左，大小为

C位于水平面恰好处于静止状态，则摩擦力的方向水平向右，且有

解得

故选A。

4. 如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，流过电源的电流为I，理想电压表、数为、。在滑动变阻器的滑片从左端向右端滑动的过程中（不计灯泡电阻的变化），、的变化量的绝对值分别为和；I的变化量的绝对值为。下列说法正确的是（    ）

A. 小灯泡、变亮，变暗 B. 变小

C. 电压表示数变小，电压表示数变小 D. 不变

【答案】D

【解析】

【详解】AC．当滑动变阻器的触片P从左向右滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，总电流减小，电压表示数变小，电压表示数增大，流过灯L3电流变大，因此流过灯L1的电流变小，则变暗，变亮，变暗，AC错误；

B．根据欧姆定律可得

不变，B错误；

D．由电路图可知

得

不变，D正确。

故选D。

5. 如图甲为手机及无线充电板。图乙为充电原理示意图。为方便研究，现将问题做如下简化：设受电线圈的匝数为n，面积为S，该区域的磁场可视为匀强磁场；若在t1到t2时间内，匀强磁场的磁感线垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度由B1均匀增加到B2，下列说法正确的是（　　）

A. c点的电势高于d点的电势

B. 受电线圈中感应电流方向由d到c

C. 受电线圈中产生的感应电动势为

D. 若想增加c、d之间的电势差，可以仅均匀增加送电线圈中的电流

【答案】C

【解析】

【详解】AB．受电线圈内部磁场向上且增强，由楞次定律可知，产生的感应电流方向俯视为顺时针，即受电线圈中感应电流方向由c到d，电源内部电流由电势较低的负极流向电势较高的正极，故c点的电势低于d点的电势，AB错误；

C．根据法拉第电磁感应定律可得，受电线圈中产生的感应电动势为

C正确；

D．若想增加c、d之间的电势差，可以增加送电线圈中电流的变化率，而仅均匀增加送电线圈中的电流不能达到此目的，D错误。

故选C。

6. 如图甲所示为“海影号”电磁推进实验舰艇，舰艇下部的大洞使海水前后贯通。舰艇沿海平面截面图如图乙所示，其与海水接触的两侧壁M和N分别连接舰艇内电源的正极和负极，使得M、N间海水内电流方向为，此时加一定方向的磁场，可使得M、N间海水受到磁场力作用而被推出，舰艇因此向右前进，则所加磁场的方向应为（　　）

A. 水平向左 B. 水平向右

C. 垂直纸面向外 D. 垂直纸面向里

【答案】C

【解析】

【详解】根据题意可知，舰艇向右前进，则海水受到向左的安培力，由左手定则可知，所加磁场的方向应为垂直纸面向外。

故选C。

7. 如图所示，垂直纸面的匀强磁场分布在正方形虚线区域内，电阻均匀的正方形导线框abcd位于虚线区域的中央，两正方形共面且四边相互平行。现将导线框先后朝图示两个方向以v、3v速度分别匀速拉出磁场，拉出时保持线框不离开纸面且速度垂直线框。比较两次出磁场的过程中，以下说法不正确的是（　　）

A. 线框中产生的焦耳热之比为1∶1 B. ad边两端的电压之比为1∶9

C. cd边两端的电压之比为1∶1 D. 通过导线框某一截面的电荷量之比为1∶1

【答案】A

【解析】

【详解】A．设变长为L，总电阻为R，运动速度V，根据

则产生的热量

可见产生的热量与速度有关，所以线框中产生的焦耳热之比为1∶3，A错误；

B．以速度v拉出磁场时，dc边相当于电源，切割电动势

ad边两端的电压

以速度3v拉出磁场时，ad边相当于电源，切割电动势

导体框ad边两端的电压

ad边两端的电压之比为1∶9，B正确；

C．以速度v拉出磁场时，dc边相当于电源，切割电动势

cd边两端的电压

以速度3v拉出磁场时，ad边相当于电源，切割电动势

cd边两端的电压

cd边两端的电压之比为1∶1，C正确；

D．平均感应电动势

平均电流

电荷量

与速度无关，向左和向右两次拉出磁场过程中，磁通量的变化量相等，故两次的电荷量之比为1：1，D正确。

故选A。

8. 如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场分布在边长为L的等边三角形内，D是边的中点，一群相同的带负电的粒子仅在磁场力作用下，从D点沿纸面以平行于边方向、大小不同的速率射入三角形内，不考虑粒子间的相互作用力，已知粒子在磁场中运动的周期为T，则下列说法中正确的是（　　）

A. 粒子垂直边射出时，半径R等于

B. 速度小粒子一定比速度大的粒子在磁场中运动时间长

C. 粒子可能从边射出，且在磁场中运动时间为

D. 粒子可能从C点射出，且在磁场中运动的时间为

【答案】AD

【解析】

【详解】A．粒子垂直BC边射出时，运动轨迹如图

根据几何关系知半径为，A正确；

BCD．若带电粒子刚好从BC边射出磁场，运动轨迹与BC边相切，可知圆心角为180°，粒子在磁场中经历时间为，若带电粒子刚好从AC边射出磁场，运动轨迹与AC边相切，作图可得切点为C点，如下图

可知圆心角为60°，粒子在磁场中经历时间为，若带电粒子从AB边射出磁场，可知圆心角为240°，粒子在磁场中经历时间为，所以该粒子在磁场中经历时间为，则它一定从AB边射出磁场；所以可知粒子速度和运动时间无确定的关系，BC错误,D正确。

故选AD。

9. 如图所示，虚线右侧存在垂直纸面向外的匀强磁场，正方形金属框电阻为R，边长为L，线框在外力作用下由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域并开始计时，t1时刻线框全部进入磁场．规定顺时针方向为感应电流I的正方向，外力大小为F，线框中电功率的瞬时值为P，通过导体横截面的电荷量为q，则这些量随时间变化的关系正确的是（其中P－t图象为抛物线）（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】BC

【解析】

【详解】A．线框做匀加速运动，其速度

v=at

感应电动势

E=BLv

感应电流

i与t成正比，故A错误。

B．线框进入磁场过程中受到的安培力

由牛顿第二定律得

F-FB=ma

得

F-t图象是不过原点的倾斜直线，故B正确。

C．线框的电功率

故C正确。

D．线框的位移

电荷量

q-t图象应是抛物线。故D错误；

故选BC。

10. 在如图所示电路中，理想变压器的匝数比为2：1，四个标有“6V，6W”的完全相同的灯泡、、、，按如图的方式接入电路，其中恰能正常发光。忽略灯泡电阻随温度的变化。电路中的电表均为理想交流电表，则下列选项中正确的是（　　）

A. 、、均正常发光

B. 电流表示数2A

C. m、n两点间所加的电压为18V

D. 整个电路消耗的总功率为14W

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．L1恰能正常发光，则根据

可知通过的电流为

根据变压器电流关系可得副线圈电流

通过L2、L3、L4的电流为

所以三灯泡不能正常发光，故A错误，B正确；

C．根据

可知灯泡电阻为

所以副线圈电压为

根据变压器规律得

所以m、n两点间所加的电压为

故C错误；

D．整个电路消耗的总功率为

故D错误。

故选BD。

二、非选择题：本题共5小题，共54分。

11. 橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比，即，k的值与橡皮筋的原长L、横截面积S有关。理论与实验都表明，其中Y是由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量。

（1）在国际单位制中，杨氏模量Y的单位应该是___________。

A.N    B.m    C.    D.

（2）某同学通过实验测得该橡皮筋的一些数据，做出了外力F与伸长量x之间的关系图像如上图所示。由图像可求得该橡皮筋的劲度系数___________。

（3）若该橡皮筋的原长是，横截面积是，则该橡皮筋的杨氏模量Y的大小是___________（结果保留两位有效数字）。

【答案】    ①. D    ②. 200    ③.

【解析】

【详解】（1）[1]根据

，

将物理量间的换算关系变为单位间的换算关系，杨氏模量Y的单位应该是。

故选D。

（2）[2]根据图像得，劲度系数为

（3）[3]由

整理得

12. 某校举行了一次物理实验操作技能比赛，其中一项比赛为选用合适的电学元件设计合理的电路，并能较准确的测量同一电池组的电动势及其内阻。提供的器材如下：

A．电流表G（满偏电流10mA，内阻10Ω）

B．电流表A（0~0.6A~3A，内阻未知）

C．电压表V（0~5V~10V，内阻未知）

D．滑动变阻器R（0~100Ω，1A）

E．定值电阻（阻值990Ω）

F．开关与导线若干

（1）图（a）是小宇同学根据选用的仪器设计测量该电池组电动势和内阻的电路图。根据该实验电路测出的数据绘制的图线如图（b）所示（为电流表G的示数，为电流表A的示数），则由图线可以得到被测电池组的电动势______V，内阻______Ω；（结果均保留2位有效数字）

（2）另一位小张同学则设计了图（c）所示的实验电路对电池组进行测量，记录了单刀双掷开关分别接1、2对应电压表的示数U和电流表的示数I；根据实验记录的数据绘制图线如图（d）中所示的A、B两条图线。

可以判断图线A是利用单刀双掷开关接______（选填“1”或“2”）中的实验数据描出的；分析A、B两条图线可知，此电池组的电动势为______，内阻______（用图中、、，表示）。

【答案】    ①. 7.5    ②. 5.0    ③. 1    ④. EA    ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1][2]电流表G和定值电阻串联，其可看成一个电压表，则有

整理可得

根据图像可知，图线与纵轴会相交于的位置，则有

且有

联立可得

，

（2）[3][4][5]若单刀双掷开关接1，则电流表相对于电源内接，则因电流表分压作用，会导致

，

若单刀双掷开关接2，则电流表相对于电源外接，因电压表分流作用，会导致

，

结合所给图像，可以判断出A图线是利用单刀双掷开关接1，同样也可以判断出

，

则内阻为

13. 下表是一辆电动自行车的部分技术指标，其中额定车速是指电动自行车满载情况下在水平平直道路上以额定功率匀速行驶的速度。

请参考表中数据，完成下列问题 （g取10 m/s2）：

（1） 此电动机正常工作时，电动机效率是多少？

（2） 在水平平直道路上行驶过程中电动自行车受的阻力是车重（包括载重）的k倍，试计算k的大小。

（3） 仍在上述道路上行驶，若电动自行车满载时以额定功率行驶，当车速为2m/s时的加速度为多少？

【答案】（1）83.3%；（2）0.03；（3）0.45m/s2

【解析】

【详解】（1）电动机的输入功率

P入=UI=36×6W=216W  

所以电动机效率

（2）电动自行车匀速行驶时，设水平方向自行车的牵引力为F，自行车受到的阻力为f，由平衡条件可得

F=f

而自行车的输出功率

P出=Fv

可得

由题意

f=kmg

可得

（3）车速v′=2m/s时，设牵引力为F′，则

由牛顿第二定律

F′-f=ma

可得

14. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1=1500、n2=500，在原、副线圈的回路中接有阻值均为10Ω的电阻R1、R2.，副线圈接有一理想交流电压表，a、b之间接有正弦交流电源，其电压u随时间t变化的图像如图乙所示。求：

（1）电阻R2中电流的频率f；

（2）交流电压表的读数U2。

注：以上求得的结果均保留整数。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）根据图乙可知交流电的周期 ，根据

解得

电阻R2中电流的频率

（2）交流的最大值为

 有效值为

根据

则

根据

解得

副线圈的电流

则原线圈的电流为

根据关系可得

解得

15. 如图所示，在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，沿水平面固定一个V字形的光滑金属框架CAD，已知，导体棒EF在框架上从A点开始（0时刻）在水平外力作用下，沿垂直EF方向以速度v匀速向右平移，使导体棒和框架始终构成等边三角形回路，经过时间t导体棒运动到图示位置。已知框架和导体棒的材料和横截面积均相同，其单位长度的电阻均为r0，框架和导体棒均足够长，导体棒运动中始终与磁场方向垂直，且与框架接触良好。求：

（1）t时刻穿过回路的磁通量；

（2）0~t时间内通过导体棒电荷量q；

（3）0~t时间内水平外力所做的功W。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）设t时刻回路的面积为S，则有

解得

（2）设t时刻导体棒切制磁感线的有效长度为l，回路的感应电动势为E、总电阻为R、感应电流为I，则有

解得

由以上结果知，通过导体棒的电流为一定值，所以有

解得

（3）导体棒匀速运动，所受外力和安培力等大、反向，设某时刻外力的大小为F，外力的功率为P外，则有

解得

由以上结果知，外力的功率P外与运动时间t成正比，根据图像面积的物理意义知

解得