天津市实验中学2024-2025学年高二上学期12月月考物理试题

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第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(6个小题，每题5分，共30分)
1. 如图所示是两个相互连接的金属圆环，小金属环的电阻是大金属环电阻的二分之一，磁场重直穿过大金属环所在区域，当磁感应强度随时间均匀变化时，在大环内产生的感应电动势为E，则a、b两点间的电势差为( )
A. 125 B. 13 C. 23 D. E
2. 从太阳和其他里体发射出的高能粒子流，在射向地球时，被地磁场改变了运动方向，地磁场对地球起到了保护作用. 如图为地磁场的示意图(虚线，方向未标出)，赤道上方的磁场可看成与地面平行，若有来自宇宙的一束粒子流，其中含有 α(正电)、β(电子)、γ(不带电)射线以及质子(正电)，沿与地球表面垂直的方向射向赤道上空，则在地磁场的作用下( )
A. α射线沿直线射向赤道 B. β射线向西偏转
C. γ射线向东偏转 D. 质子向北偏转
3. 空间 P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中 Q 点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则( )
A. e点的电势大于0
B.a点和b点的电场强度相同
C. b点的电势低于d点的电势
D. 负电荷从a点移动到c点时电势能增加
4. 如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为ma 、mb、mc，已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动.下列选项正确的是( )
A.ma>mb>mc B.mB>ma>mc
C.mc>ma>mb D.mc>mb>ma
5. 如图，在水平向右的匀强电场中有一个绝缘斜面，斜面上有一带电金属块沿斜面滑下，已知在金属块滑下的过程中动能增加了12J，金属块克服摩擦力做功8J，重力做功24J.下列说法中正确的是( )
A. 金圈块带负电荷 B. 金属块克服电场力做功8J
C. 金属块的电势能减少4J D. 金属块的机械能减少12J6. 如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一固定在 P点的点电荷，以E 表示两板间的电场强度，Ep表示点电荷在 P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角. 若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则( )
A. θ增大, E增大 B. θ增大, Ep不变
C. θ减小, Ep增大 D. θ减小, E不变
二、多选题(4个小题，每题5分，共20分，选对但不全给3分 )
7，.如图所示是某研究性学习小组的同学设计的电梯坠落的应急安全装置，在电梯挂厢上安装永磁体，电梯的井壁上铺设线圈，能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害. 关于该装置，下列说法正确的是( )
A. 当电梯突然坠落时，该安全装置可起到阻碍电梯下落的作用
B. 当电梯突然坠落时，该安全装置可使电梯停在空中
C. 当电梯坠落至永磁体在图示位置时，闭合线圈A、B中电流方向相同
D. 当电梯坠落至永磁体在图示位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落
8. 如图是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源两端相连.现分别加速质子(11H)和氘核(12H).下列说法中正确的是( )
A.它们的最大速度相同
B.质子的最大动能大于氘核的最大动能
C加速质子和氘核所用高频电源的频率相同
D.仅增大高频电源的电压不可能增大粒子的最大动能
9. 如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R₁和R₃均为定值电阻，R₂为滑动变阻器.
当R₂的滑片在 ab的中点时合上开关S，此时三个电表A₁、A₂和V 的示数分别为
I₁、I₂和U.现将 R₂的滑片向a端移动，则下列说法正确的是( )
A. 电源的总功率减小 B. R₃消耗的功率增大
C. I₁增大, I₂减小, U增大 D. I₁减小, I₂不变, U减小
10. 如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦式交变电流的图像，当调篮线圆转速后，其在同一磁场中匀速转动过程所产生正弦式交变电流的图像如图线 b 所示. 下列关于这两个正弦式交变电流的说法中正确的是( )
A、在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零
B. 线圈先后两次转速之比为3∶2
C. 交变电流a的电动势瞬时值表达式为e=10sin(5πt)V
D. 交变电流b的电动势最大值为 203V第Ⅱ卷(非选择题)
三、填空题(每空2分，共12分)
11. 在“金属丝电阻率的测量”实验中，所用测量仪器均已校准.
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图甲所示，其读数应为 mm.
(2)用伏安法测金属丝的电阻R₂，实验所用器材为：电池组(电动势为3 V，内阻约为1Ω)、电流表(内阻约为0.1Ω)、电压表(内阻约为3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流为2A)、开关、导线若干.某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：
由以上实验数据可知，他们测量Rₓ是采用图中的 (选填“乙”或“丙”)图.
12. 某同学要测量“水果电池”的电动势和内阻，提供下列仪器：
A. 待测“水果电池”(电动势E约为4V, 内阻r约为200Ω)
B. 毫安表A(量程5mA, 内阻为 RA=60Ω)
C. 电压表 V(量程 U₀=4V,内阻约5kΩ)
D. 电阻箱 R₁0∼999.9Ω E. 滑动变阻器R(0~1000Ω) F. 开关、导线若干.
(i)由于毫安表的量程太小，该同学用电阻箱R₁与毫安表A 并联，可使其量程扩大，取 R1=14RA,则改装后的电流表量程为毫安表满偏电流的 倍；
(2)用改装后的电流表完成实验，应该选择的实验电路是 (选填“甲”或“乙”)：
(3)根据实验数据画出 U-1图线，如图所示. 由图线可得， “水果电池”的电动势 E= V,
内电阻 r= Ω.(保留三位有效数字)
四、计算题 (18分+20分, 共38分, )
13. 如图所示，在x轴上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外； 在x轴下方存在匀强电场，电场方向与xOy平面平行，且与x轴成45°夹角.一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以初速度 v₀从y轴上的 P点沿y轴正方向射出，一段时间后进入电场，进入电场时的速度方向与电场方向相反； 又经过一段时间 T₀，磁场的方向变为垂直于纸面向里，大小不变.不计重力.
(1)求粒子从P点出发至第一次到达x轴时所需时间：
(2)若要使粒子能够回到P 点，求电场强度的最大值.
14. 如图所示，两个平行光滑金属导轨AB、CD 固定在水平地面上，其间距L=0.5m，左端接有阻值 R=3Ω的定值电阻. 一根长度与导轨间距相等的金属杆放置于导轨上，金属杆的质量m=0.2k g，电阻r=2Ω，整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度大小B=4 T的匀强磁场中，t=0时刻，在MN上加一与金属杆垂直、方向水平向右的外力F，金属杆由静止开始以 a=2m/s²的加速度向右做匀加速直线运动，2s末撤去外力 F，运动过程中金属杆与导轨始终垂直且接触良好. (不计导轨和连接导线的电阻，导轨足够长)求：
(1)1 s末外力 F的大小;
(2)撤去外力F后的过程中，电阻R 上产生的焦耳热.
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.30
UA
0.020
0.060
0.160
0.220
0.340
0.460
0.520