四川省南充市白塔中学2024-2025学年高二上学期12月月考物理试卷（Word版附解析）

这是一份四川省南充市白塔中学2024-2025学年高二上学期12月月考物理试卷（Word版附解析），共17页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
时间：90分钟 满分：100分
一、单项选择题（本题包括8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题意。）
1. 下列说法中正确的是（ ）
A. 等势面有可能与电场线不垂直
B. 大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流
C. 高楼顶端安装避雷针，目的是利用静电屏蔽保护高楼
D. 电流越小，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多
【答案】B
【解析】
【详解】A．等势面与电场线一定垂直，故A错误；
B．大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流，故B正确；
C．高楼顶端安装避雷针，目的是利用尖端放电保护高楼，故C错误；
D．根据
可知，电流越小，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越少，故D错误。
故选B。
2. 如图所示为某正点电荷电场中的一根电场线，为该电场线上的三点，其中为的中点。已知两点的电势分别为，，则下列说法正确的是（ ）
A. 点的电势为
B. 点场强大于点场强
C. 电荷在处的电势能一定小于在处的电势能
D. 在点静止释放一点电荷，其电势能一定将减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．若该电场为匀强电场，则有
但实际该电场为点电荷电场，所以c点的电势不为6V，故A错误；
B．根据沿电场方向电势降低，可知离正点电荷越近电势越高，所以b点离正点电荷的距离小于a点离正点电荷的距离，根据
可知a点场强小于b点场强，故B错误；
C．根据
由于不清楚试探电荷的正负，所以无法判断电荷在a处的电势能与在b处的电势能大小关系，故C错误；
D．在c点静止释放一点电荷，则电场力对电荷一定做正功，其电势能一定减小，故D正确。
故选D。
3. 人体中的神经细胞通过电脉冲的形式传递信息。神经细胞的细胞膜可视为平行板电容器，内膜和外膜分别为电容器的两极，间距为d。当电脉冲在神经细胞间传递时，细胞膜两侧电压可从-10mV变为10mV，下列说法正确的是（ ）
A. 细胞膜的面积越大，其电容越小
B. 细胞膜两侧电压越大，其电容越大
C. 若膜两端电压不变，当细胞吸水膨胀导致细胞膜变薄时，细胞膜所带电荷量将增加
D. 细胞膜两端电压由-10mV变为10mV的过程中，膜所带电荷量一直增加
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据
所以细胞膜的面积越大，其电容越大，电容大小与细胞膜两侧电压无关，故AB错误；
C．根据
可知，若膜两端电压不变，当细胞吸水膨胀导致细胞膜变薄时，则d减小，C增大，细胞膜所带电荷量将增大，故C正确；
D．细胞膜两端电压由-10mV变为10mV的过程中，则电容器中电荷量先中和后反向充电，但膜所带电荷量不变，故D错误。
故选C。
4. 电压表、电流表都是由小量程电流表改装而成的，图甲、乙是电表的改装图，以下说法正确的是（ ）
A. 图甲、乙分别是电流表、电压表的改装图
B. 若改装后的电流表示数比准确值稍大一些，可以更换一个小些的并联电阻
C. 若改装后的电压表示数比准确值稍小一些，可以更换一个大些的串联电阻
D. 小量程电流表内阻为，给它串联一个电阻，改装后的电压表量程是原来的倍
【答案】B
【解析】
【详解】A．图甲、乙分别是电压表、电流表的改装图，故A错误；
B．若改装后的电流表示数比标准表稍大一些，说明流过表头的电流大，可以减小分流电阻使其分流大些，从而减小流过表头的电流使其准确，故B正确；
C．若改装后的电压表示数比标准表稍小一些，说明流过表头的电流小，应该减小串联电阻，或给串联电阻再并联一个较大的电阻，故C错误；
D．小量程电流表内阻为，给它串联一个电阻R，改装后的电压表量程为
则有
故D错误。
故选B
5. 如图所示，表面光滑的斜面固定在水平桌面上，将摆线一端固定在斜面上并使其与斜面平行。现拉开摆球使轻绳刚好绷直，摆球由静止释放后贴着斜面做简谐运动。已知摆线长为L，摆的周期为T，当地的重力加速度为g，斜面的倾角为，下列说法正确的是（ ）
A. 摆球在最高点的加速度，在平衡位置的加速度为零
B. 只增大摆球的质量，摆球运动的周期将增大
C. 若增大摆长的同时减小斜面的倾角，摆的周期可能不变
D. 通过计算可知摆球的半径为
【答案】D
【解析】
【详解】A．斜面上的单摆的回复力由重力的下滑分力的切向分量提供，重力的下滑分力为，下滑分力的切线分力即回复力为，根据牛顿第二定律
解得摆球在最高点的加速度
摆球在平衡位置时回复力为零，由于摆球有向心加速度，摆球在平衡位置的加速度不为零，故A错误；
BC．等效重力加速度为，根据单摆的周期公式有
只增大摆球的质量，摆球运动的周期不变，若增大摆长的同时减小斜面的倾角，摆的周期将变大，故BC错误；
D．等效重力加速度为，根据单摆的周期公式有
又
解得摆球的半径为
故D正确。
故选D。
6. 如图所示，虚线左侧存在范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。纸面内有N匝矩形线圈，矩形线圈的面积为S，ad、bc的中点位于虚线上，下列判断正确的是（ ）
A. 图示位置穿过线圈的磁通量大小为BS
B. 图示位置穿过线圈的磁通量大小为NBS
C. 若线圈从图示位置以ab边为轴转动60°，则穿过线圈abcd的磁通量变化量为
D. 若线圈从图示位置以ab边为轴转动180°，则穿过线圈abcd的磁通量变化量为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．此时只有一半的线圈在磁场中，穿过线圈的磁通量为
故AB错误；
C．线圈绕ab边旋转角时，根据几何关系可知，线圈整个进入磁场，线圈在垂直于磁场方向的投影面积为
穿过线圈的磁通量为
磁通量不变，穿过线圈 abcd的磁通量变化量为零，故C错误；
D．线圈绕ab边旋转角时，根据几何关系可知，线圈整个进入磁场，线圈在垂直于磁场方向的投影面积为
穿过线圈的磁通量为
磁通量为标量，则穿过线圈磁通量的变化量为
故D正确。
故选D。
7. 如图所示，电源电动势E、内阻r可认为不变，定值电阻R1 = 0.5r，定值电阻R2 = 2r，滑动变阻器的最大阻值等于r，闭合开关S，平行板电容器两板间有一带电液滴恰好保持静止。将滑动变阻器滑片向上移动，稳定后理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，下列说法正确的是（ ）
A. U1减小，U2增大，U3增大
B 、、均改变
C. 电源的输出功率变大，电源效率变大
D. 带电液滴将向下运动，定值电阻R2中有从a流向b的瞬间电流
【答案】A
【解析】
【详解】A．将滑动变阻器滑片向上移动，滑动变阻器接入电路阻值增大，则电路总电阻增大，根据闭合
电路欧姆定律可知，电路总电流减小，路端电压增大；通过R1的电流减小，R1两端电压减小，则U1减小；U2为路端电压，所以U2增大；根据
可知U3增大，故A正确；
B．理想电压表V1测量定值电阻R1两端的电压，根据欧姆定律可得
理想电压表V2测量电源的路端电压，根据闭合电路欧姆定律可得
理想电压表V3测量滑动变阻器两端电压，根据闭合电路欧姆定律可得
则有
，，
可知、、均不变，故B错误；
C．电源的输出功率为
R
可知当外电阻（即R1与滑动变阻器接入电路的阻值之和）等于r时，电源的输出功率最大，由于R1 < r，则滑动变阻器滑片上移，接入电路的阻值变大，外电阻变大。若滑片移动前，外电阻小于内阻，则滑片上移，电源的输出功率可能增大，可能先增大后减小；若滑片移动前，外电阻大于内阻，则滑片上移，电源的输出功率减小；电源效率为
由于外电阻增大，则电源效率增大，故C错误；
D．由A选项分析可知，U3增大，则电容器极板间电压增大，根据，可知板间场强增大，带电液滴受到的电场力增大，带电液滴将向上运动；根据，可知电容器的电荷量Q增大，电容器充电，所以定值电阻R2中有从b流向a的瞬间电流，故D错误。
故选A。
8. 如图所示，等腰三角形中，。在A点和B点分别垂直纸面放置一条通电长直导线，在C处产生的磁场的方向由C指向B。已知通电长直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度，其中k为常量，I为导线中的电流，r为该点到导线的距离。下列说法正确的是（ ）
A. A点处导线中的电流方向垂直纸面向外
B. B点处导线中的电流方向垂直纸面向里
C. A、B两点处导线中的电流之比为
D. A、B两点处导线单独在C点产生的磁感应强度大小之比为
【答案】D
【解析】
【详解】
由题意可知，C点的合磁场方向沿CB方向，可知A电流方向向里，B电流方向向外；在C点的磁场方向如图，导线A在C点的磁场B1与导线B在C点的磁场B2的关系为
所以
设BC=L，则
AC=L
则
解得
故选D。
二、多项选择题（本题共4个小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。选对得4分，选不全得2分，选错或不选得0分。）
9. 甲、乙两电路图分别是滑动变阻器的两种连接方式。是滑动变阻器，是滑动变阻器的滑片，a、b是滑动变阻器的两端，是待测电阻，下列说法正确的是
A. 在闭合开关测量前，甲、乙两图中滑片P都应置于b端
B. 甲、乙两图中待测电阻上的电压都可以调到零
C. 阻值远远大于滑动变阻器阻值时，选择甲图电路连接
D. 在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中，选择乙图电路连接
【答案】AD
【解析】
【详解】A.甲是滑动变阻器的限流接法，在闭合开关测量前，甲滑片P应置于最大阻值处，即处于b端；而乙是滑动变阻器的分压接法，在闭合开关测量前，乙滑片P应该把测量电路短路，即处于b端；故A正确；
B.乙待测电阻上的电压都可以调到零，甲的测电阻上的电压调不到零，故B错误；
C.阻值远远大于滑动变阻器阻值时，选择分压接法，即乙图电路连接，故C错误；
D.在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中，选择分压接法，选择乙图电路连接，故D正确；
故选择：AD；
10. 弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 时，振子的速度方向向左
B. 时振子正在做加速度增大的减速运动
C. 和时，振子的加速度完全相同
D. 到的时间内，振子的速度逐渐减小
【答案】AB
【解析】
【详解】A．从振子的位移—时间图像可以看出，时，振子经过平衡位置向负方向运动，取向右为正方向，所以振子速度方向向左，故A正确。
B．时，振子处在从平衡位置向右侧最大位移处运动的过程中，离平衡位置越远，加速度越大，振子做的是加速度增大的减速运动，故B正确。
C．时，振子处在正向最大位移处，加速度向左，时，振子处在负向最大位移处，加速度向右，虽然两个位置加速度大小相等，但方向相反，故C错误。
D．到的时间内，振子从正向最大位移处向平衡位置运动，振子速度逐渐增大，故D错误。
故选AB。
11. 如图所示，竖直平面内有一组平行等距的电场线，方向未知。在竖直平面内，一带电小球以的初速度抛出，只在重力和电场力的作用下沿直线由运动到，则在该过程中（ ）
A. 小球一定带负电
B. 电场线方向一定向左
C. 小球的动能一定减小
D. 小球的电势能一定增大
【答案】CD
【解析】
【详解】AB．带电小球只在重力和电场力的作用下沿直线由运动到，则重力和电场力的合力方向一定与速度方向在同一直线上，所以电场力方向一定向左，由于不知道电场方向，所以无法判断小球的电性，故AB错误；
C．由于重力和电场力的合力方向一定与速度方向在同一直线上，且合力方向与速度方向相等，所以合力做负功，小球的动能一定减小，故C正确；
D．由于电场力方向向左，可知电场力对小球做负功，则小球的电势能一定增大，故D正确。
故选CD。
12. 质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动，A球的动量是，B球的动量是，A球追上B球发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】从动量守恒的角度分析，四个选项都正确；
A．碰撞前B在前，A在后，碰撞后如果二者同向，一定仍是B在前，A在后，A不可能超越B，所以碰撞后A的速度应小于或等于B的速度。而选项中显然碰撞后A的速度大于B的速度，这是不符合实际情况的，故A错误；
BCD．从能量角度分析，A、B碰撞过程中没有其他形式的能量转化为它们的动能，所以碰撞后它们的总动能不能增加。碰撞前的总动能
计算碰撞后A、B的总动能，B选项中
C选项中
D选项中
故D错误BC正确。
故选BC。
三、实验题（本题共2个小题，每空2分，实验电路和电路图各2分，共22分。）
13. 某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材。
A.待测干电池一节
B.电流表（量程0~0.6 A，内阻）
C.电压表（量程0~3 V，内阻未知）
D.滑动变阻器R（0~）
E.开关、导线若干
在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量干电池的电动势和内阻。
（1）实验电路图应选择图1中的___________（填“甲”或“乙”）。
（2）根据实验中电流表和电压表的示数，将得到的数据描入了坐标中，并得到了如图2所示的图像，则干电池的电动势___________V，内阻___________Ω。
（3）对于本实验，如果我们不知道电表的内阻且电表并非理想电表，实验中关于电流表和电压表内阻对测量值的影响，以下说法正确的是___________。
A. 用图甲所示电路时，B. 用图甲所示电路时，
C. 用图乙所示电路时，D. 用图乙所示电路时，
【答案】（1）甲 （2） ①. 1.5 ②. 0.7 （3）BC
【解析】
【小问1详解】
因为电流表内阻已知，故可将电流表内阻等效为干电池内阻，求出等效内阻后，再求出实际干电池的内阻，故采用图1中的甲可以有效修正实验的系统误差。
【小问2详解】
根据闭合电路欧姆定律有
由图像可知，干电池的电动势为
V
等效内阻为
故电源内阻为
【小问3详解】
AB．在图甲中，将电流表看成内阻一部分，则内阻测量值大于真实内阻；由
可知，电动势测量值等于真实值，故A错误，B正确。
CD．由于电压表的分流作用，流过电源的电流大于电流的测量值，当路端电压等于零时，电压表此时没有分流电流，电流的测量值等于真实值，电源的U-I图象如图所示：
由图所示可知，电源电动势的测量值小于真实值，电源内阻的测量值小于真实值，故C正确，D错误；
故选BC。
14. 铅笔内芯是石墨和黏土的混合体。
（1）某同学使用螺旋测微器测定其直径d，某次测量结果如图1所示，读数为________mm。用游标卡尺测量其长度，示数如图2所示，由图可知其长度________cm。
（2）某同学使用多用电表欧姆挡粗测其电阻，他首先将选择开关置于“×10”倍率，接着将两支表笔短接，旋转欧姆调零旋钮使指针指向0然后将两表笔分别与该铅笔内芯两端接触，测其电阻时指针如图3示，则该同学接下来应该进行的操作是________；若该同学进行正确操作后再次测量时指针如图4所示，则该铅笔内芯的电阻是________。
（3）图5某同学找到的某多用电表的原理电路图。图中E是电池；、、、和是固定电阻，是可变电阻；表头G的满偏电流为100uA，内阻为。虚线方框内为换挡开关，A和B分别与两表笔相连。该多用电表有5挡位，5挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA
挡，欧姆挡。则图3中：①A端与_______（填“红”或“黑”）色表笔相连接。②_______，_______。
【答案】（1） ①. 0.645##0.644##0.646 ②. 4.240
（2） ①. 见解析 ②. 12
（3） ①. 黑 ②. 50 ③. 955
【解析】
【小问1详解】
[1]螺旋测微器的精确值为，由图可知直径为
[2]20分度游标卡尺的精确值为，由图可知长度为
【小问2详解】
[1][2]先将选择开关置于“”倍率，由图可知指针偏转过大，则待测电阻阻值较小，该同学接下来应将开关置于“”倍率，接着将两支表笔短接，并进行欧姆调零。
[2]若该同学进行正确操作后再次测量时指针如图4所示，则该铅笔内芯的电阻是
【小问3详解】
[1]根据欧姆表原理可知，内部电源的正极接黑表笔，这样才能保证在测电阻时电流表中电流“红进黑出”，故图中的A端与黑色表笔相连接；
[2]改装为大量程电流表时，并联电阻越小，分流越大，改装后的量程越大；可知选择开关接2时，对应直流电流1mA挡，则有
解得
[3]选择开关接4时，对应：直流电压1V挡，则有
其中
解得
四、计算题（本题共3个小题，第15题10分，第16题12分，第17题16分。要求写出必要的公式、文字叙述。）
15. 如图所示，甲图中变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的AC、BC两直线所示，电表均为理想电表。
（1）定值电阻R0、变阻器的总电阻R分别为多少；
（2）求出电源的电动势和内阻；
（3）求滑动变阻器的最大输出功率。
【答案】（1），
（2）8V，
（3）4W
【解析】
【小问1详解】
由AC图像可知，定值电阻
当变阻器的滑片在最右端时电压表V2读数最大，此时滑动变阻器的总电阻
【小问2详解】
由BC直线可知，当U=7.5V时I=0.5A；当U=6.0V时I=2.0A；根据
U=E-Ir
可得
7.5=E-0.5r
6.0=E-2.0r
解得
E=8V，r=1Ω
小问3详解】
将R0看做是电源内阻，则当
R=R0+r=4Ω
时变阻器R的功率最大，最大功率为
16. 如图所示，用长为1m的不可伸长的轻绳将质量为1kg的小球C悬挂于点，小球C静止。质量为1kg的物块A放在质量也为1kg的木板B的右端，以共同的速度，沿着光滑水平面向着小球滑去，小球与物块发生弹性正碰，物块与小球均可视为质点，且小球C返回过程不会碰到物块A，不计一切阻力，重力加速度。求:
（1）碰后小球C上升的高度；
（2）若物块与木板间的动摩擦因数为0.2，木板B至少要多长，物块A才不会从长木板的上表面滑出。
【答案】（1）0.2m
（2）0.5m
【解析】
【小问1详解】
设物块质量为，小球质量为，由于发生弹性正碰，则由动量守恒得
由能量守恒得
解得
设上升高度为h，则由动能定理
得
【小问2详解】
碰撞后物块加速，木板减速，物块刚好和木板共速时，物块运动到木板左端，设木板质量为，共同速度为，由动量守恒得
由能量守恒定律得
解得
17. 如图甲所示，飞行时间质谱仪通过探测不同离子到达探测器左端探测头Q的时间，可以测得离子比荷。假设离子源P产生的正离子电荷量为q，质量为m，离子在A极板处初速度为0，AB极板间的加速电压为U0，离子加速后从B板小孔射出，沿图中虚线方向进入C、D板间的偏转控制区。已知AB的间距为L，偏转极板的长度和间距也为L。设加速电场和偏转电场均为匀强电场，不计离子重力和离子间的相互作用。
（1）求离子沿虚线到达B板的速度大小；
（2）若离子刚好从D极板右端射出，求UCD的大小；
（3）若偏转电压UCD与时间t的关系如图乙所示，周期，并且离子在t = 0时刻开始连续均匀地射入偏转电场。以D极板的右端点为坐标原点，竖直向上建立y轴，探测器可在竖直方向上自由移动，要使探测头Q能收集到所有粒子，求探测头坐标yQ的范围。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
加速过程，由动能定理
解得
【小问2详解】
水平方向匀速运动
解得
竖直方向匀加速
解得
【小问3详解】
由第（2）问知离子通过偏转场的时间刚好为T
考虑内离子全程匀加速的距离
入射偏转场时间（n = 0、1、2…），离子向下偏转最大
入射偏转场时间（n = 0、1、2…），离子向上偏转最大
所以，探测头坐标yQ的范围为
即为