山西省太原市小店区2024-2025学年高二上学期第二次月考物理试卷（解析版）

这是一份山西省太原市小店区2024-2025学年高二上学期第二次月考物理试卷（解析版），共16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。
1. 关于黑体辐射，下列说法正确的是（ ）
A. 温度太低的物体不会辐射电磁波
B. 黑体不会辐射电磁波
C. 爱因斯坦通过提出的能量子假说，很好地解释了黑体辐射规律
D. 黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍
【答案】D
【解析】AB．理想黑体可以吸收所有照射到它表面的电磁辐射，并将这些辐射转化为热辐射；一切物体都会辐射电磁波，故AB错误；
CD．普朗克在研究黑体辐射时最早提出了能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律，他认为黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍，故C错误，D正确。
故选D。
2. 下列关于磁场的相关判断和描述正确的是（ ）
A. 甲图中通电导线受力是通过电场发生的。
B. 乙图表明条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止
C. 丙图中导线通电后，其正下方小磁针的旋转方向不符合物理事实
D. 丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针N极向纸面内旋转不符合物理事实
【答案】D
【解析】A．通电导线周围存在磁场，甲图中通电导线受力是通过磁场发生的，A错误；
B．乙图表明在条形磁铁的外部，磁感线从N极到S极；在条形磁铁内部，磁感线从S极到N极，组成闭合的曲线，B错误；
C．丙图中导线通电后，导线下方磁感应强度方向为垂直纸面向里，所以小磁针N极应向纸面内旋转，其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实，C错误；
D．丁图中环形导线通电后，环内磁感应强度方向为垂直纸面向外，所以小磁针N极应向纸面外旋转，其轴心位置小磁针N极向纸面内旋转不符合物理事实，D正确。
故选D。
3. 如图甲所示，有一节能电梯中加装了“钥匙扣”接触区装置，人进入电梯以后必须要用图乙所示的带绝缘外壳“钥匙扣”接触“钥匙扣”接触区，就会听到“嘟”的一声解锁成功，然后再按楼层的数字键才会响应。图丙是“钥匙扣”接触区装置拆开后露出的一个由漆包线绕成的一个多匝矩形线圈，根据以上情景，你认为利用“钥匙扣”接触区装置解锁主要应用了什么物理原理（ ）
A. 电流的磁效应
B. 通电导线在磁场中受到安培力作用
C. 电磁感应
D. 电流的热效应
【答案】C
【解析】“钥匙扣”接触区装置拆开后是一个多匝矩形线圈， “钥匙扣”靠近后产生感应电流，从而控制开关，是利用了电磁感应现象。
故选C。
4. 如图，四条相互平行的细长直导线垂直坐标系xOy平面，导线与坐标平面的交点为a、b、c、d四点。已知a、b、c、d为正方形的四个顶点，正方形中心位于坐标原点O，e为cd的中点且在y轴上；四条导线中的电流大小相等，其中过a点的导线的电流方向垂直坐标平面向里，其余导线电流方向垂直坐标平面向外。则（ ）

A. O点的磁感应强度为0
B. O点的磁感应强度方向垂直于Oc连线
C. e点的磁感应强度方向沿y轴负方向
D. e点的磁感应强度方向沿y轴正方向
【答案】C
【解析】AB．由题知，四条导线中的电流大小相等，且到O点的距离相等，故四条导线在O点的磁感应强度大小相等，根据右手螺旋定则可知，四条导线中在O点产生的磁感应强度方向，如图所示

由图可知，Bb与Bc相互抵消，Ba与Bd合成，根据平行四边形定则，可知O点的磁感应强度方向由O指向c，其大小不为零，故AB错误；
CD．由题知，四条导线中的电流大小相等，a、b到e点的距离相等，故a、b在e点的磁感应强度大小相等，c、d到e点的距离相等，故c、d在e点的磁感应强度大小相等，根据右手螺旋定则可知，四条导线中在O点产生的磁感应强度方向，如图所示

由图可知Bc与Bd大小相等，方向相反，互相抵消；而Bb与Ba大小相等，方向如图所示，根据平行四边形定则，可知两个磁感应强度的合磁感应强度沿y轴负方向，故C正确，D错误。
故选C。
5. 2023年2月，科创数据研究中心（SMDC）对某品牌最新款新能源汽车内的直流蓄电池进行测试，如图甲所示。测试过程中系统输出的图像如图乙所示，其中P为直流电源的输出功率、I为总电流，下列说法正确的是（ ）
A. 该蓄电池的电动势为24V
B. 该蓄电池的内阻为2Ω
C. 该蓄电池的短路电流为6A
D. 该蓄电池的最大输出功率为72W
【答案】D
【解析】AB．蓄电池的输出功率为
变形得
结合图像可得
故AB错误；
D．由
可知当
最大输出功率为
故D正确；
C．该蓄电池的短路电流为
故C错误。
故选D。
6. 2024年11月1日起，泸州市再次实施主城区机动车尾号限行。纯电动汽车的发展将极大缓解燃油汽车带来的污染问题，有助于改善城市空气质量。如图所示为纯电动汽车的电路示意简图，若汽车电池组的电动势为400 V，能量容量为20 kWh。当汽车以90 km/h匀速行驶时，受到的阻力约为400 N，此时直流驱动电机的输入电压为300 V，输入功率15 kW，则（ ）
A. 当汽车以90 km/h行驶，电流为100 A
B. 电池组的热功率为5 kW
C. 直流驱动电机的内阻约为1 Ω
D. 当汽车以90 km/h行驶，最大行驶里程约为90 km
【答案】D
【解析】A．当汽车以90 km/h行驶，电流为
选项A错误；
B．电池组的总功率
则电池组的热功率以及汽车用电器消耗的总功率为
可知电池组的热功率小于5 kW，选项B错误；
C．机械功率
根据
可得直流驱动电机的内阻约为
选项C错误；
D．当汽车以90 km/h行驶，最大行驶里程约为
选项D正确
故选D。
二、多项选择题（每小题6分，共18分）
7. 关于磁感应强度下列说法正确的是（ ）
A. 根据定义式，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与I成反比
B. 磁感应强度B是矢量，方向与该点的小磁针静止时N极所指的方向一致
C. 一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场
D. 磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量
【答案】BD
【解析】A．公式是磁感应强度的定义式，磁感应强度与磁场本身有关，与F、IL无关，故A错误；
B．磁感应强度B是矢量，方向与该点的小磁针静止时N极所指的方向一致，故B正确；
C．若通电导体电流方向与磁场方向平行，通电导体不受磁场力，故一小段通电导体在某处不受磁场力，此处不一定无磁场，故C错误；
D．根据可知，磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量，故D正确。
故选BD。
8. 如图所示，直线、分别是电源与电源的路端电压随输出电流变化的图线，曲线是一个小灯泡的图线。曲线与直线、相交点的坐标分别为、。如果把该小灯泡分别与电源电源单独连接，则下列说法正确的是（ ）
A. 电源与电源的内阻之比是
B. 电源与电源的电动势之比是
C. 在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是
D. 在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是
【答案】BC
【解析】AB．由闭合电路欧姆定律可知，在电源的图像中，图像的纵轴截距表示电动势、斜率的绝对值表示电源的内电阻，可知电源1、电源2的电动势与内阻分别为
，
，
则电源1、电源2的电动势与内阻之比分别为
，
故A错误、B正确；
CD．灯泡伏安特性曲线与电源的伏安特性曲线的交点即为灯泡与这电源连接时的工作状态，则连接电源1时有
，
连接电源2时有
，
则在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比与消耗的功率之比分别为
故C正确、D错误。
故选BC。
9. 如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r。开关S闭合后，平行金属板中的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），当光照强度增大时，下列说法正确的是（ ）
A. 电压表示数减小
B. 电源的输出功率可能变大
C. 在接触极板前，小液滴的机械能减小
D. 保持光照强度不变，断开开关，放电过程中，a点电势低于b点电势
【答案】BC
【解析】A．当光照强度增大时，光敏电阻的阻值减小，外电路的总电阻减小，由闭合回路欧姆定律
可知，干路电流增大，根据两端电压公式

可知，两端电压增大，即电压表示数增大，故A错误；
B．当外电阻和电源内阻相等时，电源的输出功率最大，若初始时外电阻大于电源内阻，则当外电路的总电阻减小时，电源的输出功率变大，故B正确；
C．根据路端电压公式
可知，路端电压减小，又有路端电压
其中两端电压增大，则两端电压减小，则电容器的电压也跟着减小，由电场强度公式可知

电场强度减小，则电场力减小，电场力小于重力，小液滴向下运动，电场力做负功，其机械能减小，故C正确；
D．由图可知，电容器上极板与电源的正极相连，所以电容器上极板带正电，断开开关后，电容器通过光敏电阻放电，电流方向由到，a点电势高于b点电势，故D错误。
故选BC。
三、实验题（共两小题）
10. 为了测量一节干电池的电动势和内阻，某同学采用伏安法，现备有下列器材：
A．电流表1：（0-0.6A，RA1=0.2Ω） B．电流表2：（0-3A， RA2=0.1Ω）
C．电压表1：（0-3V，内阻约为3000Ω） D．电压表2：（0-15V，内阻约为5000Ω）
E．滑动变阻器1：0-10Ω，2A F．滑动变阻器2：0-1000Ω，1A
G．被测干电池一节 H．开关、导线若干
在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差；在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
（1）为方便实验调节且能较准确地进行测量，在上述器材中电流表应选用______，电压表应选用______，滑动变阻器应选用________。（均填器材前的字母序号）
（2）实验电路图应选择下图中的__________（填“甲”或“乙”）；
（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图像，则：干电池的电动势______V，内电阻_____ Ω。（保留两位有效数字）
【答案】（1）A C E （2）甲 （3）1.5 0.80
【解析】（1）[1][2][3]一节干电池电压约为1.5V，为了读数准确所以应选择V，故选C，为了方便调节，是电表示数变化明显，滑动变阻器应选择阻值较小，故选E；电路中的最大电流
所以电流表选择0-0.6A，故选A。
（2）由于电流表内阻已知，故应采用相对电源的电流表内接法，即实验电路图选择图甲。
（3）[1][2]根据实验原理
电源电动势即为纵截距，由图像可知
图像斜率绝对值为
解得内阻为
11. （1）某同学学习了多用电表的原理后，设计了一个如图甲所示的欧姆表，所用器材有：一节干电池、满偏电流为、内阻为的表头、电阻箱、滑动变阻器、导线若干，他把红黑表笔短接，调节滑动变阻器的阻值，使得电流表满偏，在处标上“0”，在0处标上“”，依次标上相应的刻度，则在处应标上______。
（2）为了粗测二极管的正向电阻，当指针偏转角度较大时，红表笔连接的是二极管的______极（选填“正”或“负”）；此时，电流表的指针指在如图乙所示的位置，该读数为______，二极管的正向电阻为______。
（3）在实验室有一标称值不清楚的电压表，按照正确的操作，把该电压表的正负两个接线柱接入自制的多用电表中，电流表的读数为，电压表总共有40个小格，此时的电压表指针指在10个小格处，则该电压表的内阻为______，量程为______V。
【答案】（1）500 （2）负 2.50 100 （3）2500 5.00##5
【解析】（1）[1]电流表满偏时
半偏时
解得
（2）[2][3][4]红表笔接电源内部的负极，因此当指针偏转角度较大时说明电阻较小，红表笔连接的是二极管的负极，该读数为，根据
解得
（3）[5][6]设电压表的内阻为，则有
解得
电压表上所加电压
电压表的量程
四、计算题（共三小题）
12. 在磁感线向下的匀强磁场中放入一通电导线，导线与磁场方向垂直，导线长为1cm，电流为0.5 A，所受的磁场力为5×10−4N。求：
（1）该位置的磁感应强度B的大小；
（2）有一线圈平面面积S＝0.4 m2放入该磁场中，当线圈平面与水平方向夹角θ＝60°时，如图所示，穿过线圈的磁通量Φ1；
（3）当线圈平面沿cd轴逆时针转动60°时，此时的磁通量Φ2；该过程中的磁通量的变化量Φ。
【答案】（1）B＝0.1 T；（2）Φ1=0.02 Wb；（3）Φ2=0.04 Wb，Φ=0.02Wb
【解析】（1）根据得
（2）线圈在垂直磁场方向上的投影面积
穿过线圈的磁通量
Φ1
（3）线圈以cd为轴逆时针方向转过60°角后变为与磁场垂直，由于此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相同，故此时通过线圈的磁通量
Φ2
故ΦΦ2Φ1
13. 如图所示的电路中，所用电源的电动势E = 4 V，内电阻r = 1 Ω，电阻R1在0 ~ 10 Ω范围内可调。已知R2 = 6 Ω，R3 = 3 Ω，求：
（1）为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值，应将R1的阻值调到多大？这时A、B间消耗的最大电功率是多少？
（2）为了使R1的功率达到最大值，应将开关S接通还是断开，最大电功率是多少？
【答案】（1）R1 = 0，3.556 W （2）开关S接通，或
【解析】（1）开关接通时，A、B之间的总电阻
为一定值，所以只有当R1 = 0时，总电流最大，A、B之间电功率才最大，则有
则A、B间消耗的最大电功率是
（2）开关接通时，A、B之间的总电阻R23 = 2 Ω为定值，当R1 = R23 + r = 3 Ω时，R1电功率最大，则有
开关断开时，A、B之间的总电阻R2 = 6 Ω为定值，当R1 = R2 + r = 7 Ω时，R1电功率最大，则有
综上，S接通时最大R1电功率最大，最大为或
14. 如图所示，电源电动势E=16V，内阻r=2Ω，电阻，，C为水平放置的平行板电容器，其电容C=3.0pF，当开关闭合、断开时，用绝缘细线悬挂的带电小球A恰好悬浮，绳刚好水平拉直，其质量m=0.02kg，（g取）则：
（1）若开关闭合、断开稳定时，求电容器两端的电量；
（2）若开关从断开状态到闭合状态过程中，求流过的总电荷量；
（3）若开关闭合，电路达到稳定的过程时间极短，若忽略此过程，则电路稳定后，试求小球运动到O点正下方时，细绳对小球的拉力大小。
【答案】（1） （2） （3）0.2N
【解析】（1）若开关闭合、断开稳定时，外电阻只有R2，根据欧姆定律可得
即流过R2的电流2A；电容器两端的电压等于电阻R2两端的电压
电容器两端的电量
（2）若开关闭合，电阻R1、R2并联，根据欧姆定律可得电路中干路上中电流
电容器两端的电压等于并联电路两端的电压
开关从断开状态到闭合状态过程中流过R3的总电荷量
（3）开关闭合、断开时，小球A恰好悬浮，根据平衡条件，有
电路稳定后，小球运动到O点正下方时，根据动能定理
qL
运动到最低点时，根据牛顿第二定律
解得