四川省内江市2024_2025学年高二物理上学期第二次月考试题含解析

这是一份四川省内江市2024_2025学年高二物理上学期第二次月考试题含解析，共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（满分32分）
1. 下列有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是（ ）
A. 通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用
B. 若通电导线在磁场中受到的安培力为零，该处磁场的磁感应强度不一定为零
C. 只要速度大小相同，所受的洛伦兹力就相同
D. 洛伦兹力对运动电荷一定不做功，安培力是所有运动电荷所受洛伦兹力总和，因此安培力也不做功
【答案】B
【解析】
【详解】A．当通电直导线电流方向与磁场方向平行时，通电直导线不受安培力作用，故A错误；
B．若通电导线在磁场中受到的安培力为零，可能是通电直导线电流方向与磁场方向平行，该处磁场的磁感应强度不一定为零，故B正确；
C．当速度方向与磁场方向垂直时，带电粒子受到的洛伦兹力为
可知速度大小相同，所受的洛伦兹力不一定相同，还要看电荷量，磁感应强度大小，故C错误；
D．洛伦兹力始终与速度方向垂直，对运动电荷一定不做功，安培力虽然是所有运动电荷所受洛伦兹力的总和，但安培力对通电导线可以做功，故D错误。
故选B。
2. 如图所示，直线A为某电源的U-I图线，曲线B为某小灯泡L的U-I图线的一部分，用该电源和小灯泡L串联起来组成闭合回路时灯泡L恰能正常发光，则下列说法正确的是（ ）
A. 此电源的内阻为0.67Ω
B. 灯泡L的额定电压为3V，额定功率为5W
C. 把灯泡L换成阻值恒为1Ω的纯电阻，电源的输出功率将变大
D. 小灯泡L的电阻随通过电流的增大而减小
【答案】C
【解析】
【详解】A．此电源的内阻为
故A错误；
B．因为该电源和小灯泡L串联起来组成闭合回路时灯泡L恰能正常发光，所以图像交点坐标就是小灯泡的额定电压和额定电流，则灯泡L的额定电压为3V，额定功率为
故B错误；
C．灯泡此时的电阻
当外电路的电阻与电源内阻相等时，输出功率最大，外电路电阻与电源内阻差距越小，电源输出功率越大，故把灯泡L换成阻值恒为1Ω的纯电阻，电源的输出功率将变大，故C正确；
D．灯泡的温度随通过电流的增大而增大，小灯泡L的电阻随温度的升高而增大，故D错误。
故选C。
3. 如图所示，天花板下方用轻绳系着长直导线，水平桌面有一条形磁铁放在导线的正中下方，磁铁正上方吊着导线与磁铁垂直，当导线中通入向纸内的电流时，则（ ）
A. 悬线上的拉力变大B. 悬线上的拉力变小
C. 条形磁铁对桌面压力不变D. 条形磁铁对桌面压力变大
【答案】A
【解析】
【详解】AB．以导线为研究对象，导线所在位置的磁场方向水平向右，导线中电流方向向里，由左手定则可知，导线所受安培力的方向竖直向下，悬线拉力变大，故A正确，B错误；
CD．由牛顿第三定律得知，导线对磁铁的磁场力方向竖直向上，则磁铁对桌面的力变小，故CD错误。
故选A。
4. 已知是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度时间图像如图所示。则这一电场可能是下图中的（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由图像可知，速度在逐渐增大，图像的斜率在逐渐减小，故此带负电的微粒做加速度越来越小的加速直线运动，所受电场力越来越小，电场线的疏密表示场强的大小，故沿AB方向电场线越来越稀疏。带负电的微粒受力方向与运动方向相同，与场强方向相反，故场强方向由B指向A。
故选B。
5. 如图所示，面积是S的矩形导线框abcd处于磁感应强度为B的有界匀强磁场中，其中是线框abcd的对称轴且正好与磁场边界重合。现使线框以为轴，从图示位置开始匀速转动，下列说法正确
的是（ ）
A. 转动过程中没有感应电流生成
B. 线框转过30°角时，穿过线框的磁通量为
C. 线框转过30°角时，穿过线框的磁通量为
D. 线框转过180°角的过程中，穿过线框的磁通量的变化量为0
【答案】B
【解析】
【详解】A．转动过程中，穿过导线框中磁通量变化，则有感应电流，故A错误；
BC．线框转过30°角时，穿过线框的磁通量为
故B正确，C错误；
D．线框转过180°角过程中，穿过线框的磁通量变化量为
故D错误。
故选B。
6. 如图所示，圆形区域的圆心为，区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，为圆的直径，从圆上的A点沿方向，以相同的速度先后射入甲、乙两个粒子，甲粒子从点离开磁场，乙粒子从点离开磁场。已知，不计粒子受到的重力，下列说法不正确的是（ ）
A. 乙粒子带负电荷，甲粒子带正电荷
B. 乙粒子与甲粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为1:3
C. 乙粒子与甲粒子的比荷之比为3:1
D. 乙粒子与甲粒子在磁场中运动的时间之比为
【答案】D
【解析】
详解】A．由粒子偏转方向，根据左手定则可知，乙粒子带负电荷，甲粒子带正电荷，故A正确，不符合题意；
B．由题意可知，粒子轨迹如图所示
设圆形磁场的半径为R，由几何关系可知甲的转动半径为
乙的转动半径为
则乙粒子与甲粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为
故B正确，不符合题意；
C．由洛伦兹力提供向心力，可得
可得乙粒子与甲粒子的比荷之比为
故C正确，不符合题意；
D．粒子的运动周期为
可得乙粒子与甲粒子的周期比为
设粒子在磁场中匀速圆周运动转过的圆心角为，则粒子在磁场中运动时间为
由图可知乙粒子与甲粒子在磁场中匀速圆周运动转过的圆心角之比为
则乙粒子与甲粒子在磁场中运动的时间之比为
故D错误，符合题意。
故选D
7. 如图所示，在直角坐标系中有、、、四点，点坐标为。空间中存在方向平行于坐标系所在平面的匀强电场，、、三点电势分别为1.8V、5V、3.2V，将一电荷量为的点电荷从点沿移动到点，下列说法正确的是（ ）
A. 坐标原点的电势为7V
B. 电场强度的大小为
C. 该点电荷在点的电势能为
D. 该点电荷从点移动到点的过程中，电场力做功为
【答案】C
【解析】
【详解】A．由于该电场是匀强电场，故沿着同一个方向相同距离电势差相等，则有
解得
故A错误；
B．电场强度沿轴方向的分量大小为
沿轴方向的分量大小为
则该电场的电场强度的大小为
故B错误；
C．根据
解得
该点电荷在点的电势能
故C正确；
D．该点电荷从点移动到点，电场力做功
故D错误。
故选C。
8. 在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于纸面向里。许多质量为m、带电量为+q的粒子，以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向，由小孔O射入磁场区域。不计重力，不计粒子间的相互影响。图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，其中。哪个图是正确的？（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知，所有粒子在磁场中运动的速率相同，则有运动半径相同，由图可知，由O点射入，因是带正电粒子，水平向右的粒子恰好应为最右边界，随粒子运动方向偏转，粒子转动轨迹圆可认为是以O点为圆心以2R为半径转动，解析图如图所示，则有符合题意的范围应为D图，因此ABC错误，D正确。
故选D。
二、多选题（满分15分）
9. 关于洛伦兹力的应用，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中粒子射出的最大动能由加速器的加速电压决定
B. 乙图中质谱仪可以区分同位素
C. 丙图中霍尔元件载的流子若为正电荷，加上如图所示电流和磁场时
D. 丁图中若粒子以某一速度沿直线向右通过速度选择器，也可以以同一速率向左沿直线通过
【答案】BC
【解析】
【详解】A．图甲中，回旋加速器中带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，射出回旋加速器时有
最大动能为
联立解得
可知，回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关，与加速电压无关，故A错误；
B．乙图中质谱仪可以区分同位素，故B正确；
C．图丙中，自由电荷为正电荷，由左手定则可知，正电荷向N板偏转，则有，故C正确；
D．丁图中该粒子以某一速度沿直线向右通过速度选择器，若该粒子以同一速率向左沿直线通过，对粒子受力分析可知，此时粒子受到的洛伦兹力与电场力方向必定相同，则粒子无法做直线运动而沿直线通过速度选择器，故D错误。
故选BC。
10. 图甲为两水平金属板，在两板间加上周期为T的交变电压u，电压u随时间t变化的图线如图乙所示，
质量为m、重力不计的带电粒子以初速度v0沿中线射入两板间，经时间T从两板间飞出。下列关于粒子运动的描述正确的是（ ）
A. t=0时入射的粒子，离开电场时偏离中线的距离最大
B. t=0时入射的粒子，离开电场时的动能最大
C. 无论哪个时刻入射的粒子，离开电场时的速度方向都水平
D. 无论哪个时刻入射的粒子，离开电场时的速度大小都相等
【答案】ACD
【解析】
【详解】CD．因粒子在电场中运动的时间等于电场变化的周期T，根据牛顿第二定律和速度时间公式
△v=at
可知，所有粒子离开电场时竖直方向的速度为零，即最终都沿水平方向射出电场，离开电场时的速度大小都等于初速度，故CD正确；
AB．粒子在电场中运动的时间是相同的；t=0时入射的粒子，在竖直方向先加速，然后减速到0时恰离开电场区域，故t=0时入射的粒子离开电场时偏离中线的距离最大；时入射的粒子，在竖直方向先加速，再减速，再反向加速，反向减速到零恰离开电场区域，此时刻射入的粒子离开电场时偏离中线的距离为零；故A正确，B错误。
故选ACD。
11. 如图所示为一个有界的足够大的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个不计重力的带正电的粒子以某一速率v垂直磁场方向从O点进入磁场区域，粒子进入磁场时速度方向与边界夹角为θ，下列有关说法正确的是（ ）
A. 若θ一定，速度v越大，粒子在磁场中运动时间越长
B. 粒子在磁场中的运动时间与速度v有关，与角度θ大小无关
C. 若速度v一定，θ越小，粒子在磁场中运动时间越长
D. 粒子在磁场中运动时间与角度θ有关，与速度v无关
【答案】CD
【解析】
【详解】粒子在磁场中运动轨迹如图所示。
由洛伦兹力提供向心力可得
又
可得粒子在磁场中运动的周期为
由几何知识可知，粒子在磁场中转过的圆心角为，则运动时间为
可知t与v无关；t与θ有关，且θ越小，t越大。
故选CD。
三、实验题（满分21分）
12. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验器材、实验操作、数据分析等。
（1）用电压表（内阻约为5kΩ）和电流表（内阻约为2Ω）测量一段金属丝的电阻值（约为25Ω）。为了尽量提高测量精度，应该选择的测量电路图是图______（填“甲”或“乙”）。
（2）用螺旋测微器测量金属丝的直径d，此时示数如图丙所示，则直径______mm。
（3）利用多用电表测量金属丝的电阻：选用欧姆挡“”挡进行测量时，发现多用电表指针的偏转角度过大，因此需重新选择______（填“”或“”）挡，并需重新______调零后，再次进行测量，若此时多用电表的指针如图丁所示，则测量结果R为______Ω。
（4）已知该金属丝的长度为L，则该金属丝的电阻率______（用题中相关字母R、L、d表示）。
【答案】（1）甲 （2）0.607##0.608##0.609
（3） ①. ×1 ②. 欧姆 ③. 19.0##19
（4）
【解析】
【小问1详解】
因为待测电阻约为，由
可知为了减小误差应该采用电流表的外接法，即选用甲图；
【小问2详解】
由图丙读数可知，金属丝直径为
（0.607、0.608）
【小问3详解】
[1]多用电表指针的偏转角度过大说明待测电阻小则要换成低倍率，故选档；
[2]换倍率后要重新进行欧姆调零；
[3]根据图丙可得欧姆表读数为
（19）
【小问4详解】
根据电阻定律可知
可得电阻率为
13. 在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，要求尽量减小实验误差。已知实验室除待测电池、开关、导线外，还有下列器材可供选用：
A.电流表（量程0~0.6A，内阻约）
B.电流表（量程0~3A，内阻约）
C.电压表（0~3V，内阻约）
D.电压表（0~15V，内阻约）
E.滑动变阻器（）
F.滑动变阻器（）
（1）应该选择的实验电路是图1中的_____（选填“甲”或“乙”）。
（2）为了操作方便且测量结果尽量准确，电流表应选用_____，电压表应选用_____，滑动变阻器应选用______。（填写器材前的字母代号）
（3）如图2是在坐标纸上绘制的电压表示数随电流表示数变化的图线，请据此图线判断被测干电池的电动势____V，内阻____Ω。（结果均保留两位小数）
（4）在以下选项中，实线是由实验数据描点得到的图像，虚线表示该干电池真实的路端电压和干路电流的关系图像，表示正确的是______；分析图像可知，干电池电动势的测量值_____（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
A． B。 C. D.
【答案】（1）甲 （2） ①. A ②. C ③. E
（3） ①. 1.49 ②. 0.53
（4） ①. A ②. 小于
【解析】
【小问1详解】
为了防止电流表内阻对电源内阻的测量值产生影响，则应该选择的实验电路是图1中的甲。
【小问2详解】
[1][2][3]为了操作方便且测量结果尽量准确，电流表应选用量程为0.6A的A；电压表应选用量程为3V的C；滑动变阻器应选用阻值为20欧的E。
【小问3详解】
由图像可知，干电池的电动势1.49V，内阻
【小问4详解】
[1]该实验相对于电源来说，电流表采用外接法，因电压表分流会引起电流测量的误差，干路电流真实值
则电流测量值小于真实值，且电流测量值与真实值的差别随U的减小均匀减小，当U=0、外电路短路时，
电流测量值等于真实值，即两图像在横轴交于同一点，如图所示
故选A。
[2]由于电源的U-I图像的纵截距表示电池电动势，斜率的绝对值表示电源内阻，由图可知，实验得出的该电池电动势测量值小于真实值，内阻的测量值小于真实值。
四、解答题（满分32分）
14. 如图所示电路中，电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.5 Ω，电动机的电阻R0＝1.0 Ω，定值电阻R1＝1.5 Ω。电动机正常工作时，理想电压表的示数U1＝3.0 V。求：
（1）电源的总功率；
（2）电源的输出功率；
（3）电动机消耗的电功率，以及将电能转化为机械能的功率。
【答案】（1）20W；（2）18W；（3）12W，8W
【解析】
【详解】（1）已知电压表的示数U1＝3.0 V和定值电阻R1＝1.5 Ω，根据欧姆定律可求出电路中的电流
I＝＝2.0A
电源的总功率
P总＝EI＝20W
（2）电源的输出功率
P出＝EI－I2r＝18 W
（3）根据闭合电路的欧姆定律，电动机两端的电压
U2＝E－U1－Ir＝6 V
电动机消耗的电功率
P电＝U2I＝12 W
电动机将电能转化为机械能的功率，就是电动机的输出功率
P机＝U2I－I2R0＝8W
15. 如图，两个定值电阻的阻值分别为R和，直流电源的内阻为，平行板电容器两极板水平放置，板间距离为d，极板长为，极板间存在方向水平向外的匀强磁场，质量为m、带电量为的小球以初速度v沿水平方向从电容器下板左侧边缘进入电容器，做匀速圆周运动，恰从电容器上板右侧边缘离开电容器。此过程中，小球未与极板发生碰撞，重力加速度大小为g，忽略空气阻力。
（1）求直流电源的电动势E的大小；
（2）求磁场的磁感应强度B的大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）小球在电磁场中做匀速圆周运动，则电场力与重力平衡，由此可得
根据闭合欧姆定律可得
联立解得
（2）设粒子在电磁场中做圆周运动的半径为，运动轨迹如图所示
根据几何关系
解得
粒子受到的洛伦兹力提供向心力，则
解得
16. 利用电、磁场来控制带电粒子的运动、在现代科学实验和技术设备中有广泛的应用。如图所示，在坐标系的第一、二象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，第三、四象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场。质量为m、电荷量为+q的粒子从第二象限中的P点以沿x轴正方向的初速度射出，经电场偏转后从坐标原点O进入匀强磁场区域。从x轴上的点M第二次经过x轴。已知P点的坐标为，PM与x轴垂直，不计粒子重力。求：
（1）电场强度E的大小；
（2）磁感应强度B的大小；
（3）若电磁场的范围足够大，分析粒子通过x轴的位置坐标和对应时间（从粒子射出开始计时）的可能值。
【答案】（1）；（2）；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）粒子射出后做类平抛运动，有
解得
（2）设粒子从点进入磁场区域时速度大小为，速度方向与轴正方向的夹角为，有
粒子在磁场中运动的半径，由几何关系有
带电粒子在磁场中运动有
解得
（3）粒子在坐标系中运动的轨迹如右图所示，
带电粒子在磁场中运动的时间
带电粒子再次进入电场后在电场中的运动时间
由图可知粒子经过轴上位置的坐标为
经过
所用时间为
经过
所用时间为
或