江西省南昌市第二中学2024-2025学年高二上学期11月月考物理试题

这是一份江西省南昌市第二中学2024-2025学年高二上学期11月月考物理试题，共13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（每题4分，共28分。选对得分，选错或未选0分。）
1．关于磁感应强度B和磁通量，下列说法正确的是（ ）
A．B与F成正比，与成反比
B．当一段通电导线在空间某处受到的力为零时，该处一定没有磁场
C．相同的通电导线，放在同一匀强磁场中，受到的力不一定相同
D．通过某一面积的磁通量为零，则该处的磁感应强度一定为零
2．“司南”是我国古代四大发明之一，主体由磁勺和罗盘构成。据东汉《论衡》记载，其“司南之杓，投之于地，其柢（即勺柄）指南”。若在静止的磁勺正上方附近，放置一根由北向南通电的直导线，请推测勺柄将（ ）
A．向正西方向转动，最终指向南偏西方向
B．向正西方向转动，最终指向正西方向
C．向正东方向转动，最终指向南偏东方向
D．向正东方向转动，最终指向正东方向
如图所示，a、b两段圆柱形导体连接在一起，两圆柱体的材料、长度均相同，a的横截面积小于b的横截面积，a圆柱体的电阻为R1，b圆柱体的电阻为R2。在连接体两端加上恒定电压，a圆柱体两端的电压为U1，单位时间通过导体横截面的电量为q1，导体中自由电荷定向移动的速率为v1；b圆柱体两端的电压为U2，单位时间通过导体横截面的电量为q2，导体中自由电荷定向移动的速率为v2。下列关系正确的是（ ）
A.R1 < R2 B．v1 > v2 C．q1 > q2 D．U1 = U2
在如图所示的电路中（电源有内阻），由于某一电阻发生短路或断路，A灯变暗，B灯变亮，则故障可能是（ ）
A．R1短路 B．R2断路 C．R3短路 D．R4断路
5．Oxy坐标系中，圆心在O点的圆导线通以顺时针大小相等的恒定电流，若各象限存在如下图所示磁感应强度大小相等、方向垂直坐标平面的匀强磁场，则圆导线受安培力最大的是（ ）
A．B．C．D．
6．如图所示，一个粒子（24He）从x轴上的P点以速度沿与x轴成的方向射入第一象限内的匀强磁场中，恰好垂直于y轴从A点射出第一象限。一个质子（11H）从坐标原点O以速度沿与x轴成的方向射入第一象限，也恰好从A点射出第一象限。则等于（ ）
A．3:1B．1:3C．4:1D．1:4
7．张老师将阻值相等的四个电阻、电压表V（内阻视为无穷大）及电池E（内阻可忽略）连接成如图所示电路，则开关S断开和闭合时，电压表读数的比值为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题（每题6分，共18分。选对满分，漏选3分，错选或未选0分。）
8.如图所示，电路中为电源的电动势和内电阻，，电压表和电流表均为理想电表。开关闭合时，水平放置的平行金属板中间带电小液滴P处于静止状态。当滑动变阻器R4的滑片向a端滑动时，电流表、电压表的示数变化量分别为和，则以下说法正确的有（ ）
A．B．电阻R1消耗的功率减小
C．小液滴一定会向下运动D．电源的效率可能会减小
9.如图是多用电表内部结构示意图，通过选择开关分别与1、2、3、4、5、6相连，以改变电路结构，分别成为电流表、电压表和欧姆表，下列说法正确的是（ ）
A．作电流表时2比1量程小，作电压表时6比5量程大
B．测量某二极管的正向电阻时，应使表笔A接二极管的正极
C．用多用电表的欧姆挡测导体的电阻时，如果两手同时分别接触两表笔的金属杆，则测量值偏小
D．用多用电表的欧姆挡测电阻时，若指针偏转角度很小，则应换倍率更大的挡进行测量
10.如图所示，M、N为两个同心金属圆环，半径分别为R1和R2，两圆环之间存在着沿金属环半径方向的电场，N环内存在着垂直于环面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，N环上有均匀分布的的6个小孔，从M环的内侧边缘由静止释放一质量为m，电荷量为 +q的粒子（不计重力），经电场加速后通过小孔射入磁场，经过一段时间，粒子再次回到出发点，全程与金属环无碰撞．则M N间电压U满足的条件是（ ）
B．
C． D．
三、实验题（每空2分，共18分。）
11．在“测量金属丝的电阻率”的实验中，实验小组的同学测量一段阻值约为6 Ω、粗细均匀金属丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器分别在三个不同的位置测量金属丝的直径，某次示数如图甲，该次测量值为 mm。
(2)实验小组的同学采用图乙所示的电路图，用伏安法测金属丝的电阻Rx。图丙是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据图乙的电路图，补充完成图丙中实物间的连线 。
(3)依据完成的实物连接图，为了保护电路，闭合开关之前滑动变阻器滑片P应置于 （选填“左”或“右”）端。
(4)测量出金属丝直径为d、长度为L，电压表示数为U，电流表示数为I，则该金属丝电阻率测量值的表达式ρ = 。
12．某实验小组用以下器材测量某一电源的电动势和内阻（电动势约5V，内阻约）。
A．电流表（量程0.6A，内阻）
B．电流表（量程3A，内阻）
C．电压表（量程6V，内阻约）
D．滑动变阻器，最大阻值
E. 滑动变阻器，最大阻值
F. 开关，导线若干
（1）则电流表的量程选 （选填“A”或“B”），滑动变阻器选 （选填“D”或“E”），电路原理图如下面的图1和图2可供选择，应选 （选填“图1”或“图2”），用该电路图测的结果与真实值比较：电动势 （选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。
（2）已经测得该电池的电动势为5V、内阻为，图3为某一小灯泡的图线，现将两个这样的小灯泡并联后再与一个的定值电阻串联，接在该电源的两端，如图4所示，则每个灯泡的功率为 W。
四、解答题（10+12+14=36分。请写出必要的公式、过程及答案）
13．（10分）如图甲、乙两电路，利用一个表头G（500μA，200Ω）和一个电阻箱R改装成电压表或电流表，若电压表量程为0~3V，电流表量程为0~2.5mA。问：
(1)甲图是什么表，其电阻R值为多少？
(2)乙图是什么表，其电阻R值为多少？
14．（12分）如图所示，水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，宽度L=0.4m，现垂直于导轨放置一根质量为m=0.12kg的导体棒ab，M和P之间接入一恒流源，回路中电流大小恒定为I=2A，在导轨间加一个范围足够大的匀强磁场（未画出）且磁场方向始终与导体棒垂直，方向与水平面间夹角可调，取重力加速度大小g=10m/s2。
（1）当磁感应强度的大小B=0.3T，方向与水平面成30°角时，ab棒处于静止状态，求ab棒受到的摩擦力大小；
（2）若要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？
（3）若导体棒与导轨间的动摩擦因数，磁场方向斜向左下方，请你讨论磁场方向与水平面夹角在哪个范围内，不管磁感应强度多大，导体棒都不会运动。（假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
15.（14分）如图装置是波荡器的简化模型，S是离子源，可水平向右发射初速度为的电子，且离子源S可沿竖直分界线M上下自由移动，M、N之间宽为L，此区间内可加一竖直向上的匀强电场，电场强度可调；N分界线的右侧有n个互不重叠的圆形磁场区域，沿水平直线等间距分布，AF为其中心线，圆形磁场半径均为R，磁感应强度大小可调且所有圆形磁场内的磁感应强度始终保持相等，相邻磁场方向相反且均垂直纸面。若离子源S正对波荡器的中心线，MN间电场强度调为零，则电子从A点沿中心线向右射入波荡器，调节磁感应强度大小为（未知），电子恰好能从点正上方离开第一个磁场，电子的质量为m，电荷量为e，忽略相对论效应及磁场边界效应，不计电子的重力。
（1）求磁感应强度大小；
（2）若离子源S沿分界线M向上移动到某位置，M、N间加上电场后，则电子以从A点射入波荡器，离子源S需沿M边界上移多高；已知的距离，调节磁场区域的圆心间距D和磁感应强度B的大小，可使电子每次穿过中心线时速度方向与中心线的夹角均为30°，电子做扭摆运动，最终通过中心线上的F点，求D的大小和磁感应强度B的大小；
（3）在（2）问的情况下，求电子从A点开始做扭摆运动的周期。
参考答案：
1．C
【详解】A．磁感应强度B由磁场自身决定，与力F和均无关，故A错误；
B．当一段通电导线在空间某处受到的力为零时，可能是电流方向与磁场方向平行，该处不一定没有磁场，故B错误；
C．相同的通电导线，放在同一匀强磁场中，可能电流方向与磁场方向的夹角不同，所以受到的力不一定相同，故C正确；
D．通过某一面积的磁通量为零，可能是该面积与磁场方向平行，该处的磁感应强度不一定为零，故D错误。
故选C。
2．A
【详解】磁勺柄指南，地磁场的水平分量指向正北方向；在静止的磁勺正上方附近，放置一根由北向南通电的直导线，根据右手螺旋定则可知，通电导线在磁勺所处位置磁场由西向东，该处合磁场方向指向东北方向，所以勺柄向正西方向转动，最终指向西南方向，故选A。
3．B
【详解】A．由电阻定律可知，R1 > R2，故A错误；
B．由I = nqvS，因两导体中电流相等，故横截面积大的，自由电荷定向移动的速率小，故B正确；
C．因两导体中电流相等，因此单位时间内通过导体截面的电量相等，故C错误；
D．两导体中电流相等，R1 > R2，由U = IR可知，U1 > U2，故D错误。
故选B。
4．C
【分析】A灯变暗，说明流过A所在支路的电流减小；B灯变亮，说明其分得的电压变大了，根据串并联电路的特点和闭合电路欧姆定律即可求解。
【详解】A．R1短路，外电路总电阻减小，总电流变大， A、B所在支路的电流均增大，A、B灯都变亮， A错误；
B．R2断路，A灯不会亮，外电路总电阻增大，总电流变小，R3所在支路的电压B灯泡分得的电压变大，变亮， B错误；
C．R3短路，外电路总电阻减小，总电流变大，路端电压减小，U1增大，则上面的并联电压减小，A灯变暗，流过A灯的电流减小，由于总电流增大，则流过B灯的电流增大，B灯变亮，C正确；
D．R4断路，外电路总电阻增大，电路总电流变小，路端电压变大，U1减小，则上面的并联电压增大，A灯变亮，流过A的电流增大，由于电路总电流变小，则流过R3支路的电流减小，B灯变暗，D错误。
故选C。
【点睛】本题是电路的动态分析问题，关键理清电路结构，然后根据串并联电路的特点分析。
5．B
【详解】A图中根据题意可知，圆环导线在垂直坐标平面向里的匀强磁场中的等效长度为，可知这部分圆环受到的安培力大小为
圆环导线在垂直坐标平面向外的匀强磁场中的等效长度为，可知这部分圆环受到的安培力大小为
根据左手定则知安培力方向相同，故圆导线受安培力的合力为，同理C图中，圆导线受安培力的合力为，D图中，圆导线在垂直坐标平面向外的匀强磁场中的等效长度为零，圆环受到的安培力大小为零，B图中圆环导线在垂直坐标平面向里的匀强磁场中的等效长度为，这部分圆环受到的安培力大小为
圆环导线在垂直坐标平面向外的匀强磁场中的等效长度为，可知这部分圆环受到的安培力大小为
根据左手定则知安培力方向相同，故圆导线受安培力的合力为，故圆导线受安培力最大的是B图的情况。
故选B。
6．B
【详解】画出粒子运动轨迹如图
根据几何可知（）粒子运动的半径为
质子（）运动的半径为
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
故选B。
7．C
【详解】当开关S断开时，等效电路图如图所示
电路总阻值
则干路电流
电压表的示数
解得
当开关S闭合时，等效电路图如图所示
电路总阻值
则干路电流
电压表的示数
电压表读数的比值为
故C正确。
故选C。
8．AB
【详解】BC．当滑动变阻器的滑片向a端滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，则外电路总电阻增大，回路电流减小，内电压减小，路端电压增大，R1两端电压减小，电阻R1消耗的功率减小，电压表示数增大，电容器两极板电压增大，两极板间电场强度增大，小液滴受到的电场力增大，小液滴向上运动，故B正确；
D．电源的效率为
由此可知，外电路电阻增大，则电源效率增大，故D错误；
A．根据等效电源法及闭合电路欧姆定律可得
所以
故A正确。
故选ABC。
9．ACD
【详解】A．作电流表时分流电阻越小量程越大，2比1量程小，作电压表时分压电阻越大量程越大，则6比5量程大，故A正确；
B．由多用电表内部结构图中，电源的正极与电笔B相连，故电流由B表笔流出，测量某二极管的正向电阻时，应使B表笔接二极管的正极，故B错误；
C．用多用电表的欧姆挡测导体的电阻时，如果两手同时分别接触两表笔的金属杆，测量的是导体和人体并联后的电阻，则测量值偏小，故C正确；
D．用多用电表的欧姆挡测电阻时，若指针偏转角度很小，说明待测电阻阻值较大，则应换倍率更大的挡进行测量，故D正确。
故选ACD。
10．AC
【详解】粒子在电场中加速满足：；在磁场中先做圆周运动，然后从小孔中再次进入电场做减速运动，到达电场边缘后速度减为零，然后再次反向加速从小孔中再次进入磁场，因粒子在N环上经过6个小孔，可知粒子在磁场中每次做圆周运动的圆心角为θ1=1200或者θ2=600，由几何关系可知对应的半径分别为： 或者，根据联立可得：或者，故选AC.
11．(1)1.750
(2)
(3)左
(4)
【详解】（1）螺旋测微器的精确值为0.01 mm，由图可知金属丝的直径为
（2）根据实验电路图，完整的实物连线如图所示
（3）依据完成的实物连接图，为了保护电路，闭合开关之前滑动变阻器滑片P应置于左端，使电压表和电流表的示数从0开始调节。
（4）根据电阻定律可得
又
联立可得该金属丝电阻率测量值的表达式为
12． A D 图2 相等 0.6
【详解】（1）[1][2]若滑动变阻器选E，则最小电流
远小于两个电流表的量程，所以滑动变阻器选D，此时电路中的最小电流约等于0.25A，所以电流表选A；
[3][4]由于电流表的内阻已知，用图2来测电池的电动势和内阻时可以消除系统误差，因此选图2，由于没有系统误差，电动势的测量值与真实值相等。
（2）[5]设灯泡两端的电压是U，通过灯泡的电流是I，由闭合电路欧姆定律得
代入数据即
在灯泡图像中作出这个方程的图像，两个图像的交点即为灯泡的工作电压与电流，如图所示，由
得
13．(1)电流表，
(2)电压表，
【详解】（1）甲图由一个灵敏电流表G和一个电阻箱R并联，利用并联电阻的分流，改装成电流表，根据电流表改装原理
解得
（2）乙图由一个灵敏电流表G和一个电阻箱R串联，利用串联电阻的分压，改装成电压表，根据电压表改装原理
解得
14．（1）；（2）1.5T，方向为水平向右；（3）
【详解】（1）根据平衡条件及安培力公式可得ab棒受到的摩擦力大小为
（2）根据平衡条件及安培力公式可得ab棒受到的支持力大小为
当时，有
当时，B有最小值为
即B的大小至少为1.5T，此时B的方向为水平向右。
（3）由题意，当磁场方向斜向左下方时，设磁场方向与水平面的夹角为时，不管磁感应强度多大，导体棒都不会运动，根据平衡条件可得
当B足够大时，有
解得
即磁场方向斜向左下方，与水平面的夹角在内，不管磁感应强度多大，导体棒都不会运动。
15．（1）；（2）， ；（3）
【详解】（1）由题意可知，初速度为的电子从A点沿中心线向右射入波荡器，在第一个磁场中做匀速圆周运动，电子恰好能从点正上方离开第一个磁场，由几何知识可知，电子的轨道半径为R，由洛伦兹力提供向心力可得
解得
（2）设离子源S需沿M边界上移h高度，可知电子在MN间做类平抛运动，由平抛运动的推论可得
解得
此时电子在A点的速度为
从C点射入第一个磁场，则电子的运动轨迹如图所示，由题意和几何知识可得
电子做匀速圆周运动的圆心恰好在磁场圆上，且在磁场圆的正上方或正下方，由几何知识可得
由牛顿第二定律可得
联立解得
（3）由几何知识可知
则电子每次从水平线到磁场区域的时间为
由几何知识可得电子在磁场中做圆周运动的圆心角为
则电子每次在磁场中做圆周运动的时间为
则有电子从A点开始做扭摆运动的周期为
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
A
B
C
B
B
C
AB
ACD
AC