2023-2024学年度河南省焦作市武陟县第一类中学高二上学期12月月考
物理试题（含解析）
分数：100分 考试时间：75分钟
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷
一、单选题（共32分）
1．如图所示，一矩形线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁场方向平行，若线框的面积为S，则当线框左边为轴转过30°时通过线框的磁通量为（ ）
A．0 B．BS C． D．
2．下列关于地磁场的描述中不正确的是( )
A．指南针总是指向南北，是因为受到地磁场的作用
B．观察发现地磁场的南北极和地理上的南北极并不重合
C．赤道上空的磁感线由北指南
D．地球的南、北极相当于地磁场的北极和南极
3．在某电场中，已知A、B两点间的电势差UAB=20V，在将电荷量为q=-2×10-9C的点电荷由A点移动到B点的过程中，( )
A．静电力做正功1.0×10-10J
B．静电力做负功1.0×10-10J
C．电势能增加4.0×10-8J
D．电势能减少4.0×10-8J
4．在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是（ ）
A．库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值
B．奥斯特发现了电流磁效应；安培发现了电磁感应现象
C．麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在
D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律
5．下面是某同学对一些概念及公式的理解，其中正确的是（ ）
A．由知，两物体间的距离趋近于零时，万有引力趋近于无穷大
B．由知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比
C．由知，通过电阻的电流大小与其两端电压成正比，与阻值成反比
D．由知，带电荷量为1C的负电荷从点移动到点克服电场力做功1J，则、两点间的电势差为
6．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为R，L1和L2为相同的灯泡，每个灯泡（阻值恒定不变）的电阻和定值电阻相同，阻值均为R，电压表为理想电表，K为单刀双掷开关，当开关由1位置打到2位置时，下列说法正确的是（ ）
A．电压表读数将变大 B．L1亮度不变，L2将变亮
C．L1将变亮，L2将变暗 D．电源的发热功率将变小
7．高温超导限流器是一种有效的短路电流限制装置．该装置由超导部件和限流电阻并联组成，如图中虚线框内所示，超导部件的超导临界电流是，当干路电流I大于时，超导部件将自动从超导态（电阻为零）转变为正常态（此状态下可认为是纯电阻），从而限制了干路中的大电流．已知超导部件的正常态电阻值为，超导临界电流，限流电阻，小灯泡L1、L2如都标有“6V，6W"的字样，电源的电动势，内阻，原来小灯泡Ll正常发光．若小灯泡Ll突然发生短路，则（ ）
A．Ll短路前，L2也正常发光
B．Ll短路前，通过超导部件的电流为lA
C．Ll短路后，L2变暗
D．Ll短路后，通过超导部件的电流为3A
8．图示为某电容传声器结构示意图；当人对着传声器讲话，膜片会振动。若某次膜片振动时，膜片与极板距离增大，则在此过程中（ ）
A．膜片与极板间的电容变大 B．极板的带电量增大
C．膜片与极板间的电场强度减小 D．电阻中无电流通过
二、多项选择题（共16分）
9．有关欧姆表的使用，正确的是（ ）
A．测电阻前将红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使表头指针指向右边的电阻零刻线
B．红表笔与表内电池的正极相接，黑表笔与表内电池的负极相接
C．测电阻时，指针越接近刻度右边误差越小
D．测电阻时，若指针偏角太小，说明当前所用倍率挡偏小
10．用比值定义物理量是物理学中一种常见的方法，下面是物理量都是用比值定义的，其中定义式正确的是
A．电容 B．
C．电场强度 D．电场强度
11．如图所示，一光滑绝缘斜面的直角点A处固定一带电量为+q，质量为m的绝缘小球甲。另一质量也为m，带电量也为+q的同样小球乙置于斜面顶点B处，已知斜面长为L，现把上部小球从B点从静止自由释放，小球能沿斜面从B点运动到斜面底端C处（静电力常量为k，重力加速度为g）下列结论正确的是（ ）
A．乙球到达斜面中点D处时的速度为
B．乙球运动到斜面底端C处时，对斜面的压力大小为
C．乙球从B点到C点时减少的重力势能等于增加的动能
D．乙球从B点到C点电势能先增加后减少
12．小李同学从某电商平台买了一个国外电饭煲，到货才发现上面的标识为“110V、50Hz、880W”。为使电饭煲在家里能正常使用，需要通过变压器与220V市电相连。下列说法正确的是（ ）
A．不管是直流电（恒定）还是交流电，变压器都能实现变压效果
B．电饭煲应接在原、副线圈匝数比为2∶1的副线圈两端
C．电饭煲通过变压器正常工作时，电饭煲电热丝中的交变电流频率为25Hz
D．电饭煲通过变压器正常工作时，与市电相连的原线圈中电流为4A
第II卷
三、实验题（共15分）
13．（1）如图所示为多用电表的简易图示。选择开关接在，则多用电表为 （填“电压表”，“电流表”或“欧姆表”）。
现将选择开关接在，去测量阻值约为几十的电阻，以下给出的是可能的操作步骤，其中为选择开关，为欧姆挡调零旋钮。
将两表笔短接，调节使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔
将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出的阻值后，断开两表笔
旋转使其尖端对准欧姆挡
旋转使其尖端对准欧姆挡
旋转使其尖端对准交流挡，并拔出两表笔
（2）把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上 。
（3）正确测量后表盘指针如图，此被测电阻的阻值约为 。
14．在“测定金属的电阻率”实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时其刻度的位置如上图所示，用米尺测量出金属丝的有效长度为l，金属丝的电阻大约为4Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料常温下的电阻率。
（1）从图中可读出金属丝的直径为 mm。
（2）在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下实验器材供选择：
A．直流电源：电动势约4.5V，内阻很小
B．电流表A1：量程0~0.6A，内阻约为0.125Ω
C．电流表A2：量程0~3.0A，内阻约为0.025Ω
D．电压表V1：量程0~3V，内阻约为3kΩ
E.电压表V2：量程0~15V，内阻约为15kΩ
F.滑动变阻器R1：最大阻值20Ω
G.滑动变阻器R2：最大阻值500Ω
H.开关、导线若干
为了提高实验的测量精度和仪器操作的方便，在可供选择的器材中，应该选用的电流表是 ，电压表是 ，滑动变阻器是 （填仪器的字母代号）。
（3）根据所选的器材，用铅笔在下图所示的虚线方框中画出完整的实验电路图。( )
四、解答题（共37分）
15．如图所示的电路中，电源电动势，内阻，电阻，当开关S断开时，电流表的示数为1.5A，电压表的示数为3.0V，试求：
(1)电阻R1和R3的阻值；
(2)开关S闭合后，R2上消耗的电功率。
16．如图所示，在xOy坐标系的第一象限内存在匀强磁场。该匀强磁场的磁感应强度为B，一带电粒子在P点以与x轴正方向成60的方向垂直磁场射入，并恰好垂直于y轴射出磁场。已知带电粒子质量为m、电荷量为q，OP=a。不计重力。求：
（1）带电粒子在磁场中运动的速率；
（2）带电粒子在磁场中运动的时间。
17．如图为小姚设计的新型质谱仪原理图，离子源中飘出的初速为0的离子，经间的电场加速后，沿轴线进入图中虚线所示的圆形匀强磁场区域，圆形匀强磁场半径为，磁场区域的右下部分圆周边界处安装有接收底片，在的正下方，与同在轴线上，一个氢离子从离子源进入电场、磁场，最后恰好打在点，已知元电荷为，一个氢离子的质量为，间电压为，重力忽略不计。
（1）求圆形区域中磁感应强度的大小与方向；
（2）在离子源中放入不同的离子，离子打在底片上的位置到点连线与轴线成角，求离子的比荷；
（3）上的电压波动范围为，求质量为、的两种一价离子在底片上的位置不重叠时，应满足的条件；
（4）在（1）情况下，因放置失误，导致磁场区域整体向下移动，使磁场区域圆心偏离轴线，，求此情况下氢离子打在底片上的位置。（用该位置到点连线与轴线所成的角度表示）
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．D
【详解】由磁通量表达式
Φ=BS
S指垂直磁感线的有效面积，则可知转过30°时的磁通量
Φ=BSsin30°=BS
故选D。
2．C
【详解】A．指南针总是指向南北，是因为受到了地磁场的作用，地球本身就是一个大磁体，故A正确，不符合题意；
B．地磁两极与地理两极并不完全重合，有一个夹角，这个夹角叫磁偏角，故B正确，不符合题意；
C．地磁场是从地理的南极指向北极，因此赤道上空的磁感线由南向北，故C不正确，符合题意；
D．地球的南、北极相当于地磁场的北极和南极，故D正确，不符合题意。
本题选不正确的，故选C。
3．C
【详解】AB．由A点移动到B点的过程中静电力对点电荷做功为
即静电力做负功4.0×10-8J，故AB错误；
CD．由电场力做功与电势能关系可知，点电荷的电势能增加4.0×10-8J，故C正确，D错误．
4．A
【详解】试题分析：库仑发现了库仑定律，密立根测出了元电荷的数值，A正确；法拉第发现了电磁感应现象，B错误；赫兹证实了电磁波的存在，洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，安培发现了磁场对电流的作用规律，D错误；
考点：考查了物理学史
【名师点睛】平时学习应该注意积累对物理学史的了解，知道前辈科学家们为探索物理规律而付出的艰辛努力，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一
5．C
【详解】A．两物体间的距离趋近于零时，万有引力公式不适用，A错误；
B．电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，取决于电容本身，电容并不与其所带电荷量成正比，也不与两极板间的电压成反比，B错误；
C．由知，通过电阻的电流大小与其两端电压成正比，与阻值成反比，C正确；
D．由知，带电荷量为1C的负电荷从点移动到点克服电场力做功1J，则、两点间的电势差为，D错误。
故选C。
6．B
【详解】A．由图知，当开关接1时，外电路电阻及总电阻为
路端电压为
同理，开关接2时，则有
当开关由1位置打到2位置时，电路外电阻及总电阻均减小，所以路端电压减小，即电压表读数变小，故A错误；
BC．当开关接1时，设总电流为I，根据分压规律可得，路端电压U外与电源电压E比值为
L1和L2并联后与R串联，L1两端电压U1和L2两端电压U2相等，且并联后总电阻为。L1两端电压U1与路端电压U外的关系，根据分压规律可得
带入数据可得
同理，开关接2时，L1与R串联后再与L2并联，根据分压规律可得L1的电压为，L2的电压为 。所以L1亮度不变，L2将变亮，故B正确；C错误；
D．由以上分析可知回路总电阻减小，干路电流增大，电源的发热功率为
所发热功率增大，故D错误。
故选B。
【点睛】分析电压表测得是那一部分电压以及电路连接方式的改变情况，再结合相关的知识点进行分析解答。
7．B
【详解】A．当L1正常发光时，电路中的电流
所以超导部件处于超导状态，即L2被短路，故A错误；
B．超导部件跟L1串联，所以通过超导部件的电流为1A，故B正确；
C．L1短路后，因为
故超导部件转为正常态，L2开始发光，故C错误；
D．L1短路后，通过超导部件转为正常态，所以通过超导部件的电流为小于3A，故D错误。
故选B。
8．C
【详解】A．振动膜片振动时，膜片与极板距离增大，电容器两极板的距离增大，由公式
可知，电容减小，故A错误；
B．由公式Q=CU可知，在U不变的情况下，电容减小，电容器所带电荷量Q减小，故B错误；
C．由公式U=Ed可知，U不变，间距d增大，则场强E减小，故C正确；
D．极板的带电量减小，放电，电阻R中有电流通过，且电流方向向上，故D错误；
故选C。
9．AD
【详解】A．测电阻前将红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使表头指针指向右边的电阻零刻线，故A正确；
B．电流从红表笔流入、黑表笔流出，所以红表笔与表内电池的负极相接，黑表笔与表内电池的正极相接，故B错误；
C．测电阻时，指针越接近刻度盘中央误差越小，故C错误；
D．测电阻时，若指针偏角太小，即指针所指刻度值太大，说明当前所用倍率挡偏小，故D正确。
故选AD。
10．AC
【详解】电容C由本身的性质决定，与所带的电荷量及两端间的电势差无关．所以C=Q/U属于比值定义法，故A正确．公式是平行板电容器的电容的决定式，不是比值定义法．故B错误．电场强度与放入电场中的电荷无关，所以E=F/q属于比值定义法，选项C正确；但E＝U/d是匀强电场的场强与电势差的关系式，不是比值定义．故D错误．故选AC．
【点睛】解决本题的关键理解比值定义法的特点：被定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，它不随定义所用的物理量的大小取舍而改变．
11．ABD
【详解】A．由题意知：小球运动到D点时，由于AD=AB，所以有
即
由动能定理得
解得
故A正确；
B．小球运动到C点时，对球受力分析如图所示
由平衡条件得
，
解得
故B正确；
C．乙球从B点到C点重力势能减少，电势能减小，动能增加，减小的重力势能和电势能等于增加的动能，故C错误；
D．乙球从B点到C点，先靠近A点后远离A点，电场力先做负功后做正功，电势能先增加后减少，故D正确。
故选ABD。
12．BD
【详解】A．恒定直流电接入变压器的输入端，电路稳定后，铁芯中的磁场不变，变压器不会工作，故变压器不可以用直流电压，A错误；
B．国内交流电的电压为220V，根据电压匝数关系有
即通过匝数比为2:1的降压变压器降压，把电压变为110V可以正常使用，B正确；
C．变压器不改变交流电的频率，即通过变压器正常工作时，电饭煲电热丝中交变电流频率为50Hz，C错误；
D．通过变压器正常工作时，副线圈电流为
根据电流匝数关系，原线圈电流为
D正确。
故选BD。
13． 电压表 cabe 30000
【详解】（1）[1]当选择开关接在时，表头与分压电阻串联，多用电表用于测电压，多用电表为电压表；
（2）[2]用欧姆表测阻值约为几十千欧的电阻，应旋转选择开关S使其尖端对准欧姆挡“×1k”，然后进行欧姆调零，欧姆调零后测电阻阻值，具体做法是：将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的0刻度，断开两表笔；欧姆表使用完毕，应旋转选择开关S使其尖端对准交流500V挡，并拔出两表笔，故合理的实验步骤是：cabe
（3）[3]根据表盘指针如图，可读出被测电阻的阻值约为
14． 0.590 B D F
【详解】（1）[1]根据螺旋测微器的读数规则可知，图中可读出金属丝的直径为
（2）[2][3][4]由于电源电动势约4.5V，故电压表应该选用量程0~3V的电压表V1，即选D；电路最大电流为
为了减小读数误差，因此电流表选用量程0~0.6A的电流表A1，即选B；两个滑动变阻器都可以保证电路安全，为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器R1：最大阻值20Ω，即选F。
（3）[5]为保证电路安全，滑动变阻器采用限流接法；由于电压表的内阻远远大于金属丝的电阻，而电流表的内阻和金属丝的电阻相差不是很大，故采用电流表外接，则实验电路图如下图所示
15．(1)，；(2)
【详解】(1)S断开时，由欧姆定律得
又由
求得
(2)S闭合时，、并联电阻
回路总电流
电压表示数为
上消耗的功率
16．（1）；（2）
【详解】（1）粒子恰好垂直于y轴射出磁场，其运动轨迹的圆心一定在y轴上，如图所示。
由几何关系知粒子运动的半径为
①
设带电粒子在磁场中运动的速率为v,根据牛顿第二定律有
②
联立①②解得
③
（2）粒子在磁场中运动的周期为
④
粒子在磁场中转过的圆心角为120°，则粒子在磁场中运动的时间为
⑤
17．（1）；（2）；（3）；（4）
【详解】（1）根据题意可知，粒子经过加速电场加速，由动能定理有
由几何关系可知，粒子在磁场中做圆周运动的半径为
由牛顿第二定律有
解得
（2）根据题意，设运动半径为，由几何关系知
在加速电场，由动能定理有
在磁场中，由牛顿第二定律有
联立解得
（3）由上述分析可知，质量为的离子，对应角度
同理，质量为的离子，对应角度
要同时测量两种离子，满足
解得
（4）根据题意可知，满足（1）条件情况下，粒子在半径为的圆形磁场中做圆周运动的半径为，若磁场区域圆心向下偏离轴线，相当于在磁场区域圆心上方之间一组平行粒子进入磁场，由磁聚焦可知，氢离子均打在底片上的位置仍在光屏的P点，如图所示
由几何关系可知，。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
