2023-2024学年度河南省焦作市县域高中高二上学期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．在真空中两个静止的点电荷和，它们之间的库仑力大小为F。若保持它们之间的距离不变，将所带的电荷量变为原来的2倍，为了使它们之间的库仑力F保持不变，则所带的电荷量应变为原来的（ ）
A． B． C． D．
2．电容器是常见的电子元件。物理学中常用电容器的电容来描述电容器储存电荷的能力大小。下列哪一个属于电容器电容的国际单位（ ）
A．亨利 B．法拉 C．特斯拉 D．韦伯
3．电磁波是一种由电场和磁场共同构成的特殊波动现象，是空间中传播的有序能量转移。因为它们的存在，我们才能建立电子通信技术和现代高科技的一切。下列情景中关于电磁波特性和应用的描述，正确的是（ ）
A．手机通话在真空中也能实现
B．“CT”利用紫外线的穿透本领来检查多种疾病
C．天文学家利用射电望远镜接收无线电波，进行天体物理研究
D．遥控器发出的红外线有很高的穿透本领
4．下列有关电磁波的说法，正确的是（ ）
A．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场可以在周围空间产生均匀变化的电场
B．调谐的原理是当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强
C．红外线的频率介于可见光与X射线的频率之间，具有较强的荧光效应
D．有一振荡电路，线圈的自感系数为，电容器的电容为，将其与开放电路耦合后，可发射频率约为的电磁波
5．如图所示，质量为m的金属杆ab处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面成θ角斜向上，金属杆ab所受安培力大小为F，且始终静止于水平导轨上，下列说法正确的是（ ）
A．金属杆所受摩擦力为0 B．金属杆所受摩擦力大小为
C．金属杆对导轨压力为0 D．金属杆对导轨压力大小为
6．如图所示，虚线、、代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，、、是这条轨迹上的三点，同时在等势面上，据此可知（ ）
A．三个等势面中，的电势最低
B．带电粒子在点的电势能比在点的大
C．带电粒子在点的动能与电势能之和比在点的大
D．带电粒子在点的加速度方向水平向右
7．如图所示，磁流体发电机的长方体发电导管的前、后两个侧面是绝缘体，上、下两个侧面是电阻可忽略的导电电极，两极间距为d，极板的长、宽分别为a、b，面积为S，这两个电极与可变电阻R相连。在垂直于前、后侧面的方向上有一匀强磁场，磁感应强度大小为B，发电导管内有电阻率为ρ的高温电离气体——等离子体，等离子体以速度v向右流动，并通过专用通道导出，不计等离子体流动时的阻力，调节可变电阻的阻值，下列说法正确的是（ ）
A．磁流体发电机的电动势为Bbv
B．可变电阻R中的电流方向是从Q到P
C．可变电阻R上消耗的最大电功率为
D．可变电阻R上消耗的最大电功率为
8．如图甲所示的电路中，变压器为理想变压器，交流电流表为理想电表，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，两只规格为“6V，3W”的灯泡均正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．电阻R的功率为9W B．电流表的示数为0.5A
C．原、副线圈匝数之比为3:1 D．副线圈中电流方向1s内改变50次
二、多项选择题（共16分）
9．用如图所示的电路来测量电池电动势和内电阻，根据测得的数据作出了如图所示的U-I图线，由图可知
A．电池电动势的测量值为1.40 V
B．电池内阻的测量值为1.0 Ω
C．外电路发生短路时的电流为0.40 A
D．电压表示数为1.20 V时，电流表的示数I′＝0.2A
10．如图所示的温控电路中，为定值电阻，为半导体热敏电阻（温度越高电阻越小），C为电容器，电源内阻不可忽略。当环境温度降低时下列说法正确的是（ ）
A．半导体热敏电阻变大 B．电压表的读数增大
C．电容器C的带电量增大 D．消耗的功率变大
11．A、B为电场中一条电场线上的两点，在A点释放一个初速度为零的正电荷，仅受电场力作用，并沿电场线由A点运动到B点，其电势能EP 随位移x变化的关系如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．该电荷运动的轨迹为曲线
B．该电场是匀强电场
C．该电荷运动的加速度越来越大
D．该电荷在A点的动能小于在B点的动能
12．如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L、质量为m的通电直导线，电流方向垂直纸面向里。欲使导线静止于斜面上，则外加磁场的磁感应强度的大小和方向可以是（ ）
A．，方向垂直斜面向上
B．，方向竖直向下
C．，方向水平向左
D．，方向水平向左
第II卷
三、实验题（共15分）
13．某同学用多用电表测定一只电阻的阻值：多用电表电阻挡有4个倍率：分别为×1k、×100、×10、×1，该同学选择×100倍率，用正确的操作步骤测量时，发现指针偏转角度太小。为了较准确地进行测量，应该选择 倍率（选填“×1k”、“×10”、“×1”），并重新欧姆调零，正确操作测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，测量结果是 Ω。
14．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，有下列器材：“3V，0.85W”的小灯泡、电流表A（0~0.6A，内阻约为0.1Ω）、电压表V（0~3V，内阻约为4kΩ）、滑动变阻器R（0~10Ω，2A）、电源、开关和若干导线。
实验要求保证器材的安全，灯泡两端的电压能从零连续调节，测量结果尽量准确。
（1）设计一个合理的电路，并在图甲的方框内画出电路图 ；
（2）根据设计的电路，用笔画线代替导线，把图乙中实验仪器连接成完整的实验电路 ；
（3）实验中测得有关数据如下表：根据表中的数据，在图丙中画出小灯泡的U-I特性曲线。 ；
U/V 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 2.80
I/A 0.10 0.16 0.20 0.23 0.25 0.26 0.27
（4）若继续调节滑动变阻器滑片位置，使伏特表示数为3V，记下此时电流表示数，并计算得出小灯泡的电压为3V时实际功率，这个值与额定功率比将 （选填“偏小”或“偏大”）。
四、解答题（共37分）
15．如图所示，一质量为m的带电小球，用长为L的绝缘细线悬挂在水平向右，场强为E的匀强电场中，静止时悬线与竖直方向成θ角，求小球带何种电性及所带电荷量大小．
16．如图所示，横截面积为的正方形线圈，放在磁感应强度为的匀强磁场区域的正中央，匀强磁场区域为面积的正方形，线圈平面与磁场垂直。求：
（1）线圈的磁通量；
（2）若将磁感应强度大小增加到，磁场的方向及其他条件均不变，线圈平面的磁通量的变化量；
（3）保持磁感应强度大小为的匀强磁场区域的面积及磁感应强度不变，如图所示现换用一个正方形磁场区域的外接圆线圈围住磁场区域，线圈平面与磁场垂直，求外接圆线圈的磁通量。
17．如图所示，由同种材料制成的单匝正方形闭合导线框abcd位于竖直平面内，其下方有一匀强磁场区域，该区域的上边界水平，并与线框的ab边平行，磁场方向与线框平面垂直．已知磁场的磁感应强度为B，线框边长为L，线框质量为m，电阻为R．线框从磁场上方某高度处，由静止开始下落，恰能匀速进入磁场区域．求：
（1）当ab边刚进入磁场时，线框的速度大小；
（2）线框在进入磁场的过程中，通过导线横截面的电荷量；
（3）分析线框进入磁场过程中的能量转化情况．
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．A
【详解】由库仑定律可得
若保持他们之间的距离不变，将Q1所带的电荷量变为原来的2倍，为了使它们之间的库仑力F保持不变，则Q2所带的电荷量应变为原来的一半，故A正确，BCD错误。
故选A。
2．B
【详解】电容器电容的国际单位法拉（F）。
故选B。
3．C
【详解】A．手机通话过程是声波转换成电磁波传播出去，电磁波再转换成声波进入人耳，声波在真空中无法传播，所以无法转换成电磁波，所以手机通话在真空中无法实现，A错误；
B．“CT”是利用X射线的穿透本领来进行身体扫面检查的，B错误；
C．天体能不断向外辐射电磁波，所以天文学家能够利用射电望远镜接收无线电波，进行天体物理研究，C正确；
D．遥控器发出的红外线波长较长，穿透本领较弱，D错误。
故选C。
4．B
【详解】A．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场可以在周围空间产生恒定的电场，A错误；
B．当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，发生电谐振，接收电路产生的振荡电流最强，B正确；
C．红外线的频率小于可见光的频率，C错误；
D．发射出去的电磁波的频率为
D错误。
故选B。
5．D
【详解】根据左手定则可知，金属杆所受安培力垂直于杆斜向右下方，与水平方向的夹角为90°-θ，则
故选D。
6．B
【详解】A．根据轨迹弯曲的方向和电场线与等势线垂直可知负电粒子所受的电场力方向应指向轨迹的凹侧，所以电场线方向指向轨迹的凸侧，沿电场线方向电势降低可知，的电势最高，故A错误；
B．负电荷在电势高处电势能小，可知带电粒子在点电势能比点的大，故B正确；
C.负电荷的总能量守恒，即带电粒子在点的动能与电势能之和与在点相等，故C错误；
D.根据电场线与等势线垂直可知，负电荷粒子在点所受的电场力方向垂直等势线向下，加速度垂直等势线向下，故D错误。
故选B。
7．D
【详解】A．稳定时气体离子不再偏转，即气体离子受到的洛伦兹力等于电场力，有
解得发电机电动势为
故A错误；
B．根据左手定则可判断等离子体中的正离子向上极板偏转、负离子向下极板偏转，即上极板为正极，故可变电阻R中的电流方向是从P到Q，故B错误；
CD．根据电流方向，判断高温电离气体的横截面积为S，长度为d，所以内阻为
当外电阻等于电源内阻，即
此时外电路（可变电阻R）消耗的电功率最大，最大值为
故C错误，D正确。
故选D。
8．C
【详解】AC．由图乙可知，交流电的有效值，由于原副线圈所接灯泡均能正常发光，则回路内电流
变压器原线圈分到的电压
副线圈灯泡也正常发光，故
故原副线圈的匝数之比为
原线圈的电功率
副线圈电功率
又因为，解得
故A错误、C正确；
B．副线圈中电阻的电压
由，解得
则电流表的示数为，故B错误；
D．由图乙可知，交流电压改变一次，副线圈中电流改变一次，即副线圈中电流方向内改变次，故D错误。
故选C。
9．ABD
【详解】A、由图象可知，电源U﹣I图象与纵轴交点坐标表示电源的电动势，则知电源的电动势为1.40V，故A正确；
B、电源的内阻r＝||Ω＝1Ω，故B正确；
C外电路发生短路时的电流 I1.40A，故C错误；
D、当电压表示数为1.20V时，I′A＝0.20A，故D正确；
10．ABC
【详解】A．根据题意可知R2为热敏电阻，温度越低电阻越大，故A正确；
BC．当环境温度降低时R2增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流I减小，路端电压
U=E-Ir
E、r不变，则U增大，电压表的读数增大，电容器的电压
UC=E-I（r+R1）
E、r、R1均不变，I减小，UC增大，电容器C的带电量增大，故BC正确；
D ．R1消耗的功率
P=I2R1
I减小，R1不变，则P减小，故D错误。
故选ABC。
11．CD
【详解】AB．电势能的变化规律图像是曲线，但运动轨迹不一定是曲线，可能是在非匀强电场中的运动，AB错误；
C．图像中电势能变化越来越快，即动能变化越来越快，所以速度变化越来越快，故加速度越来越大，C正确；
D．过程中电场力做正功，电势能减小，动能增大，故电荷在A点的动能小于在B点的动能，D正确。
故选CD。
12．BC
【详解】A．磁场方向垂直斜面向上时，根据左手定则，安培力沿斜面向下，导体棒受力无法平衡，故A错误；
B．磁场竖直向下时，安培力水平向左，导体棒还受到重力和支持力，根据平衡条件和安培力公式，有
解得
故B正确；
C．磁场方向水平向左时，安培力竖直向上，与重力平衡，有
解得
故C正确，D错误。
故选BC。
13．
【详解】[1][2]该同学选择×100倍率，用正确的操作步骤测量时，发现指针偏转角度太小，说明倍率挡选择过低，为了较准确地进行测量，应该选择“×1k”倍率，并重新欧姆调零，正确操作测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，测量结果是8.0×1kΩ=8.0×103Ω。
14． 偏大
【详解】（1）[1]描绘小灯泡的伏安特性曲线，实验要求电压从0开始，滑动变阻器采用分压式，小灯泡的电阻
电阻较小，电流表采用外接法，所以电路图如图：
（2）[2]根据设计的电路，用笔画线代替导线，把图乙中实验仪器连接成完整的实验电路如图：
（3）[3]根据表中的数据，在图中画出小灯泡的U-I特性曲线如图：
（4）[4]小灯泡的功率
由于电压表分流使电流表示数比通过灯泡的实际电流偏大，所以通过电流表示数计算得出小灯泡的电压为3V时实际功率，这个值与额定功率比将偏大。
15．小球带负电荷，电荷量大小为．
【详解】小球处于静止状态，小球受到重力、绳子的拉力和电场力三力平衡，受力分析如图所示．小球所受的电场力方向水平向左，与场强方向相反，可知该小球带负电．小球受力如图，
则有
F=mgtanθ ①，F=Eq ②
解得
q=
【点评】本题实质上考场了物体平衡，对于这类问题只要正确进行受力分析，然后根据平衡和受力列方程求解即可
16．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）由磁通量公式可知，线圈的磁通量为
（2）分析知当电场力与绳子垂直时电场强度最小，由三力平衡得
又
代入数据得
（3）由公式可知面积指有磁场区域的面积，则可得
17．（1）v= （2）q= （3）见解析
【详解】试题分析：（1）线框匀速进入磁场受力平衡：mg=F
F="BIL" I= E=BLv
解得：v=
（2）线框匀速进入磁场所用时间：t=
流经线框导线横截面的电荷量
又已经知道
联立解得：q=
（3）线框匀速进入磁场过程，动能不变，重力势能减少mgL，转化为电能并最终以焦耳热的形式释放出去．
考点：电磁感应的电动势电流和电荷量安培力的计算 能量转化
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
