2023-2024学年度河南省信阳市罗山县重点高中高二上期12月月考试卷（平行班）物理（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
一、单选题（共32分）
1．带电质点在匀强磁场中运动，某时刻速度方向如图所示，所受的重力和洛仑兹力的合力恰好与速度方向相反，不计阻力，则在此后的一小段时间内，带电质点将（ ）
A．可能做直线运动 B．可能做匀减速运动
C．可能做匀速圆周运动 D．一定做曲线运动
2．真空中有两个静止的点电荷q1、q2，若把它们的电荷量都变为原来的2倍，而它们之间的距离保持不变，则两电荷间的静电力将变为原来的（ ）
A．2倍 B．4倍 C．8倍 D．16倍
3．半径为R的圆形线圈，两端A、B接有一个平行板电容器，线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中，如右图所示，则要使电容器所带电荷量Q增大，可以采取的措施是( )
A．增大电容器两极板间的距离
B．增大磁感应强度的变化率
C．减小线圈的半径
D．改变线圈所在平面与磁场方向间的夹角
4．如图所示，一条绝缘细线，上端固定，下端拴一个电荷量为q的带电小球，将它置于一匀强电场中，电场强度大小为E，方向水平向右．当细线离开竖直位置的偏角为时，小球处于平衡状态，则小球的质量为（ ）
A． B． C． D．
5．如图为一种改进后的回旋加速器示意图，加速电场场强大小恒定，且被限制在AC板间，虚线中间不需加电场，如图所示，带电粒子在P0处由静止经加速电场加速后进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，对该回旋加速器，下列说法正确的是（ ）
A．带电粒子每运动一周被加速两次
B．加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关
C．AC板间的加速电场方向需要做周期性变化
D．右侧相邻圆弧间距离P1P2与P2P3的比值为
6．关于物理学史的下列说法中不正确的是（ ）
A．法拉第通过实验研究确认真空中两点电荷之间相互作用力的规律
B．元电荷e的数值最早由密立根测得
C．法拉第第一个采用电场线描述电场
D．夜间高压线周围出现的绿色光晕，其实是一种微弱的尖端放电现象
7．如图所示，a、b、c为电场中同一条电场线上的三点，其中c为a、b的中点。若一个运动的正电荷仅受电场力先后经过a、b两点，a、b两点的电势分别为，，则（ ）
A．c点电势一定为2V
B．a点的场强一定小于b点的场强
C．正电荷在a点的动能大于在b点的动能
D．正电荷在a点的电势能大于在b点的电势能
8．用电场线能直观方便地描绘电场，图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是电场中的一些点：O 点是两点电荷连线的中点，E、F 是连线垂直平分线上关于 O 点对称的两点，B、C 和 A、D 是两点电荷连线上也关于 O 点对称的点，则下列认识不正确的是（ ）
A．BC 两点场强大小和方向都相同
B．AD 两点场强大小相等，方向相反
C．EF 两点场强大小和方向都相同
D．将一正电荷从B 点移动到 C 点，该正电荷的电势能减小
二、多项选择题（共16分）
9．有两根不同材料的金属丝，长度相同，甲的横截面的圆半径以及电阻率都是乙的2倍，则以下说法正确的有（ ）
A．甲、乙的电阻之比是8:1
B．甲、乙的电阻之比是2:1
C．将甲乙并联在电路中，甲乙消耗的电功率之比是2:1
D．将甲乙串联在电路中，甲乙消耗的电功率之比是1:2
10．图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈。实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，与的电阻值相同
B．图甲中，闭合，电路稳定后，中电流小于中电流
C．图乙中，变阻器R与的电阻值不相同
D．图乙中，断开后极短时间内，中有从右向左的电流
11．如图所示，在xOy平面中第一象限内有一点P(4cm，3cm)，OP所在直线下方有垂直于纸面向里的匀强磁场，OP上方有平行于OP向上的匀强电场，电场强度E=100V/m．现有质量m=1×10-6kg，电量q=2×10-3C带正电的微粒，从坐标原点O以初速度=1×102m/s垂直于OP方向射入磁场，经过P点时速度方向与OP垂直并进入电场，在经过电场中的M点(图中未标出)时的动能为O点时动能的2倍，不计该微粒重力。下列说法正确的是（ ）
A．磁感应强度的大小为0.2T
B．OM两点间的电势差为7.5V
C．粒子从P点运动到M点的时间等于5×10-4s
D．M点的坐标为(3cm，7cm)
12．如图，在xOy坐标平面内有方向平行于坐标平面的匀强电场，abcd是平面内直角梯形的四个顶点，坐标如图所示，已知a、b、c三点电势分别为2V、6V、8V，下列说法正确的是
A．坐标原点O的电势为4V
B．d点的电势为5V
C．c、O两点的电势差等于b、a两点的电势差
D．匀强电场方向沿cb方向
三、实验题（共15分）
13．下图中20分度游标卡尺和螺旋测微器的读数分别为 mm和 mm．
14．某同学利用实验室的器材研究一粗细均匀的导体棒（约为4Ω）的电阻率。
电压表V（量程15.0V，内阻约1kΩ）
电流表A（量程0.6A，内阻）
定值电阻（阻值）
滑动变阻器（最大阻值10Ω）
学生电源E（电动势20V）
开关S和若干导线。
(1)如图甲，用螺旋测微器测得导体棒的直径为 mm；如图乙，用游标卡尺测得导体棒的长度为 cm；
(2)请根据提供的器材，在图丙所示的方框中设计一个实验电路，尽可能精确地测量金属棒的阻值；
(3)实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电表的示数从零开始，根据实验数据选择合适标度描点，在方格纸上作图（如图丁），通过分析可得导体棒的电阻R= Ω（保留一位小数），再根据电阻定律即可求得电阻率。从系统误差的角度分析，电阻 （填“>”“<”或“=”）。
四、解答题（共37分）
15．如图所示的质谱仪由粒子室、加速电场、速度选择器和匀强的偏转磁场四部分组成。加速电场的加速电压为U，速度选择器两极板间的距离为d，电势差为，磁感应强度（未知）。粒子室内充有大量和，粒子从狭缝飘入加速电场的初速度不计，经加速电场加速后从狭缝垂直于电场及磁场进入速度选择器中，沿直线通过速度选择器，从O点垂直于偏转磁场的边界射入偏转磁场，从距O点正下方距离的位置、与磁场边界成θ角进入偏转磁场，偏转磁场磁感应强度大小为B。在偏转磁场边界处放置两个粒子收集装置（图中未画出），收集两种粒子。不计粒子的重力及粒子间的相互作用力，设质子和中子的质量均为m，质子的电荷量为e。求：
（1）速度选择器中磁场的磁感应强度大小；
（2）两粒子收集装置间的距离x。
16．如图所示，水平光滑绝缘轨道AB和半径R=0.4m的竖直光滑绝缘半圆轨道在B平滑连接，置于水平向左的匀强电场中，电场强度。将一质量、电荷量的带负电小球从水平轨道AB上的某一位置无初速度释放，小球经过半圆轨道最高点C的速度大小为，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。求：
（1）小球经过轨道最高点C时对轨道的压力；
（2）释放小球的位置到B点的距离；
（3）小球从释放到最高点C过程中的最大速率。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】在图示时刻，质点所受合力方向与质点速度方向相反，质点做减速运动，质点速度减小，由F=qvB可知，质点受到的洛伦兹力减小，则质点所受重力与洛伦兹力的合力与速度方向不再在同一直线上，即质点的速度方向与所受合力方向不在同一直线上，质点将做曲线运动；由于合力与速度不垂直，粒子不可能做匀速圆周运动。
故选D。
2．B
【详解】由库仑定律有
故选B。
3．B
【详解】由公式知当增大电容器两极板间的距离时电容减小，电压不变，所以由公式知Q减小，所以A不可以，增大磁感应强度的变化率可以增大电容器两端的电压，故电容不变，所以Q增大，B可以，减小线圈的半径，则感应电动势减小即电容器两端的电压减小，所以Q减小，C不可以，线圈垂直磁场此情况是在其他条件不变时感应电动势最大的，所以D不可以。
故选B。
4．A
【详解】小球的受力如图，运用合成法得：
所以
A. 与分析相符，故A正确．
B. 与分析不符，故B错误．
C. 与分析不符，故C错误．
D. 与分析不符，故D错误．
5．B
【详解】AC．带电粒子只有经过AC板间时被加速，即带电粒子每运动一周被加速一次。电场的方向没有改变，则在AC间加速，AC错误；
B．当粒子从D形盒中出来时，速度最大，根据
解得
知加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关，B正确；
D．根据
解得
则
同理
因为每转一圈被加速一次，速度变化量
经过相同位移用的时间根据运动学规律
即
D错误。
故选B。
6．A
【详解】A．库伦通过实验研究确认真空中两点电荷之间相互作用力的规律，选项A错误；
B．元电荷e的数值最早由密立根测得，选项B正确；
C．法拉第第一个采用电场线描述电场，选项C正确；
D．夜间高压线周围出现的绿色光晕，其实是一种微弱的尖端放电现象，选项D正确。
此题选择不正确的选项，故选A。
7．C
【详解】A．沿电场线方向电势降低，由题意知电场线向左，只有在匀强电场中c点的电势为2V。故A错误；
B．一条电场线，无法判断电场线的疏密，就无法判断两点场强的大小，所以a点处的场强Ea可能小于b点处的场强，也可能大于Eb。故B错误；
CD．根据正电荷在电势高处电势能大，可知，正电荷从a点运动到b点的过程中克服电场力做功，电势能一定增大，而由能量守恒得知，其动能一定减小。故C正确，D错误。
故选C。
8．B
【详解】根据对称性看出，B、C两处电场线疏密程度相同，则B、C两点场强大小相同，这两点场强的方向均由B→C，方向相同，故A正确；根据对称性看出，A、D两处电场线疏密程度相同，则A、D两点场强大小相同．由图看出，A、D两点场强方向相同，故B不正确；同理，E、F 两点场强大小和方向都相同，故C正确；将一正电荷从B 点移动到C 点，即正电荷从高电势到低电势，该正电荷的电势能减小，故D正确；本题选不正确的，故选B．
9．CD
【详解】AB．甲的圆半径是乙的2倍，故甲的横截面积是乙的4倍，甲的电阻率是乙的2倍，由电阻定律可知，甲的电阻是乙电阻的一半，即甲、乙的电阻之比是1：2，故AB错误；
C．将两电阻并联时，电压相等，则由可知，甲的电功率是乙电功率的2倍，故C正确；
D．两电阻串联时，电流相等，则由可知，甲的电功率是乙电功率的一半；故D正确；
故选CD。
10．BD
【详解】AB．图甲中，断开的瞬间，灯闪亮，是因为电路稳定时A的电流小于的电流，则可知的电阻小于的电阻，A错误，B正确；
C．图乙中，稳定后与的亮度相同，两个支路的总电阻相同，因两个灯泡电阻相同，所以变阻器R与的电阻值相同，C错误；
D．图乙中，断开瞬间，中电流逐渐减小，中有从右向左的电流，D正确。
故选BD。
11．BC
【详解】A．因粒子过P点时垂直于OP，所以OP为粒子做圆周运动的直径是5cm，由于
解得
故A错误；
BC．进入电场后，沿着电场线方向
，
垂直于电场方向，
，
由题意可知
即
解得
，
粒子从P点运动到M点的时间
OM两点间的电势差
故B正确；
D．M点的坐标：
故D错误。
故选BC。
【点睛】考查粒子在做匀速圆周运动与类平抛运动，并学会处理这两个运动的方法与使用的规律，同时本题关键是正确的画出运动轨迹图。
12．AC
【详解】A. 根据U=Ed可得，匀强电场中相互平行的直线上，电势差与长度成正比，则
代入数据得：
故A正确；
B.根据A选项的分析，有：
代入数据得：
故B错误；
C. 根据A选项的分析，c、o两点的电势差等于b、a两点的电势差，故C正确；
D.b、d两点电势相等，b、d两点连线为等势线，根据电场线与等势线垂直，且由高电势指向低电势知，匀强电场方向沿ba方向故D错误。
故选：AC
13． 50.15 4.700
【详解】[1]．游标卡尺的主尺读数为：5cm=50mm，游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为3×0.05mm=0.15mm，所以最终读数为：50mm+0.15mm=50.15mm．
[2]．螺旋测微器的固定刻度为4.5mm，可动刻度为20.0×0.01mm=0.200mm，所以最终读数为4.5mm+0.200mm=4.700 mm．
14． 4.620 10.14 4.6 =
【详解】(1)[1][2]用螺旋测微器测得导体棒的直径为
4.5mm+0.01mm×12.0=4.620mm
用游标卡尺测得导体棒的长度为
10.1cm+0.1mm×4=10.14cm
(2)[3]要求尽可能精确地测量金属棒的阻值，而滑动变阻器的总阻值较小，则用分压式可以多测几组数据；电压表的量程为15V，则待测电阻的电流最大为
则0.6A的电流表量程太小，不安全，而电流表内阻已知，且有定值电阻，则可以用电流表与定值电阻串联，定值电阻能分部分电压且能精确的得到待测电阻阻值，而电流表选择内接法可以消除系统误差，故电路图如图。
(3)[4][5]根据伏安法可知
解得
Rx=25Ω-RA-R0=25Ω-0.4Ω-20Ω=4.6Ω
因电流表用内接法，且电流表的内阻和定值电阻的阻值已知，则两者分压的系统误差可以消除，则电阻的测量值等于真实值。
15．（1）；（2）
【详解】（1）根据在磁场中沿直线运动可知
经过加速电场有
且
解得速度选择器中磁场的磁感应强度大小为
（2）对，由动能定理有
解得射入偏转磁场的速度为
根据洛伦兹力提供向心力有
根据几何关系有
解得两粒子收集装置间的距离为
16．（1），方向竖直向上；（2）1.7m；（3）
【详解】（1）小球过C点时，由牛顿第二定律
由牛顿第三定律，小球对轨道的压力
解得
方向竖直向上。
（2）从释放小球到C，由动能定理
解得
（3）设小球运动过程中最大速率为vm，此时小球所在位置与圆心的连线与竖直方向的夹角为θ。 则
解得
从释放小球到速率最大，由动能定理
解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
