精品解析：广东省广州市第四中学2024-2025学年高二上学期12月月考物理试卷

广州市第四中学2024学年第一学期12月月考试卷 高二物理 一、单选题 1. 关于以下场景的说法正确的是（　　） A. 图甲为静电除尘原理的示意图，带负电的尘埃将被吸附到电极上 B. 如图乙所示，给汽车加油前要触摸一下静电释放器，是为了导走人身上的静电 C. 图丙中摇动起电机，烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明，其工作原理为尖端放电 D. 丁图，用头发屑可以模拟电场线，图中的电荷一定是带正电 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据图甲可知，极板A与电源正极连接，极板A带正电，带负电的尘埃受到指向极板A的电场力作用，带负电的尘埃被收集在带正电的极板A上，故A错误； B．图乙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器，其目的是导走人身上的静电，故B正确； C．图丙中摇动起电机，电极之间形成电场，将气体电离，电子被吸附到烟雾颗粒上，使烟雾颗粒带负电，导致烟雾颗粒可以向正极移动，工作原理为静电吸附，故C错误； D．电荷的电场都是辐射状的，所以头发屑模拟的可能是正点电荷形成的电场，也可能是负点电荷形成的电场，故D错误。 故选B。 2. 如图，是小丽家的太阳能电池，因户外使用时间较久，厂家标记的参数已模糊不清。为了解相关参数，小丽测量了此电池不接负载时两极间电压为22V，接上10Ω的电阻时两极间电压为16V。则此电池的电动势和内阻分别为（　　） A. 22V和3.75Ω B. 16V和3.75Ω C. 22V和10Ω D. 16V和10Ω 【答案】A 【解析】 【详解】不接负载时两极间电压为，则电池的电动势为22V；根据闭合电路欧姆定律有 代入数据解得 故选A。 3. 正电子是电子的反粒子，正电子与电子的质量相等，带的电荷量也相等，与电子不同的是正电子带正电。在云室中有垂直于纸面的匀强磁场（方向未画出），从P点先后发出两个电子和一个正电子，三个粒子的运动轨迹如图中1、2、3所示。下列说法正确的是（　　） A. 轨迹1对应的粒子初速度最大 B. 磁场方向垂直于纸面向里 C. 轨迹3对应的粒子运动速度越来越大 D. 轨迹2对应的粒子做匀速圆周运动的周期最大 【答案】B 【解析】 【详解】B．根据题图可知，1和3粒子绕转动方向一致，则1和3粒子为电子，2为正电子，电子带负电且顺时针转动，根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，故B正确； C．电子在云室中运行，洛伦兹力不做功，但粒子受到云室内填充物质的阻力作用，所有粒子的速度越来越小，故C错误； A．带电粒子若仅在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，则有 解得半径为 根据题图可知轨迹3对应的粒子运动的半径最大，速度最大，故A错误； D．根据周期表达式有 可知三个粒子的周期相同，故D错误。 故选B。 4. 现代多数人由于运动量减少，体重逐渐增加，体内的脂肪也逐步增多，我们可以用某型号脂肪测量仪（如图甲所示）来测量脂肪积累程度，其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例（体液中含有钠离子、钾离子等，而脂肪不容易导电），模拟电路如图乙所示。已知：，测量时，闭合开关，测试者分握两手柄，体型相近的两人相比，脂肪含量高者，其电路中（　　） A. 电流表示数更大 B. 电源的输出功率更高 C. 路端电压更小 D. 电压表示数更大 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意可知：脂肪不容易导电。脂肪含量高者，接入段的电阻更大。根据闭合电路的欧姆定律可知电路中总阻值越大，干路电流越小，电流表示数越小，故A错误； B．外电路的总电阻 且 继而 可知越大，电源的输出功率越小，故B错误； C．外电路的总电阻越大，路端电压越大，故C错误； D．越大，其分压越大，电压表的示数越大，故D正确。 故选D。 5. 污水中污泥絮体的沉淀去污技术原理如图所示，金属圆盘和金属棒分别接电源的正负极，将圆盘置于污泥槽底部，接通电源可将污泥絮体收集到圆盘上。圆盘与棒之间的电场分布如图实线所示，虚线为其中一个等势面。某一污泥絮体（视为质点）仅受电场力从A到B的运动轨迹如图所示，B点为轨迹、电场线和等势面的共同交点。下列说法正确的是（　　） A. 污泥絮体带正电 B. 污泥絮体在A处的加速度大于在B处的加速度 C. 污泥絮体在A处的动能小于在B处的动能 D. A处电势大于B处电势 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据曲线运动的合力指向轨迹的凹侧，可知污泥絮体受到的电场力与场强方向相反，则污泥絮体带负电，故A错误； B．根据电场线的疏密程度可知，A处场强小于B处场强，则A处所受电场力较小，加速度较小，所以污泥絮体在A处的加速度小于在B处的加速度，故B错误； D．根据沿电场方向电势降低，结合等势面与电场线垂直，可知A处电势小于B处电势，故D错误； C．A处电势小于B处电势，污泥絮体带负电，所以污泥絮体在A处的电势能大于B处的电势能，所以A处的动能小于在B处的动能，故C正确。 故选C。 6. 电磁场与现代高科技密切关联，并有重要应用。对以下四个科技实例，说法正确的是（　　） A. 图甲的速度选择器能使速度大小的粒子沿直线匀速通过，且与粒子的带电性质、带电量、速度方向均无关 B. 图乙的磁流体发电机正常工作时电流方向为，电阻两端的电势差小于发电机的电动势 C. 图丙是质谱仪工作原理示意图，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，粒子的比荷越小 D. 图丁为电磁流量计的示意图，在、一定时，根据流量得，其中为导管的横截面积 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据速度选择器原理有 可得 故速度选择器能使速度大小的粒子沿直线匀速通过，且与粒子的带电性质、带电量无关，电场力方向恒定，洛伦兹力与速度方向有关，所以与粒子速度方向有关，故A错误； B．根据左手定则可知，图乙的磁流体发电机正常工作时电流方向为，但工作时磁流体发电机也有内阻，则R两端的电势差小于发电机的电动势，故B正确； C．图丙是质谱仪工作原理示意图，粒子进入磁场前，先经过速度选择器，则粒子的速度相等，在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得 可得 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，则说明半径越小，则粒子的比荷越大，故C错误； D．当液体M、N点间的电势差为U时，离子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡状态，有 解得 流量等于单位时间流过液体的体积，有，故D错误。 故选B。 7. 工厂在生产纺织品时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器。其中甲、乙为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上。当流水线上通过的产品厚度增大时，则甲、乙两板的（　　） A. 电容减小 B. 电压变大 C. 电荷量变大 D. 板间电场强度减小 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．电容器始终与恒压电源相连，其两极板间的电势差不变，根据，可知，当产品厚度增大，等效相对介电常数增大，电容器的电容增大，再根据，可知极板带电荷量增大，故AB错误，C正确； D．因两板之间的电势差不变，板间距不变，所以两板间的电场强度不变，故D错误。 故选C。 二、多选题 8. 如图为回旋加速器工作原理示意图。置于真空中的D形盒之间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可忽略。匀强磁场与盒面垂直，粒子在磁场中运动周期为TB，两D形盒间的狭缝中的交变电压周期为TE。若不考虑相对论效应和粒子重力的影响，则（　　） A. TB=TE B. TB=2TE C. 粒子从电场中获得动能 D. 粒子从磁场中获得动能 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．粒子每运动半周，被电场加速一次，故粒子在磁场中的运动周期与两D形盒间的狭缝中的交变电压变化周期相等，即 TB=TE A正确，B错误； CD．电场力对粒子做正功，使粒子动能增大，即粒子从电场中获得动能，洛伦兹力只改变粒子的运动方向，不对粒子做功，粒子没有从磁场中获得动能，C正确，D错误。 故选AC。 9. 图甲所示，一个立方体空间被对角平面划分成两个区域，两区域分布有磁感应强度大小相等、方向相反，且与y轴平行的匀强磁场。一粒子以某一速度从立方体左侧垂直平面进入磁场，并穿过两个磁场区域。已知该粒子运动轨迹在平面的投影如图乙所示，则粒子的带电情况与磁场方向可能正确的有（　　） A. 粒子带正电 B. 粒子带正电 C. 粒子带负电 D. 粒子带负电 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．若粒子带正电，根据图乙粒子运动轨迹结合左手定则可知，左侧区域磁场垂直于平面向里，右侧区域磁场垂直于平面向外，故A错误，B正确； CD．若粒子带负电，根据图乙粒子运动轨迹结合左手定则可知，左侧区域磁场垂直于平面向外，右侧区域磁场垂直于平面向里，故C正确，D错误。 故选BC。 10. 如图甲，A、B为真空中两个固定的点电荷，沿AB连线的中垂线建立x轴，规定x轴正方向为电场的正方向，x轴上的场强变化规律如图乙所示且关于中点对称。下列说法正确的是（　　） A. A、B带等量正电 B. 图乙中处的切线斜率为零，故场强为零 C. 处的电势低于处的电势 D. 将一负点电荷q沿x轴从处移动到处的过程中，其电势能先减小后增大 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由图乙可知，AB连线的中点处的电场强度为零，则点电荷A、B带等量电荷。由于规定x轴正方向为电场的正方向，处电场强度为，则处的电场方向沿x轴的负方向，由此可知，点电荷A、B带正电，故A正确，B错误； C．根据等量同种电荷周围电场的对称性可知，将同一试探电荷分别从和处移到处，电场力做功相同，则电势能变化相同，即处的电势等于处的电势，故C错误； D．将一负点电荷q沿x轴从处移动到处的过程中，电场力先做正功后做负功，则电势能先减小后增大，故D正确。 故选AD。 三、实验题 11. 用如图甲所示的多用电表测量一个阻值约为的电阻，测量步骤如下： （1）调节_________________（选“”或“”或“”），使多用电表指针对准电流“”刻度线； （2）将选择开关旋转到“”挡的____________（填“”或“”）位置； （3）将红、黑表笔分别插入“”“”插孔，并将____________，调节____________（选“”或“”或“”），使电表指针对准____________； （4）将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，若多用电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为_________。 【答案】（1） （2） （3） ①. 两表笔短接 ②. ③. 电阻的零刻度线 （4） 【解析】 【小问1详解】 多用表使用前需要进行机械调零，机械调零需要调节指针定位螺丝S，使多用电表指针对准电流“”刻度线； 【小问2详解】 由于待测电阻的阻值约为，为了使指针尽量位于刻度盘的中间区域，应将选择开关旋转到“”挡的“”位置； 【小问3详解】 [1][2][3]将红、黑表笔分别插入“”“”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准电阻的零刻度线； 【小问4详解】 将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，若多用电表读数如图乙所示，则该电阻的阻值为 12. 某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示的电路，所用器材如下： A．干电池一节； B．电压表（量程为，内阻较大）； C．电阻箱（阻值为）； D．开关一个和导线若干。 （1）根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的实物图补充完整_________。 （2）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值、相应的电压表的示数。根据记录的数据作出的图像如图丙所示，则该干电池的电动势________、内阻________。（结果均保留两位小数） （3）由于电压表的内阻不是无穷大的，因此本实验干电池的内阻的测量值____________（填“偏大”“偏小”或“准确”）。 【答案】（1） （2） ①. ②. （3）偏小 【解析】 【小问1详解】 电路连线如图所示： 【小问2详解】 由闭合电路欧姆定律可知 变形可得 结合图丙可得， 解得， 【小问3详解】 由于电压表的内阻不是无穷大的，因此实验中测得的电池的内阻是电压表的内阻与电源内阻并联后的阻值，即 即本实验干电池的内阻的测量值偏小。 四、解答题 13. 为水平放置、间距为的平行导轨，左端接有如图所示的电路。电源的电动势为，内阻为，小灯泡乙的电阻为。将导体棒静置于导轨上，整个装置处在匀强磁场中，磁感应强度大小为，方向与导体棒垂直且与两水平导轨所在平面的夹角，匀质导体棒质量为，阻值为。闭合开关后，导体棒恰好未滑动。已知导体棒和导轨间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计导轨的电阻，取。求； （1）请在导体棒截面图上画出其受力分析图（力的示意图/正交分解图均可，要求尺规作图） （2）求流过导体棒的电流的大小？ 【答案】（1）见详解 （2）1A 【解析】 【小问1详解】 对导体棒受力分析，如右图所示 【小问2详解】 导体棒恰好未滑动，摩擦力达到最大静摩擦力，则由平衡条件 又由于 解得流过导体棒的电流为 14. 如图，是半径为的圆的圆心、是直径，虚线内有垂直纸面的匀强磁场。现有一质量为、电荷量为的离子，以速率在纸面内沿半径射入磁场。已知，离子垂直边界离开磁场。 （1）求磁感应强度的大小和方向； （2）求离子在磁场中运动的时间。 【答案】（1），方向垂直纸面向里 （2） 【解析】 【小问1详解】 根据题意可作出粒子的运动轨迹图： 由粒子的运动及受力可知磁感应强度的方向垂直纸面向里； 根据几何关系可知粒子运动的半径 根据粒子做匀速圆周运动的洛伦兹力提供向心力可知 联立解得 【小问2详解】 根据几何关系，有 解得 15. 如图所示，足够长光滑斜面与粗糙的水平面用一小段圆弧连接，水平向左的匀强电场只存在于水平面上两虚线之间，场强大小为 ，两虚线的距离为 ，可视为质点的滑块A和滑块B质量均为 ，其中滑块A带正电 ，滑块B不带电且静止于左侧虚线处。现让A在斜面高为 处静止释放，与B碰撞后粘连在一起且不再分开。已知两滑块与水平面的动摩擦因数均为，重力加速度g取10m/s2，接触面均绝缘。求∶ （1）碰后两滑块的速度大小； （2）判断两滑块是否从右侧离开电场； （3）若电场强度E大小可调，其它数据不变，试讨论E取不同值时，AB碰后电场力对整体所做的功。 【答案】（1） （2）不会从右侧离开 （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 设A和B碰前后的速度分别为和，则有 碰撞动量守恒，则有 解得 【小问2详解】 碰后对整体，根据牛顿第二定律 解得 滑块减速至零的位移为 故不会从右侧离开； 【小问3详解】 设电场强度为时，整体恰好减速至右侧虚线。则 解得 设电场强度为时，整体在电场中电场力与滑动摩擦力大小相等 解得 综上：①若，则整体可以从右侧出去，电场力做功为 ②若，因为，故整体 减速到零后则静止，设减速位移为s，则 碰后电场力做功为 解得 ③若，因为，故整体将反向加速，多次往返后最后停在B点，故碰后电场力做功为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 广州市第四中学2024学年第一学期12月月考试卷 高二物理 一、单选题 1. 关于以下场景的说法正确的是（　　） A. 图甲为静电除尘原理的示意图，带负电的尘埃将被吸附到电极上 B. 如图乙所示，给汽车加油前要触摸一下静电释放器，是为了导走人身上的静电 C. 图丙中摇动起电机，烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明，其工作原理为尖端放电 D. 丁图，用头发屑可以模拟电场线，图中的电荷一定是带正电 2. 如图，是小丽家的太阳能电池，因户外使用时间较久，厂家标记的参数已模糊不清。为了解相关参数，小丽测量了此电池不接负载时两极间电压为22V，接上10Ω的电阻时两极间电压为16V。则此电池的电动势和内阻分别为（　　） A. 22V和3.75Ω B. 16V和3.75Ω C. 22V和10Ω D. 16V和10Ω 3. 正电子是电子的反粒子，正电子与电子的质量相等，带的电荷量也相等，与电子不同的是正电子带正电。在云室中有垂直于纸面的匀强磁场（方向未画出），从P点先后发出两个电子和一个正电子，三个粒子的运动轨迹如图中1、2、3所示。下列说法正确的是（　　） A. 轨迹1对应的粒子初速度最大 B. 磁场方向垂直于纸面向里 C. 轨迹3对应的粒子运动速度越来越大 D. 轨迹2对应的粒子做匀速圆周运动的周期最大 4. 现代多数人由于运动量减少，体重逐渐增加，体内的脂肪也逐步增多，我们可以用某型号脂肪测量仪（如图甲所示）来测量脂肪积累程度，其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例（体液中含有钠离子、钾离子等，而脂肪不容易导电），模拟电路如图乙所示。已知：，测量时，闭合开关，测试者分握两手柄，体型相近的两人相比，脂肪含量高者，其电路中（　　） A. 电流表示数更大 B. 电源的输出功率更高 C. 路端电压更小 D. 电压表示数更大 5. 污水中污泥絮体的沉淀去污技术原理如图所示，金属圆盘和金属棒分别接电源的正负极，将圆盘置于污泥槽底部，接通电源可将污泥絮体收集到圆盘上。圆盘与棒之间的电场分布如图实线所示，虚线为其中一个等势面。某一污泥絮体（视为质点）仅受电场力从A到B的运动轨迹如图所示，B点为轨迹、电场线和等势面的共同交点。下列说法正确的是（　　） A. 污泥絮体带正电 B. 污泥絮体在A处的加速度大于在B处的加速度 C. 污泥絮体在A处的动能小于在B处的动能 D. A处电势大于B处电势 6. 电磁场与现代高科技密切关联，并有重要应用。对以下四个科技实例，说法正确的是（　　） A. 图甲的速度选择器能使速度大小的粒子沿直线匀速通过，且与粒子的带电性质、带电量、速度方向均无关 B. 图乙的磁流体发电机正常工作时电流方向为，电阻两端的电势差小于发电机的电动势 C. 图丙是质谱仪工作原理示意图，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，粒子的比荷越小 D. 图丁为电磁流量计的示意图，在、一定时，根据流量得，其中为导管的横截面积 7. 工厂在生产纺织品时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器。其中甲、乙为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上。当流水线上通过的产品厚度增大时，则甲、乙两板的（　　） A. 电容减小 B. 电压变大 C. 电荷量变大 D. 板间电场强度减小 二、多选题 8. 如图为回旋加速器工作原理示意图。置于真空中的D形盒之间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可忽略。匀强磁场与盒面垂直，粒子在磁场中运动周期为TB，两D形盒间的狭缝中的交变电压周期为TE。若不考虑相对论效应和粒子重力的影响，则（　　） A. TB=TE B. TB=2TE C. 粒子从电场中获得动能 D. 粒子从磁场中获得动能 9. 图甲所示，一个立方体空间被对角平面划分成两个区域，两区域分布有磁感应强度大小相等、方向相反，且与y轴平行的匀强磁场。一粒子以某一速度从立方体左侧垂直平面进入磁场，并穿过两个磁场区域。已知该粒子运动轨迹在平面的投影如图乙所示，则粒子的带电情况与磁场方向可能正确的有（　　） A. 粒子带正电 B. 粒子带正电 C. 粒子带负电 D. 粒子带负电 10. 如图甲，A、B为真空中两个固定的点电荷，沿AB连线的中垂线建立x轴，规定x轴正方向为电场的正方向，x轴上的场强变化规律如图乙所示且关于中点对称。下列说法正确的是（　　） A. A、B带等量正电 B. 图乙中处的切线斜率为零，故场强为零 C. 处的电势低于处的电势 D. 将一负点电荷q沿x轴从处移动到处的过程中，其电势能先减小后增大 三、实验题 11. 用如图甲所示的多用电表测量一个阻值约为的电阻，测量步骤如下： （1）调节_________________（选“”或“”或“”），使多用电表指针对准电流“”刻度线； （2）将选择开关旋转到“”挡的____________（填“”或“”）位置； （3）将红、黑表笔分别插入“”“”插孔，并将____________，调节____________（选“”或“”或“”），使电表指针对准____________； （4）将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，若多用电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为_________。 12. 某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示的电路，所用器材如下： A．干电池一节； B．电压表（量程为，内阻较大）； C．电阻箱（阻值为）； D．开关一个和导线若干。 （1）根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的实物图补充完整_________。 （2）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值、相应的电压表的示数。根据记录的数据作出的图像如图丙所示，则该干电池的电动势________、内阻________。（结果均保留两位小数） （3）由于电压表的内阻不是无穷大的，因此本实验干电池的内阻的测量值____________（填“偏大”“偏小”或“准确”）。 四、解答题 13. 为水平放置、间距为的平行导轨，左端接有如图所示的电路。电源的电动势为，内阻为，小灯泡乙的电阻为。将导体棒静置于导轨上，整个装置处在匀强磁场中，磁感应强度大小为，方向与导体棒垂直且与两水平导轨所在平面的夹角，匀质导体棒质量为，阻值为。闭合开关后，导体棒恰好未滑动。已知导体棒和导轨间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计导轨的电阻，取。求； （1）请在导体棒截面图上画出其受力分析图（力的示意图/正交分解图均可，要求尺规作图） （2）求流过导体棒的电流的大小？ 14. 如图，是半径为的圆的圆心、是直径，虚线内有垂直纸面的匀强磁场。现有一质量为、电荷量为的离子，以速率在纸面内沿半径射入磁场。已知，离子垂直边界离开磁场。 （1）求磁感应强度的大小和方向； （2）求离子在磁场中运动的时间。 15. 如图所示，足够长光滑斜面与粗糙的水平面用一小段圆弧连接，水平向左的匀强电场只存在于水平面上两虚线之间，场强大小为 ，两虚线的距离为 ，可视为质点的滑块A和滑块B质量均为 ，其中滑块A带正电 ，滑块B不带电且静止于左侧虚线处。现让A在斜面高为 处静止释放，与B碰撞后粘连在一起且不再分开。已知两滑块与水平面的动摩擦因数均为，重力加速度g取10m/s2，接触面均绝缘。求∶ （1）碰后两滑块的速度大小； （2）判断两滑块是否从右侧离开电场； （3）若电场强度E大小可调，其它数据不变，试讨论E取不同值时，AB碰后电场力对整体所做的功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $