精品解析：山西省晋中市榆次区山西现代双语学校南校2024-2025学年高二上学期12月月考物理试题

高二12月物理试题 （考试时间：75分钟，试卷满分：100分，试题个数：共15道） 一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求） 1. 在图中，标出磁场B的方向，通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确的是（ ） A. B. C. D. 2. 一个电子以107 m/s的速率垂直射入一个匀强磁场中，受到的洛伦兹力大小为8×10-13 N，则该磁场的磁感应强度大小为（电子的电荷量为1.6×10-19 C）（　　） A. 0.2 T B. 2 T C. 0.5 T D. 1.28 T 3. 为解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引起的。在图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是哪一个（ ） A. B. C. D. 4. 电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干后的保温状态，如图所示是电饭锅的电路图，是一个电阻，是加热用的电阻丝。要使在保温状态下的功率是加热状态时的一半，是（ ） A. B. C. 1 D. 5. A、B 是两种同位素的原子核，它们具有相同的电荷、不同的质量。为测定它们的质量比，使它们从质谱仪的同一加速电场由静止开始加速，然后沿着与磁场垂直的方向进入同一匀强磁场，打到照相底片上。如果从底片上获知A、B在磁场中运动轨迹的直径之比是1.08∶1，则A、B 的质量之比（ ） A. 1.08∶1 B. 1.17∶1 C. 1.62∶1 D. 1.34∶1 6. 质子和粒子在同一匀强磁场中做半径相同的圆周运动。求质子的动能和粒子的动能之比（ ） A. 1∶1 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 1∶4 7. 四个定值电阻连成图所示的电路。、的规格为“”，、的规格为“”。请按消耗功率大小的顺序排列这四个定值电阻（ ） A. B. C. D. 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 8. 在磁场中的同一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样。如图中的几幅图象表现的是导线受力的大小F与通过导线的电流I的关系。a、b各代表一组F—I的数据。下列图中正确的是（　　） A. B. C. D. 9. 如图，匀强磁场的磁感应强度B为0.2T，方向沿x轴的正方向，且线段MN、DC相等，长度为0.4m，线段NC、EF、MD、NE、CF相等，长度为0.3m，通过面积SMNCD、SNEFC、SMEFD的磁通量各是（ ） A. 0.024Wb B. 1.24Wb C. 0 D. 0.024Wb 10. 回旋加速器两个D形金属盒分别和一高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近。若粒子源射出的粒子电荷量为q，质量为m，粒子最大回旋半径为R。则所加交流电源的频率及粒子加速后获得的最大动能（ ） A. B. C. D. 三、实验题（共15分） 11. 在练习使用多用电表的实验中： （1）某同学使用多用电表的欧姆挡粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“×10”挡位，测量时指针偏转如图1所示。以下是接下来的测量过程； a．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准刻度盘上电阻的零刻度，然后断开两表笔 b．旋转选择开关至交流电压最大量程处（或“OFF”挡），并拔出两表笔 c．将选择开关旋到“×1”挡 d．将选择开关旋到“×100”挡 e．将选择开关旋到“×1k”挡 f．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值，断开两表笔 以上实验步骤中的正确顺序是______（填写步骤前的字母）。 （2）重新测量后，指针位于如图2所示位置，被测电阻的测量值为______Ω。 （3）如图3所示为欧姆表表头，已知电流计的量程为μA，电池电动势为V，则该欧姆表的内阻是______kΩ，表盘上30μA刻度线对应的电阻值是______kΩ。 12. 如图甲所示，是标称电压为的方形“叠层电池”，具有体积小输出电压高的特点，主要应用于便携式设备，如对讲机、遥控玩具、万用表等，某实验小组利用如图乙所示的电路图来测量从玩具车上换下来的叠层电池的电动势和内阻，可供选择的器材有： ①电流表，量程为，内阻 ②电流表，量程为，内阻约为 ③滑动变阻器，最大值为 ④电阻箱，调节范围 ⑤一个开关、导线若干 （1）该实验小组将电流表与电阻箱串联后改装为量程为的电压表，则电阻箱应调至_______。 （2）改变滑动变阻器的位置，测得多组实验数据，并作出如图丙所示的关系图线，如果图线与纵轴的交点坐标为，图线的斜率的绝对值为，则通过计算可得电源的电动势为_______，电源内阻_______ 。（结果均保留一位小数） 四、解答题（共3个题，共39分） 13. 如图，在匀强电场中，将电荷量为-6×10-6 C的点电荷从电场中的A点移到B点，静电力做了-2.4×10-5 J 的功，再从B点移到C点，静电力做了1.2×10-5 J的功。已知电场的方向与△ABC所在的平面平行： （1）A、B两点间的电势差UAB和 B、C两点间的电势差UBC分别为多少？ （2）如果规定B点的电势为0，则A点和C点的电势分别为多少？ 14. 小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为，内阻为。车灯接通电动机未起动时，电流表示数为；电动机启动的瞬间，电流表示数达到。问：电动机启动时，车灯的功率减少了多少？ 15. 如图所示，平面直角坐标系中，在轴上方和下方存在场强大小相等、方向相反（均平行与轴）的匀强电场，在轴下方和间存在垂直坐标平面向外的匀强磁场，一质量为、电荷量为的带正电粒子，经过轴上的点时的速率为，方向沿轴正方向，然后经过轴上的点进入磁场，经偏转垂直虚线进入下方电场，不计粒子重力，，，求： （1）粒子到达点时的速度大小和方向； （2）电场强度和磁感应强度的大小； （3）粒子从点出发后至第5次经过轴所经历的时间及此时经过轴的位置坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二12月物理试题 （考试时间：75分钟，试卷满分：100分，试题个数：共15道） 一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求） 1. 在图中，标出磁场B的方向，通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．磁场垂直纸面向里，电流向左，由左手定则可知安培力应竖直向下，图示方向向上，故A错误； B．磁场垂直纸面向外，电流垂直纸面向里，电流方向与磁场方向平行，安培力为零，图示方向向上，故B错误； C．磁场水平向左，电流垂直纸面向外，由左手定则可知安培力竖直向下，故C正确； D．磁场竖直向上，电流水平向右，由左手定则可知安培力应垂直纸面向外，图示方向向下，故D错误。 故选C。 2. 一个电子以107 m/s的速率垂直射入一个匀强磁场中，受到的洛伦兹力大小为8×10-13 N，则该磁场的磁感应强度大小为（电子的电荷量为1.6×10-19 C）（　　） A. 0.2 T B. 2 T C. 0.5 T D. 1.28 T 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】由 得 故选C。 3. 为解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引起的。在图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是哪一个（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必须指向南方，根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故四指的方向应该向西。 故选C。 4. 电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干后的保温状态，如图所示是电饭锅的电路图，是一个电阻，是加热用的电阻丝。要使在保温状态下的功率是加热状态时的一半，是（ ） A. B. C. 1 D. 【答案】B 【解析】 【详解】自动开关K接通时，R1被短路，电路中只有加热用的电阻丝接入电路，由电功率公式可知，此时电路电功率较大，电饭锅处于加热状态；则有 保温时，的功率为 要使在保温状态下的功率是加热状态时的一半，则有 联立解得 故选B。 5. A、B 是两种同位素的原子核，它们具有相同的电荷、不同的质量。为测定它们的质量比，使它们从质谱仪的同一加速电场由静止开始加速，然后沿着与磁场垂直的方向进入同一匀强磁场，打到照相底片上。如果从底片上获知A、B在磁场中运动轨迹的直径之比是1.08∶1，则A、B 的质量之比（ ） A. 1.08∶1 B. 1.17∶1 C. 1.62∶1 D. 1.34∶1 【答案】B 【解析】 【详解】粒子由静止经加速电场加速，由动能定理得 解得 粒子垂直进入匀强磁场后做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得 联立可得轨迹直径 由于两种原子核的电荷量、加速电压、磁感应强度均相同，所以，质量比为 即 故选B。 6. 质子和粒子在同一匀强磁场中做半径相同的圆周运动。求质子的动能和粒子的动能之比（ ） A. 1∶1 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 1∶4 【答案】A 【解析】 【详解】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由 整理得 粒子动能为 质子的电荷量为，质量为，粒子的电荷量为，质量为。在磁感应强度和运动半径均相同的条件下，质子与粒子的动能之比为 即动能之比为 故选A。 7. 四个定值电阻连成图所示的电路。、的规格为“”，、的规格为“”。请按消耗功率大小的顺序排列这四个定值电阻（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】、的阻值为 、的阻值为 根据电路的特点，可知通过、的电流相等；根据，可知 、并联，两端的电压相等，根据可知， 因为通过的电流大于通过的电流，根据可知， 综上分析可得 故选D。 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 8. 在磁场中的同一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样。如图中的几幅图象表现的是导线受力的大小F与通过导线的电流I的关系。a、b各代表一组F—I的数据。下列图中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】导线的方向与磁场方向垂直，根据安培力公式可知，安培力 F=BIL 由于磁场强度B和导线长度L不变，因此F与I的关系图象为过原点的直线，故BC正确，AD错误。 故选BC。 9. 如图，匀强磁场的磁感应强度B为0.2T，方向沿x轴的正方向，且线段MN、DC相等，长度为0.4m，线段NC、EF、MD、NE、CF相等，长度为0.3m，通过面积SMNCD、SNEFC、SMEFD的磁通量各是（ ） A. 0.024Wb B. 1.24Wb C. 0 D. 0.024Wb 【答案】ACD 【解析】 【详解】通过面积SMNCD的磁通量为 由于面积SNEFC与磁场方向平行，所以通过面积SNEFC的磁通量为0； 通过面积SMEFD的磁通量为 故选ACD。 10. 回旋加速器两个D形金属盒分别和一高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近。若粒子源射出的粒子电荷量为q，质量为m，粒子最大回旋半径为R。则所加交流电源的频率及粒子加速后获得的最大动能（ ） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．所加交流电源的周期等于粒子在磁场中的运动周期，则有 则所加交流电源的频率为，故A正确，B错误； CD．已知粒子最大回旋半径为R，由洛伦兹力提供向心力得 解得粒子的最大速度为 则粒子加速后获得的最大动能为，故C错误，D正确。 故选AD。 三、实验题（共15分） 11. 在练习使用多用电表的实验中： （1）某同学使用多用电表的欧姆挡粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“×10”挡位，测量时指针偏转如图1所示。以下是接下来的测量过程； a．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准刻度盘上电阻的零刻度，然后断开两表笔 b．旋转选择开关至交流电压最大量程处（或“OFF”挡），并拔出两表笔 c．将选择开关旋到“×1”挡 d．将选择开关旋到“×100”挡 e．将选择开关旋到“×1k”挡 f．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值，断开两表笔 以上实验步骤中的正确顺序是______（填写步骤前的字母）。 （2）重新测量后，指针位于如图2所示位置，被测电阻的测量值为______Ω。 （3）如图3所示为欧姆表表头，已知电流计的量程为μA，电池电动势为V，则该欧姆表的内阻是______kΩ，表盘上30μA刻度线对应的电阻值是______kΩ。 【答案】（1）d、a、f、b （2） （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 图1中欧姆表的指针偏转过小，说明待测电阻阻值较大，应更换更大的倍率即将选择开关旋到“×100”挡，然后重新进行欧姆调零后进行测量，测量完毕后关闭多用电表并拔出表笔，故正确顺序为d、a、f、b。 【小问2详解】 被测电阻的测量值为 【小问3详解】 [1]根据欧姆表的原理可知，该欧姆表的内阻 [2] 当电流计示数为30μA时，有 两式联立，求得 12. 如图甲所示，是标称电压为的方形“叠层电池”，具有体积小输出电压高的特点，主要应用于便携式设备，如对讲机、遥控玩具、万用表等，某实验小组利用如图乙所示的电路图来测量从玩具车上换下来的叠层电池的电动势和内阻，可供选择的器材有： ①电流表，量程为，内阻 ②电流表，量程为，内阻约为 ③滑动变阻器，最大值为 ④电阻箱，调节范围 ⑤一个开关、导线若干 （1）该实验小组将电流表与电阻箱串联后改装为量程为的电压表，则电阻箱应调至_______。 （2）改变滑动变阻器的位置，测得多组实验数据，并作出如图丙所示的关系图线，如果图线与纵轴的交点坐标为，图线的斜率的绝对值为，则通过计算可得电源的电动势为_______，电源内阻_______ 。（结果均保留一位小数） 【答案】（1）9500 （2） ①. 8.4 ②. 6.9 【解析】 【小问1详解】 把电流表A1（量程，内阻）与电阻箱R0串联改装为量程为U=10V的电压表 解得 【小问2详解】 [1]改装后的电压表量程为10 V，电流表A1​的量程为1.0 mA，因此电压表的示数​（​单位为mA）。根据闭合电路欧姆定律，电源电动势+I2​r（​是干路电流）， 公式变形可得 图线与纵轴的交点坐标为(0,0.84)，即当时，。代入上式得: ，即 [2]图线的斜率的绝对值为0.69， 可得 四、解答题（共3个题，共39分） 13. 如图，在匀强电场中，将电荷量为-6×10-6 C的点电荷从电场中的A点移到B点，静电力做了-2.4×10-5 J 的功，再从B点移到C点，静电力做了1.2×10-5 J的功。已知电场的方向与△ABC所在的平面平行： （1）A、B两点间的电势差UAB和 B、C两点间的电势差UBC分别为多少？ （2）如果规定B点的电势为0，则A点和C点的电势分别为多少？ 【答案】（1），；（2）， 【解析】 【分析】 【详解】（1）根据电势差的定义公式，有 （2）由于规定B点的电势为0，则有 解得A点的电势为 解得C点的电势为 14. 小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为，内阻为。车灯接通电动机未起动时，电流表示数为；电动机启动的瞬间，电流表示数达到。问：电动机启动时，车灯的功率减少了多少？ 【答案】44.8W。 【解析】 【详解】电动机未启动时，车灯、电流表和电源串联，根据闭合电路欧姆定律可知此时的路端电压U=E-Ir=12.5V-10×0.05V=12V 车灯两端电压即路端电压，则车灯的功率 P=UI=12×10W=120W 根据欧姆定律可知，车灯的电阻 电动机启动瞬间，车灯两端电压 U'=E-I’r=12.5V-60×0.05V=9.5V 车灯的功率 车灯的功率减少了 75.2W=44.8W 15. 如图所示，平面直角坐标系中，在轴上方和下方存在场强大小相等、方向相反（均平行与轴）的匀强电场，在轴下方和间存在垂直坐标平面向外的匀强磁场，一质量为、电荷量为的带正电粒子，经过轴上的点时的速率为，方向沿轴正方向，然后经过轴上的点进入磁场，经偏转垂直虚线进入下方电场，不计粒子重力，，，求： （1）粒子到达点时的速度大小和方向； （2）电场强度和磁感应强度的大小； （3）粒子从点出发后至第5次经过轴所经历的时间及此时经过轴的位置坐标。 【答案】（1），方向与轴正方向的夹角为；（2） ，；（3）， 【解析】 【分析】 【详解】（1）如图所示，粒子从到做类平抛运动，设到达时的方向分速度为 由运动学规律有 可得 故粒子在的速度大小 设与轴正方向的夹角为，则 即 （2）粒子从到，据动能定理有 可得 作出粒子轨迹如图所示，设在磁场中做匀速圆周运动的半径为，则由几何关系可得 由 （3）粒子运动一个周期的轨迹如图所示，粒子从运动到 又因为 粒子从运动到 粒子从运动到 则 则粒子第5次经过轴经历了2个周期加1个类平抛的时间，即为 每个周期内粒子会沿轴正方向移动的距离为 则粒子第5次经过轴距坐标原点的距离为 则坐标为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $