湖北省宜城市2023-2024學年高二物理上學期9月月考試題含解析

宜城市2023-2024學年高二年級9月月考物理試卷一、選擇題（每小題4分，共10小題，共40分。1-7為單選，8-10為多選）1.下列各圖標出的磁場B的方向、帶電粒子運動速度v的方向、洛倫茲力的方向，正確的是()A. B.C. D.【答案】C【解析】【詳解】由左手定則可知，A項中的洛倫茲力方向向上；B項中的洛倫茲力方向向下；C項中的洛倫茲力方向向上；D項中的洛倫茲力方向向左。只有C項中的方向正確。故選C。2.關(guān)于電源電動勢，下列說法正確的是（）A.常見充電寶標有或等，此物理量越大，則充電電流越大B.電動勢E跟電源的體積無關(guān)，外電路變化時，E也變化C.電動勢表征了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小，電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能越多，電動勢越大D.電動勢E反映電源做功的能力，電動勢大，則說明其內(nèi)部移動1C的正電荷時，非靜電力做功要多【答案】D【解析】【詳解】A．常見充電寶標有或等，此物理量越大，則充電寶所儲存的電量越多，與充電電流無關(guān)，A錯誤；B．同一電源接入不同的電路中，電動勢不會發(fā)生變化，電動勢是由電源本身性質(zhì)決定，B錯誤；C．電動勢表征了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小，電源電動勢是由電源本身決定的與轉(zhuǎn)化的電能多少無關(guān)，C錯誤；D．電動勢E反映電源做功的能力，電動勢大，則說明其內(nèi)部移動1C的正電荷時，非靜電力做功要多，D正確。故選D。3.如圖所示的電路中,,滑動變阻器的最大阻值為,,當滑片P滑至的中點時,a、b兩端的電壓為()A.30V B.45V C.60V D.75V【答案】A【解析】【詳解】由題可知，滑片P滑至R2的中點，變阻器下半部分電阻為100Ω，下半部分電阻與R1并聯(lián)的阻值為：則ab兩端的電壓為：，A.選項與計算結(jié)果一致，故A正確；B.選項與計算結(jié)果不一致，故B錯誤；C.選項與計算結(jié)果不一致，故C錯誤；D.選項與計算結(jié)果不一致，故D錯誤；4.通電的正三角形導線框abc與無限長通電直導線MN在同一平面內(nèi)，導線框中通以如圖所示順時針方向的電流，bc邊與MN平行。下列說法正確的是（）A.ab邊與ac邊所受的安培力的合力方向與MN平行B.線框所受安培力的合力為零C.線框面積有減小的趨勢D.線框在安培力作用下一定有向左的運動趨勢【答案】D【解析】【詳解】ABD．根據(jù)安培定則，可知無限長通電直導線MN在其右側(cè)產(chǎn)生垂直于紙面向里的磁場，根據(jù)左手定則，可知ab邊與ac邊所受的安培力的合力方向水平向左，與MN垂直，bc受的安培力水平向右，由于ab邊與ac邊更靠近導線MN，磁感應強度越大，故ab邊與ac邊所受的安培力的合力大于bc所受的安培力，則線框所受安培力的合力不為零，故線框在安培力作用下一定有向左的運動趨勢，故AB錯誤，D正確；C．三邊受力均向外，線框面積有擴張的趨勢，故C錯誤。故選D。5.如圖所示，質(zhì)量為、長為的直導線用兩絕緣細線懸掛于、，并處于勻強磁場中，當導線中通以沿正方向的電流，且導線保持靜止時，懸線與豎直方向夾角為，則磁感應強度的最小值及其方向為（重力加速度為）（）A.；軸正向B.；正向C.；負向D.；沿懸線斜向下【答案】D【解析】【詳解】導線受到重力、拉力以及安培力的作用，重力的大小和方向確定，拉力的方向確定，根據(jù)矢量三角形可得，當安培力和拉力垂直時，安培力最小，對應磁場的磁感應強度最小，有mgsinθ=BminIL解得Bmin=根據(jù)左手定則可得磁感應強度方向為沿懸線斜向下，ABC錯誤，D正確。故選D。6.如圖所示，將扁平長方體形狀的霍爾元件水平放置接入電路，勻強磁場垂直于霍爾元件的水平面豎直向下，閉合開關(guān)，讓電流從霍爾元件的左側(cè)流入右側(cè)，則其前后兩表面會形成電勢差?，F(xiàn)有載流子是電子的霍爾元件1和載流子是空穴的霍爾元件2，兩元件均按圖示方式接入電路（閉合開關(guān)），則關(guān)于前后兩表面電勢高低的判斷，下列說法中正確的是（）A.若接入元件1時，前表面電勢高；若接入元件2時，前表面電勢低B.若接入元件1時，前表面電勢低；若接入元件2時，前表面電勢高C.不論接入哪個元件，都是前表面電勢高D.不論接入哪個元件，都是前表面電勢低【答案】A【解析】【詳解】若接入元件1時，霍爾元件中移動的是自由電子，根據(jù)左手定則，電子向后表面偏轉(zhuǎn)，所以前表面電勢高；若接入元件2時，根據(jù)左手定則，空穴向后表面聚集，故后表面電勢高，前表面電勢低。故選A。7.如圖所示，在平板PQ上方有一勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里。某時刻有a、b、c三個電子（不計重力）分別以大小相等、方向如圖所示的初速度va、vb和vc經(jīng)過平板PQ上的小孔O垂直射入勻強磁場。這三個電子打到平板PQ上的位置到小孔O的距離分別是、和，電子在磁場中運動的時間分別為ta、tb和tc。整個裝置放在真空中。則下列判斷正確的是（）A.=< B.<< C.ta＞tb＞tc D.ta=tc＜tb【答案】C【解析】【詳解】AB．三個電子的速度大小相等，軌跡如圖所示垂直進入同一勻強磁場中。由于初速度va和vc的方向與PQ的夾角相等，所以這兩個電子的運動軌跡正好組合成一個完整的圓，則這兩個電子打到平板PQ上的位置到小孔的距離是相等的。而初速度vb的電子方向與PQ垂直，則它的運動軌跡正好是半圓，所以電子打到平板PQ上的位置到小孔的距離恰好是圓的直徑。由于它們的速度大小相等，因此它們的運動軌跡的半徑均相同。所以速度為vb的距離最大。故A錯誤，B錯誤；CD．從圖中可得，初速度va的電子偏轉(zhuǎn)的角度最大，初速度vc的電子偏轉(zhuǎn)的角度最小，根據(jù)粒子在磁場中運動的時間與偏轉(zhuǎn)的角度之間的關(guān)系可得偏轉(zhuǎn)角度最大a運動的時間最長，偏轉(zhuǎn)角度最小的c在磁場中運動的時間最短。故C正確，D錯誤。故選C。8.如圖所示為大型電子地磅電路圖，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r0．不稱重物時，滑片P在A端；稱重物時在壓力作用下使滑片P下滑，滑動變阻器接入電路的阻值發(fā)生變化，通過電流表的示數(shù)即可顯示被稱物體的重量值．已知P的滑動過程，彈簧始終未超出彈性限度，則閉合開關(guān)S后A.不稱重物時電流表的不數(shù)為零B.達到最大稱重值時電路中的電流為C.電流表示數(shù)越大，則說明所稱物體越重D.所稱物體越重，電源的總功率越大【答案】CD【解析】【詳解】A.不稱重時，P在A端，接入電路的電阻最大，電流最小，但不為零，故A錯誤；B.達到最大稱重值時，滑動端到達B端，此時滑動變阻器接入電路的電阻為零，則電路中的電流為，選項B錯誤；C.所稱物體越重，P越向下，接入的電阻越小，電流越大，故C正確；D、總功率P總=EI，E不變，所稱物體越重，電流I越大，則電源的總功率越大，故D正確．9.薄鋁板將同一勻強磁場分成Ⅰ、Ⅱ兩個區(qū)域，高速帶電粒子穿過鋁板前后在兩個區(qū)域內(nèi)運動的軌跡如圖所示，半徑。假定穿過鋁板前后粒子帶電荷量保持不變，但鋁板對粒子的運動有阻礙，則該粒子（）A.帶負電 B.在Ⅰ、Ⅱ區(qū)域的運動速度大小相同C.在Ⅰ、Ⅱ區(qū)域的運動時間相同 D.從Ⅱ區(qū)域穿過鋁板運動到Ⅰ區(qū)域【答案】AC【解析】【詳解】AD．粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得qvB=m解得粒子穿過鋁板后，速率減小，電量不變，知軌道半徑減小，所以粒子是從區(qū)域Ⅰ穿過鋁板運動到區(qū)域Ⅱ，根據(jù)左手定則知，粒子帶負電，故A正確，D錯誤；B．高速帶電粒子穿過鋁板后速率減小，知在Ⅰ、Ⅱ區(qū)域的運動速度大小不同，故B錯誤；C．粒子在磁場中做圓周運動的周期周期大小與粒子的速度無關(guān)，粒子在你兩區(qū)域的運動時間都是半個周期，則粒子在Ⅰ、Ⅱ區(qū)域的運動時間相同，故C正確。故選AC。10.如圖甲，一帶電物塊無初速度地放上皮帶輪底端，皮帶輪以恒定大小的速率沿順時針傳動，該裝置處于垂直紙面向里的勻強磁場中，物塊由底端E運動至皮帶輪頂端F的過程中，其圖像如圖乙所示,物塊全程運動的時間為4.5s,關(guān)于帶電物塊及運動過程的說法正確的是A.該物塊帶正電B.皮帶輪的傳動速度大小一定為1m/sC.若已知皮帶的長度,可求出該過程中物塊與皮帶發(fā)生的相對位移D.在2～4.5S內(nèi),物塊與皮帶仍可能有相對運動【答案】AD【解析】【詳解】由圖乙可知，物塊做加速度逐漸減小的加速運動．物塊的最大速度是1m/sA項：對物塊進行受力分析可知，開始時物塊受到重力、支持力和摩擦力的作用，設動摩擦因數(shù)為μ，沿斜面的方向：μFN-mgsinθ=ma①物塊運動后，又受到洛倫茲力的作用，加速度逐漸減小，由①式可知，物塊的加速度逐漸減小，一定是FN逐漸減小，而開始時：FN=mgcosθ，后來：FN′=mgcosθ-f洛，即洛倫茲力的方向是向上的．物塊沿傳送帶向上運動，由左手定則可知，物塊帶正電，故A正確；B、D項：物塊向上運動的過程中，洛倫茲力越來越大，則受到的支持力越來越小，結(jié)合①式可知，物塊的加速度也越來越小，當加速度等于0時，物塊達到最大速度，此時：mgsinθ=μ（mgcosθ-f洛）②由②可知，只要傳送帶的速度大于等于1m/s，則物塊達到最大速度的條件與傳送帶的速度無關(guān)，所以傳送帶的速度可能是1m/s，有可能是大于1m/s，物塊可能相對于傳送帶靜止，有可能相對于傳送帶不靜止．故B錯誤，D正確；C項：由以上的分析可知，傳送帶的速度不能判斷，所以若已知皮帶的長度，也不能求出該過程中物塊與皮帶發(fā)生的相對位移．故C錯誤．故選AD．二、非選擇題。（共5小題，共60分）11.將一銅片和一鋅片分別插入一個蘋果內(nèi)，就構(gòu)成了簡單的“水果電池”，其電動勢約為1.5V?？墒沁@種電池并不能點亮額定電壓為1.5V、額定電流為0.3A的手電筒上的小燈泡，原因是流過小燈泡的電流太小了，實驗測得不足3mA。為了測定該水果電池的電動勢和內(nèi)阻，提供的實驗器材有：水果電池電流表A（量程0~3mA，內(nèi)阻約為0.5Ω）電壓表V（量程0~1.5V，內(nèi)阻約為3kΩ）滑動變阻器R1（阻值0~10Ω，額定電流1A）滑動變阻器R2（阻值0~3kΩ，額定電流為1A）電鍵，導線若干（1）應選_________（選“a”或“b”）電路圖實驗。（2）實驗中滑動變阻器應選用_________（填器材代號）。（3）根據(jù)實驗記錄數(shù)據(jù)，經(jīng)描點、連線得到水果電池的路端電壓隨電流變化的U-I圖像如圖所示，由圖可知，水果電池的電動勢E=_________V，內(nèi)阻r=_________Ω。內(nèi)阻的測量結(jié)果將_________（選填“偏大”“偏小”或“不變”）【答案】①a②.R2③.1.35④.450⑤.偏大【解析】【詳解】(1)[1]由題意可知水果電池內(nèi)阻較大，為減小實驗誤差，相對于電源來說，電流表應采用內(nèi)接法，因此應選擇圖a所示電路圖。(2)[2]電源的內(nèi)阻大約若選用0～10Ω的滑動變阻器，移動滑片，電流基本不變，因此滑動變阻器應選：R2（阻值0～3kΩ，額定電流為1A）。(3)[3]由圖示電源U-I圖線可知，圖象與縱軸截距為1.35，則電源電動勢為[4]電池內(nèi)阻為[5]由圖a所示電路圖可知，相對于電源來說電流表采用內(nèi)接法，電源內(nèi)阻的測量值等于電源內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻之和，電源內(nèi)阻測量值大于真實值。12.某同學利用如圖(a)所示電路，測量一個量程為0~3V，內(nèi)阻約3kΩ的電壓表V1的內(nèi)阻Rx，所用的實驗器材有：待測電壓表V1；電壓表V2（量程0~10V，內(nèi)阻約10kΩ）；滑動變阻器R1(0~500Ω)；定值電阻R=5.0kΩ；電源E（電動勢8V，內(nèi)阻較?。?；開關(guān)一個、導線若干?；卮鹣铝袉栴}：(1)根據(jù)圖(a)所示的電路，在圖(b)中用筆畫線代替導線將實物圖的電路連接完整______；(2)閉合開關(guān)S前應先將滑動變阻器的滑片調(diào)到最____端（填“左”或“右”），多次調(diào)節(jié)滑動變阻器，記下電壓表V1的示數(shù)U1和電壓表V2的示數(shù)U2；(3)該同學以U2為縱坐標，U1為橫坐標建立坐標系，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)描點作圖如圖(c)所示，由電路圖可知U2與U1的關(guān)系式為U2=______（用題中所給物理量符號表示），結(jié)合圖線（c）和已知數(shù)據(jù)可求得待測電壓表內(nèi)阻Rx=______kΩ；(結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。【答案】①.實物連線圖②.左③.④.3.2【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)電路圖連接實物圖，如圖所示（2）[2閉合開關(guān)S前應先將滑動變阻器的滑片調(diào)到左端，使通過待測電壓表和R的電流和兩端的電壓為零，保護電路；（3）[3]電壓表測量電壓表和R的總電壓，根據(jù)歐姆定律得解得[4]圖像的斜率為根據(jù)圖像可知解得13.如圖所示，一電荷量為的帶電粒子，以速度垂直射入磁感應強度為、寬度為的有界勻強磁場中，射出磁場時的速度方向與原來粒子的入射方向的夾角，求：（1）畫出軌跡圖，并求出帶電粒子在磁場中運動的軌道半徑；（2）帶電粒子的電性和質(zhì)量；（3）帶電粒子穿過磁場的時間?！敬鸢浮浚?），；（2）帶電粒子帶正電，；（3）【解析】【詳解】（1）電子垂直射入勻強磁場中，只受洛倫茲力作用做勻速圓周運動，畫出軌跡，如圖所示由幾何知識得到，軌跡的半徑為（2）由左手定則，可知，帶電粒子帶正電，由牛頓第二定律得解得（3）由幾何知識得到，軌跡的圓心角為，故穿越磁場的時間為14.在傾角的絕緣斜面上，固定一光滑金屬框，寬，接入電動勢、內(nèi)阻的電池，垂直框面放置一根質(zhì)量的金屬棒，金屬棒接入電路的電阻的阻值為，整個裝置放在磁感應強度、方向垂直于框面向上的勻強磁場中，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值使金屬棒靜止在框架上，如圖所示。（框架的電阻不計，框架與金屬棒接觸良好，?。?。求：（1）畫出受力圖，并求出金屬棒受到安培力的大小；（2）滑動變阻器接入電路的阻值；（3）現(xiàn)先將金屬棒固定，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電源輸出功率最大，然后由靜止釋放，求釋放瞬間金屬棒的加速度大小及方向?！敬鸢浮浚?），1N；（2）；（3），方向沿金屬框向上【解析】【詳解】（1）設金