浙江省金华第一中学2022-2023学年高二物理上学期12月月考试题（Word版附解析）

高二12月阶段性检测物理试题卷一、单选题（每题4分，共28分）1.静电除尘装置如图所示，它由金属管A和管中金属丝B组成，A接高压电源负极，B接高压电源的正极，关于静电除尘的原理，下列说法正确的是（　　）A.煤粉等烟尘在靠近B时被电离成正、负离子B.因为金属外壳接地，所以B的电势比A的电势高C.煤粉等烟尘吸附电子后被吸在B上D.煤粉等烟尘吸附电子后被吸在A上，最后由于重力的作用掉落在装置底部【答案】B【解析】【详解】A．由题意可知靠近B的空气被电离，煤粉等烟尘吸附正离子后带正电，A错误；B．A接高压电源的负极，B接高压电源的正极，所以B的电势比A的电势高，B正确；C．因为A接高压电源的负极，煤粉等烟尘吸附正离子后被吸在A上，C错误；D．煤粉等烟尘吸附正离子后被吸在A上，最后由于重力的作用掉落在装置底部，D错误。故选B。2.在图示电路中，A、B为两块正对水平金属板，G为静电计。开关S闭合后，静电计指针张开一个角度，板间的带电油滴悬浮在两板之间静止不动，不考虑静电计电量的变化对平行板电容器的影响，下列说法正确的是（　　）A.若仅将A板水平向右缓慢平移一些，油滴依然静止不动B.若仅将B板竖直向下缓慢平移一些，静电计指针的张角将变大C.若断开S，仅将A板水平向左缓慢平移一些，静电计指针的张角将变小第21页/共21页学科网（北京）股份有限公司 D.若断开S，仅将B板竖直向上缓慢平移一些，油滴的电势能变小【答案】B【解析】【详解】A．仅将A板水平向右缓慢平移一些，两板正对面积减小，根据，电容C减小，电容器与电源相连，电压不变，根据Q=CU，电荷量Q减小，电容器放电，电流方向为顺时针。电路中有一二极管，当电容器放电时，二极管电阻无穷大，电路相当于断路，则电容器的电荷量不变，电压U增大。平移A板前，带电油滴静止不动，受到向上的电场力大小等于重力大小，可知油滴带正电，平移A板后，电场力，电场力变大，油滴将向上运动，故A错误；B．仅将B板竖直向下缓慢平移一些，两板间距增大，根据，电容C减小，电容器与电源相连，电压不变，根据Q=CU，电荷量Q减小，电容器放电，电流方向为顺时针。电路中有一二极管，当电容器放电时，二极管电阻无穷大，电路相当于断路，则电容器的电荷量不变，电压U增大，静电计指针的张角将变大，故B正确；C．断开S，电容器电荷量不变，仅将A板水平向左缓慢平移一些，两板正对面积减小，根据，电容C减小，根据Q=CU，电压U增大，静电计指针的张角将变大，故C错误；D．断开S，电容器电荷量不变，仅将B板竖直向上缓慢平移一些，两板间距减小，根据，电容C增大，根据Q=CU，电场强度，电场强度不变，电场不变，油滴不动；油滴与B板的电势差由于减小，所以油滴与B板间的电压减小，又B板接地，所以油滴的电势升高，油滴的电势能变大，故D错误。故选B。3.如图所示电路中，R1、R3为定值电阻，R2为滑动变阻器，C为电容器，电表均为理想电表，滑动变阻器R2的滑片向右滑动过程中，电流表A1、A2的示数变化量的绝对值分别为、，电压表示数变化量的绝对值为。下列说法正确的是（　　）第21页/共21页学科网（北京）股份有限公司 A.电流表A1示数变小，A2示数变小，且B.电阻R3中有向右的电流C.与的比值一定小于电源内阻rD.电阻R2消耗的功率变大【答案】C【解析】【详解】A．滑动变阻器R2的滑片向右滑动时，接入电路的电阻增大，闭合回路的总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流减小，即A2的示数变小；由可知U增大，又由欧姆定律可知增大；由于可知减小，则A1示数变小，且的减小量大于的减小量，即，故A错误；B．电容器两端的电压等于电压表电压，且上极板带正电，由可知Q变大，则电流从右向左流过电阻R3，故B错误；C．由闭合电路欧姆定律可知整理得所以第21页/共21页学科网（北京）股份有限公司 故C正确；D．消耗的功率为最大时，有此时有因R2与R1、r的并联电阻关系不确定，所以滑片向右滑动过程中，电阻R2消耗的功率不一定变大，故D错误。故选C。4.交警使用的某型号酒精测试仪如图甲，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均为理想电表。测试仪可根据电压表读数变化判断驾驶员饮酒情况。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法正确的是（　　）A.电压表的示数变大，电流表的示数变小B.酒精气体浓度越大，电源的输出功率越大C.适当增大的电阻值，则同等酒精气体浓度下吹气前后电压表示数变化会更大D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变【答案】D【解析】【详解】A．当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，传感器电阻R的阻值变小，由可知电流I变大，电流表的示数变大，由第21页/共21页学科网（北京）股份有限公司 可知电压表的示数变小，故A错误；B．电源的输出功率因为不知道与r的具体关系未知，故无法确定酒精气体浓度越大时，电源的输出功率如何变化，故B错误；C．由闭合电路欧姆定律可得可知同等酒精浓度下吹气前后即的变化量相同，增大R0，则增大，则有减小，C错误；D．由闭合电路欧姆定律可知既电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变，故D正确。故选D。5.如图所示，图甲两通电直导线平行放置，虚线与是两导线在同一平面内，它到两导线的距离相等且与两导线平行：图乙中在虚线两侧对称地固定两根垂直纸平面的长直导线。图甲、图乙中导线分别通有等大反向的电流I。带负电的粒子分别以初速度沿图中的虚线射入。装置均处于真空中，不计粒重力。下列说法正确的是（　　）A.图甲中带电粒子将做匀速直线运动B.图乙中带电粒子将做匀速圆周运动C.图甲中带电粒子的向下偏转，且速率保持不变D.图乙中带电粒子沿虚线直线运动，其动能将先增大后减小【答案】C【解析】第21页/共21页学科网（北京）股份有限公司 【详解】AC．甲图，根据右手螺旋定则得导线间磁场垂直纸面向里，根据左手定则，带负电的粒子受力向下，由于磁场不是匀强磁场，所以粒子不能做匀速圆周运动，洛伦兹力不做功，故粒子向下偏转，速率不变。A错误，C正确；BD．乙图，根据右手螺旋定则得导线间磁场水平向右，与粒子运动方向平行，故粒子不受力，做匀速直线运动。BD错误。故选C。6.车速表是用来测量车辆瞬时速度的一种装置，其工作原理如图所示。永久磁铁固定在驱动轴上，当车运动时，驱动轴会带动磁铁转动，由于电磁感应，由金属做成的速度盘也会随之转动，从而带动指针指示出相应的速度。则下列说法正确的是（　　）A.速度盘和磁铁将以相同的角速度同时转动B.在速度盘转动过程中，穿过整个速度盘的磁通量发生了变化C.速度盘中产生的感应电流受到的安培力驱使速度盘转动D.速度盘中的感应电流是速度盘中的自由电子随圆盘转动形成的【答案】C【解析】【详解】A．当磁铁转动时，由于电磁感应，速度盘也会随磁铁发生转动，但会略有滞后，故A错误；B．在速度盘转动的过程中，穿过整个速度盘的磁通量不发生变化，故B错误；C．当磁铁转动时，在速度盘中会产生感应电流，感应电流在磁铁产生的磁场中受到安培力，安培力驱使速度盘转动，故C正确；D．速度盘中的感应电流是由电磁感应产生的，不是速度盘中的自由电子随圆盘转动形成的，故D错误。故选C。7.类比是物理学中常用的思想方法．狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感线星均匀辐射状分布，距离它r处的磁感应强度大小为B=k/(k为常数)．磁单极S的磁场分布如图所示，将其固定，有一带电小球在S附近做匀速圆周运动，则下列判断正确的是第21页/共21页学科网（北京）股份有限公司 A.若小球带正电，其运动轨迹平面可在S正上方且从上往下看顺时针转动，如图甲所示B.若小球带正电，其运动轨迹平面可在S正下方且从上往下看逆时针转动，如图乙所示C.若小球带负电，其运动轨迹平面可在S正上方且从上往下看顺时针转动，如图甲所示D.若小球带负电，其运动轨迹平面可在S正下方且从上往下看逆时针转动，如图乙所示【答案】C【解析】【详解】AC．要使带电小球能做匀速圆周运动，则洛仑兹力与重力的合力应能充当向心力；在甲图中，若粒子为正电荷且顺时针转动（由上向下看）则其受洛伦兹力斜向下，与重力的合力不指向圆心；而若为负电荷，但顺时针转动，同理可知，合力也可以充当向心力，故A错误，C正确；BD．在乙图中，若小球带正电，运动轨迹平面在S正下方且从上向下看逆时针转动，则其受洛伦兹力斜向上，与重力的合力不可能指向圆心；若小球带负电，运动轨迹平面在S正下方且从上向下看逆时针转动，则其受洛伦兹力斜向下，故其与重力的合力向下，合力不能全部提供向心力，故不会做匀速圆周运动，故BD错误；二、多选题（4×3=12）8.如图（甲），粗糙、绝缘的水平地面上，一质量的带负电小滑块（可视为质点）在处以初速度沿x轴正方向运动，滑块与地面间的动摩擦因数。整个区域存在沿水平方向的电场，滑块在不同位置所具有的电势能如图（乙）所示，P点是图线最低点，虚线AB是经过处的切线，并且AB经过（0，3）和（3，0）两点，，则（　　）A.处的电势最高B.滑块向右运动过程中，速度始终减小第21页/共21页学科网（北京）股份有限公司 C滑块运动至处时，速度最大D.滑块向右一定不能经过处的位置【答案】ABD【解析】【详解】A．滑块在处电势能最低，由因为滑块带负电，所以处的电势最高，A正确；BC．图像斜率的绝对值表示滑块所受电场力的大小，所以滑块在处所受电场力大小为滑块所受滑动摩擦力大小为所以在区间内，滑块所受电场力与滑动摩擦力方向相反，且不断减小，则滑块所受合外力方向与速度方向相反；在之后，滑块所受电场力与滑动摩擦力同向，且不断增大，则滑块所受合外力方向也与速度方向相反。综上所述可知滑块向右运动过程中，速度始终减小，在处速度最大，B正确，C错误；D．滑块在处的电势能与在处的电势能相等，根据能量守恒定律,若滑块能够经过处，则应满足根据题中数据可知实际情况并不满足上式，所以滑块一定无法经过处的位置，D正确。故选ABD。9.2019年1月11日1时11分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将“中星2D”卫星发射升空，升空后的卫星能量补给主要靠太阳能电池.硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点.如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象，图线b是某纯电阻电器的U-I图象.则在该光照强度下，把该电池和该电器组成一个电路时，电池的（）第21页/共21页学科网（北京）股份有限公司 A.内阻为5.5B.输出功率为12.5WC.内耗功率为0.22WD.效率为50%【答案】AC【解析】【详解】由闭合电路欧姆定律得U=E−Ir，当I=0时，E=U，由a与纵轴的交点读出电动势为E=3.6v.根据两图线交点处的状态可知，将它们组成闭合回路时路端电压为U=2.5V，电流为I=0.2A．A.将它们组成闭合回路时路端电压为U=2V，电流为I=0.2A，则电池的内阻为故A正确；B.电池的输出功率为：P出=UI=2.5×0.2W=0.5W故B错误；C.此时硅光电池的总功率为：P总=EI=3.6×0.2W=0.72W内耗功率为P内=P总-P出=0.22W故C正确；D.电池的输出效率为：η=×100%=×100%≈69.4%故D错误．10.如图，一长度为a的竖直薄挡板MN处在垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B。O点有一粒子源在纸面内向各方向均匀发射电荷量为+q、质量为m的带电粒子，所有粒子的初速度v（未知）大小相第21页/共21页学科网（北京）股份有限公司 同。已知初速度与夹角为发射的粒子恰好经过N点（不被挡板吸收），粒子与挡板碰撞则会被吸收，，，不计粒子重力，不考虑粒子间的相互作用。则（　　）A.粒子在磁场中圆周运动的半径为B.挡板左侧能被粒子击中的竖直长度为aC.粒子能击中挡板右侧的粒子数占粒子总数的D.若调节初速度v大小使挡板的右侧被粒子击中的竖直长度为a，则v的最小值为【答案】CD【解析】【分析】【详解】A．粒子轨迹如图1所示，设半径为R，由几何关系可知解得R=a选项A错误；B．当轨迹刚好与MN相切时，粒子能打到板上最大长度，如图轨迹2，设速度方向与ON夹角为，由几第21页/共21页学科网（北京）股份有限公司 何关系解得由此可得所以，挡板左侧能被粒子击中的竖直长度为，选项B错误；C．要使粒子打到右侧，则有两个临界条件，如图轨迹1、3，夹角为60°，则比例为，选项C正确；D．由C选项可知使挡板的右侧被击中的竖直长度为a，速度方向与ON夹角为60°，由洛伦兹力提供向心力解得选项D正确。故选CD。三、实验题（每空2分，共20分）11.某同学利用下列实验器材设计一个电路来研究某压敏电阻的压阻效应，然后将该压敏电阻改装为压力传感器测量压力。已知该电阻的阻值变化范围为50Ω~250Ω。供选择的实验器材如下：A．电源E（电动势为3V，内阻不计）B．电流表（量程为3mA，内阻）C．电流表（量程为30mA，内阻约为1Ω）D．电压表V（量程为15V，内阻约为5kΩ）E．电阻箱（0~9999.9Ω）F．定值电阻第21页/共21页学科网（北京）股份有限公司 G．开关S及导线若干（1）为了较准确地测量电阻，请在图甲中虚线框内将测量电阻的实验电路图补充完整，并在图中标出所选器材的符号。________（2）要测量电阻，在电阻上加一个竖直向下的力F，闭合开关S后，根据所设计的电路需要测量和记录的物理量有________。A．通过电流表的电流B．通过电流表的电流I2C．电压表V两端的电压UD．电阻箱的电阻（3）该同学根据实验测量结果，作出压敏电阻随所加外力F的–F图像，如图乙所示。该同学将这种压敏电阻与一个量程为3V的理想电压表按如图丙所示电路改装成测量压力的仪表，已知电源，内阻不计，为了使改装后的压力表的量程为0~100N，压力为100N时对应电压表3V的刻度，则定值电阻________Ω，电压表2V刻度对应压力表________的刻度。【答案】①.②.ABD##BAD##DAB##DBA##BDA##ADB③.150④.50N【解析】【详解】（1）[1]由于器材中所给电压表的量程远大于电源电压，所以需要用电流表与电阻箱串联改装成电压表，实验电路如下图所示第21页/共21页学科网（北京）股份有限公司 （2）[2]由实验原理可知，电流表A1和R1串联后和Rx并联，根据欧姆定律得所以需要读取的数据为电流表A1和A2的读数I1、I2，电阻箱的阻值R1，故ABD正确，C错误。故选ABD。（3）[3]由图乙可知由图丙利用欧姆定律得由题意，F=100N时，U=3V可得[4]将U=2V代入，得F=50N12.某实验小组用如图所示电路探究“变压器的电压与匝数的关系”，图中变压器为可拆变压器。实验提供的器材有A．多节干电池第21页/共21页学科网（北京）股份有限公司 B．学生电源C．直流电压表D．多用电表（1）电源应选______，测量电压应选______；（均选填字母代号）（2）若用匝数匝和匝的变压器做实验，在原线圈的两端分别加上2V、4V、6V和8V的电压，测量出副线圈两端的相应的电压，记录在下面的表格中。表格中第2次实验，副线圈上电压的示数如图丙所示，电压量程为0~10V交流电压挡，读数为______，并计算出此次实验______；实验次数123424683.911.85.7第21页/共21页学科网（北京）股份有限公司 1:1.951:1.971:1.96（3）实验可得结论______________；（4）导致实验误差的原因可能是__________________。A．原线圈所加电压小B．变压器的铁芯漏磁C．变压器的铁芯产生涡流【答案】①.B②.D③.7.80④.⑤.在误差允许的范围内，理想变压器的原线圈与副线圈的电压之比等于线圈匝数之比⑥.BC##CB【解析】【详解】（1）[1]实验需要提供交流电源，干电池只能提供直流电源，所以电源应选学生电源。[2]实验中要测量的是交流电压，故不能选直流电压表，只能选用多用电表。（2）[3][4]电压量程为0~10V交流电压挡，测交流电压应读多用电表最下边一行，故读数为7.80V。则出此次实验中（3）[5]根据实验数据可得，在误差允许的范围内，理想变压器的原线圈与副线圈的电压之比等于线圈匝数之比。（4）[6]A．原线圈输入电压大小不会影响电压比和匝数比，故A错误；B．变压器的铁芯漏磁使得能量损耗，从而导致电压比与匝数比有差别，故B正确；C．变压器的铁芯产生涡流使得能量损耗，从而会导致电压比与匝数比有差别，故C正确。故选BC。四、解答题（14+14+12=20）13.如图甲所示，大量质量为m、电荷量为e的质子连续不断地由静止开始经电压为的电场加速后，沿水平金属板A、B间的中线射入偏转电场，A、B两板长度均为L，两板间距离为，两板右端L远处竖直放置一足够大的屏，A、B两板间电压按如图乙所示的规律作周期性变化，周期为T，电压，不计质子的重力及质子之间的相互作用，计算结果可以用m、e、T、L表示。求：（1）质子射入偏转电场时的速度大小；（2）时射入偏转电场的质子穿出两板时沿垂直极板方向偏移的距离；第21页/共21页学科网（北京）股份有限公司 （3）时间段内某时刻射入偏转电场的质子打到屏上的点距离屏中心的最大距离。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）对质子在电场加速过程由动能定理有解得（2）质子在板间运动时间质子时刻射入偏转电场沿电场方向的运动分量图像如图1。（3）质子时刻射入偏转电场沿电场方向的运动分量图像如图2。第21页/共21页学科网（北京）股份有限公司 所以质子不能从板间离开设t时刻射入偏转电场的质子恰能从极板边缘飞离偏转电场打到屏上，其沿电场方向的运动分量图像如图3。解得14.如图所示，在O-xyz三维坐标系中以yOz平面为界，x＜0空间有沿x轴正方向的匀强电场，x＞0空间有沿x轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电量为q的带正电粒子，由A点（－d，－d，0）沿y轴正方向以大小为v0的速度射出，之后粒子恰好能从O点射入磁场，粒子重力不计，求：（1）匀强电场的电场强度大小；（2）粒子到达O点时的速度大小；（3）粒子在磁场中运动时到xOy平面的最大距离；第21页/共21页学科网（北京）股份有限公司 （4）从粒子进入磁场开始计时，其经过x轴的时刻及经过x轴时的位置坐标。【答案】（1）；（2）；（3）；（4），【解析】【详解】（1）粒子先在xOy平面内做类平抛运动，加速度大小为根据运动学规律有联立以上三式解得（2）粒子到达O点时速度方向的反向延长线一定经过水平位移的中点，设速度方向与x轴正方向夹角为θ，则解得粒子在O点处的x轴分速度大小为根据速度的合成可得粒子到达O点时的速度大小为（3）粒子进入磁场后，在沿x方向以vx做匀速直线运动，在yOz平面内做匀速圆周运动，设其运动半径第21页/共21页学科网（北京）股份有限公司 R，根据牛顿第二定律有解得所以粒子在磁场中运动时到xOy平面的最大距离为（4）粒子做匀速圆周运动的周期为粒子在空间中做螺旋运动，从粒子进入磁场开始计时，每经过一个周期的时间，粒子经过x轴一次，所以其经过x轴的时刻为经过x轴时粒子到O点的距离为即位置坐标为。15.如图所示，质量的U形线框ABCD平放于水平粗糙平面上，AB长度为，阻值为，AD和BC足够长且阻值不计，线框与地面的摩擦因数，PQ左右两侧存在大小均为，方向分别为水平向左和竖直向下的匀强磁场，质量的光滑金属棒MN放于PQ左侧的线框上，处于U形线框之间的阻值为，线框在恒力的作用下，由静止开始向右运动，求：（1）线框最终稳定时的速度；（2）从线框开始运动至其刚达到稳定速度的过程中，线框滑行距离，且MN的产生的热量，求该过程中摩擦力做的功？第21页/共21页学科网（北京）股份有限公司 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）金属框在恒力F的作用下先做加速度减小的变加速运动，设金属框的最终的稳定速度大小为，稳定时电动势①感应电流②安培力③根据受力平衡可得④⑤其中⑥联立以上各式，代入数据得⑦（2）从线框开始运动至其刚达到稳定速度的过程中，由动能定理可知⑧由功能关系可知⑨能量分配⑩第21页/共21页学科网（北京）股份有限公司 代入数据得第21页/共21页学科网（北京）股份有限公司