湖北省2023-2024学年高二物理上学期12月月考试题含解析

Page1高二物理12月月考试卷一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.关于磁感强度B，下列说法中正确的是A.磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B.磁场中某点B的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力方向一致C.在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零D.在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大【答案】D【解析】【详解】AB.磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况及安培力大小无关，磁场中某点B的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力方向垂直，不一致，故AB错误；C.当通电导线与磁场平行放置时，没有安培力，但不能肯定此处没有磁感应强度，故C错误；D.磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大，故D正确；故选：D；2.如图，力传感器固定在天花板上，边长为L的正方形匀质导线框abcd用不可伸长的轻质绝缘细线悬挂于力传感器的测力端，导线框与磁感应强度方向垂直，线框的bcd部分处于匀强磁场中，b、d两点位于匀强磁场的水平边界线上。若在导线框中通以大小为I、方向如图所示的恒定电流，导线框处于静止状态时，力传感器的示数为F1。只改变电流方向，其它条件不变，力传感器的示数为F2，该匀强磁场的磁感应强度大小为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】线框在磁场中受到安培力的等效长度为，当电流方向为图示方向时，由左手定则可知导线框受到的安培力竖直向上，大小为因此对导线框受力平衡可得当导线框中的电流反向，则安培力方向竖直向下，此时有联立可得故选C。3.如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在条形磁铁的左上方固定一根与磁场垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时（）A.磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用B.磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用C.磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用D.磁铁对桌面压力增大，且受到向右的摩擦力作用【答案】C【解析】【分析】先判断电流所在位置的磁场方向，然后根据左手定则判断安培力方向；再根据牛顿第三定律得到磁体受力方向，最后对磁体受力分析，根据平衡条件判断。【详解】根据条形磁体磁感线分布情况得到直线电流所在位置磁场方向，再根据左手定则判断安培力方向，如图：根据牛顿第三定律，电流对磁体的作用力向右下方；选取磁铁为研究对象，磁铁始终静止，根据平衡条件，可知通电后桌面对磁铁的支持力变大，磁铁受到桌面的静摩擦力方向水平向左；最后再根据牛顿第三定律，磁铁对桌面的压力增大。故选C。【点睛】本题关键先对电流分析，得到其受力方向，再结合牛顿第三定律和平衡条件分析磁体的受力情况。4.如图所示，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零．如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为()A.0 B. C. D.2B0【答案】C【解析】【详解】在两导线中均通有方向垂直于纸面向里电流I时，纸面内与两导线距离为l的a点处的磁感应强度为零，如下图所示：

由此可知，外加的磁场方向与PQ平行，且由Q指向P，即B1=B0；依据几何关系，及三角知识，则有：BPcos30°=B0；解得P或Q通电导线在a处的磁场大小为BP=B0；

当P中的电流反向，其他条件不变，再依据几何关系，及三角知识，则有：B2=B0；因外加的磁场方向与PQ平行，且由Q指向P，磁场大小为B0；最后由矢量的合成法则，那么a点处磁感应强度的大小为B=，故C正确，ABD错误．5.如图电路中，电源电动势为E，内电阻r不能忽略。闭合S后，调整R的阻值，使电压表的示数增大ΔU，在这一过程中（）A.通过R1的电流增大，增大量为B.R2两端的电压减小，减小量为ΔUC.通过R2的电流减小，减小量小于D.路端电压增大，增大量为ΔU【答案】AC【解析】【详解】A．R1是定值电阻，根据欧姆定律可知电压表的示数增大ΔU的过程中，通过R1的电流增加，增加量为，故A正确；BC．电压表的示数增大，变阻器有效电阻增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，R2两端电压减小，路端电压增大，则R2两端电压减少量一定小于ΔU，则通过R2的电流减小，减小量小于，故B错误，C正确；D．电压表示数增加，R2电压减小，则路端电压增加量一定小于ΔU故D错误。故选AC。6.如图，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场．一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限．粒子在磁场中运动的时间为A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】运动轨迹如图:即运动由两部分组成,第一部分是个周期,第二部分是个周期,粒子在第二象限运动转过的角度为90°，则运动的时间为；粒子在第一象限转过的角度为60°，则运动的时间为；则粒子在磁场中运动的时间为：，故B正确，ACD错误．.7.从太阳和其他星体发射出的高能粒子流，在射向地球时，由于地磁场的存在，改变了运动方向，对地球起到了保护作用。地磁场的示意图（虚线，方向未标出）如图所示，赤道上方的磁场可看成与地面平行，若有来自宇宙的一束粒子流，其中含有α（He的原子核）、β（电子）、γ（光子）射线以及质子，沿与地球表面垂直的方向射向赤道上空，则在地磁场的作用下（）A.α射线沿直线射向赤道 B.β射线向西偏转C.γ射线向东偏转 D.质子向北偏转【答案】B【解析】【详解】赤道上方磁场方向与地面平行、由南向北，根据左手定则可知，带正电的α射线和质子向东偏转，带负电的β射线向西偏转，不带电的γ射线不偏转。故选B。8.直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列说法不正确的()A.电源的总功率一定减小B.电源的效率一定增大C.电源的内部损耗功率一定减小D.电源的输出功率一定先增大后减小【答案】D【解析】【详解】由电路图可知，当滑动变阻滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路总电阻变大，电源电动势不变，由闭合电路的欧姆定律可知，电路总电流I变小；A．电源电动势E不变，电流I变小，电源总功率P=EI减小，故A正确，不符合题意；B．电源的效率，电源内阻r不变，滑动变阻器阻值R变大，则电源效率增大，故B正确，不符合题意；C．电源内阻r不变，电流I减小，源的热功率PQ=I2r减小，故C正确，不符合题意；D．当滑动变阻器阻值与电源内阻相等时，电源输出功率最大，由于不知道最初滑动变阻器接入电路的阻值与电源内阻间的关系，因此无法判断电源输出功率如何变化，故D错误，符合题意．9.如图所示，电源电动势为E，内电阻为r．当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，下列说法中正确的是（）A.小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B.小灯泡L3变暗，L1、L2变亮C.ΔU1<ΔU2D.ΔU1>ΔU2【答案】BD【解析】【详解】AB．当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，则变亮．变阻器的电阻减小，并联部分的电阻减小，则并联部分电压减小，则L3变暗．总电流增大，而的电流减小，则的电流增大，则变亮，故A错误B正确；CD．电压表的示数减小，电压表的示数增大，由于路端电压减小，所以，故C错误，D正确．故选BD。【名师点睛】在分析电路动态变化时，一般是根据局部电路变化（滑动变阻器，传感器电阻）推导整体电路总电阻、总电流的变化，然后根据闭合回路欧姆定律推导所需电阻的电压和电流的变化（或者电流表，电压表示数变化），也就是从局部→整体→局部10.如图所示，在光滑的水平桌面上，a和b是两条固定的平行长直导线，通过的电流强度相等．矩形线框位于两条导线的正中间，通有顺时针方向的电流，在a、b产生的磁场作用下静止．则a、b的电流方向可能是A均向左B.均向右C.a的向左，b的向右D.a的向右，b的向左【答案】CD【解析】【详解】由右手螺旋定则可知，若a、b两导线的电流方向相同，在矩形线框上、下边处产生的磁场方向相反，由于矩形线框上、下边的电流方向也相反，则矩形线框上、下边所受的安培力相同，所以不可以平衡，则要使矩形线框静止，a、b两导线的电流方向相反，故CD正确．二、非选择题：本题共5小题，共60分。11.（1）用多用电表的欧姆挡测量阻值时，选择倍率为“×100”欧姆挡，按正确的实验操作步骤测量，表盘指针位置如图所示，该电阻的阻值约为________Ω；（2）下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是________；A．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则不会影响测量结果B．测量阻值不同的电阻时，都必须重新进行欧姆调零C．测量电路中的电阻时，应该把该电阻与电路断开（3）用多用电表探测二极管的极性，用欧姆挡测量，黑表笔接a端，红表笔接b端时，指针偏转角较大，然后黑、红表笔反接指针偏转角较小，说明________（填“a”或“b”）端是二极管正极；（4）若这块多用电表经过长期使用导致内部电池电动势变小，内阻变大，则用这块电表的欧姆挡测电阻时测量值________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。【答案】①.②.AC③.a④.偏大【解析】【详解】[1]欧姆表的读数为；[2]A．电流的流向不影响电阻的使用，所以红黑表笔反接不影响测量结果，故A正确；B．只有换挡后需要进行欧姆调零，换电阻不换挡位，不需要进行欧姆调零，故B错误；C．为防止有电源时烧坏表头，或者其他电阻影响测量结果，所以测量电阻时，应将电阻与电路断开，故C正确。故选AC；[3]黑表笔电势高于红表笔，当黑表笔接a端，红表笔接b端时，指针偏转角较大，说明电阻较小，即此时二极管导通，所以a端为二极管正极；[4]电动势减小，内阻增大，会使测量时的电流偏小，即指针偏角小，即电阻测量值偏大。12.如图甲所示为某同学测量电源电动势和内阻的电路图。其中R为电阻箱，Rx为保护电阻。实验步骤如下：（1）将电阻箱的阻值调到合适的数值，闭合开关s1、s2，读出电流表示数为I，电阻箱读数为10.0Ω。断开s2，调节电阻箱的阻值，使电流表示数仍为I，此时电阻箱读数为5.2Ω，则Rx=______Ω。（结果保留两位有效数字）（2）S2断开，S1闭合，调节R，得到多组R和I的数值，并画出图像，如图乙所示。由图像可得，电源电动势E=______V，内阻r=_____Ω。（结果保留两位有效数字）（3）本实验中，因为未考虑电流表的内阻，所以电源内阻的测量值________真实值。（填“大于”或“小于”）【答案】①.4.8②.3.0③.1.2④.大于【解析】【详解】（1）[1]．两次的电流相等，则外电阻相等，则Rx=10.0Ω-5.2Ω=4.8Ω；（2）[2][3]．根据闭合电路的欧姆定律可得E=I（R+Rx+r）整理可得可见图线的斜率为图线的纵截距为结合图象中的数据可得E=3.0Vr=1.2Ω（3）[4]．若考虑电流表内阻影响，则表达式变为则测量值等于电源内阻和电流表内阻之和，则此时内阻的测量值大于真实值。13.如图所示，长为L、质量为m的导体棒ab，置于倾角为θ的光滑斜面上．导体棒与斜面的水平底边始终平行．已知导体棒通以从b向a的电流，电流为I，重力加速度为g.(1)若匀强磁场方向竖直向上，为使导体棒静止在斜面上，求磁感应强度B的大小；(2)若匀强磁场大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，求磁感应强度的最小值和对应的方向．【答案】(1)(2)方向垂直斜面向上【解析】【分析】(1)导体棒受重力、支持力和安培力处于平衡，根据共点力平衡求出安培力的大小，再根据FA=BIL求出磁感应强度的大小;；(2)导体棒所受重力的大小方向不变，支持力的方向不变，根据三角形定则求出安培力的最小值，从而求出磁感应强度的最小值和方向．【详解】(1)根据共点力平衡得，mgtanθ=BIL

；(2)根据三角形定则知，当安培力沿斜面向上时，安培力最小

mgsinθ=BIL

解得，B=B垂直于斜面向上．【点睛】解决本题的关键会根据共点力平衡求解力，以及知道根据三角形定则，当安培力的方向与支持力方向垂直时，安培力有最小值．14.有一方向如图的匀强电场和匀强磁场共存的场区，宽度d＝8cm，一带电粒子沿垂直电场线和磁感线方向射入场区后，恰可做直线运动，若撤去磁场，带电粒子穿过场区后向下侧移了3.2cm。若撤去电场，求带电粒子穿过场区后的侧移量。（不计粒子重力）【答案】4cm【解析】【详解】由题意可知，电场和磁场同时存在时匀速直线运动只有电场时，粒子做类平抛运动：又得只有磁场时，粒子做匀速圆周运动，则解得故穿过场区后的侧移量15.如图所示，半径为R的圆形区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场