河南省九师联盟2024-2025学年高二上学期12月月考物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1高二物理考生注意：1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。4.本卷命题范围：必修第一册，必修第二册，必修第三册，选择性必修第二册第一章。一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1.关于下列物理学知识，说法正确的是（）A.麦克斯韦首先提出电磁波的存在，并用实验证实了电磁波的存在B.首先发现电磁感应的物理学家是安培C.将闭合线圈放在变化的磁场中一定会产生感应电流D.医院的“拍片子”检查使用的是X射线，也是电磁波【答案】D【解析】A．麦克斯韦首先提出了电磁波的存在，赫兹用实验证明了电磁波存在，故A错误；B．首先发现电磁感应的物理家是法拉第，故B错误；C．闭合线圈放在变化的磁场中，没有说明摆放位置，磁通量可能不变，不一定有感应电流，故C错误；D．拍片子用的是X射线，X射线是电磁波，故D正确。故选D。2.北京时间2024年10月30日4时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，成功对接于空间站天和核心舱，发射取得圆满成功。载人飞船的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道，载人飞船首先从圆轨道Ⅰ的A点变轨到椭圆轨道Ⅱ，然后在椭圆轨道Ⅱ的B点再变轨进入预定轨道Ⅲ，下列说法正确的是（）A.飞船从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ需要在A点减速B.若飞船在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上运行的周期分别为、、，则C.飞船分别在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上运行时，经过相同时间，飞船与地心连线扫过的面积相等D.飞船在轨道Ⅱ上运行时经过B点的速度大于7.9km/s【答案】B【解析】A．飞船从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，做离心运动，需要在A点加速，故A错误；B．由开普勒第三定律由图可知轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的半径逐渐变大，所以周期关系为故B正确；C．轨道Ⅰ和轨道Ⅱ不是同一个轨道，不适用于开普勒第二定律，故C错误；D．轨道Ⅲ的运行速度一定小于，由轨道Ⅱ变轨到轨道III需在B点加速，所以B点速度一定小于，故D错误。故选B。3.如图所示，质量为m、边长为L的正三角形导线框abc用轻绳悬挂在天花板上，导线框三边粗细均匀、材质相同，ab边水平，空间存在垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出）。现将a、b两端接在输出电压恒定的电源上，当ab边的电流强度为I时，轻绳恰好没有拉力，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.a端接电源正极B.磁感应强度大小为C.ab边受安培力大小为D.若仅使磁场方向变为垂直纸面向里，则轻绳拉力大小为3mg【答案】B【解析】A．轻绳恰好没有拉力，由左手定则，ab边所受安培力的方向竖直向上，bc边和ca边所受安培力的合力方向也竖直向上，电流方向从b到a，故a端接电源负极，故A错误；B．设正三角形导线框三边电阻均为R，设通过ab的电流为I，通过acd的流为I′，则则ab边的安培力为，方向竖直向上acd的有效长度也是L，则其安培力为，方向竖直向上线框所受安培力的合力为得磁感应强度大小故B正确；C．ab边的安培力为故C错误；D．若仅使磁场方向变为垂直纸面向里，线框所受安培力的合力为方向竖直向下，故轻绳拉力大小故D错误。故选B。4.如图所示，电路中有ab、cd、ef三根导线、电源、灯泡、，其中有且只有一根导线或灯泡是断的，电源电动势为12V。某同学想利用多用电表的直流电压挡检查出断路处，下列说法正确的是（）A.若测得ab间电压接近12V，断路处一定是abB.若测得ad间电压接近12V，断路处一定是C.若测得ac间电压为0，断路处一定是cdD.若想测得ae间电压，则a端应接黑表笔【答案】A【解析】A．若ab间电压接近电源电压，则断路在ab之间，故A正确；B．若ad间电压接近电源电压，则断路在ab或或cd处，故B错误；C．若ac间电压为0，则断路在cd或或ef处，故C错误；D．根据红进黑出，a端应接红表笔，故D错误。故选A5.如图所示为一种电容式声音传感器，可将声信号转化为电信号。电路中a、b构成一个电容器，b是固定不变的金属板，a是能在声波作用下沿竖直方向往复振动的渡有金属层的振动膜。闭合开关S，若声源P发出声波使a振动，下列说法正确的是（）A.a向下振动时，电流计G中的电流方向向上B.a向下振动时，两板间电场强度增大C.声波的能量越大，金属板所带电荷量越小D.若断开开关S，a向下振动时，两板间电势差不变【答案】B【解析】A．开关S闭合时，两板间电势差U不变，根据电容决定式a向下振动时，板间距离减小，电容变大，根据电容定义式可知Q增大，电容器充电，电流计G有向下的电流，故A错误；B．开关S闭合时，两板间电势差U不变，根据a向下振动时d减小，可知两板间电场强度E增大，故B正确；C．声波能量越大，板间距d减小越多，根据电容决定式可知电容C越大，根据Q=CU可知电荷量越大，故C错误；D．开关S断开，电荷量Q不变，a向下振动时，板间距减小，根据电容决定式可知电容C增大，根据可知U减小，故D错误。故选B。6.如图所示，在匀强电场中有一虚线圆，半径，ab和cd是圆的两条直径，其中ab与匀强电场方向的夹角为60°，cd与匀强电场方向平行，现在圆心O处固定一正点电荷，a、b两点的电势差，c点电场强度为零，电子带电荷量大小，下列说法正确的是（）A.匀强电场的场强大小B.d点的电场强度大小为C.将电子从d点移到c点，电场力做功为D.电子沿圆周顺时针从a运动到b，电势能先增大后减小【答案】C【解析】A．由于圆心处的点电荷在圆周上的电势均相同，因此a、b两点的电势差由匀强电场决定，在匀强电场中，由电势差和电场强度公式可知解得故A错误；B．因为c点场强为零．故点电荷在圆周上产生的场强和匀强电场等大，即又因为在d点两电场同向，则d点场强大小为故B错误；C．电子从d点移到c点，圆心O处点电荷对电子做功为零，由电场力做功公式故C正确；D．电子沿圆周顺时针移动时，圆心O处放置的点电荷对电子不做功，故可知电子沿圆周顺时针从a到b，电场力先做正功后做负功，则电势能先减小后增大，故D错误。故选C。7.如图所示为一种新型的回旋加速器示意图，两D形盒处于垂直纸面向里的匀强磁场中，两D形盒左边的缝隙间放置一对中心开有小孔a、b的平行金属板M、N，每当带电粒子从a孔进入时，立即在两板间加上恒定电压，粒子经加速后从b孔射出时，立即撤去电压。粒子进入D形盒中的匀强磁场后做匀速圆周运动，最终被引出。D形盒的缝隙间无磁场，不计粒子在电场中的运动时间，不考虑相对论效应，下列说法正确的是（）A.比荷相同的正负粒子均可用该装置加速B.粒子每次做圆周运动的半径之比C.粒子每次做圆周运动的半径增大，故周期也增大D.增大板间电压，粒子在D形盒中运动的时间不变【答案】B【解析】A．对于负电荷所受洛伦兹力方向与正电荷所受洛伦兹力方向相反，那么该装置不能用来加速比荷相同的正粒子，故A错误；B．洛伦兹力提供粒子做圆周运动向心力，则设加速粒子的电压为,n为加速的次数，由动能定理得联立解得(n=12,3)所以粒子每次做圆周运动的半径之比故B正确；CD．粒子每次做圆周运动的半径为(n=1,2,3)那么粒子做圆周运动的周期为所以尽管粒子在D形盒中运动的半径不断变大，但周期不变，最大动能不变，增大板间电压，粒子在电场间加速次数变少，则做圆周运动的次数变少，在D形盒中运动的时间变小，故CD错误；故选B。8.如图所示，在光滑水平地面上放着一个截面为圆弧的柱状物体M，M与竖直墙之间放一光滑圆球N，对物体M施加一水平向左的推力F使整个装置处于静止状态。设墙壁对N球的弹力为，物体M对N球的弹力为，现逐渐缓慢减小推力F，N球与地面始终未接触，下列说法正确的是（）A.N球的高度上升 B.减小，增大C.减小，减小 D.的值不变【答案】CD示根据受力平衡条件可得，整理得，现逐渐缓慢减小推力F，N球高度降低，它们仍处于静止状态，则减小，减小，故C正确，AB错误；D．由力的平行四边形定则可知故不变，故D正确。故选CD。9.如图所示电路中，电流表、电压表均为理想电表，C为电容器，R为滑动变阻器，为定值电阻，电源内阻为r。闭合开关S至电路稳定后，将滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动一小段距离，电压表的示数变化量大小为，电压表的示数变化量大小为，电流表A的示数变化量大小为，下列判断正确的是（）A.的值变大 B.C.变阻器消耗的功率一定变大 D.电容器带电荷量变大【答案】BD【解析】A.由闭合电路欧姆定律，可得则有即的值不变，故A错误；B.同理，有则有即故B正确；C.当滑动变阻器的阻值为时，变阻器功率最大，因不知道与变阻器阻值关系，故无法确定变阻器功率如何变化，故C错误；D.滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动一小段距离，R电阻变小，总电流变大，电压变大，电容器电压变大，带电荷量变大，故D正确。故选BD。10.磁流体发电技术是目前世界上正在研究的新兴技术。如图所示，等离子体进入两平行极板之间的区域，速度为v，两金属板的板长（沿初速度方向）为L，板间距离为d，金属板的正对面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于等离子体初速度方向，并与极板平行，负载电阻为R，等离子体充满两板间的空间。当稳定发电时，电流表的示数为I。下列说法正确的是（）A.稳定发电时，带电粒子受到的洛伦兹力和电场力等大反向B.稳定发电时，正电荷受洛伦兹力向上，负电荷受洛伦兹力向下C.稳定发电时，产生的电动势大小为BLvD.稳定发电时，板间等离子体的等效阻值为【答案】AD【解析】ABC．等离子体飞入磁场中时，受到洛伦兹力的作用，根据左手定则判断知，正电荷向下极板聚集，负电荷向上极板聚集，在极板间产生竖直向上的电场，当粒子受到的洛伦兹力与电场力等大反向时，稳定发电。由，可得稳定发电时，极板间的电动势故A正确，BC错误；D．由题意，根据闭合电路欧姆定律有可得稳定发电时，板间等离子体的等效阻值为故D正确。二、非选择题：本题共5小题，共54分。11.用如图甲实验装置验证、组成的系统机械能守恒。从高处由静止开始下落，上拖着纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图乙所示为实验中获取的一条纸带：O是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图乙中未标出），计数点间的距离如图乙所示。已知、，打点计时器频率为50Hz，回答下列问题（结果保留三位有效数字）（1）若重力加速度g取，从开始至打下E点过程中系统动能的增量________J，系统势能的减少量=________J。（2）若某同学作出图像如图丙，则当地的实际重力加速度________。【答案】（1）1.661.69（2）9.78【解析】（1）[1]打点计时器频率为50Hz，每相邻两计数点间还有4个点，故相邻两计数点间的时间间隔为打下E点时的速度从开始至打下E点过程中系统动能增加量为[2]从开始至打下E点过程中系统势能的减少量为（2）系统机械能守恒，系统动能的增加量等于系统势能的减少量，则代入数据，可得当地的实际重力加速度为12.实验小组先用多用电表测量定值电阻的阻值，然后再测量一电源的电动势和内阻。实验器材有：待测定值电阻、待测电源、多用电表一只、电阻箱R、开关一个、导线若干。（1）对多用电表机械调零后，将选择开关调到电阻挡，红黑表笔短接，调整图1中多用电表的________（选填“A”“B”或“C”）旋钮，进行欧姆调零；再将红黑表笔与定值电阻两端相接触，若多用电表指针位置非常靠右，则应将选择开关调到电阻________（选填“”或“”）挡；重新欧姆调零后测量时指针位置如图2所示，则测得该定值电阻的阻值________。（2）测量电源电动势和内阻的电路如图3所示，按照该电路组装，将多用电表作为电流表接入电路中。调节电阻箱R的阻值，读出多用电表相对应的示数I，测得多组R和I并记录。（3）为使图线呈直线，且横轴用R表示，则纵轴应为________（选填“I”或“”），若该多用电表电流挡对应内阻为，定值电阻的阻值已修正准确，所得图像的斜率为k，纵截距为b，则该实验测得的电源电动势________，内阻________（均用题中字母表示）。【答案】（1）B（3）【解析】（1）[1]欧姆调零应调节B旋钮；[2]将红黑表笔与定值电阻两端相接触，若多用电表指针位置非常靠右，说明待测电阻较小，因选择小挡位，即选择“”挡；[3]因为选择了“”挡，结合图2可知，电阻（3）[4][5][6]由闭合电路欧姆定律有整理得为使图线呈直线，且横轴用R表示，则纵轴应为，结合图像，斜率为纵截距为联立解得13.如图所示为某遥控玩具赛车内部电路图，电源电动势，内电阻，指示灯、均标有“3V3W”字样，电动机M正常工作时的电压，线圈电阻，当闭合开关S，将滑动变阻器R的阻值调到时，电动机M和指示灯均能正常工作，指示灯电阻视为不变。求：（1）电动机的额定功率；（2）电动机输出的机械功率；（3）电源的效率（保留三位有效数字）。【答案】（1）6W（2）5W（3）【解析】（1）滑动变阻器与电源内阻的电压之和为总电流灯泡电流故电动机电流电动机的额定功率（2）电动机消耗的热功率则电动机的机械功率（3）电源总功率电源内功率电源输出功率故电源的效率14.如图甲所示，真空中水平放置两块长度均为d、间距也为d的平行金属板A、B，两板板与一交变电源相连，交变电压的变化周期如图乙所示，在两板左侧紧靠A板处有一个粒子源P，从时刻开始连续发射初速度大小为，方向平行于金属板的相同带电粒子。若时刻发射的粒子恰好到达B板右侧边缘处，已知粒子的质量为m，电荷量大小为q，交变电压U未知，不计粒子重力及相互间的作用力，求：（1）交变电压U的大小；（2）时刻发射的粒子在时间内的电势能的变化量；（3）哪些时刻发射的粒子恰好到达上极板右端。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）设，时刻发射的粒子恰好到达下极板右边缘，根据位移-时间公式，有在水平方向，有根据牛顿第二定律，有又有联立解得（2）时间内的侧移量联立以上解得电场力做功故粒子电势能减小；（3）设在时间内在时刻发射的粒子恰好到达上极板右端，则有解得又故当时刻发射的粒子能到达上极板右端。15.如图所示，平面直角坐标系xOy中第一象限存在一边长为L的正方形区域A