2024北京五十五中高二（上）12月月考物理（等级考） 试题及答案

2024北京五十五中高二12月月考物理（等级考）本试卷共页，共分，调研时长80分钟第一部分（选择题2分）一、单项选择（每小题3分，共42分）1.关于电场强度和磁感应强度，下列说法中正确的是（）FE=A.电场强度的定义式适用于任何电场qB.电场中某点电场强度的方向与在该点的检验电荷所受电场力的方向相同FC.磁感应强度公式B=说明磁感应强度B与放入磁场中的通电导线所受安培力F成正比，与通电导线中的电流I和导线长度L的乘积成反比FD.磁感应强度公式B=说明磁感应强度的方向与放入磁场中的通电直导线所受安培力的方向相同2.下列四幅图关于各物理量方向的关系中，正确的是（）A.B.C.D.3.下列关于磁场的相关判断和描述正确的是（）A.甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实B.乙图中表示条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止C.丙图中导线通电后，其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实D.丁图中环形导线通电后，其中心位置小磁针的旋转方向符合物理事实4.来自太阳和其他星体的宇宙射线含有大量高能带电粒子，若这些粒子都到达地面，将会对地球上的生命带来危害．但由于地磁场（如图所示）的存在改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向，使得很多高能带电粒子不能到达地面．下面说法中正确的是（）A.地磁场的磁感线从地理南极出发终止于地理北极B.地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极附近最强C.地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强D.地磁场会使沿地球赤道平面内射来的宇宙射线中的带电粒子向两极偏转5.如图所示为洛伦兹力演示仪的结构图。励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直。电子速度的大小和磁场强弱可分别由通过电子枪的加速电压和励磁线圈）A.仅增大励磁线圈中电流，电子束径迹的半径变大B.仅提高电子枪加速电压，电子束径迹的半径变大C.仅增大励磁线圈中电流，电子做圆周运动的周期将变大D.仅提高电子枪加速电压，电子做圆周运动的周期将变大6.在一个圆形区域内有垂直于圆平面向里的匀强磁场，现有两个质量相等、所带电荷量大小也相等的带电粒子a和b，先后以不同的速率从圆边缘的A点对准圆形区域的圆心O射入圆形磁场区域，它们穿过磁场区域的运动轨迹如图所示。粒子之间的相互作用力及所受重力和空气阻力均可忽略不计，下列说法中正确的是（）A.a粒子带正电，b粒子带负电C.b粒子动能较大B.a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大D.b粒子在磁场中运动的时间较长7.如图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。一电荷量为+q的粒子以速度v从该装置的左端沿水平方向向右做直线运动。忽略粒子重力的影响，则（）EA.该粒子的速度v=B.若只将粒子的电荷量改为-q，其将往上偏D.若只将粒子的速度变为2v，其将往下偏BC.若只将粒子的电荷量改为+2q，其将往下偏8.在如图所示的电路中，S断开，电容器已经充电。现将S闭合，则以下判断正确的是（）A.电容器带电量将减少B.电容器带电量将不变C.电容器两极间电压将增大D.电容器为断路，3中始终无电流通过9.如图是多用电表内部结构示意图，通过选择开关分别与、2、345、6相连，以改变电路结构，分别成为电流表、电压表和欧姆表，下列说法正确的是（）A.A是黑表笔、B是红表笔B.作电流表时1比2C.作电压表时6比5D.测量电阻时，如果指针偏角过大，应将选择开关拨至倍率更大的档位10.在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r；滑动变阻器的总电阻R大于电源内阻；电流表和电压表均可视为理想电表。闭合开关S，当滑动变阻器触头P从左端开始向右移动的过程中，下列说法正确的是（）A.电流表、电压表的示数均增大B.电流表、电压表的示数均减小C.电源的输出功率增大D.电源的输出功率先增大后减小acmambma。已知在该区域内，在纸c纸面向里。三个带电的微粒、b、电荷量相等，质量分别为、、c面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是（）acabacD.一定有A.一定带负电B.一定带正电C.一定有v12.如图所示，空间有一水平向右的匀强电场，一带电微粒以初速度从A点沿直线运动到B点，微粒除0受到电场力和重力外，不受其它力。则（）A.微粒带正电B.从A点到B点，微粒的电势能增加D.从A点到B点，微粒的机械能增加C.从A点到B点，微粒的动能减小13.如图是测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。小明在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其它连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；试触d时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，则（）A.导线abC.导线B.滑动变阻器短路D.导线cd14.如图所示的U-I图像中，直线a表示某电源的路端电压U与电流I的关系，直线bc分别表示电阻R1、R2的电压U与电流I的关系。下列说法正确的是（）A.电阻RR的阻值之比为4:312B.该电源的电动势为6V，内阻为3ΩC.只将R1与该电源组成闭合电路时，电源的输出功率为6WD.只将R2与该电源组成闭合电路时，内、外电路消耗的电功率之比为1:1第二部分非选择题（共58分）二、实验题（共18分）15.（1）如图所示为指针式多用电表，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一定值电阻的阻R值，测量的某些操作步骤如下：x①首先调节部件______（选填“S”、“K”或“T0刻度处。②然后把选择开关旋到欧姆挡位置“×10”挡位，测量时指针偏转如图所示，以下是接下来的测量过程：a.将两表笔短接，调节欧姆挡调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，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“OFFc.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“”挡Rf.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x以上实验步骤中的正确顺序是______（2）重新测量后，指针位于如图所示位置，被测电阻的测量值为______Ω。（3）如图，黑箱中有三个接线柱ab、c，内接一个定值电阻和一个二极管。利用多用电表的欧姆挡进行测量，红、黑表笔接不同点时，两点间阻值如表中所示，黑箱内电路连接方式可能为图中______。连接方式红a黑b红b黑a红b黑c红c黑b红c黑a红a黑c阻值/Ω80300300380A.B.C.D.16.利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，要求尽量减小实验误差。（1）应该选择的实验电路是图中的______（2）现有电流表（0~0.6AA.电压表（0~15V）B.电压表（0~3V）C.滑动变阻器（0~20Ω）D.滑动变阻器（0~100Ω）实验中电压表应选用______，滑动变阻器应选用______（3）某位同学根据记录的数据，做出如图所示的图线，根据所画图线可得，电动势E______V（结果保=r=______（结果保留两位有效数字）（4）这位同学对以上实验进行了误差分析，其中正确的是______。A.实验产生的系统误差，主要是由于电压表的分流作用B.实验产生的系统误差，主要是由于电流表的分压作用C.实验测出的电动势小于真实值D.实验测出的内阻大于真实值（5）乙同学利用DIS等实验器材测量同一电池组的电动势和内阻，实验装置如图甲所示，多次改变电阻箱的阻值，记录外电路总电阻阻值R，用电压传感器测得路端电压U，并在计算机上显示出如图乙所示的11−kb=______，r=______关系图线，图线斜率为，在纵轴的截距为，由图线可知，E（用k、b表UR三、计算论证题（本题共4小题，共40分）17.如图所示，一个宽度为L磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面向里，有一个带电粒子以向右的速度v垂直于该磁场边界进入磁场，穿出磁场时速度方向和进入时的方向夹角为=30，不计粒子的重力。求：（1）求粒子做圆周运动的轨道半径r；q（2）带电粒子的比荷；m（3）带电粒子穿过磁场所用的时间。18.如图所示，宽为l的光滑平行金属导轨与水平面成角，质量为、长为的金属杆水平放置在导轨ml上。空间存在着垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场，闭合开关S，调节电阻箱阻值为R时，金属杆恰好能静止在光滑平行导轨上。其中电源电动势为E，内阻为r，不计金属杆及导轨的电阻。（1）在图乙（从b看向）中画出金属杆ab的受力分析图；I（2）求金属杆中的电流大小和磁场磁感应强度的大小B；1I（3）若保持磁感应强度的大小不变而将方向改为竖直向上，应把回路中电流调到多大才能使金属杆保2持静止。19.如图所示，电源的电动势E4V，内阻=，定值电阻R=，滑动变阻器R的最大阻值为，r212=求：R（1）当滑动变阻器的阻值为最大值时，电路中的电流I；2RRP1（2）当滑动变阻器的阻值为零时，电阻消耗的功率（结果保留221Pm（3）说明当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大？并求出最大功率值。20.某种负离子空气净化原理如图所示。由空气和带负电的灰尘颗粒物（视为小球）组成的混合气流进入由v一对平行金属板构成的收集器。在收集器中，空气和带电颗粒沿板方向的速度保持不变。在匀强电场作0用下，带电颗粒打到金属板上被收集，已知金属板长度为L，间距为、不考虑重力影响和颗粒间相互作用。−q（1）若不计空气阻力，质量为m、电荷量为的颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压U；1f=krv（2）若计空气阻力，颗粒所受阻力与其相对于空气的速度v方向相反，大小为半径，k为常量。假设颗粒在金属板间经极短时间加速达到最大速度。，其中r为颗粒的−q的颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压U；a、半径为、电荷量为b、已知颗粒的电荷量与其半径的平方成正比，进入收集器的均匀混合气流包含了直径为10μm和2.5m的两种颗粒，若10μm22.5m的颗粒恰好100%被收集，求的颗粒被收集的百分比。参考答案第一部分（选择题2分）一、单项选择（每小题3分，共42分）1.【答案】AFqE=【详解】A．电场强度的定义式适用于任何电场，选项A正确；B．电场中某点电场强度的方向与在该点的正的检验电荷所受电场力的方向相同，选项B错误；FC．磁感应强度公式B=是磁感应强度的定义式，磁场中某点的磁感应强度是由磁场本身决定的，与放入磁场中的通电导线所受安培力F以及通电导线中的电流I和导线长度L的乘积无关，选项C错误；D．磁感应强度的方向与放入磁场中的通电直导线所受安培力的方向垂直，选项D错误。故选A。2.【答案】B【详解】A．由左手定则可知，安培力的方向总是与磁感应强度的方向垂直，故A错误；B．磁场的方向向下，电流的方向向里，由左手定则可知安培力的方向向左，故B正确；C．由左手定则可知，洛伦兹力的方向总是与磁感应强度的方向垂直，故C错误；D．由图可知电荷运动的方向与磁感线的方向平行，电荷不受洛伦兹力，故D错误。故选B。3.【答案】C【详解】A．根据安培定则，同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，故A错误；B．磁感线是闭合曲线，在磁体内部从S极指向N极，故B错误；C．根据右手螺旋定则，直导线下方有垂直纸面向里的磁场，N极向纸面内转动，故C正确；D．根据右手螺旋定则，如图丁所示的环形导线内部有垂直纸面向外的磁场，N极向纸面外转动，故D错误。故选C。4.【答案】C【详解】A．地磁场的磁感线外部从地理南极出发回到地理北极，内部从地理北极出发回到地理南极，故A错误；BC．粒子垂直射向地球，纬度越高，粒子运动方向和磁场方向夹角越小，受到时洛伦兹力越小，越容易射入地球大气，阻挡作用弱；相反在低纬度地区，粒子运动方向和磁场方向夹角大，受到时洛伦兹力大，粒子不容易射入地球大气，阻挡作用强，故B错误，C正确；D．由左手定则分析可知沿地球赤道平面内射来的宇宙射线中的带电粒子受到东西方向的洛伦兹力，会向东西方向偏转，不会偏向两极，故D错误。故选C。5.【答案】B【详解】A．根据电子所受洛伦兹力的方向结合右手定则判断励磁线圈中电流方向是逆时针方向，电子在加速电场中加速，由动能定理有1=mv202电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，有v200=mr解得012r==Be仅增大励磁线圈中电流，磁感应强度B增大，电子束径迹的半径变小，仅提高电子枪加速电压U，电子束径迹的半径变大，故A错误，B正确；CD．由电子做圆周运动的周期mT=仅增大励磁线圈中电流，磁感应强度B增大，电子做圆周运动的周期将变小，仅提高电子枪加速电压，电子做圆周运动的周期将不变，故CD错误；故选B。6.【答案】C【详解】A．由左手定则可知，a粒子带负电，b粒子带正电，故A错误。B．根据v2=mR可得qBRv=m则洛伦兹力q2BR2F==m由几何关系知，b粒子运动半径大，可知b粒子在磁场中所受洛伦兹力较大，故B错误。C．根据1q2B2R2E=mv=2k22mb粒子运动半径大，可知b粒子动能较大，故C正确。D．由于RT=T=v则m故两粒子的周期相同，但b粒子在磁场中运动所对应圆弧的圆心角较小，则根据t=T可知，b粒子在磁场中运动的时间较短，故D错误。故选C。7.【答案】A【详解】A．根据题意可知，粒子做直线运动，则有=解得Ev=B故A正确；B．若只将粒子改为带负电，洛伦兹力和电场力的方向均反向，则粒子仍沿直线通过，故B错误；C．若只将粒子的电荷量改为+2q，洛伦兹力和电场力的大小均变为原来的2倍，则粒子仍沿直线通过，故C错误；D．若只将粒子的速度变为2v，洛伦兹力大小变为原来的2倍，电场力大小不变，洛伦兹力大于电场力，由左手定则可知，洛伦兹力向上，则粒子将往上偏，故D错误。故选A。8.【答案】A【详解】ABC．根据题意可知，S断开，电容器已经充电，此时，电容器两端电压等于电源电动势，将SQR闭合，电容器两端电压等于两端电压，小于电源的电动势，则电容器两极间电压将减小，由C=2U电容器带电量将减少，故BC错误，A正确；D．由上述分析可知，电容器带电量将减少，电容器放电，则3中有电流通过，故D错误。故选A。9.【答案】B【详解】A．多用电表红表笔与欧姆表内置电源负极相连，A接电池负极是红表笔、B接电池正极是黑表笔，故A错误；B．作电流表时分流电阻越小量程越大，由图可知接2时分流电阻更大，所以1比2量程大，故B正确；C．作电压表时分压电阻越大量程越大，由图可知接6时分压电阻更大，所以6比5量程大，故C错误；D．测电阻时，如果指针偏转过大，说明待测电阻小，应将选择开关拨至倍率更小的挡位，故D错误。故选B。10.【答案】D【详解】AB．滑动变阻器触头P从左端开始向右移动的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻值逐渐减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知电路中的电流增大，所以电流表的示数增大；由U外E−可知路端电压减小，所以电压表的示数减小，故AB错误；CD．电源的输出功率E2P=IR=2r2R++2rR当Rr时电源的输出功率最大，由于滑动变阻器的总电阻R大于电源内阻，当滑动变阻器触头P从左端开始向右移动的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻值逐渐减小，外电路的电阻先大于内阻再等于内阻最后小于内阻，所以电源的输出功率先增大后减小，故C错误，D正确。故选D。=【答案】C【详解】A．微粒a在纸面内做匀速圆周运动，必有=ag所以a所受的电场力方向竖直向上，与电场强度方向相同，故a一定带正电，A错误；B．微粒c向左做匀速直线运动，若c带正电，电场力竖直向上，左手定则判断洛伦兹力竖直向下，重力竖直向下，平衡条件得=mg+Bcc若c带负电，电场力竖直向下，左手定则判断洛伦兹力竖直向上，重力竖直向下，平衡条件得qvB=mg+qEcc所以微粒c可以带正电也可以带负电，B错误；C．微粒b向右做匀速直线运动，若b带负电，则电场力竖直向下，左手定则判断洛伦兹力竖直向下，重力竖直向下，故不可能受力平衡，故b一定带正电，平衡条件得qE+qvB=mgbb得bgqE=agam，C正确；b而，所以=mg+BcgamqvB=mg+qE；若c带负电，从中ccD．若c带正电，由可得，故ccc无法比较qE和mg的大小，故m与m之间的大小也无法比较，D错误；cac故选C。12.【答案】D【详解】A．粒子从A点沿直线运动到B点，可知合力方向由A指向，粒子受电场力水平向左，可知微粒带负电，选项A错误；B．从AB点，电场力做正功，则微粒的电势能减小，选项B错误；C．从AB点，合力做正功，则微粒的动能增加，选项C错误；D．从A点到B点，除重力以外的电场力做正功，微粒的机械能增加，选项D正确。故选D。13.【答案】D【详解】电压表有示数且不变，电流表始终没有示数，说明从电压表与电源间电路正常连接，电压表外侧的电路有断路，将电压表连接a位置的导线端试触b、c时，电压表有示数，说明b、c与电源之间无断路，试触d时，电压表没有示数，说明导线cd断路，故选D。14.【答案】D【详解】A．根据图像得4R=Ω=4Ω114R=Ω=2Ω22电阻R、R的阻值之比为2:1，A错误；12B．该电源的电动势为6V，内阻为6r=Ω=2Ω3B错误；C．只将R1与该电源组成闭合电路时，电源的输出功率为1=4=4WC错误；D．只将R2与该电源组成闭合电路时，内、外电路消耗的电功率分别为内=I2r外=I22解得P:P=1:1内外D正确。故选D。第二部分非选择题（共58分）二、实验题（共18分）15.1）①.S②.dafb（2）2200（）A【小问1[1]使用多用电表时，应先调节多用电表“S”处的指针定位螺丝，使电表指针指向电流0刻度处。[2]图中显示指针偏转角度过小，表盘读数过大，应该换用稍高倍率“100”的挡位。更换挡位后需要进dafb行欧姆调零，再进行电阻的测量，最后将电表归位。则实验步骤中的正确顺序是。【小问2被测电阻的阻值为x=22100Ω=2200Ω【小问3a由表格中的数据可知，红黑表笔在、c点互换时，阻值不变，故b、c间应为定值电阻Ω，红b黑时阻值为80Ω，说明a、b间接二极管，二极管处于导通状态，a端接正极，b端接负极，结合多用表的内部结构可知，黑表笔与电源正极相接。故选A。16.1）甲2）①.B②.C（3）①.1.49②.0.821k（4）AC（5）①.【小问1②.bb干电池内阻较小，为减小实验误差，应选图甲所示电路图。【小问2[1]一节干电池电动势约为1.5V，则电压表应选B；[2]为方便实验操作，要求尽量减小实验误差，滑动变阻器应选C。【小问3[1]由图示电源U-I图像可知，图像与纵轴交点坐标值是1.49，则电源电动势为E=1.49V[2]电源内阻为U1.49−1.00＝＝Ω=0.82ΩI0.60【小问4AB．由图1所示电路图可知，相对于电源来说电流表采用外接法，由于电压表分流作用，使所测电流小于电流的真实值，造成了实验误差，故A正确，B错误；C．当外电路短路时，电流的测量值等于真实值，除此之外，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，电源的U−I图像如图所示由图像可知，电源电动势的测量值小于真实值，故C正确；D．电源内阻Er=I短由图像可知，电源内阻测量值小于真实值，故D错误。故选AC。【小问5[1][2]由题图可知，外电路的总电阻为R=0+R1利用闭合电路欧姆定律得UE=U+rR变形为1r11=+UERE111−由此可知关系图线在纵轴的截距等于，解得EUR1E=br图线斜率等于，解得Ekr=b三、计算论证题（本题共4小题，共40分）17.1）2Lv（2）（3）2Lv【小问1作出带电粒子的运动轨迹如图所示根据几何关系可得带电粒子在磁场中运动的半径为Lsinr==2L【小问2根据牛顿第二定律有v2=mr整理可得带电粒子的比荷qv=m2【小问3带电粒子做圆周运动的周期为带电粒子穿过磁场所用的时间为rLT