辽宁省部分重点高中2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题

试卷更新日期：2024-03-05 类型：月考试卷

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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，每小题6分，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. 如图所示，小磁针水平放置于水平桌面上，一长直导线沿南北方向放置于小磁针的正上方，当在导线中通入某一方向的电流时，小磁针发生偏转，下列说法正确的是（）

A、发现电流磁效应的科学家是法拉第 B、只要导线沿南北方向放置，小磁针无论放在什么位置，都能发生偏转 C、由奥斯特提出的分子电流假说可知，小磁针和电流产生磁场的本质相同 D、若导线中通有由南向北的电流，小磁针静止时N极指向西偏北方向

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2. 速度选择器的结构如图所示，电场强度E和磁感应强度B相互垂直，具有特定速度v的正粒子（不计重力）从左侧进入能够沿直线穿过速度选择器，下列说法中正确的是（　　）

A、只增大粒子的电荷量，粒子在速度选择器中做曲线运动，速度增大 B、若粒子带负电，必须从右侧进入速度选择器才能沿直线穿过 C、只增大磁感应强度B ，粒子在速度选择器中做曲线运动，速度减小 D、只增大电场强度E ，粒子在速度选择器中做曲线运动，洛伦兹力做负功

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3. 如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q ， P和Q共轴，Q中通有按照正弦规律变化的电流，如图乙所示。P所受的重力为G ，桌面对P的支持力为 $F_{N}$ ，则（　　）

A、 $0 ∼ t_{1}$ 时间内线圈 $P$ 有收缩趋势 B、 $t_{1}$ 时刻线圈 $P$ 中感应电流最大 C、 $t_{2}$ 时刻 $P$ 中感应电流方向发生变化 D、 $t_{1} ∼ t_{2}$ 时间内支持力 $F_{N}$ 大于重力 $G$

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4. 地球的高纬度地区常会出现美丽的极光，极光本质上是来自宇宙的高速带电粒子流在地磁场的作用下偏转进入地球两极附近时，撞击空气分子引起的．高速带电粒子撞击空气分子后动能减小，假如我们在地球北极仰视，发现正上方的极光如图所示，呈现从M沿逆时针方向射向N的弧状形式．则下列说法正确的是（）

A、北极上空的地磁场方向竖直向上 B、高速粒子带正电 C、弧 $M N$ 的半径不断增大 D、若该粒子在赤道正上方垂直射向地面，会向西偏转

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5. 1831年10月28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机—法拉第圆盘发电机，其原理图如图所示，水平匀强磁场B垂直于盘面，圆盘绕水平轴C以角速度 $ω$ 匀速转动，铜片D与圆盘的边缘接触，圆盘、导线和电阻R组成闭合回路，圆盘半径为L ，圆盘接入CD间的电阻为R ，其他电阻均可忽略不计。下列说法正确的是（　　）

A、 $C$ 点电势高于 $D$ 点电势 B、 $C 、 D$ 两端的电压为 $\frac{1}{2} B L^{2} ω$ C、圆盘转动过程中，产生的电功率为 $\frac{B^{2} L^{4} ω^{2}}{16 R}$ D、圆盘转动过程中，安培力的功率为 $\frac{B^{2} L^{4} ω^{2}}{8 R}$

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6. 如图所示，空间内存在四分之一圆形磁场区域，半径为 $R$ ，磁感应强度为 $B$ ，磁场方向垂直纸面向外，比荷为 $\frac{e}{m}$ 的电子从圆心 $O$ 沿 $O C$ 方向射入磁场。要使电子能从弧 $A D$ 之间射出，弧 $A D$ 对应的圆心角为 $53 °$ ，则电子的入射速度可能为（　　）（不计电子的重力）

A、 $\frac{e B R}{3 m}$ B、 $\frac{2 e B R}{3 m}$ C、 $\frac{e B R}{m}$ D、 $\frac{4 e B R}{3 m}$

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7. 现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备．它的基本原理如图所示（上部分为侧视图、下部分为真空室的俯视图），上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动．电磁铁线圈中电流的大小，方向可以变化，产生的感生电场使电子加速．若电子被“约束”在半径为 $R$ 的圆周上运动，当电磁铁通有图中所示的电流时（）

A、减小电流，在俯视图中产生顺时针方向的感生电场 B、减小电流，感生电场减小 C、增大电流，在俯视图中电子逆时针加速运动 D、增大电流，电子圆周运动的周期不变

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8. 如图所示电路中，A、B为完全相同的灯泡，电阻为R。自感线圈L的直流电阻也为R ， a、b为L的左、右端点，电源电动势为E ，内阻不计。下列说法正确的是（　　）

A、闭合开关S，灯泡A缓慢变亮，灯泡B瞬间变亮 B、闭合开关S，当电路稳定后，灯泡A、B一样亮 C、闭合开关S，电路稳定后再断开开关S，灯泡A闪亮后缓慢熄灭 D、闭合开关S，电路稳定后再断开开关S的瞬间，b点电势高于a点

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9. 如图所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨 $M N$ 和 $P Q$ ，两导轨间距为 $l$ ，电阻均可忽略不计．在 $M$ 和 $Q$ 之间接有一阻值为 $R$ 的电阻，导体棒 $a b$ 质量为 $m$ 、长度也为 $l$ 、电阻为 $r$ ，并与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为 $B$ 的匀强磁场中．现给 $a b$ 棒一个初速度 $v_{0}$ ，使棒向右运动，最后停在导轨上，对该过程下列说法正确的是（）

A、导体棒做匀减速运动 B、电阻 $R$ 产生的焦耳热为 $\frac{1}{2} m {v_{0}}^{2}$ C、通过电阻 $R$ 的电荷量为 $\frac{m v_{0}}{B l}$ D、 $a b$ 棒的位移为 $\frac{m (R + r) v_{0}}{B^{2} l^{2}}$

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10. 如图所示，一个质量为 $m$ 、带电荷量为 $+ q$ 的圆环可在水平放置的足够长的粗糙绝缘细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为 $B$ 的匀强磁场中。现给圆环向右的初速度 $v_{0}$ ，圆环在细杆上运动距离 $s$ 后停止，已知环与细杆的摩擦因数为 $μ$ ，下列说法正确的是（　　）

A、圆环受到细杆弹力方向一定向上 B、圆环受到细杆的弹力一直变小 C、圆环做加速度增大的减速运动 D、圆环运动的时间为 $t = \frac{v_{0}}{μ g} + \frac{B q s}{m g}$

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二、非选择题：本题共5小题，共54分。

11. 某学生实验小组利用如图所示电路测量电压表的内阻，使用的器材有：多用电表、电压表（量程 $0 ∼ 3 V$ ，内阻十几千欧）、导线若干。实验步骤如下：

(1)、将多用电表机械调零后，调到电阻“ $\times 100 Ω$ ”挡，将红表笔和黑表笔短接，进行欧姆调零。
将图中多用电表的红表笔与（填“1”或“2”）端相连，黑表笔与另一端连接。

(2)、发现多用电表指针偏转角度过小，应将选择开关调到（填“ $\times 10 Ω$ ”或“ $\times 1 k Ω$ ”）挡位，重新进行欧姆调零后再接入电路。

(3)、若多用电表指针恰好指在中央刻度“15”的位置，电压表读数为 $1.50 V$ ，则由此可知电压表内阻为，重新欧姆调零时流经多用电表的电流为 $m A$ （结果保留2位有效数字）。
整理器材，将多用电表的开关调到OFF挡上。

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12. 某学习小组通过如图甲所示的电路测电源电动势和内阻，定值电阻 $R_{0} = 0.5 Ω$ ，电流表内阻 $R_{A} = 0.5 Ω$ 。（计算结果均保留2位有效数字）

(1)、调节电阻箱 $R$ ，记录电阻箱接入电路的阻值 $R$ 和相应的电流 $I$ ，将测得数据以 $R$ 为横坐标，以（填“ $I$ ”或“ $\frac{1}{I}$ ”）为纵坐标，经计算机拟合得到如图乙所示图像，由图线可得该电源电动势为 $V$ ，电源内阻为 $Ω$ ，电动势的测量值（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。

(2)、现有两个相同规格的小灯泡 $L_{1} 、 L_{2}$ ，此种灯泡的 $I - U$ 特性曲线如图丙所示，将它们并联后与图甲中的电源和定值电阻 $R_{0}$ 相连，如图丁所示，则灯泡的实际功率为 $W$ 。

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13. 如图所示， $x O y$ 坐标系的第一象限分布有垂直纸面向外的匀强磁场，在 $x$ 轴上的 $P (\sqrt{3} a ， 0)$ 点向各个方向均匀发射速率为 $v$ 、质量为 $m$ 、电荷量为 $- q$ 的带电粒子（不计重力）。其中，沿与 $x$ 轴正方向成 $60 °$ 角的方向射入第一象限内的粒子恰好垂直于 $y$ 轴射出。求：

(1)、匀强磁场的磁感应强度的大小；

(2)、粒子在 $y$ 轴正方向上射出的范围。（计算结果保留根式形式）

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14. 如图甲所示，虚线 $M N$ 左、右两侧的空间均存在与纸面垂直的匀强磁场，右侧磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度大小恒为 $B_{0}$ ；左侧磁场的磁感应强度 $B$ 随时间 $t$ 变化的规律如图乙所示，规定垂直纸面向外为磁场的正方向．一硬质细导线做成半径为 $r$ 的圆环固定在纸面内，电阻为 $R$ ，圆心 $O$ 在 $M N$ 上．求：

(1)、 $t = t_{0}$ 时，圆环中的电流大小和方向；

(2)、 $t = \frac{1}{2} t_{0}$ 时，圆环受到的安培力大小和方向．

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15. 如图所示，两条足够长的平行金属导轨间距 $L = 0.5 m$ ，与水平面的夹角 $θ = 30 °$ ，处于磁感应强度 $B = 0.2 T$ 、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中．导轨上的 $a ， b$ 两根导体棒质量分别为 $m_{a} = 0.3 k g 、 m_{b} = 0.1 k g$ ，电阻均为 $R = 0.1 Ω$ ，长度均为 $L = 0.5 m$ ．将 $a$ 棒固定，由静止释放 $b$ 棒，当 $b$ 棒达到最大速度时， $a$ 棒产生的焦耳热 $Q = 0.5 J$ ．导轨光滑且电阻忽略不计，运动过程中两棒始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度 $g$ 取 $10 m / s^{2}$ ．

(1)、求 $b$ 棒的最大速度大小；

(2)、求从释放到达到最大速度时， $b$ 棒的位移大小；

(3)、若在 $a$ 棒上施加大小为 $2 N$ 、沿斜面向上的恒力 $F$ ，并将 $a$ 棒的固定解除，让 $a 、 b$ 棒同时由静止开始运动，求当 $a$ 棒速度 $v_{a} = 1.0 m / s$ 时， $b$ 棒的速度大小和加速度大小．

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