2025北京中学高二12月月考物理试题及答案

高中2025北京北京中学高二12月月考物理一、选择题（本题共48分，每小题3分。第1~12题只有一项符合题目要求。第13~16题有多项符合题目要求，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1.有关下列四幅图的描述正确的是（）A.图1中，交流电压U越大，粒子出射速度越大B.图2中，粒子a的比荷大于b的比荷C.图3中，避雷针通过尖端放电，将金属棒内电荷释放至大气，中和空气中的电荷D.图4中，电源通过静电力做功将其他形式的能转化为电势能2.如图所示，实线为两个固定的等量正点电荷电场中的等势面，虚线abc为一带电粒子仅在静电力作用下的运动轨迹，其中b点是两点电荷连线的中点。下列说法正确的是（）A.该粒子可能带正电B.该粒子经过a、c两点时的速度大小相等C.a、b、c三点的电场强度大小D.该粒子在b点的电势能大于在a点的电势能3.如图所示，闭合线圈abcd水平放置，其面积为S，匝数为n，线圈与磁感应强度为B的匀强磁场的夹角θ＝45°。现将线圈以ab边为轴沿顺时针方向转动90°，则在此过程中线圈磁通量的改变量大小为（）A.0 B.BS C.nBS D.nBS4.如图所示，真空中一根绝缘轻杆两端分别固定两个带等量异种电荷的小球M、N（可看成点电荷），O点为轻杆的中点。情境一：小球及轻杆处于静止状态；情境二：轻杆绕O点在竖直平面内逆时针匀速转动。下列说法正确的是（）A.情境一中，O点的电场强度为零B.情境一中，O点与无穷远处电势相等C.情境二中，O点的磁感应强度方向垂直纸面向外D.情境二中，O点的磁感应强度方向垂直纸面向里5.如图甲所示，利用电流传感器观察一固定电容器充放电过程，开关S先掷向1端，电源给电容器充电，开关S再掷向2端，电容器放电，放电过程中电流I随时间t变化的图像如图乙所示，根据图乙所示，下列说法正确的是（） A.电容器的电容逐渐减小B.电容器所带的电荷量逐渐增加C.将R换成更大的阻值，图像与坐标轴所围的面积会减小D.用紧靠纵轴的狭长矩形的面积可估算0.2s内电容器释放的电荷量6.如图所示电路，电源电动势为、内阻为为定值电阻（阻值均大于电源内阻）。开关S闭合时，一带电质点P恰能静止在平行金属板之间，电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片向端滑动时，则（）A.电源的效率增大 B.质点P将向上运动C.电源的输出功率逐渐增大 D.电流表电压表的示数均变大7.如图，一个质量为m、带电量为+q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中。现给圆环一个水平向右的初速度v0，在以后的运动中下列说法正确的是（）A.圆环可能做匀减速运动B.圆环不可能做匀速直线运动C.圆环克服摩擦力所做的功可能为D.圆环克服摩擦力所做的功不可能为8.如图所示，软铁环上绕有M、N两个线圈，线圈M与直流电源、电阻和开关S1相连，线圈N与电流表和开关S2相连。下列说法正确的是（）A.保持S1闭合，软铁环中的磁场为逆时针方向B.保持S1闭合，在开关S2闭合的瞬间，通过电流表的电流由C.保持S2闭合，在开关S1闭合的瞬间，通过电流表的电流由D.保持S2闭合，在开关S1断开的瞬间，电流表所在回路不会产生电流9.如图所示，在纸面内半径为R的圆形区域中存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，O点为圆形区域的圆心，磁感应强度大小为B，一个比荷绝对值为k的带电粒子以某一速率从M点沿着直径MON方向垂直射入磁场，粒子离开磁场后打在右侧屏上的P点，QP连线过圆心O，QP与MN的夹角，不计粒子的重力，下列说法正确的是（）A.粒子带正电B.粒子做圆周的运动半径为C.粒子运动的速率为D.粒子在磁场中运动的时间为10.2019年国际电磁场研究中心会场在哥伦比亚大学举行，如图所示，电荷均匀分布在半球面上，它在这半球的中心O处电场强度大小等于E0，两个平面通过同一条直径，夹角为α，从半球中分出一部分球面，则所分出的这部分球面上（在“小瓣”上）的电荷在O处的电场强度大小为（）A.E=E0sinα B.E=E0cosα C. D.11.如图所示是电磁炮的发射原理，炮弹可沿固定的平行导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。在发射过程中，电流形成的磁场可以简化为磁感应强度为B的匀强磁场。已知两导轨内侧间距为L，炮弹的质量为m，炮弹在导轨间的电阻为R，可控电源的内阻为r，若炮弹滑行距离s后获得的发射速度为v。不计空气阻力、导轨电阻，不考虑炮弹切割磁感线产生的感应电动势，可控电源此时的电动势是（）A. B. C. D.12.雷雨天在避雷针附近产生电场，其等势面的分布如图中虚线所示，在避雷针正上方沿水平方向建立坐标轴Ox，轴上各点电势分布如图所示，b为图线最高点，则（）A.b点场强为零 B.b点场强竖直向上C.a、c两点场强相同 D.b点距离避雷针比c点更远13.如图所示，用洛伦兹力演示仪研究带电粒子在匀强磁场中的运动，以虚线表示电极K释放出来的电子束的径迹。在施加磁场之前，电子经加速后沿直线运动，如甲所示；施加磁场后电子束的径迹，如乙所示；再调节演示仪可得到丙所示的电子束径迹。下列说法正确的是（）A.施加的磁场方向为垂直纸面向外B.在乙基础上仅提高电子的加速电压，可得到图丙所示电子束径迹C.在乙基础上仅增大磁感应强度，可得到图丙所示电子束径迹D.乙与丙中电子运动一周的时间可能相等14.有一块满偏电流为50mA、内阻为110Ω的小量程电流表，现要将它改装成0~0.6A、0~3A两个量程的电流表，某同学设计了如图甲、乙所示的两个电路。下列说法正确的是（）A.R2的阻值大于R1的阻值B.R3与R4的阻值之和小于110ΩC.用甲图电路测量时，更换量程过程中容易导致电流表损坏D.用乙图电路测量时，选量程0~0.6A，应将开关接到M15.利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图甲所示，将固定有霍尔元件的物体置于两块磁性强弱相同、同极相对放置的磁体缝隙中，建立如图乙所示的空间坐标系。保持沿x方向通过霍尔元件的电流I不变，当物体沿z轴方向移动时，由于不同位置处磁感应强度B不同，霍尔元件将在y轴方向的上、下表面间产生不同的霍尔电压UH．当霍尔元件处于中间位置时，磁感应强度B为0，UH为0，将该点作为位移的零点。已知在小范围内，磁感应强度B的大小和坐标z成正比，这样就可以把电压表改装成测量物体微小位移的仪表。下列说法中正确的是（）A.该仪表只能测量位移的大小，无法确定位移的方向B.该仪表的刻度线是均匀的C.若霍尔元件中导电的载流子为电子，则当时，下表面电势高D.电流I越大，霍尔电压UH越大16.1897年汤姆孙发现电子后，许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索。1907~1916年密立根用带电油滴进行实验，发现油滴所带的电荷量是某一数值e的整数倍，于是称这一数值e为基本电荷，如图所示，两块完全相同的金属极板正对着水平放置，板间的距离为d，当质量为m的微小带电油滴在两板间运动时，所受空气阻力的大小与速度大小成正比。两板间不加电压时，可以观察到油滴竖直向下做匀速运动，通过某一段距离所用时间为；当两板间加电压U（上极板喷雾器的电势高）时，可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，且在时间内运动的距离与在时间内运动的距离相等。忽略空气浮力，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.根据上板电势高时观察到油滴竖直向上做匀速运动的现象可以判定油滴带负电B.密立根根据实验数据计算出油滴所带的电荷量大约都是C.根据不加电压和加电压时两个匀速运动过程的数据可求出油滴所带的电荷量D.根据两板间加电压U（上极板的电势高）时观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，可以计算出油滴的电荷量二、实验题（本题共2小题，共16分）17.实验室有一粗细均匀的电阻丝，（1）用多用电表粗测电阻丝的阻值：当用“×10Ω”挡时发现指针偏转角度过大，应换用______挡（填“×1Ω”或“×100Ω”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图1所示，则金属丝阻值约为______Ω。（2）某同学设计如图2所示的电路测量该电阻丝的电阻率。在刻度尺两端的接线柱a和b之间接入该电阻丝，金属夹P夹在电阻丝上，沿电阻丝移动金属夹，改变接入电路的电阻丝长度。实验提供的器材有：电池组E（电动势为3.0V，内阻约1Ω）；电流表A（量程0~100mA）；电阻箱R（0~99.99Ω）；开关、导线若干。实验操作步骤如下：a．用螺旋测微器测出电阻丝的直径D；b．根据所提供的实验器材，设计2如图所示的实验电路；c．调节电阻箱使其接入电路的电阻值最大，将金属夹夹在电阻丝某位置上；d．闭合开关S，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；e．改变P的位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表再次满偏；f．重复多次，记录每一次的R和L数据。①用螺旋测微器测出电阻丝的直径D，示数如图3所示，读数为______mm。②用记录的多组R和L的数据，绘出了如图4所示图线，截距分别为和，则电阻丝的电阻率表达式ρ＝______。（用题中已知量的字母表示）③分析说明电流表的内阻对本实验结果是否有影响_______。18.某同学分别用图甲和乙的电路测量同一节干电池的电动势和内阻。（1）利用图甲实验电路测电池的电动势E和内阻r，所测量的实际是下图中虚线框所示“等效电源”的电动势和内阻。若电流表内阻用表示，用E、r和表示__________；__________。（2）根据实验记录的数据得到如图所示的两条直线，图中直线Ⅰ对应电路是题图__________（选填“甲”或“乙”）。（3）选择误差较小的实验电路，根据（2）图中对应的数据，该电池的电动势__________V（结果保留3位有效数字），内阻__________（结果保留2位有效数字）。三、计算题（共4小题，共36分。写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分）19.如图所示的电路中，电源电动势，内阻，电动机的电阻，电阻。电动机正常工作时，理想电压表的示数，求：（1）电源的输出功率；（2）电动机转化为机械能的功率；（3）若电动机被卡住不转时，电动机消耗的功率。20.如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E＝4.5V、内阻r＝0.50Ω的直流电源．现把一个质量m＝0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0＝2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2.已知sin37°＝0.60、cos37°＝0.80．求：(1)导体棒受到的安培力；(2)导体棒受到的摩擦力；(3)若将磁场方向改为竖直向上，要使金属杆继续保持静止，且不受摩擦力作用，求此时磁场磁感应强度B2的大小．21.如图所示，M为粒子加速器；N为速度选择器，两平行导体板之间有方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度为B。从S点释放一初速度为0、质量为m、电荷量为q的带正电粒子，经M加速后恰能以速度v沿直线（图中平行于导体板的虚线）通过N。不计重力。（1）求粒子加速器M的加速电压U；（2）求速度选择器N两板间的电场强度E的大小和方向；（3）仍从S点释放另一初速度为0、质量为2m、电荷量为q的带正电粒子，离开N时粒子偏离图中虚线的距离为d，求该粒子离开N时的动能。22.我国“天宫”空间站采用霍尔推进器控制姿态和修正轨道。图为某种霍尔推进器的放电室（两个半径接近的同轴圆筒间的区域）的示意图。放电室的左、右两端分别为阳极和阴极，间距为d。阴极发射电子，一部分电子进入放电室，另一部分未进入。稳定运行时，可视为放电室内有方向沿轴向向右的匀强电场和匀强磁场，电场强度和磁感应强度大小分别为E和；还有方向沿半径向外的径向磁场，大小处处相等。放电室内的大量电子可视为处于阳极附近，在垂直于轴线的平面绕轴线做半径为R的匀速圆周运动（如截面图所示），可与左端注入的氙原子碰撞并使其电离。每个氙离子的质量为M、电荷量为，初速度近似为零。氙离子经过电场加速，最终从放电室右端喷出，与阴极发射的未进入放电室的电子刚好完全中和。已知电子的质量为m、电荷量为；对于氙离子，仅考虑电场的作用。（1）求氙离子在放电室内运动的加速度大小a；（2）求径向磁场的磁感应强度大小；（3）设被电离的氙原子数和进入放电室的电子数之比为常数k，单位时间内阴极发射的电子总数为n，求此霍尔推进器获得的推力大小F。

参考答案一、选择题（本题共48分，每小题3分。第1~12题只有一项符合题目要求。第13~16题有多项符合题目要求，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）题号12345678答案CBBBDCCC题号910111213141516答案CDCBCDBCBDAC二、实验题（本题共2小题，共16分）17.【答案】（1）①.×1Ω②.10（2）①.0.512##0.511##0.513②.③.无影响【小问1详解】[1][2]选择开关拨到“×10Ω”倍率测量时，发现指针偏角过大，说明相对于所选倍率电阻丝的阻值较小，应换用×1Ω挡，换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图1所示，则金属丝阻值约为【小问2详解】①[1]螺旋测微器的精确值为，由图可知电阻丝的直径为②[2]由题意可知，电流表每次满偏时，电路外电阻相同，则有整理可得可得图像斜率绝对值为解得③[3]根据上面分析可知，电流表的内阻对图像的斜率无影响，所以电流表的内阻对本实验结果无影响。18.【答案】（1）①.②.（2）乙（3）①.1.50②.0.75【小问1详解】[1]图甲电路，根据闭合电路的欧姆定律整理得图线纵截距表示电动势，则等效电源的电动势为[2]图线斜率的绝对值表示内阻，等效电源的内阻为【小问2详解】图甲电路，误差在于电流表的分压，所测内阻等于电源内阻与电流表内阻之和，所以内阻测量值比真实值偏大；图乙电路，误差在于电压表的分流，所测内阻等于电源内阻与电压表内阻并联的总电阻，所以内阻测量值比真实值偏小。由于图线斜率的绝对值表示内阻，直线I平缓一些，可知图中直线I对应电路是题图乙。【小问3详解】[1]图甲电路，所测电动势为电流表与电源串联后整体的等效电源的电动势，当时，图甲电路，电动势的测量值等于真实值，即有[2]由于电源内阻较小，用图乙电路测量电源内阻误差小，根据图线的斜率绝对值为电源内电阻可得，电源内电阻为三、计算题（共4小题，共36分。写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分）19.【答案】（1）26.0W；（2）10.0W；（3）9.0W【详解】（1）回路电流为电源内部消耗功率电源总功率电源输出功率（2）电动机的输入功率电动机的消耗功率电动机转化为机械能的功率（3）若电动机被卡住不转时，回路电流为电动机消耗的功率20.【答案】⑴0.3N，方向沿斜面向上；(2)0.06N；方向沿斜面向下；(3)0.5T【详解】（1）由欧姆定律可知，导体棒中通过的电流为I==1.5A，受到的安培力F安=BIL=0.5T×0.4m×1.5A=0.3N；由左手定则判断出，安培力的方向沿斜面向上；（2）对金属棒