2017-2018学年山西省应县第一中学高二上学期月考（三）物理试题

2017-2018学年山西省应县第一中学高二上学期月考（三）物理试题

‎2017-2018学年山西省应县第一中学高二上学期月考（三）‎ ‎ 物 理 试 题 2017.11‎ 时间：100分钟 满分：110分 命题人：孙爱生 一．单项选择题（每小题4分，共40分，）‎ ‎1、关于磁感应强度的概念,下面说法正确的是(   )‎ A.根据磁感应强度的定义式可知,在磁场中某处,与成正比、与成反比 B.一小段通电导线在某处不受磁场力作用,该处的磁感应强度一定为零 C.一小段通电导线放在磁感应强度为零处,它所受磁场力一定为零 D.磁场中某处磁感应强度的方向,与直线电流在该处所受磁场力方向相同 ‎2、如图所示,在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线,则阴极射线(电子束)将(   ) A.向纸内偏 B.向纸外偏 ‎ C.向下偏转 D.向上偏转 ‎3、如图，长为2L的直导线折成边长相等，夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为(　 　)‎ A．0　　　　　 B．0.5BIL C．BIL D．2BIL ‎4、如图所示,五根平行的长直导体棒分别过竖直平面内的正方形的四上个顶点和中心,并和该正方形平面下垂直,各导体棒中均通有大小相等的电流,方向如图所示,则中心处的导体棒受到其余四根导体棒的磁场力的合力方向是(    ) A.竖直向上 B.竖直向下 C.水平向左 D.水平向右 ‎5、“磁单极子”是指只有极或只有极的磁性物质,其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布.假设地面附近空中有一极磁单极子,在竖直平面内的磁感线如图所示.一质量为、电荷量为的带正电粒子正在该磁单极子上方附近做速度大小为、半径为的匀速圆周运动,其轨迹如图中虚线所示,轨迹平面为水平面.若不考虑地磁场的影响,重力加速度大小为,则下列说法正确的是(   )‎ A.从轨迹上方朝下看,该粒子沿逆时针方向运动 B.该粒子受到的洛伦兹力全部提供其做匀速圆周运动的向心力 ‎ C.该粒子所在处磁感应强度大小为 D.该粒子所在处磁感应强度大小为 ‎6、如图所示，在第Ⅰ象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速率与x轴成30°角的方向从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动的时间之比为(　 　)‎ A．1∶2　　　B．2∶1 C．1∶ D．1∶1‎ ‎7、两条导线AB和CD互相垂直，AB固定，CD可自由活动，两者相隔一小段距离，当两条导线分别通以图示方向的电流时，垂直纸面向里看导线CD将（  ）‎ A、顺时针方向转动，同时靠近AB ‎ B、逆时针方向转动，同时靠近AB C、顺时外方向转动，同时远离AB ‎ D、逆时针方向转动，同时远离AB ‎8、一个用于加速质子的回旋加速器，其核心部分如图所示，D形盒半径为R，垂直D形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B，两盒分别与交流电源相连．下列说法正确的是(　 　) ‎ A．质子被加速后的最大速度随B、R的增大而增大 B．质子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大 C．只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值 D．不需要改变任何量，这个装置也能用于加速α粒子 ‎9、关于磁通量,下列说法中正确的是(   )‎ A.穿过某个平面的磁通量为零,该处磁感应强度一定为零 B.穿过任何一个平面的磁通量越大,该处磁感应强度一定越大 C.匝数为的线圈放在磁感应强度为的匀强磁场中,线圈面积为,且与磁感线垂直,则穿过该线圈的磁通量为 D.穿过垂直于磁感应强度方向的某个平面的磁感线的数目等于穿过该面的磁通量 ‎10、如图所示,在边长为的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,一个质量为、电荷量为的带电粒子(重力不计)从边的中点以速度进入磁场, 粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与边的夹角为60°,若要使粒子能从边穿出磁场,则匀强磁场的大小需满足(   )‎ A. B. ‎ C. D.‎ 二、多项选择题（每小题4分，共16分，全部选对得4分，选不全的2分，选错或不答者的零分）　‎ ‎11、电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法中正确的是(　 　)‎ A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同 B．若把＋q改为－q，且速度反向、大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变 C．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，也一定与磁场方向垂直 D．粒子在只受洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变 ‎12、如图所示,一束电子以大小不同的速率沿图示方向飞入横截面是一正方形的匀强磁场,下列判断正确的是(   )‎ A.电子在磁场中运动时间越长,其轨迹线越长 B.电子在磁场中运动时间越长,其轨迹线所对应的圆心角越大 C.在磁场中运动时间相同的电子,其轨迹线不一定重合 D.电子的速率不同,它们在磁场中运动时间一定不相同 ‎13、如图所示为一圆形区域的匀强磁场,在点处有一放射源,沿半径方向射出速度为的不同带电粒子,其中粒子1从点飞出磁场,粒子2从点飞出磁场.不考虑带电粒子的重力,则(   )‎ A.带电粒子1与2的比荷的比为 B.带电粒子1与2的比荷的比为 C.带电粒子1与2在磁场中运动时间的比为 D.带电粒子1与2在磁场中运动时间的比为 ‎14、如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上,有两个电荷量绝对值相同、质量相同的正、负粒子(不计重力),从点以相同的速度先后射入磁场中,入射方向与边界成角,则正、负粒子在磁场中(    ) A.运动时间相同 ‎ B.运动轨迹的半径相同 C.重新回到边界时速度大小和方向相同 ‎ D.重新回到边界时与点的距离不相等 三、实验题（共14分）‎ ‎15（6分）、在“测定电源的电动势和内阻”的实验中,已连接好部分实验电路.‎ ‎1.按如图甲所示的实验电路,把图乙中剩余的电路连接起来. 2.在图乙的电路中,为避免烧坏电表,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于        端(选填“”或“”). 3.下图是根据实验数据作出的图象,由图可知,电源的电动势        ,内阻        .‎ ‎16（8分）、有一根细长而均匀的金属管线样品,横截面如图甲所示.此金属管线重约为1 ,长约为30 ,电阻约为 ‎10 .已知这种金属材料的电阻率为,密度为.因管内中空部分截面积形状不规则,无法直接测量,请设计一个实验方案,测量中空部分的截面积,要求测量数据范围尽可能大些.现有如下器材可选:‎ A.毫米刻度尺 B.螺旋测微器 C.电流表(0.6 ,1.0 ) D.电流表(3 ,0.1 )‎ E.电压表(3 ,6 ) F.滑动变阻器(20 ,0.5 )‎ G.滑动变阻器(10 ,2 ) H.蓄电池(6 ,0.05 )‎ I.开关一个,带夹子的导线若干.‎ ‎1).除待测金属管线外,还应选用的器材有         (只填代号字母).‎ 图乙 ‎2).在如图乙方框中画出你所设计方案的实验电路图,并把图乙中所选器材连成实际测量电路.‎ ‎3).实验中要测量的物理量有:        ;计算金属管线内部中空部分的截面积的表达式为        .‎ 四、计算题(本题共4小题，共40分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)‎ ‎17（8分）、如图所示，一束电子(电荷量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场中，穿过磁场时速度方向与原来入射方向的夹角是30°，求电子的质量和穿过磁场的时间各是多少．‎ ‎18（10分）、电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的．电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示．磁场方向垂直于圆面，磁场区的圆心为O，半径为r.当不加磁场时，电子束将通过O点打到屏幕的中心M点，为了让电子束射到屏幕边缘的P点，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度，此时磁场的磁感应强度B多大？‎ ‎19（12分）、如图为质谱仪的原理示意图,电荷量为、质量为的带正电的粒子从静止开始经过电势差为的加速电场后进入粒子速度选择器,选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强电场的场强为、方向水平向右.已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器,从点垂直进入偏转磁场,该偏转磁场是一个以直线为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场.带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片的点.可测量出、间的距离为.带电粒子的重力可忽略不计.求 ‎1.粒子从加速电场射出时速度的大小. 2.粒子速度选择器中匀强磁场的磁感强度的大小和方向. 3.偏转磁场的磁感强度的大小.‎ ‎20（10分）、如图所示，导体杆ab的质量为m，电阻为R，放置在与水平面夹角为θ的倾斜导轨上，导轨间距为d，电阻不计，系统处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，电源内阻不计．问：‎ ‎(1)若导轨光滑，电源电动势E为多大能使导体杆静止在导轨上?‎ ‎(2)若杆与导轨之间的动摩擦因数为μ，且不通电时导体不能静止在导轨上，要使杆静止在导轨上，电源的电动势E应为多大?‎ 高二月考三物理答案2017.11‎ ‎1-5 CDCCC 6-10 BBACB 11-14 BCBCACBC ‎15（6分）、 1). 2).B; 3).1.5; 1.0‎ ‎ 解析： 1).由原理图可知滑动变阻器为限流接法,电压表并联在滑动变阻器两端,由原理图连接实物图所示; 2).为保证实验安全,在开始时电路中电流应为最小值,故滑动变阻器应接入最大阻值,由图可知,滑动变阻器接入部分为左半部分;故滑片应接到端; 3).由图可知,电源的电动势;当路端电压为1时,电流为0.5,则由闭合电路欧姆定律可知:;‎ ‎ ‎ ‎16（8分）、答案： 1).ABCEFHI; 2).如图所示 ‎  ‎ ‎ 3).横截面边长、管线长度、电压表示数、电流表示数 ;.‎ ‎ ‎ 解析： 1).本实验需要用伏安法测量金属管线的电阻,根据欧姆定律有,同时要结合电阻定律公式求解截面积,故要用电压表测量电压.电流表测量电流,刻度尺测量长度,螺旋测微器测量横截面的边长.当然,要组合成电路,还需要电源、开关、导线以及滑动变阻器.由于电压表的量程为3 ,所以通过金属管线的最大电流约为,故电流表选择C.为便于调节,滑动变阻器应选用总阻值较小的F.故应选ABCEFHI. 2).由于要求测量数据范围尽可能大些,故滑动变阻器要采用分压式接法;金属管线的电阻较小,因此电流表采用外接法.实验电路图和实物电路图见答案中图. 3).根据欧姆定律有,根据电阻定律公式有,解得.因此要用螺旋测微器测横截面的边长,用毫米刻度尺测金属管线的长度,读出电压表示数 和电流表示数.金属管线内部中空部分的截面积的表达式为.‎ ‎ 17（8分）、答案：　 ‎18（10分）、答案：电子在磁场中沿圆弧ab运动，如图所示，圆心为C点，半径设为R，电子进入磁场时的速度为v，m、e分别表示电子的质量和电荷量，则：‎ eU＝＝mv2，eBv＝＝m 根据几何关系得， tan 由以上各式可解得B＝＝‎ 答案：‎ ‎19（12分）、答案： 1).粒子在电场中运动只有电场力做功, 根据动能定理可得, 可以求得粒子从加速电场射出时速度的大小为, ; 2).粒子在速度选择器中受力平衡, 所以, 所以磁感应强度的大小为 , 3).粒子垂直进入磁场,做圆周运动,半径的大小为,所以 即, 所以.‎ ‎20（10分）、解析：(1)导体杆ab的受力如图所示：重力mg、安培力F、导轨的支持力FN．mg与F的合力与FN是一对平衡力，mg与F垂直，由图可知F＝IBd,即，.‎ ‎(2)导体杆与导轨有摩擦，导体杆在导轨上静止有两种可能性:当电流偏大时，导体有向上滑动的趋势，此时摩擦力向下；当电流偏小时，导体有向下滑动的趋势，摩擦力向上．‎ 导轨的支持力FN＝mgcosθ＋Fsinθ 导轨对导体杆的摩擦力Ff≤μ(mgcosθ＋Fsinθ)‎ 当电流较大时有 Fcosθ–mgsinθ≤μ(mgcosθ＋Fsinθ)‎ 可得①‎ 当电流较小时有 mgsinθ–Fcosθ≤μ(mgcosθ＋Fsinθ)‎ 可得②‎ ‎③‎ 由①②③三式可得 ‎.‎ 答案：（1）‎ ‎（2）‎