【物理】黑龙江省齐齐哈尔市第八中学2019-2020学年高二12月月考试题（解析版）

【物理】黑龙江省齐齐哈尔市第八中学2019-2020学年高二12月月考试题（解析版）

‎2019—2020 学年度上学期 12 月月考高二物理试题 一、选择题 ‎1.用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法．下面四个物理量哪一个不是比值定义式：‎ A. 电流 B. 磁感应强度 C. 电场强度 D. 电阻 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 依据各个物理量的定义可判定对应的表达式是不是定义式，明确比值定义法的性质及其特点进行作答．‎ ‎【详解】A、电流强度为通过导体横截面的电流与所用时间的比值，I与q和t无关，只与它们的比值有关，故A属于比值定义式；‎ B、磁感应强度为电流元IL（磁荷）在磁场中受到的磁场力F与IL的比值，B和F无关，B与IL无关，故B属于比值定义式；‎ C、电场强度为试探电荷在电场中受到的电场力F和其自身电荷量的比值，即．E跟F和q不能讨论正反比关系，所以C中关于电场强度的表达式不是定义式，它是点电荷的场强公式，属于决定式；‎ D、电阻，电阻与导体两端得电压、流过导体的电流都无关；属于比值定义式．‎ 故本题选C．‎ ‎【点睛】关于定义式的判定，要从这个物理量的定义来做判定，一个物理量一般分定义式和决定式，注意分清．‎ ‎2.图中MN是某电场中的一条水平电场线．一带正电粒子射入此静电场中后，沿轨迹ABC运动（B在电场线上）．下列说法中正确的是 A. ‎ B. 粒子在B点受电场力方向水平向左 C. 粒子一定做匀变速曲线运动 D. 粒子在A点的电势能比在C点的电势能大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据粒子偏转方向得到电场力方向，进而得到电场线方向，从而得到电势大小关系；再根据粒子受力情况判断粒子运动情况．‎ ‎【详解】B、粒子受力方向沿电场线方向，且指向粒子运动轨迹凹的一侧，故粒子在B点受电场力方向向左，故B正确；‎ A、粒子带正电，粒子在B点受电场力方向向左，故电场线方向左，又有：沿着电场线电势降低，故，故A错误；‎ C、只有一条电场线，不能得到静电场为匀强电场，故粒子受力不一定恒定，那么，粒子不一定做匀变速运动，故C错误；‎ D、只有一条电场线，故不能判断A、C两点电势大小关系，故粒子在这两点的电势能大小不能判断，故D错误；‎ 故选B．‎ ‎【点睛】带电粒子在匀强电场中受到的电场力恒定，故一般通过受力分析（或运动分析），由牛顿第二定律，通过加速度得到运动情况（或受力情况）．‎ ‎3.如图所示，电源电动势E=12V，内阻r=1.0Ω，电阻R1=4.0Ω，R2=7.5Ω，R3=5.0Ω，电容器的电容C=10μF，闭合开关S，电路达到稳定后电容器的电荷量为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 闭合开关S，R1和R3串联，R2相当于导线，电容器的电压等于R3两端的电压，再根据串联电路分压规律求出电容器的电压，可求出电容器的电荷量．‎ ‎【详解】闭合开关S，R1和R3串联，电容器的电压等于R3的电压，为：‎ ‎ ‎ 电容器上所带的电荷量 Q=CU=10×10-6×6.0C=6.0×10-5C 故选B．‎ ‎【点睛】本题是含有电容器的电路，分析电路时要抓住电路稳定时，电容器相当于开关断开，所在电路没有电流，其电压等于所在支路两端的电压．‎ ‎4.如图所示，若α粒子和质子以相同速度垂直进入同一匀强磁场中,它们的质量比是4:1电量比是2:1，则α粒子和质子 ‎ A. 运动半径之比是2∶1 B. 回到磁场边界时速度大小之比是2∶1‎ C. 在磁场中运动时间之比是1∶1 D. 受到的洛伦兹力之比是1∶1‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 质子和粒子以相同的速度在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律和圆周运动的规律，可求得比较r、速度v及T的表达式，根据表达式可以得到半径以及周期之比．‎ ‎【详解】A、质子和粒子在同一磁场中以同一速率做匀速圆周运动，根据，可得粒子轨迹半径，因和B相同，故粒子和质子的半径之比是2:1，故A正确；‎ B、因洛伦兹力不做功，故再次回到磁场边界时速度大小不变，故回到磁场边界时速度大小之比是1：1，故B错误；‎ C、粒子运动周期：，因相同，半径之比为2:1，所以周期之比也为2:1，两粒子在磁场中均转半个周期，所以在磁场中运动时间之比是2:1，C错误；‎ D、根据洛伦兹力公式，，因为B和相同，粒子和质子的q之比为2：1，故受到的洛伦兹力之比是2：1，故D错误．‎ ‎【点睛】本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，要掌握住半径公式、周期公式，利用洛伦兹力提供向心力进行求解；运用粒子在磁场中转过的圆心角，结合周期公式，求解粒子在磁场中运动的时间．‎ ‎5.如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置．A板与静电计金属球相连，静电计的外壳和B板接地，闭合电键S电路达到稳定时，静电计指针偏转一定角度．此时，在A、B板间有一点电荷q（带电量很小）静止在P点，则 A. 增大R1的阻值，点电荷q保持不动，但静电计指针偏角减小 B. 增大R2的阻值，点电荷q保持不动，但静电计指针偏角减小 C. 增大两板间的距离，点电荷q向下运动，但静电计指针偏角不变 D. 断开电键S，A板不动，将B板向下移动时，点电荷q保持不动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 电路稳定时，电容器的电压等于可变电阻R1的电压，静电计指针偏角显示电容器两端电压的大小；当增大R1的阻值，导致总电流减小，则外电压增大，因此电容器的电压增大，板间场强增强，油滴将向上运动；静电计的指针偏角变大．故A错误．电路稳定时，当增大R2的阻值，不改变电路中的电流，因此电容器的电压不变，板间场强不变，油滴仍静止，静电计指针偏角不变．故B错误．增大两极板间的距离，板间电压不变，由 知，板间场强E减小，油滴受到的电场力减小，则油滴将向下运动，静电计指针偏角不变，故C正确．断开开关S，电容器放电，板间场强逐渐减小，油滴将向下运动，静电计指针偏角减为零，故D错误．故选C.‎ 点睛：本题关键分析电容器的电压是否变化，静电计指针偏角显示电容器两端电压．要知道与电容器串联的电阻，电路稳定时相当于导线，不影响电容器的电压． ‎ ‎6.图中 a、b、c、d 为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面积位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相等的电流，方向如图所示．O点磁感应强度的方向 （ ） ‎ A. 沿 Oa 向上 B. 沿 Oc 向下 C. 沿 Od 向左 D. 沿 Ob 向右 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 分析】‎ 本题考查通电导线周围的磁场分布和场强叠加问题。‎ ‎【详解】ABCD.由题可知，导线b和导线d中的电流在O点产生的磁感应强度叠加后为零，而导线a和导线c中的电流在O点产生的磁感应强度均沿Od方向，故C正确。‎ 故选C。‎ ‎7.如图所示，在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab是圆的直径．一带电粒子从a点射入磁场，速度大小为v、方向与ab成30°角时，恰好从b点飞出磁场，且粒子在磁场中运动的时间为t；若同一带电粒子从a点沿ab方向射入磁场，也经时间t飞出磁场，则其速度大小为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】画出两种情况下带电粒子的运动轨迹如图所示，由题意，同一粒子在磁场中偏转时间同为t，则两种情况下带电粒子的偏转角均为60°；‎ 由几何关系可以确定带电粒子在两种情况下做匀速圆周运动的半径分别为r1=2R，r2=Rtan60°=R，由洛仑兹力提供向心力Bqv=m，则速度，则，所以当粒子沿ab方向射入时，v2=v，则选项ABD错误，选项C正确．故选C．‎ ‎【点睛】本题涉及到的问题是同一粒子在圆形磁场中做相同时间的匀速圆周运动问题，由周期公式和半径公式知道，粒子在磁场中偏转时间由偏转角决定，从而画出粒子做匀速圆周运动的轨迹，也确定了两种情况下的半径与磁场圆的半径关系，再由洛仑兹力提供向心力从而求出速度．‎ ‎8.如图所示，正方形容器处于匀强磁场中，一束电子从孔a垂直于磁场沿ab方向射入容器中，一部分从c孔射出，一部分从d孔射出，容器处于真空中，则下列结论中不正确的是 ( )‎ A. 从两孔射出的电子速率之比vc∶vd＝2∶1‎ B. 从两孔射出的电子在容器中运动的时间之比tc∶td＝1∶2‎ C. 从两孔射出的电子在容器中运动的加速度大小之比ac∶ad＝∶1‎ D. 从两孔射出的电子在容器中运动的角速度之比ω1∶ω2＝1∶1‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 本题考查带电粒子在磁场中的运动。‎ ‎【详解】‎ A.如图为从c、d两孔射出电子的运动轨迹，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则：‎ 运动半径为：‎ 由图可知：‎ ‎ ‎ 故A正确；‎ B.粒子运动周期为：‎ ‎， ‎ 从c孔射出的粒子运动了周期，从d孔射出的粒子运动了周期，则：‎ 故B正确；‎ C.粒子在磁场中加速度为：‎ 由A可知，，所以，故C错误；‎ D.由，因周期相同，所以相同，故D正确。‎ 故选C。‎ ‎9.电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确的是（ ）‎ A. 电压表读数增大 B. 电压表读数减小 C. 电流表读数减小 D. 电流表读数增大 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 试题分析：由电路图可知滑动变阻器与R2并联然后与R1串联，电压表测路端电压，电流表测通过电阻R2的电流；根据滑动变阻器滑片的移动方向判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化；然后应用串并联电路特点与欧姆定律分析答题．‎ 解：A、由电路图可知，滑片向右端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流变小，电源内电压变小，路端电压变大，则电压表示数变大，故A正确，B错误；‎ C、电路电流变小，电阻R1两端电压变小，路端电压变大，则并联电压变大，由部分电路欧姆定律可知，通过电阻R2的电流变大，电流表示数变大，故C错误，D正确；‎ 故选AD．‎ ‎【点评】本题是一道闭合电路的动态分析题，分析清楚电路结构、熟练应用欧姆定律、电功率公式即可正确解题．‎ ‎10.一带电小球在相互垂直的匀强电场、匀强磁场中作匀速圆周运动，匀强电场竖直向上，匀强磁场水平且垂直纸面向里，如图所示，下列说法正确的是 ‎ ‎ A. 沿垂直纸面方向向里看，小球的绕行方向为顺时针方向 B. 小球一定带正电且小球的电荷量 C. 由于洛伦兹力不做功，故小球在运动过程中机械能守恒 D. 由于合外力做功等于零，故小球运动过程中动能不变 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 带电微粒在复合场中，只有满足重力与电场力大小相等方向相反，微粒的合力只表现为洛伦兹力才能做圆周运动，故粒子所受电场力向上，微粒带正电，微粒的洛伦兹力方向要指向圆心，由左手定则判断运动方向为逆时针，由mg=qE可得，故A错误，B正确；洛伦兹力不做功，但电场力做功，故机械能不守恒，故C错误；由于合外力做功等于零，根据动能定理，小球在运动过程中动能不变，故D正确；故选BD．‎ 点睛：物体做匀速圆周运动的条件是物体受到的合力大小不变，方向时刻指向圆心，带电微粒在复合场中，只有满足重力与电场力大小相等方向相反，微粒才能做匀速圆周运动，否则不能． ‎ ‎11.如图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘块，甲、乙叠放在一起置于光滑的水平地面上，空间存在着水平方向的的匀强磁场，在水平恒力F的作用下，甲、乙无相对滑动的一起向左加速运动，在加速运动阶段 ( )‎ A. 甲、乙两物块之间的摩擦力不断增大 B. 甲、乙两物块之间的摩擦力不变 C. 甲、乙向左运动的加速度不断减小 D. 甲对乙的压力不断增大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】当甲与乙向右运动时，甲所受的洛伦兹力竖直向下，又由于地面光滑，所以摩擦力为0，把甲乙看成一个系统，，甲与乙相对静止，乙对甲的静摩擦力．所以选BD．‎ ‎12.如图所示，有三个质量相等分别带正电、负电和不带电的小球，从P点以相同的初速度垂直电场方向进入匀强电场E中，它们分别落到A、B、C三点，则可判断（　　）‎ A. 三个小球到达正极板时的动能关系是：‎ B. 三个小球在电场中运动时间 C. 三个小球在电场中运动的加速度关系是：‎ D. 落到A点的小球带负电，落到B点的小球不带电 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由图可知上极板带负电，所以平行板间有竖直向上的电场，正电荷在电场中受到向上的电场力，负电荷受到向下的电场力．则不带电的小球做平抛运动，带负电的小球做类平抛运动，加速度比重力加速度大，带正电的小球做加速度比重力加速度小的类平抛运动．由此根据平抛和类平抛运动规律求解．‎ ‎【详解】在平行金属板间不带电小球、带正电小球和带负电小球的受力如下图所示：‎ 由图可知不带电小球做平抛运动：；带正电小球做类平抛运动：；带负电小球做类平抛运动：．‎ 所以落到A点的是带正电小球；落到B点的是不带电小球；落到C点的是带负电小球．‎ A、根据动能定理，三小球到达下板时的动能等于这一过程中合外力对小球做的功．由受力图可知，带负电小球合力最大为，做功最多，动能最大；带正电小球合力最小为，做功最少，动能最小．即：，故A错误；‎ B、根据题意，三小球在竖直方向都做初速度为0的匀加速直线运动，球到达下极板时，在竖直方向产生的位移h相等，根据，，得三小球运动时间，正电荷最长，不带电小球次之，带负电小球时间最短，故，B正确；‎ CD、根据运动轨迹，结合受力分析可以判断，落到A点的是带正电小球；落到B点的是不带电小球；落到C点的是带负电小球，故，，，因，故，C正确，D错误；‎ 故选BC．‎ ‎【点睛】确认不带电小球做平抛运动，带电小球做类平抛运动，分水平和竖直方向分析小球的运动，水平方向匀速直线运动，竖直方向初速度为0的匀加速直线运动，由运动的合成与分解进行分析．‎ 二、实验题 ‎13.读出螺旋测微器示数是_________mm． 游标卡尺示数是_________mm．‎ ‎【答案】 (1). 20.683mm (2). 11.70mm ‎【解析】‎ 螺旋测微器的固定刻度为，可动刻度为，所以最终读数为．游标卡尺的主尺读数为，游标尺上第14个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为，所以最终读数为：．‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．‎ ‎14.在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：‎ A．待测的干电池（电动势约为1. 5 V，内电阻小于1. 0Ω)‎ B．电流表G（满偏电流3 mA，内阻Rg=10Ω)‎ C．电流表A(0～0. 6 A，内阻0.1Ω)‎ D．滑动变阻器R1(0～20Ω,10 A)‎ E.．滑动变阻器R2(0～200Ω,l A)‎ F．定值电阻R0(990Ω)‎ G．开关和导线若干 ‎（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图所示中甲的（a)、 (b)两个参考实验电路，其中合理的是___图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选___（填写器材前的字母代号）‎ ‎（2）图乙为该同学根据（1)中选出的合理的实验电路利用测出的数据绘出的I1—I2图线（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），则由图线可以得被测电池的电动势E=___V，内阻r=_______Ω．‎ ‎【答案】 (1). b D (2). 1.50 0.80‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，将电流表G串联一个电阻，可以改装成较大量程的电压表．（a）、（b）两个参考实验电路，其中合理的是b，‎ 因为电源的内阻较小，所以应该采用较小最大值的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小．滑动变阻器应选D，‎ ‎（2）根据欧姆定律和串联的知识得 电源两端电压U=I1（990+10）=1000I1，‎ 根据图象与纵轴的交点得电动势E=1.5mA×1000Ω=1.50V 与横轴的交点可得出路端电压为1V时电流是0.62A，‎ 由闭合电路欧姆定律E=U+Ir可得：r=0.80Ω；‎ 三、计算题 ‎15.如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，放置一根长为L、质量为m、通有电流I的导体棒，重力加速度为g，若外加磁场方向竖直向上，欲使棒静止在斜面上，求：磁感应强度B的值．‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 导体棒受重力、支持力和安培力处于平衡，根据共点力平衡求出安培力的大小，再根据求出磁感应强度的大小．‎ ‎【详解】导体棒受重力、支持力和水平向右的安培力处于平衡，‎ 根据共点力平衡得：‎ ‎．‎ ‎【点睛】正确受力分析、根据共点力平衡条件列式是解决本题的关键．‎ ‎16.如图所示，图线AB是某闭合电路的路端电压随电流变化的关系图线， OM是某定值电阻R的伏安特性曲线，由图求：‎ ‎（1）R的阻值；‎ ‎（2）处于直线OM与AB交点C时电源输出功率；‎ ‎（3）电源的最大输出功率．‎ ‎【答案】（1） （2）8W （3）9W ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）根据伏安特性曲线的斜率求出电阻的阻值．‎ ‎（2）交点对应的电压和电流为电源输出电压和输出电流，根据P=UI求出电源的输出功率．‎ ‎（3）当外电阻等于内阻时，电源输出功率最大．‎ ‎【详解】（1）OM是电阻的伏安特性曲线，电阻：．‎ ‎（2）交点C处电源的输出功率为：‎ ‎（3）电源的最大输出功率Pm，是在外电阻的阻值恰等于电源内电阻时达到的． ‎ 答：（1）R的阻值为2Ω．‎ ‎（2）处于直线OM与AB交点C时电源的输出功率为8W． ‎ ‎（3）电源的最大输出功率为9W．‎ ‎【点睛】对于图线关键要根据物理规律，从数学角度来理解其物理意义．本题要抓住图线的斜率、交点的意义来理解图象的意义．‎ ‎17.如图所示的区域中，OM左边为垂直纸面向里的匀强磁场，右边是一个电场强度大小未知的匀强电场，其方向平行于OM，且垂直于磁场方向．一个质量为m、电荷量为-q的带电粒子从小孔P以初速度V0沿垂直于磁场方向进入匀强磁场中，初速度方向与边界线的夹角θ=60°，粒子恰好从小孔C垂直于OC射入匀强电场，最后打在Q点，已知OC=L，OQ=2L，不计粒子的重力，求：‎ ‎(1)磁感应强度B的大小；‎ ‎(2)电场强度E的大小．‎ ‎【答案】(1) (2)‎ ‎【解析】‎ ‎(1)画出粒子运动的轨迹如图示 (O1为粒子在磁场中圆周运动的圆心）： ∠PO1 C=120°‎ 设粒子在磁场中圆周运动的半径为r，r+rcos 60°= OC=L ‎ 得r = 2L/3 ‎ 粒子在磁场中圆周运动洛仑兹力充当向心力 ‎ 解得 ‎ ‎ (2) 粒子在电场中类平抛运动，加速度为 由牛顿第二定律得 ‎ 水平方向 2L=v0t ‎ 竖直方向 ‎ 解得 ‎