2017-2018学年湖北省黄梅县第二中学高二12月月考物理试题 解析版

2017-2018学年湖北省黄梅县第二中学高二12月月考物理试题 解析版

湖北省黄梅县第二中学2017-2018学年高二12月月考物理试题 第Ⅰ卷（选择题，共50分）‎ 一、选择题（共10小题，每小题5分，1到5题只有一个选项正确．6到10题为不定项。选不全得3分）‎ ‎1. 下列说法正确的是（ ）‎ A. 发现通电导线周围存在磁场的科学家是法拉第 B. 磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止 C. 在电阻R＝2 Ω的两端加上6.0 V电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0 C、‎ D. 只要是体积很小的带电体就能看作点电荷 ‎【答案】C ‎【解析】A项：最早发现电生磁的科学家是奥斯特，故A错误；‎ B项：磁感线在磁铁外部由N极到S极，内部由S极到N极，形成闭合曲线，故B错误；‎ C项：在R两端加6.0V电压时，电流 ，每秒通过电阻截面的电量是q=It=3×1C=3C，故C正确；‎ D项：点电荷是个理想化的模型，实际带电体能否看作点电荷不是看带电体的大小，也不是看它的形状，而是要看带电体的大小和形状对相互作用力的影响的大小，如果带电体自身的大小相对于它们之间的距离来说足够小，乃至它们的大小和形状对相互作用力的影响小得可以忽略不计，那么这样的带电体就可以看成点电荷，故D错误。‎ ‎2. 为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，如图所示，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，上下底面是金属板．当金属板连接到高压电源正负两极时，在两金属板间产生匀强电场．现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内，颗粒带负电，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力．下列说法正确的是(　　) ‎ A. 烟尘颗粒向下运动 B. 两金属板间电场方向向上 C. 烟尘颗粒电荷量可能是电子电量的1.5倍 D. 烟尘颗粒在运动过程中是匀变速运动 ‎【答案】D ‎【解析】由图可知上金属板带正电，下金属板带负电，两金属板间形成的电场方向向下，且为匀强电场，带负电的颗粒受到向上恒定的电场力，所以颗粒向上做匀变速运动，带电物体所带的电量一定是元电荷的整数倍，所以烟尘颗粒电荷量不可能是电子电量的1.5倍，故D正确。‎ ‎3. 如图所示，平行板电容器充电后断开电源，板间有一点P，在P点固定一个试探电荷q，现将下极板向下平移一小段距离，如果用F表示试探电荷在P点所受的电场力，用E表示极板间的电场强度，用φ表示P点的电势，用Ep表示试探电荷在P点的电势能，则下列物理量随两极板间距离d的变化关系的图线中，可能正确的是(　　) .‎ A. A B. B C. C D. D ‎【答案】C ‎【解析】A、B项：电容器充电后，断开电源，电容器的电量保持不变，根据，和可知：，所以两板间的场强不变，试探电荷在P点所受的电场力也不变，故AB错误；‎ C、D项：P点与上板间的电势差：，由于上板接地，所以上板的电势为零，即，由以上的分析可知，P点电势不变，根据，所以P点电势能不变，故C正确，D错误。‎ ‎4. 两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b，以不同的速率沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示。若不计粒子的重力，则下列说法正确的是( 　)‎ A. b粒子的动能较大 B. a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大 C. a粒子带正电，b粒子带负电 D. b粒子在磁场中运动时间较长 ‎【答案】A ‎【解析】A项：由洛伦兹力提供向心力，即：可知，，故半径较大的b粒子速度大，动能也大，故A正确；‎ B项：由公式；f=qvB，故速度大的b受洛伦兹力较大，故B错误；‎ C项：粒子向右运动，根据左手定则，b向上偏转，应当带正电；a向下偏转，应当带负电，故C错误；‎ D项：磁场中偏转角大的运动的时间也长；a粒子的偏转角大，因此运动的时间就长，故D错误。‎ 点晴：两个质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率垂直进入匀强磁场中，则运动半径的不同，导致运动轨迹也不同，因此运动轨迹对应的半径越大，则粒子的速率也越大，而运动周期它们均一样，但运动时间却由圆弧对应的圆心角决定。‎ ‎5. 如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1 T的匀强磁场中，在以导线截面的中心为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，已知a点的实际磁感应强度为零，则下列叙述正确的是(　　) ‎ A. 直导线中的电流方向垂直纸面向外 B. b点的磁感应强度为T，方向斜向右上方，与B的夹角为45°‎ C. c点的实际磁感应强度也为零 D. d点的实际磁感应强度跟b点的相同 ‎【答案】B ‎【解析】a点的磁感应强度为0，说明通电导线在a点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，即得到通电导线在a点产生的磁感应强度方向水平向左，根据安培定则判断可知，直导线中的电流方向垂直纸面向里，A错误；由上知道，通电导线在a点产生的磁感应强度大小为1T，由安培定则可知，通电导线在b处的磁感应强度方向竖直向上，根据平行四边形与匀强磁场进行合成得知，b点感应强度为 ‎，方向与B的方向成45°斜向右上，B正确；通电导线在c处的磁感应强度方向水平向右，则c点磁感应强度为2T，方向与B的方向相同，C错误；通电导线在d处的磁感应强度方向竖直向下，则d点感应强度为，方向与B的方向成45°斜向下，与b点磁感应强度不相同，D错误．‎ ‎6. 下列说法正确的是（ ）‎ A. 图甲，在绝缘光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球．同时从静止释放，则两个小球的速度变大，加速度变大 B. 图乙，两同心圆环A和B处在同一平面内，B的半径小于A的半径，一条形磁铁的轴线与圆环平面垂直，则穿过两圆环的磁通量ΦA＜ΦB C. 图丙，半径为L六分之一圆弧的导线，导线通以由A到C、大小为I的恒定电流，则导线所受安培力的ILB D. 图丁，某一导体的伏安特性曲线AB段，导体在6V时的电阻为120 Ω ‎【答案】BC ‎【解析】A项：因电荷间的静电力与电荷的运动方向相同，故电荷将一直做加速运动，又由于两电荷间距离增大，它们之间的静电力越来越小，故加速度越来越小，故A错误；‎ ‎.........‎ C项：半径为L六分之一圆弧的导线，则弦长为L，导线受到的安培力：F=BIL，故C正确；‎ D项：导体在6V时的电阻为，故D错误。‎ 点晴：磁场为非匀强磁场时，不能用Φ=BS计算，只能比较穿过两环的磁感线净条数多少，来判断磁通量的大小。‎ ‎7. 下列说法正确的是（ ）‎ A. 如图甲所示，是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径 B. 如图乙所示，磁流体发电机的结构示意图。可以判断出A极板是发电机的负极，B极板是发电机的正极 C. 如图丙所示，速度选择器可以判断粒子电性，若带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是Eq ＝ qvB，即 D. 如图丁所示，是磁电式电流表内部结构示意图，线圈在极靴产生的匀强磁场中转动 ‎【答案】AB ‎【解析】A项：根据可知，，粒子获得的最大动能为：，所以要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径，故A正确；‎ B项：根据左手定则，正电荷向下偏转，所以B板带正电，为发电机的正极，A极板是发电机的负极，故B正确；‎ C项：速度选择器不能判断带电粒子的电性，不管是正电，还是负电只要速度满足，粒子就能匀速通过速度选择器，故C错误；‎ D项：线圈在极靴产生的磁场为均匀辐向磁场，该磁场为非匀强磁场，故D错误；‎ ‎8. 在如图所示的各图中，闭合线框中能产生感应电流的是(　 　)‎ A. A B. B C. C D. D ‎【答案】AB ‎【解析】感应电流产生的条件是：只要穿过闭合线框的磁通量变化，闭合线框中就有感应电流产生。A图中当线框转动过程中，线框的磁通量发生变化，线框中有感应电流产生；B图中离直导线越远磁场越弱，所以当线框远离导线时，线框中磁通量不断变小，B图中也有感应电流产生；C图中线框平面与磁场平行，则线框中的磁通量为零，在向下移动过程中，磁通量不变，线框中无感应电流产生；D图中，线框中的磁通量一直不变，线框中无感应电流产生，故A、B正确。‎ ‎9. 一个带正电的试探电荷，仅在电场力作用下在x 轴上从－向运动，其速度v 随位置x 变化的图象如图所示，由图象可知（ ）‎ A. 从x=－到x=0 是匀强电场 B. 从x=0 到x=，电场强度逐渐増大 C. 在x 轴上，x=0 处电势最低 D. 从x=－到x=的过程中，电荷的电势能先增大后减小 ‎【答案】BD ‎【解析】A项： x=－x1到x=0，带正电的试探电荷做减速运动，在连续相等位移内速度变化相同，则通过连续相等的位移所用的时间增大，根据加速度可知，加速度逐渐减小，场强逐渐减小，故A错误；‎ B项：从x=0 到x=x1，带正电的试探电荷做加速运动，在连续相等位移内速度变化相同，则通过连续相等的位移所用的时间减小，根据加速度可知，加速度逐渐增大，场强逐渐增大，故B正确；‎ D项：x=－x1到x=x1，电场力先做负功后做正功，所以电荷的电势能先增大后减小，故D正确。‎ 点晴：解决本题关键理解速度随位移均匀变化的直线运动并不是匀变速直线运动，根据通过相等的位移所用的时间不同，判断加速度不同。‎ ‎10. 如图所示，以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，∠A＝60°，AO＝L，在O点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电粒子(不计重力作用)，粒子的比荷为，发射速度大小都为v0，且满足.粒子发射方向与OC边的夹角为θ，对于粒子进入磁场后的运动，下列说法正确的是(　　) ‎ A. 粒子有可能打到A点 B. 以θ＝60°飞入的粒子在磁场中运动时间最短 C. 以θ<30°飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等 D. 在AC边界上只有一半区域有粒子射出 ‎【答案】AD ‎【解析】试题分析：根据，又v0＝qBL/m，可得，又OA=L，所以当θ=60o时，粒子经过A点，所以A正确；根据粒子运动 的时间，圆心角越大，时间越长，粒子以θ＝60°飞入磁场中时，粒子从A点飞出，轨迹圆心角等于60o，圆心角最大，运动的时间最长，所以B错误；当粒子沿θ=0°飞入磁场中，粒子恰好从AC中点飞出，在磁场中运动时间也恰好是，θ从0°到60°在磁场中运动时间先减小后增大，在AC边上有一半区域有粒子飞出，所以C错误；D正确。‎ 考点：本题考查带电粒子在磁场中的运动 第Ⅱ卷（非选择题　共60分）‎ 二，实验题（8分+8分）‎ ‎11. 在测定某一均匀细圆柱体材料的电阻率实验中。‎ ‎(1)如下图所示，用游标卡尺测其长度为______cm；用螺旋测微器测其直d为______mm.‎ ‎(2)其电阻约为6Ω.为了较为准确地测量其电阻，现用伏安法测其电阻。为减小实验误差，应选用图中______(选填“a”或“b”)为该实验的电路原理图，其测量值比真实值_____________ (选填“偏大”或“偏小”) ‎ ‎【答案】 (1). 10.355cm (2). 1.195mm (3). b (4). 偏小 ‎【解析】(1) 游标卡尺的主尺读数为10.3cm，游标尺上第11个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为11×0.05mm=0.55mm，所以最终读数为：10.3cm+0.055cm=10.355cm；‎ 螺旋测微器的固定刻度为1mm，可动刻度为19.5×0.01mm=0.195mm，所以最终读数为1mm+0.195mm=1.195mm； ‎ ‎(2)由于电阻约为6Ω，阻值较小，应采用外接法，误差较小 ，故应选b；外接法中由于电压表的分流作用，使测量的电流偏大，根据可知，其测量值比真实值偏小。‎ 点晴：解决本题关键理解伏安法测电阻的误差来源，外接法，由于电压表的分流作用，使测量的电流偏大，所以测量值比真实值偏小，内接法，由于电流表的分压作用，使测量的电压偏大，所以测量值比真实值偏大。‎ ‎12. 多用电表测未知电阻阻值的电路如图甲所示，实验得到了电路中电流I与待测电阻的阻值关系图象如图乙所示，、、均已知．‎ ‎ ‎ ‎(1)由I－图线知，欧姆表内电源电动势为________；（用I－图线上的字母表示）‎ ‎(2)某同学想通过另一个多用电表中的欧姆挡，直接去测量某电压表(量程10V)的内阻(大约为几十千欧)，欧姆挡的选择开关拨至倍率______挡(填×1，×1k，×10k)．先将红、黑表笔短接调零后，选用图丙中________(填“A”或“B”)方式连接．在本实验中，如图丁所示，某同学读出欧姆表的读数为______．‎ ‎【答案】 (1). (2). ×1k (3). A (4). 40.0kΩ ‎【解析】(1) 在闭合电路中，由闭合电路欧姆定律得：，，由以上两式可得；‎ ‎(2)由欧姆表的刻度不均匀，为了测量的准确度更高，尽量使指针在中间刻度左右，所以欧姆挡的选择开关拨至倍率×1k，电流从红表笔入，从黑表笔流出，故应A，欧姆表读数等于表盘读数x倍率，故欧姆表的读数为40.0kΩ 三、计算题（共44分）‎ ‎13. 如图所示，A、B、C是平行纸面的匀强电场中的三点，它们之间的距离均为L＝４ｃｍ，电荷量为q＝1.0×10－5 C的负电荷由A移动到C电场力做功W1＝4.0×10－5 J，该电荷由C移动到B电场力做功W2＝－2.0×10－5 J， 求 ‎(1)UAB是多少？‎ ‎(2)若B点电势为零，电荷在A点的电势能是多少？‎ ‎(3)匀强电场大小是多少？‎ ‎【答案】（1）-2V（2）2×10-5J（3）100N/C ‎【解析】(1)根据；‎ ‎(2)根据，由；‎ ‎(3) C、B间电势差为，AC连线的中点M电势为0，M与B点的连线即为等势线，且电场线垂直于等势线，三角形ABC为等边三角形，BM⊥AC，根据沿着电场线方向，电势降低，则有匀强电场的方向由C到A， ‎ ‎14. 在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子P＋和P3＋，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B ‎、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，如图所示．已知离子P＋在磁场中转过θ＝30°后从磁场右边界射出．在电场和磁场中运动时，离子P＋和P3＋求 ‎(1)在磁场中运动的半径之比？‎ ‎(2)在磁场中运动的时间之比？‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】试题分析：要分析加速度就要先分析其受的电场力，而要分析动能就要看电场做的功；要分析半径就要用洛伦兹力充当向心力，来找出半径，有了半径其转过的角度就很容易了。‎ ‎(1)粒子经加速电场后的速度为v1，根据动能定理，则，可知速度之比为 ，粒子进放磁场后做匀速圆周运动，由可知， ，所以半径之比；‎ ‎(2) 设磁场宽度为L，离子通过磁场转过的角度等于其圆心角，所以有，则可知角度的正弦值之比为，又P+的角度为30°，可知P3+角度为60°，即在磁场中转过的角度之比为1：2，根据粒子在有界磁场中运动的时间，所以两粒子在磁场中运动的时间之比3：2。‎ ‎15. 如图所示，在倾角为θ＝30°的斜面上，固定一宽L＝0.25 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R。电源电动势E＝12 V，内阻r＝1 Ω，一质量m＝20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度B＝0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)。金属导轨是光滑的，取g＝10 m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：‎ ‎(1)金属棒所受到的安培力的大小；‎ ‎(2)通过金属棒的电流的大小；‎ ‎(3)滑动变阻器R接入电路中的阻值。‎ ‎【答案】（1）0.1N（2）0.5A（3）23Ώ ‎【解析】试题分析：(1) 金属棒受到重力、安培力和导轨的支持力而处于平衡状态，根据平衡条件，列方程求出安培力；‎ ‎(2) 金属棒与磁场方向垂直，根据安培力公式F=BIL，求出电流；‎ ‎(3) 根据欧姆定律求出滑动变阻器R接入电路中的阻值。‎ ‎(1) 作出金属棒的受力图，如图：‎ ‎   则有F=mgsin30°     F=0.1N；‎ ‎(2) 根据安培力公式F=BIL得；‎ ‎(3) 设变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆E=I（R+r），解得。‎ ‎16. 如图所示的平面直角坐标系xOy，在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴正方向；在第Ⅳ象限的正三角形abc区域内有匀强磁场，方向垂直于xOy平面向里，正三角形边长为L，且ab边与y轴平行．一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的P(0，h)点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a(2h,0)点进入第Ⅳ象限，又经过磁场从y轴上的某点进入第Ⅲ象限，且速度与y轴负方向成45°角，不计粒子所受的重力．求：‎ ‎(1)电场强度E的大小；‎ ‎(2)粒子到达a点时速度的大小和方向；‎ ‎(3)abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值．‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】试题分析：（1）设粒子在电场中运动的时间为t，‎ 则有x=v0t=2h，‎ qE=ma，‎ 联立以上各式可得；‎ ‎（2）粒子达到a点时沿负y方向的分速度为vy=at=v0，‎ 所以，‎ 方向指向第IV象限与x轴正方和成45o角；‎ ‎（3）粒子在磁场中运动时，有，‎ 当粒子从b点射出时，磁场的磁感应强度为最小值，此时有，‎ 所以磁感应强度B的最小值 考点：带电粒子在电场、磁场中的偏转。‎ 视频 ‎ ‎