广西贵港市覃塘高级中学2020学年高二物理12月月考试题

广西贵港市覃塘高级中学2020学年高二物理12月月考试题

覃塘高中2020年秋季期12月月考试题 ‎ 高二物理 第Ⅰ卷(选择题，共48分)‎ 一、 选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。其中1至8题为单选题，9至12题为多选题，全选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的0分。）‎ ‎1．下列说法不正确的是（ ）‎ A． 奥斯特发现了电流的磁效应 B． 法拉第提出场的概念，解释电磁作用本质 C． 安培提出分子电流假说 D． 磁感线总是从磁体的N极出发到S极 ‎2．如图所示，一水平的可自由移动的通电长直导线置于螺线管的右端，通入垂直纸面向外方向的电流，当开关K闭合瞬间，长直导线的运动方向为( )‎ A． 向上 B． 向下 C． 向左 D． 向右 ‎3．在匀强磁场中一带电粒子正在做匀速圆周运动，如果突然将它的速度增大到原来的3倍，则( )‎ A． 粒子的运动轨迹半径不变，运动周期减为原来的三分之一 B． 粒子的运动轨迹半径是原来的3倍，周期不变 C． 粒子的运动轨迹半径和周期都是原来的3倍 D． 粒子的运动轨迹半径是原来的4倍，周期不变 ‎4．如图所示，长为‎2L的直导线折成边长相等，夹角为的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，当在导线中通以电流I时，该V形通电导线受到的安培力大小为 （　　）‎ A． ‎2BIL B． 0‎ C． 0.5BIL D． BIL ‎5．如图所示，a，b，c，d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于圆弧上相互垂直的两条直径的四个端点上，导线中通有大小相同的电流，方向见图。一带正电的粒子从圆心O沿垂直于纸面的方向向里运动，它所受洛伦兹力的方向是 A． 从O指向b B． 从O指向a C． 从O指向c D． 从O指向d ‎6．如图甲、乙、丙所示,三个完全相同的半圆形光滑绝缘轨道置于竖直平面内,左右两端点等高,其中图乙轨道处在垂直纸面向外的匀强磁场中,图丙轨道处在竖直向下的匀强电场中,三个相同的带正电小球同时从轨道左端最高点处由静止释放.则三个带电小球通过圆轨道最低点时(    )‎ A． 速度相同 B． 均能到达轨道右端最高点处 C． 对轨道的压力相同 D． 所用时间相同 ‎7．如图所示，一电子束垂直于电场线与磁感线方向入射后偏向A极板，为了使电子束沿射入方向做直线运动，可采用的方法是(　　)‎ A． 将变阻器滑动头P向右滑动 B． 将变阻器滑动头P向左滑动 C． 将极板间距离适当减小 D． 将极板间距离适当增大 ‎8．每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来，地球磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义。假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，（如图，地球由西向东转，虚线表示地球自转轴，上方为地理北极），在地球磁场的作用下，它将( )‎ A．向东偏转 B．向南偏转 C．向西偏转 D．向北偏转 ‎9．如图，通电导体棒质量为m，置于倾角为的导轨上，导轨和导体棒之间不光滑，有电流时杆静止在导轨上，下图是四个侧视图，标出了四种匀强磁场的方向。（表示电流方向垂直纸面向里），其中摩擦力可能为零的是（　　　）‎ A． B． C． D． ‎ ‎10．如图所示，用两根轻细金属丝将质量为m、长为l的金属棒ab悬挂在c、d两处，置于匀强磁场内．当棒中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向θ角而处于平衡状态．为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为下列说法不正确的是（   ）‎ A． ，竖直向上 B． ，竖直向下 C． ，平行悬线向下 D． ，平行悬线向上 ‎11．质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．如图所示为质谱仪的原理示意图．现利用这种质谱议对氢元素进行测量．氢元素的各种同位素从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场．加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中．氢的三种同位素最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条“质谱线”．关于三种同位素进入磁场时速度的排列顺序以及a、b、c三条“质谱线”的排列顺序，下列判断正确的是（  ）‎ A． 进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氕、氘、氚 B． 进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕 C． a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氕，氘、氚 D． a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕 ‎12．如图所示，在边界上方存在着垂直纸面向里的匀强磁场，有两个电荷量、质量均相同的正、负粒子(不计重力)，从边界上的O点以相同速度先后射入磁场中，入射方向与边界成θ角，则正、负粒子在磁场中 A． 运动轨迹的半径相同 B． 重新回到边界所用时间相同 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O点的距离相等 二、实验题（共14分）‎ ‎13．某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下:‎ ‎（1）游标卡尺测量其长度如图甲所示,可知其长度为__________mm;‎ ‎（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,可知其直径为__________mm;‎ ‎（3）选用多用电表的电阻“×‎1”‎挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图所示,则该电阻的阻值约为__________Ω;‎ ‎（4） 为更精确地测量其电阻,可供选择的器材如下:‎ 待测金属丝Rx；‎ 电压表：V（量程3V，内阻约3kΩ）；‎ 电流表：A1（量程‎0.6A，内阻约0.2Ω）；A2（量程‎3A，内阻约0.05Ω）；‎ 电源：E（电动势3V，内阻不计）‎ 滑动变阻器：R（最大阻值约20Ω）‎ ‎（5）为使测量尽量精确，电流表应选_____（“A‎1”‎或“A‎2”‎），电路应选用图中的_____（“甲”或“乙”）．‎ ‎14．如图是多用电表内部结构的简化电路图,内有3个档位,对应3种测量功能,小明现要将其作为电流表使用,选择开关S应接__________(选填“‎1”‎、“2“或“‎3”‎).小明调节好多用电表后连接电路,如图是他正准备接入最后根导线(图中虚线所示)时的实验电路,‎ 请指出图中在器材连接或操作上存在的两个不妥之处:___________________；__________________。‎ 三、解答题（共38分）‎ ‎15．如图所示，在倾角为θ = 30°的斜面上，固定一宽度L = ‎0.25m的平行光滑金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器，电源电动势E = 3.0V，内阻r = 1.0Ω。一质量m = ‎0.02kg的金属杆ab与两导轨垂直并接触良好，当滑动变阻器接入电路的阻值为R时，ab中电流大小I = ‎0.5A，此时杆恰好静止在导轨上。整个装置处于垂直于斜面向上的匀强磁场中，导轨与金属棒的电阻不计，取g = ‎10 m/s2。求：‎ ‎　‎ ‎（1）R的大小；‎ ‎（2）磁感应强度B的大小；‎ ‎（3）若只改变磁场，使金属杆ab仍静止在轨道上面，且对轨道的压力恰好为零。求此时磁感应强度的大小和方向。‎ ‎16．如图所示，一根水平光滑的绝缘直槽轨连接一个竖直放置的半径为R=‎0.50m的绝缘光滑槽轨。槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B=0.50T。有一个质量m=‎0.10g、带电量为q=+1.6×10‎-3C的小球在水平轨道上向右运动。若小球恰好能通过最高点，重力加速度g=‎10m/s2。求：‎ ‎(1)小球在最高点N的速度大小；‎ ‎(2)小球在最高点N所受的洛伦兹力F；‎ ‎(3)小球的初速度v0。‎ ‎17．在平面坐标系内，在第Ⅰ象限内有沿y轴负方向的匀强电场，在第Ⅲ、Ⅳ象限内有垂直坐标平面向外的匀强磁场。在y轴上A（0，L）处将一质量为m、电荷量为q的带正电粒子沿平行于x 轴正方向以速度v0射出，从x轴上M（‎2L，0）处离开电场进入磁场，再次到达x轴时刚好经过坐标原点O处。不计重力及其他作用。求：‎ ‎（1）匀强电场的电场强度的大小E；‎ ‎（2）匀强磁场的磁感应强度的大小B。‎ 高二物理12月月考参考答案 ‎1．D 2．A 3．B带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：，解得：①；周期为： ②；由①式，半径与速度成正比，速度变为3倍，故半径变为3倍；由②式，周期与速度无关，故周期不变；故选B。‎ ‎4．D【解析】导线在磁场内有效长度为，故该V形通电导线受到安培力大小为，选D．‎ ‎5．B【解析】根据题意，由右手螺旋定则，则有b与d导线电流产生磁场正好相互抵消，而a与c导线产生磁场方向都向左，正好相互叠加，由右手螺旋定则，则得磁场方向水平向左，当一带的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向里运动，根据左手定则可知，它所受洛伦兹力的方向向上。故应选B。‎ ‎6．B 【解析】A. 在乙图中，因为洛仑兹力总是垂直于速度方向,故洛仑兹力不做功;滑块下落时只有重力做功,故甲和乙两次机械能均守恒,故两次滑块到最低点的速度相等 ,丙图中,小球下滑的过程中电场力做正功,重力做正功，所以小球在最低点的速度大于甲图和乙图中的速度。故A错误；‎ B. 三个小球的运动过程中，重力做功，动能和重力势能之间转换；洛伦兹力不做功；电场力做功，电势能与动能之间转换；由于没有其他的能量损失，所以三种情况下，小球均能到达轨道右端最高点处，故B正确；‎ C. 小球在最低点时，甲图中重力和支持力提供向心力，而乙图中是重力、支持力和洛伦兹力提供向心力，所以小球受到的支持力大小不相等，对轨道的压力也不相等。故C错误；‎ D. 甲图和丙图比较得，丙图中，小球的加速度比较大，所以达到最低点的时间短。故D错误；故选：B。‎ ‎7．D根据电路图可知：A板带正电，B板带负电，所以电子束受到电场力的方向向上，大小,洛伦兹力方向向下，‎ ‎,电子向上偏，说明电场力大于洛伦兹力，要使电子束沿射入方向做直线运动，则要电场力等于洛伦兹力，所以要减小电场力；‎ A、将变阻器滑动头P向右或向左移动时，电容器两端电压不变，电场力不变，故AB错误；‎ C、将极板间距离适当减小时，增大，不满足要求，故C错误；‎ D、将极板间距离适当增大时，减小，满足要求，故D正确。‎ ‎8．A ‎9．AB A：若磁场方向竖直向上，导体棒所受重力、安培力、支持力方向如图甲，当时，导体棒可不受摩擦力。‎ B：若磁场方向水平向左，导体棒所受重力、安培力如图乙，当时，导体棒可不受支持力、摩擦力。‎ C：若磁场方向向右，导体棒所受重力、安培力、支持力方向如图丙，导体棒静止，导体棒一定受沿导轨向上的摩擦力。‎ D：若磁场方向竖直向上，导体棒所受重力、安培力、支持力方向如图丁，导体棒静止，导体棒一定受沿导轨向上的摩擦力。‎ 故摩擦力可能为零的是AB两项。‎ ‎10．ABC 要求所加磁场的磁感强度最小，应使棒平衡时所受的安培力有最小值。由于棒的重力恒定，悬线拉力的方向线不变，由力的矢量三角形可知，‎ 安培力的最小值为安培力与绳子的拉力垂直，即：Fmin=mgsinθ．有：ILBmin=mgsinθ，得：Bmin=‎ ‎，由左手定则知所加磁场的方向平行悬线向上。故D正确，ABC错误。本题选择不正确的，故选ABC.‎ ‎11．AD 由qU=mv2可得，v=，由于同位素的电量相同，所以氕的速度最大，氚的速度最小，所以A正确，B错误；根据qvB=m，以及v=可得，，所以a、b、c三条谱线的顺序应是氚、氘、氕，所以C错误，D正确。故选AD。‎ ‎12．ACD 根据牛顿第二定律得：得，由题q、v、B大小均相同，则r相同，A正确；粒子的运动周期，则知T相同；根据左手定则分析可知，正离子逆时针偏转，负离子顺时针偏转，重新回到边界时正离子的速度偏向角为，轨迹的圆心角也为，运动时间，同理，负离子运动时间，显然时间不等，B错误；正负离子在磁场中均做匀速圆周运动，速度沿轨迹的切线方向，根据圆的对称性可知，重新回到边界时速度大小与方向相同，C正确；根据几何知识得知重新回到边界的位置与O点距离，r、θ相同，则S相同，D正确．‎ ‎13．（1）‎50.15mm （2）‎4.700mm; （3）7.0Ω; （5）A1； 甲 ‎（1）游标卡尺测量其长度为：‎5cm+‎0.05mm×3=‎50.15mm；（2）用螺旋测微器测量其直径为：‎4.5mm+‎0.01mm×20.0=‎4.700mm;（3）电阻的阻值约为7.0Ω;‎ ‎（5）电路中可能出现的最大电流，可知电流表应该选择A1；因RV>>Rx可知，电路选择安培表外接，故选甲；‎ ‎14．1； 开关未断开； 多用电表（或电源）正负极接反 由图所示可知，作为电流表使用时，应将电阻与表头并联，故黑表笔应接1；由图可知，实验前开关没有断开；同时多用电表红表笔应接正极，故多用电表（或电源）的正负极接反；‎ ‎15．（10分）（1）5Ω (2) 0.8 T（3）1.6T 水平向左 ‎（1）设变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆定律： （2分）‎ 联立解得： ；（1分）‎ ‎(2) 由于金属棒静止在金属轨道上受力平衡，根据左手定则：‎ 可以得到安培力：（1分）‎ 又由于（1分），所以磁感应强度（1分）；‎ ‎（3）设此时磁感应强度为,金属杆静止且对轨道压力为0，则安培力方向竖直向上，由受力平衡得： （2分） 所以磁感应强度（1分），方向：水平向左（1分）‎ ‎16．（12分）（1）设小球在最高点N的速度为，则小球在最高点所受洛伦兹力为： 方向竖直向上（1分）；‎ 由于小球恰好能通过最高点N，故小球在最高点N由洛伦兹力和重力共同提供向心力，即： （2分） 两式联立得： ， ；（2分）‎ ‎（2）由于无摩擦力，且洛伦兹力不做功，所以小球在运动过程中机械能守恒，由机械能守恒定律可得： （3分）‎ 其中（1分），联立解得： 。（1分）‎ ‎17．(16分)（1）粒子在电场中只受电场力作用，做平抛运动，所以有：；（2分）‎ ‎，（2分） 解得：；（2分）‎ ‎（2）且由平抛运动的规律可知，粒子在电场中运动的时间为：，（1分）‎ 进入磁场时，速度v的水平分量为：vx=v0，竖直分量为：，（2分）解得：v＝v0；（1分）‎ 粒子在磁场中只受洛伦兹力，在洛伦兹力的作用下作圆周运动，所以粒子运动轨迹如图所示，‎ 则，粒子做圆周运动的半径为：R＝L， （2分）‎ 所以由洛伦兹力作向心力可得：Bvq＝，（2分）解得：（2分）‎