河北省宣化第一中学2019-2020学年高二上学期12月月考物理试题

河北省宣化第一中学2019-2020学年高二上学期12月月考物理试题

物理试卷 一、单选题 ‎1.如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积S1＞S2= S3，且 “‎3”‎线圈在磁铁的正中间．设各线圈中的磁通量依次为φ1、φ2、φ3，则它们的大小关系是（ ）‎ A. φ1>φ2>φ3 B. φ1>φ2=φ3‎ C. φ1<φ2<φ3 D. φ1<φ2=φ3‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 所有磁感线都会经过磁体内部，内外磁场方向相反，所以线圈面积越大则抵消的磁场越大，则，线圈3在正中间，此处磁场最弱，即抵消的最少，所以，最大，选C ‎2.如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场．重力不计、电荷量一定的带电粒子以速度v正对着圆心O射入磁场，若粒子射入、射出磁场点间的距离为R，则粒子在磁场中的运动时间为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动，画出轨迹，如图所示：‎ 由几何关系得，轨道半径：‎ 根据牛顿第二定律，有：‎ 解得：‎ 联立解得：‎ 故在磁场中的运动时间：‎ A. 。故A正确；‎ B. 。故B错误；‎ C. 。故C错误；‎ D. 。故D错误。‎ ‎3.如图所示，足够长的竖直绝缘管内壁粗糙程度处处相同，处在方向彼此垂直的匀强电场和匀强磁场中，电场强度和磁感应强度的大小分别为E和B，一个质量为m，电荷量为+q的小球从静止开始沿管下滑，下列关于小球所受弹力N、运动速度v、运动加速度a、运动位移x，运动时间t之间的关系图像中正确的是（ ）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】小球向下运动的过程中，在水平方向上受向右的电场力qE和水平向左的洛伦兹力和管壁的弹力N的作用，水平方向上合力始终为零，则有：①，在竖直方向上受重力和摩擦力f作用，其中摩擦力为：②，在运动过程中加速度为：③，由式可知，N-v图象时一条直线，且N随v的增大而减小，A正确；由①②③可知，小球向下运动的过程中，速度的变化不是均匀的，所以加速度的变化也不是均匀的，B错误；由②可知，在速度增大的过程中，摩擦力是先减小后增大的（在达到最大速度之前），结合③式可知加速度先增大后减小，C图体现的是加速度先减小后增大，C错误；在速度增到最大之前，速度是一直增大，而图D体现的是速度先减小后增大，所以选项D错误．‎ ‎【点睛】本题关键明确小球的运动情况，先做加速度增加的加速运动，然后做加速度减小的加速运动，当加速度减为零时，速度最大．同时要注意在不同的图象中斜率所表示的不同含义．‎ ‎4.回旋加速器的核心部分是真空室中的两个相距很近的D形金属盒，把它们放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒面向下．连接好高频交流电源后，两盒间的窄缝中能形成匀强电场，带电粒子在磁场中做圆周运动，每次通过两盒间的窄缝时都能被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置引出，如果用同一回旋加速器分别加速氚核()和粒子() ，比较它们所需的高频交流电源的周期和引出时的最大动能，下列说法正确的是 A. 加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较大 B. 加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大 C. 加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小 D. 加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，根据 ，知氚核（）的质量与电量的比值大于α粒子（），所以氚核在磁场中运动的周期大，则加速氚核的交流电源的周期较大根据 得，最大速度，则最大动能，氚核的质量是α粒子的倍，氚核的电量是倍，则氚核的最大动能是α粒子的倍，即氚核的最大动能较小．故C正确，A、B、D错误．故选C．‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，以及会根据 求出粒子的最大速度．‎ ‎5.如图所示，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零．如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为(　　)‎ A. 0 B. C. D. 2B0‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】在两导线中均通有方向垂直于纸面向里电流I时，纸面内与两导线距离为l的a点处的磁感应强度为零，如下图所示： ‎ 由此可知，外加的磁场方向与PQ平行，且由Q指向P，即B1=B0；依据几何关系，及三角知识，则有：BPcos30°=B0； 解得P或Q通电导线在a处的磁场大小为BP=B0； ‎ 当P中的电流反向，其他条件不变，再依据几何关系，及三角知识，则有：B2=B0；因外加的磁场方向与PQ平行，且由Q指向P，磁场大小为B0；最后由矢量的合成法则，那么a点处磁感应强度的大小为B=，故C正确，ABD错误．‎ ‎6.如图所示，矩形区域MPQN长，宽，一质量为不计重力、电荷量为q的带正电粒子从M点以初速度水平向右射出，若区域内只存在竖直向下的电场或只存在垂直纸面向外的匀强磁场，粒子均能击中Q点，则电场强度E的大小与磁感应强度B的大小的比值为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】在电场中做类似平抛运动过程，根据分运动公式，有水平方向，竖直方向：，只有磁场时，做匀速圆周运动，轨迹如图所示：结合几何关系，有，解得，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有，联立解得，故，B正确．‎ ‎7.利用霍尔效应制作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等区域,如图是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下,通入图示方向的电流I,C、D两侧面会形成电势差下列说法正确的是 A. 电势差仅与材料有关 B. 仅增大磁感应强度时,电势差变大 C. 若霍尔元件的载流子是自由电子,则电势差 D. 在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,霍尔元件的工作面应保持水平 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．根据CD间存在电势差，之间就存在电场，电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，设霍尔元件的长宽高分别为a、b、c，则有：‎ I=nqvS=nqvbc 则：‎ n由材料决定，故U与材料有关；U还与厚度c成反比，与宽b无关，同时还与磁场B与电流I有关，故A错误、B正确． C．根据左手定则，电子向C侧面偏转，C表面带负电，D表面带正电，所以D表面的电势高，则UCD＜0．故C错误． D ‎．在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，应将元件的工作面保持竖直，让磁场垂直通过．故D错误．‎ ‎8.如图所示，1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路，B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路通过多次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件关于该实验下列说法正确的是　　‎ A. 闭合开关S的瞬间，电流表G中有的感应电流 B. 闭合开关S的瞬间，电流表G中有的感应电流 C. 闭合开关S，滑动变阻器的滑片向左滑的过程中，电流表G中有的感应电流 D. 闭合开关S，滑动变阻器的滑片向左滑的过程中，电流表G中有的感应电流 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.因为左端线圈产生恒定的磁场，所以右侧线圈中的磁通量不发生变化，闭合开关瞬间不会产生感应电流，AB错误．‎ CD.闭合开关S，滑动变阻器的滑片向左滑的过程中，回路电阻变大，电流变小，产生磁场强度变小，根据右手定则可以判断，B线圈感应电流产生的磁场向下，根据右手定则判断流经电流表的电流为，C错误D正确．‎ ‎9.带电小球以一定的初速度 v0 竖直向上抛出，能够达到的最大高度为 h1；若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为 v0，小球上升的最大高度为 h2，若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为 v0，小球上升的最大高度为 h3，如图所示，不计空气阻力，则( )‎ A. h1＝h2＝h3‎ B. h1＞h2＞h3‎ C. h1＝h2＞h3‎ D. h1＝h3＞h2‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】竖直上抛的最大高度为：；当小球在磁场中运动到最高点时，小球应有水平速度，设此时小球的动能为，则:,又由，所以；当加上电场时，由运动的分解可知：在竖直方向上有，，所以，D对．‎ ‎10.如图，L1和L2为两平行的虚线，L1上方和L2下方都是垂直纸面向里的磁感强度相同的匀强磁场，A、B两点都在L2上．带电粒子从A点以初速v与L2成α角斜向上射出，经过偏转后正好过B点，经过B点时速度方向也斜向上．不计重力，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 此粒子一定带正电荷 B. 带电粒子经过B点时速度一定跟在A点时速度相同 C. 若角时,带电粒子经过偏转后正好过B点,则角时,带电粒子经过偏转后也一定经过同一个B点 D. 若角时,带电粒子经过偏转后正好过B点,则角时,带电粒子经过偏转后也一定经过同一个B点 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】画出带电粒子运动的可能轨迹，B点的位置可能有下图。如图所示。‎ A．如图，分别是正负电荷的轨迹，正负电荷都可能。故A错误。‎ B．因为洛仑兹力与速度方向时刻垂直，所以洛仑兹力对电荷不做功，电荷动能不变，速度大小不变，如图，粒子B的位置在B2、B3，速度方向斜向上，跟在A点时的速度大小相等，方向相同，速度相同。故B正确。‎ C．如图，设L1与L2之间的距离为d，则A到B2的距离为：‎ 当夹角是30°时 若将带电粒子在A点时初速度方向改为与L2成45°角斜向上，则 则不会经过B点，故C错误。‎ D． 如图，设L1与L2之间的距离为d，则A到B2的距离为：‎ 当夹角是30°时 若将带电粒子在A点时初速度方向改为与L2成60°角斜向上，则 则经过三个周期后粒子也可以经过B点。故D正确。‎ 二、多选题 ‎11. 关于磁感应强度，下列说法中错误的是（ ）‎ A. 由可知，B与F成正比，与IL成反比 B. 由可知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场 C. 通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强 D. 磁感应强度的方向一定不是该处电流的受力方向 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ 分析：在磁场中磁感应强度有强弱，则由磁感应强度来描述强弱．将通电导线垂直放入匀强磁场中，即确保电流方向与磁场方向相互垂直，则所受的磁场力与通电导线的电流与长度乘积之比．‎ 解答：解：A、由磁感应强度的定义式可知，是属于比值定义的．B与F、IL均没有关系，故A错误；‎ B、将通电导线放入磁场中，当平行放入时导线不受安培力；当垂直放入时导线所受安培力达到最大，故通电导线放在磁场中某处不受安培力的作用时，则该处的磁感应强度可能零，也可能不为零．故B错误；‎ C、同一条通电导线放在磁场中某处所受的磁场力，磁场力与磁感应强度、电流大小、有效长度有关．故C错误；‎ D、磁感应强度的方向与该处电流的受力方向垂直，所以磁感应强度的方向一定不是该处电流的受力方向．故D正确；‎ 本题选错误选项，故选ABC 点评：磁感应强度的定义式B=可知，是属于比值定义法．即B与F、I、L均没有关系，它是由磁场的本身决定．例如：电场强度E=一样．同时还要注意的定义式B=是有条件的．‎ ‎12.在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示．下列说法正确有（　　）‎ A. q1和q2带有异种电荷 B. x1处的电场强度为零 C. 负电荷从x1移到x2，电势能减小 D. 负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 本题的核心是对φ–x图象的认识，利用图象大致分析出电场的方向及电场线的疏密变化情况，依据沿电场线的方向电势降低，图象的斜率描述电场的强弱——电场强度进行分析解答．‎ ‎【详解】A．由图知x1处的电势等于零，所以q1和q2带有异种电荷，A正；‎ B．图象的斜率描述该处的电场强度，故x1处场强不为零，B错误；‎ C．负电荷从x1移到x2，由低电势向高电势移动，电场力做正功，电势能减小，故C正确；‎ D．由图知，负电荷从x1移到x2，电场强度越来越小，故电荷受到的电场力减小，所以D错误．‎ ‎13.如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度为B，电场强度为粒子沿直线穿过速度选择器后通过平板S上的狭缝P，之后到达记录粒子位置的胶片板S下方有磁感应强度为的匀强磁场下列说法正确的是 A. 粒子在速度选择器中一定做匀速运动 B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里 C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D. 比荷越大的粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.在速度选择其中粒子做直速运动，受到的电场力和洛伦兹力大小相等，合力为零，故A正确；‎ B.粒子作直线运动，故受到的洛伦兹力向左，故磁场垂直于纸面向外，故B错误；‎ C.根据知，‎ 知速度大小为的粒子能通过速度选择器，故C错误；‎ D.根据知，‎ ‎，‎ 则越靠近狭缝P，比荷越大，则半径越小，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，故D正确；‎ ‎14.如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值．静止的带电粒子带电荷量为＋q，质量为m（不计重力），从点P经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界上的一绝缘板，它与N板的夹角为θ=30°，孔Q到板的下端C 的距离为L，当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，则( )‎ A. 两板间电压最大值 B. CD板上可能被粒子打中区域的长度 C. 粒子在磁场中运动的最长时间 D. 能打到N板上的粒子的最大动能为 ‎ ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】画出粒子运动轨迹的示意图，如图所示，‎ A.当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，可知粒子半径r=L，在加速电场中，根据动能定理 在偏转磁场中，根据洛伦兹力提供向心力可得 可得两板间电压的最大值，故A正确；‎ B.设粒子轨迹与CD相切于H点，此时粒子半径为，粒子轨迹垂直打在CD边上的G 点，则GH间距离即为粒子打中区域的长度s，根据几何关系 解得，则可得粒子打中区域的长度 故B错误；‎ C.粒子在磁场中运动的周期，粒子在磁场中运动的最大圆心角，所以粒子在磁场中运动的最长时间为，故C正确；‎ D.当粒子在磁场的轨迹与CD边相切时，即粒子半径时，打到N板上的粒子的动能最大，最大动能为，根据洛伦兹力提供向心力可得 qvB=m 解得能打到N板上的粒子的最大动能为，故D正确．‎ ‎15.磁流体发电机可简化为如下模型：两块长、宽分别为a、b的平行板，彼此相距L，板间通入已电离的速度为v的气流，两板间存在一磁感应强度大小为B的磁场，磁场方向与两板平行，并与气流垂直，如图所示．把两板与外电阻R连接起来，在磁场力作用下，气流中的正、负离子分别向两板移动形成电流．设该气流的导电率（电阻率的倒数）为σ，则（ ）‎ A. 该磁流体发电机模型的内阻为r＝‎ B. 产生的感应电动势为E＝Bav C. 流过外电阻R的电流强度I＝‎ D. 该磁流体发电机模型的路端电压为 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】根据左手定则知正电荷向上偏，负电荷向下偏，上极板带正电，下极板带负电，最终电荷处于平衡有：，解得电动势为：E=BLv．内电阻为：，根据闭合电路欧姆定律有：，那么路端电压为：，综上所述，故AC正确，BD错误．故选AC．‎ 三、实验题 ‎16.指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。‎ ‎ ‎ ‎（1）如图1所示为某同学设计的多量程多用电表的原理示意图，虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，表笔B可以分别与触点1、2、…6接通，从而实现多用电表用来测量电阻、电流和电压的不同功能。在这个电路中，测电流和测电压时各有两个量程，测电阻时有“”和“”两个挡位。其中，R1的最大阻值小于R2的最大阻值。关于这个多用电表，下列说法中正确的是______。‎ A.当开关S分别接触点1或2时，多用电表处于测电流的挡位，且接触点1时的量程比较大 B.当开关S分别接触点3或4时，多用电表处于测量电阻的挡位，且接触点3时为“”挡位 C.当开关S分别接触点5或6时，多用电表处于测电流的挡位，且接触点5时的量程比较小 D.使用多用电表各挡位时，电流均由A表笔一侧流入表头，且A表笔应为红色表笔 ‎（2）用多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图所示。‎ A.若所选挡位为直流100mA挡，则读数为______mA。‎ B.若所选挡位为电阻挡，则读数为______；‎ ‎（3）用表盘为图2所示的多用电表正确测量了一个约的电阻后，需要继续测量一个阻值约的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端进行测量之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：__________________。‎ A.将红表笔和黑表笔接触 B.把选择开关旋转到“”位置 C.把选择开关旋转到“”位置 D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点 ‎（4）某小组的同学们发现欧姆表表盘刻度线不均匀，分析在同一个挡位下待测电阻的功率P与其阻值Rx关系，他们分别画出了如图3所示的几种图象，其中可能正确的是______。‎ ‎【答案】 (1). （1）AD； (2). （2）74， (3). 500； (4). （3）BAD； (5). （4）C ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]由图示可知，开关分别接1、2时表头与电阻并联，此时电表为电流表，可以用来测电流，接1时分流电阻相对更小，故接1时电表的量程更大，第1档为大量程，那么S接2时量程较小，故A正确；‎ B、由图示可知，开关分别接3、4时电源接入电路，此时多用电表为欧姆表，可以用来测电阻，E1

查看更多