2017-2018学年湖南省宁远县第一中学高二12月月考物理试题

2017-2018学年湖南省宁远县第一中学高二12月月考物理试题

‎2017-2018学年湖南省宁远县第一中学高二12月月考物理试题 ‎（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）‎ 注意事项：‎ ‎1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。‎ ‎2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。‎ ‎3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。‎ 第I卷 选择题（共48分）‎ 选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分，1-8只有一个选项正确，9-12是多选题，全部选对得4分，选不全的得2分，选错或不答的得0分。答案请填写在答卷上。）‎ ‎1．电阻R、电容器C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示，现使磁铁开始下落，在N极接近线圈上端的过程中流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是（ ）‎ A．从a到b，上极板带正电 B．从a到b，下极板带正电 C．从b到a，上极板带正电 D．从b到a，下极板带正电 ‎2．把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面相接触，并使它组成如图所示的电路图。当开关S接通后，将看到的现象是 A．弹簧向上收缩 B．弹簧被拉长 C．弹簧上下跳动 D．弹簧仍静止不动 ‎3.一根中空的绝缘圆管放在光滑的水平桌面上，圆管底端有一个带正电的光滑小球，小球的直径恰好等于圆管的内径。空间存在一个竖直向下的的匀强磁场，如图所示。现用一拉力F拉圆管并维持圆管以某速度水平向右匀速运动，则在圆管水平向右运动的过程中（ ）‎ A．小球动能一直不变 B．小球做类平抛运动，且洛伦兹力做正功 C．小球做类平抛运动，且洛伦兹力不做功 D．小球所受洛伦兹力一直沿圆管向管口方向 ‎4．如图（甲）所示，在x轴上有一个点电荷Q（图中未画出），O、A、B为轴上三点。放在A、B两点的检验电荷受到的电场力跟检验电荷所带电荷量的关系如图（乙）所示。以x轴的正方向为电场力的正方向，则（ ）‎ A．点电荷Q一定为正电荷 B．点电荷Q在OA之间 C．A点的电场强度大小为2×103 N/C D．A点的电势比B点的电势高 ‎5.如图所示，将两个摆长均为l的单摆悬于O点，摆球质量均为m，带电荷量均为q(q>0)．将另一个带电荷量也为q(q>0)的小球从O点正下方较远处缓慢移向O点，当三个带电小球分别处在等边三角形abc的三个顶点上时，两摆线的夹角恰好为120°，则此时摆线上的拉力大小等于(　　)‎ A．mg B．mg ‎ C．2· D．· ‎6.如图所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图像，图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图像，则下列说法错误的是(　　)‎ A．电源的电动势为50 V B．电源的内阻为 Ω C．电流为2.5 A时，外电路的电阻为15 Ω D．输出功率为120 W时，输出电压是30 V ‎7.如图中虚线表示等势面，相邻两等势面间的电势差相等，有一带正电的小球在电场中运动，实线表示该小球的运动轨迹．小球在a点的动能等于20 eV，运动到b点时的动能等于2 eV．若取c点为零势点，则当这个带电小球的电势能等于－6 eV时(不计重力和空气阻力)，它的动能等于(　　)‎ A．16 eV B．14 eV C．6 eV D．4 eV ‎8.一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地．两板间有一个正试探电荷固定在P点，如图所示，以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、φ表示P点的电势，Ep表示正电荷在P点的电势能， 若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离x0的过程中，各物理量与负极板移动距离x的关系图像中正确的是(　　)‎ ‎8.位于正方形四角上的四个等量点电荷的电场线分布如图所示，ab、cd分别是正方形两条边的中垂线，O点为中垂线的交点，P、Q分别为cd、ab上的点，则正确的是（　　）‎ A．P、O两点的电势关系为φP=φ0‎ B．P、Q两点电场强度的大小关系为EP=EQ C．若在O点放一正点电荷，则该正点电荷受到的电场力为零 D．若将某负电荷由P点沿着曲线PQ移到Q点，电场力做负功 A V1‎ V2‎ V3‎ R1‎ R2‎ P S E r ‎9.在如图所示的电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．下列比值正确的是 ( )‎ A．U1/I变大，ΔU1/ΔI不变 B．U2/I变大，ΔU2/ΔI变大 C．U2/I变大，ΔU2/ΔI不变 D．U3/I变大，ΔU3/ΔI不变 ‎11．如图所示，在射线OA以下有垂直纸面向里的匀强磁场，两个质量和电荷量都相同的正电粒子a和b以不同的速率由坐标原点O沿着x轴正方向射入磁场，已知va>vb，若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是 A．两粒子的轨道半径之比 B．粒子a在磁场中运动时间比b长 C．两粒子在磁场中运动时间相等 D．两粒子离开磁场时速度方向不同 ‎12．如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内，O点是cd边的中点，一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下，从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间t0刚好从c点射出磁场，现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成300的方向，以大小不同的速率射入正方形内，下列说法中正确的是（　　）‎ A．若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0，则它一定从cd边射出磁场 B．若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0，则它一定从ad边射出磁场 C．若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0，则它一定从bc边射出磁场 D．若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0，则它一定从ab边射出磁场 第II卷 非选择题（共52分）‎ 二、 实验题(本题共2个小题，共15分。)‎ ‎13．（9分）某实验小组为了测定某一标准圆柱形导体的电阻率，进行如下实验：‎ ‎（1）首先用多用电表进行了电阻测量，主要实验步骤如下：‎ A．把选择开关扳到“×10”的欧姆挡上 B．把表笔插入测试孔中，先把两根表笔接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上 C．把两根表笔分别与圆柱形导体的两端相接，发现这时指针偏转较大 D．换用“×100”的欧姆挡进行测量，随即记下欧姆数值 E．把表笔从测试笔插孔中拔出后，将选择开关旋至OFF挡，把多用电表放回原处 改正上述实验的两处操作错误；‎ 错误一______________________；‎ 错误二______________________；‎ ‎（2）分别用游标卡尺和螺旋测微器对圆柱形导体的长度L和直径d进行测量，结果如图所示，则读数分别是L=________mm，d=________mm。‎ ‎（3）为使实验更准确，再采用“伏安法”进行电阻测量，下图中的两个电路方案中，应该选择图________。用实验中读取电压表和电流的示数U、I和（2）中读取的L、d，计算电阻率的表达式ρ=________。‎ ‎14．（6分）为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻，某同学设计了如图甲所示的实验电路，其中R为电阻箱，R0=5Ω为保护电阻．‎ ‎（1）按照图甲所示的电路图，某同学已经在图乙所示电路中完成部分导线的连接，请你完成余下导线的连接．‎ ‎（2）断开开关S，调整电阻箱的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值．多次重复上述操作，可得到多组电压值U及电阻值R，并以为纵坐标，以为横坐标，画出﹣的关系图线（该图线为一直线），如图丙所示．由图线可求得电池组的电动势E=　 　V，内阻r=　 　Ω．（保留两位有效数字）‎ 二、 计算题(本题共4小题，共37分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位。)‎ ‎15．（8分）如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.4 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在的平面内，分布着磁感应强度B=0.5 T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场；金属导轨的一端接有电动势E=4.5 V、内阻r=0.50 Ω 的直流电源。现把一个质量为m=0.04 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒静止，导体棒的电阻R=2.5 Ω。其余电阻不计，g=10 m/s2。已知sin37°=0.60，cos37°=0.80，求：‎ ‎（1）导体棒受到的摩擦力的大小；‎ ‎（2）若导轨光滑，仍能使导体棒静止在导轨上，求所加匀强磁场磁感应强度的最小值Bmin及Bmin的方向？‎ ‎ ‎ ‎16.（8分）如图所示，在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心在O点，半径为r，内壁光滑，A、B两点分别是圆形轨道的最低点和最高点．该区域存在方向水平向右的匀强电场，一质量为m、带负电的小球在轨道内侧做完整的圆周运动(电荷量不变)，经过C点时速度最大，O、C连线与竖直方向的夹角θ＝60°，重力加速度为g．求：‎ ‎(1)小球受到的电场力的大小；‎ ‎(2)小球在A点的速度v0多大时，小球经过B点时对轨道的压力最小？‎ ‎17．（9分）如图所示，一带电微粒质量为m=2.0×10﹣11kg、电荷量q=+1.0×10﹣5C，从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，微粒射出电场时的偏转角θ=60°，并接着沿半径方向进入一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，微粒射出磁场时的偏转角也为θ=60°．已知偏转电场中金属板长L=2cm，圆形匀强磁场的半径R=10cm，重力忽略不计．求：‎ ‎（1）带电微粒经U1=100V的电场加速后的速率；‎ ‎（2）两金属板间偏转电场的电场强度E；‎ ‎（3）匀强磁场的磁感应强度的大小？‎ ‎18．（12分）如图甲所示，在以O为坐标原点的xOy 平面内，存在着范围足够大的电场和磁场，一个带正电小球在t=0时刻以v0=3gt0的初速度从O点沿+x方向（水平向右）射入该空间，在t0时刻该空间同时加上如图乙所示的电场和磁场，其中电场方向竖直向上，场强大小E0=，磁场垂直于xOy平面向外，磁感应强度大小B0=，已知小球的质量为m，带电荷量为q，时间单位为t0，当地重力加速度为g，空气阻力不计．试求：‎ ‎（1）12t0末小球速度的大小；‎ ‎（2）在给定的xOy坐标系中，大体画出小球在0到24t0内运动轨迹的示意图；‎ ‎（3）30t0内小球距x轴的最大距离？‎ 答案 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分）‎ 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ 答案 D C C C B B B C AC CD AC AC 二、填空题（本题共5小题，每空2分，共16分）‎ ‎13．13．（1）换用“×1”的欧姆挡（1 分） 没有重新欧姆调零（1 分）‎ ‎（2）23.7（1 分） 2.795（2.793~2.797 之间均对）（1 分）‎ ‎（3）乙（2 分）‎ Uðd 2[来源:]‎ ‎（3 分）‎ ‎4IL ‎14.　（1）如图所示；（2分）‎ ‎（2）2.9，（2分） 1. 1；（2分）‎ ‎ ‎ ‎、解答题（本题共3小题，共36分。解答应有必要的文字说明、公式和重要的演算步骤，文字说明要简洁明了，只写出最后答案的不能得分）‎ ‎15.(8分)‎ ‎【解析】（1）导体棒所受重力沿斜面向下的分力 F1=mgsin37°=0.24 N（1 分）由闭合电路的欧姆定律：E=I(R+r)（1 分）‎ 由于 F1 小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力 f（1 分）‎ 根据共点力平衡条件 mgsin37°+f=F 安（1 分）‎ 解得：f=0.06 N（1 分）‎ ‎（2）当安培力平行于轨道平面向上时，安培力最小 Fmin = mg sin 37 = 0.24 N （2 分）‎ 此时对应最小磁感应强度满足：Fmin=BminIL（1 分）‎ 得：Bmin=0.4 T（2 分）‎ 左手定则可知：垂直于导轨平面向上（1 分）‎ ‎16.(1)mg　(2)2 解析：(1)小球经过C点时速度最大，则在该点电场力与重力的合力沿半径方向，小球受到的电场力的大小F＝mgtan 60°＝mg.‎ ‎(2)小球经过B点时对轨道的压力最小，则需小球到达D点时速度最小．设小球在D点时轨道对小球的压力恰好为零，有 ＝m，则v＝ 在小球在轨道上由A点运动到D点的过程中有：‎ mg·r(1＋cos θ)＋F·rsin θ＝mv－mv2‎ 解得：v0＝2.‎ ‎17.【解答】解：（1）带电微粒经加速电场加速后速度为v1，‎ 根据动能定理：qU1=‎ 得：v1==1.0×104m/s ‎ ‎（2）带电微粒在偏转电场中只受电场力作用，做类平抛运动．在水平方向微粒做匀速直线运动．‎ 水平方向：v1=‎ 带电微粒在竖直方向做匀加速直线运动，加速度为a，出电场时竖直方向速度为v2‎ 竖直方向：a=‎ v2=at 由几何关系：tanθ=，联立得 tanθ=‎ 由题θ=60°‎ 解得：E=10000V/m．‎ ‎（3）设带电粒子进磁场时的速度大小为v，则：=2×104m/s 由粒子运动的对称性可知，入射速度方向过磁场区域圆心，则出射速度反向延长线过磁场区域圆心，粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，则轨迹半径为：r=Rtan60°=0.3m 由：qvB=m 得：B==0.13T 答：‎ ‎（1）带电微粒经U1=100V的电场加速后的速率是1.0×104m/s；‎ ‎（2）两金属板间偏转电场的电场强度E是10000V/m；‎ ‎（3）匀强磁场的磁感应强度的大小是0.13T．‎ ‎18.解：（1）0～t0内，小球只受重力作用，做平抛运动，‎ 在t0末小球的速度大小：v===gt0；‎ 当同时加上电场和磁场时，电场力：F1=qE0=mg，方向向上，‎ 因为重力和电场力恰好平衡，所以在电场和磁场同时存在时小球只受洛伦兹力而做匀速圆周运动，‎ 根据牛顿第二定律有：qvB0=m，解得：r=，‎ 运动周期：T=，解得：T=2t0，‎ 电场、磁场同时存在的时间正好是小球做圆周运动周期的5倍，‎ 即在这10t0内，小球恰好做了5个完整的匀速圆周运动．‎ 所以小球在t1=12 t0时刻的速度相当于小球做平抛运动t=2t0时的末速度．‎ vy1=g•2t0=2gt0，‎ 所以12t0末小球的速度大小为：v1==gt0；‎ ‎（2）24t0内运动轨迹的示意图如下图所示．‎ ‎（3）分析可知，小球在30t0时与24t0时的位置相同，在24t0内小球做了t2=3t0‎ 的平抛运动，和半个圆周运动．‎ ‎23t0末小球平抛运动的竖直分位移大小为：y2=g=gt02，‎ 竖直分速度 vy2=3gt0，‎ 所以小球与竖直方向的夹角为θ=45°，速度大小为 v2=3gt0，‎ 此后小球做匀速圆周运动的半径 r2==，‎ ‎30t0末小球距x轴的最大距离：y3=y2+（1+cos45°）r2=（+）gt02；‎ ss