云南省屏边县第一中学2019-2020学年高二上学期12月月考物理试题

云南省屏边县第一中学2019-2020学年高二上学期12月月考物理试题

云南省屏边县第一中学2019-2020学年上学期12月份考试 高二 物理 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间90分钟。‎ 学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________‎ 一、单选题(共12小题,每小题3.0分,共36分) ‎ ‎1.四个相同的灯泡按如图所示方式连接，关于四个灯泡的亮度，下列结论中正确的是(　　)‎ A．A灯、B灯一样亮，C灯次之，D灯最暗 B．A灯最亮、C灯次之，B与D灯最暗且亮度相同 C．A灯最亮、B与C灯一样亮，D灯最暗 D．A与B灯一样亮，C与D灯一样亮，但比A与B灯暗些 ‎2.空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示．下列判断正确的是(　　)‎ A．O点的场强最小，电势最低 B． －x1处的电势和x1处的电势相等 C． 电子从x1处到－x1处的过程中速度先减小后增大 D． 电子从x1处到－x1处的过程中电势能一直减小 ‎3.美国科学家阿斯顿发明的质谱仪可以用来鉴别同位素．钠23和钠24互为同位素．现把钠23和钠24的原子核，由静止从同一点放入质谱仪，经过分析可知(　　)‎ A． 电场力对钠23做功较多 B． 钠23在磁场中运动的速度较小 C． 钠23和钠24在磁场中运动的半径之比为23：24‎ D． 钠23和钠24在磁场中运动的半径之比为：2‎ ‎4.带电粒子(重力不计)穿过饱和蒸汽时，在它走过的路径上饱和蒸汽便凝成小液滴，从而显示了粒子的径迹，这是云室的原理，如图所示是云室的拍摄照片，云室中加了垂直于照片向外的匀强磁场，图中Oa、Ob、Oc、Od是从O点发出的四种粒子的径迹，下列说法中正确的是(　　)‎ A． 四种粒子都带正电 B． 四种粒子都带负电 C． 打到a、b点的粒子带正电 D． 打到c、d点的粒子带正电 ‎5.有一场强方向与x轴平行的静电场，电势φ随坐标x的变化的图线如图所示，如规定x轴正方向为场强的正方向，则该静电场的场强E随x变化的图线应是图中的哪一个？(　　)‎ A．B．C．D．‎ ‎6.如图所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是(　　)‎ A．a代表的电阻丝较粗 B．b代表的电阻丝较粗 C．a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值 D． 图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比 ‎7.如图所示是某导体的伏安特性曲线，由图可知下列结论正确的是(　　)‎ A． 导体的电阻是0.02 Ω B． 导体的电阻是5 Ω C． 当导体两端的电压为10 V时，导体中的电流为0.2 A D． 当导体中的电流为0.2 A时，导体两端电压为15 V ‎8.竖直放置的一对平行金属板的左极板上，用绝缘线悬挂了一个带负电的小球，将平行金属板按如图所示的电路连接，开关闭合后绝缘线与左极板间的夹角为θ.当滑动变阻器R的滑片在a位置时，电流表的读数为I1，夹角为θ1；当滑片在b位置时，电流表的读数为I2，夹角为θ2，则(　　)‎ A．θ1<θ2，I1θ2，I1>I2‎ C．θ1＝θ2，I1＝I2‎ D．θ1<θ2，I1＝I2‎ ‎9.在真空中有甲、乙两个点电荷，其相互作用力为F.要使它们之间的相互作用力为2F，下列方法可行的是(　　)‎ A． 使甲、乙电荷量都变为原来的倍 B． 使甲、乙电荷量都变为原来的倍 C． 使甲、乙之间距离变为原来的2 倍 D． 使甲、乙之间距离变为原来的倍 ‎10.下列电路中属于“与”逻辑电路的是(　　)‎ A．　　　　B．C．　　　　D．‎ ‎11.如图所示，矩形线框abcd与条形磁铁的中轴线位于同一平面内，线框内通有电流I，则线框受磁场力的情况(　　)‎ A．ab和cd受力，其它二边不受力 B．ab和cd受到的力大小相等方向相反 C．ad和bc受到的力大小相等，方向相反 D． 以上说法都不对 ‎12.如图所示，负电荷q在电场中由P向Q 做加速运动，而且加速度越来越大，由此可以判定，它所在的电场是图中的(　　‎ A． B． C． D．‎ 二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分) ‎ ‎13.（多选）如图甲所示，正方形区域内有垂直于纸面方向的磁场(边界处有磁场)，规定磁场方向垂直于纸面向里为正，磁感应强度B随时间t变化的情况如图乙所示．一个质量为m，带电量为＋q的粒子，在t＝0时刻从O点以速度v0沿x轴正方向射入磁场，粒子重力忽略不计．则下列说法中正确的是(　　)‎ A． 在T0时刻，若粒子没有射出磁场，则此时粒子的速度方向必沿x轴正方向 B． 若B0＝，粒子没有射出磁场，T0时刻粒子的坐标为(，)‎ C． 若粒子恰好没有从y轴射出磁场，则B0＝‎ D． 若B0＝，粒子没有射出磁场，T0时间内粒子运动的路程为 ‎14.(多选)用如图所示的电路测定电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出了如图所示的U—I图象，由图象可知(　　)‎ 图13‎ A． 电池电动势为1.40 V B． 电池内阻值为3.50 Ω C． 外电路短路时的电流为0.40 A D． 电压表的示数为1.20 V时，电流表的示数I′约为0.20 A ‎15.(多选)某导体的伏安特性曲线如图所示，由图可知(　　)‎ A． 此导体是线性元件 B． 此导体是非线性元件 C． 流过导体的电流增大时，导体的电阻逐渐减小 D． 流过导体的电流增大时，导体的电阻逐渐增大 ‎16.(多选)如图所示，两个平行金属板M、N间有正交的匀强电场和匀强磁场区，电场方向由M板指向N板，磁场方向垂直纸面向里，OO′为到两极板距离相等的平行于两板的直线．一质量为m，带电荷量为＋q的带电粒子，以速度v0从O点射入，沿OO′方向匀速通过场区，不计带电粒子的重力，则以下说法正确的是(　　)‎ A． 带电荷量为－q的粒子以v0从O点沿OO′方向射入仍能匀速通过场区 B． 带电荷量为2q的粒子以v0从O点沿OO′射入仍能匀速通过场区 C． 保持电场强度和磁感应强度大小不变，方向均与原来相反，粒子以v0从O点沿OO′射入，则粒子仍能匀速通过场区 D． 粒子仍以速度v0从右侧的O′点沿O′O方向射入，粒子仍能匀速通过场区 三、实验题(共2小题,共15分) ‎ ‎17.霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展．如图甲所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N间出现电压UH，这种现象称为霍尔效应，UH称为霍尔电压，且满足UH＝k，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数．某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数．‎ ‎(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电，电流与磁场方向如图甲所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“＋”接线柱与________(填“M”或“N”)端通过导线相连．‎ ‎(2)已知薄片厚度d＝0.40 mm，该同学保持磁感应强度B＝0.10 T不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如下表所示.‎ 根据表中数据在图乙中画出UH－I图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为________×10－3V·m·A－1·T－1(保留2位有效数字)．‎ ‎(3)该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图丙所示的测量电路，S1、S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片(未画出)．为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向________(填“a”或“b”)，S2掷向________(填“c”或“d”)．‎ 为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串联在电路中．在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻应串联在相邻器件____和____(填器件代号)之间．‎ ‎18.有一根细长而均匀的金属管线样品，长约为60 cm，电阻大约为6 Ω，横截面如图甲所示．‎ ‎（1）用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图乙所示，金属管线的外径为　　mm；‎ ‎（2）现有如下器材：‎ A．电流表（量程0.6 A，内阻约0.1 Ω）‎ B．电流表（量程3 A，内阻约0.03 Ω）‎ C．电压表（量程3 V，内阻约3 kΩ）‎ D．滑动变阻器（1 750 Ω，0.3 A）‎ E．滑动变阻器（15 Ω，3 A）‎ F．蓄电池（6 V，内阻很小）‎ G．开关一个，带夹子的导线若干 要进一步精确测量金属管线样品的阻值，电流表应选　　，滑动变阻器应选　　．（只填代号字母）‎ ‎（3）请将图丙所示的实际测量电路补充完整．‎ ‎（4）已知金属管线样品材料的电阻率为ρ，通过多次测量得出金属管线的电阻为R，金属管线的外径为d，要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的横截面积S，在前面实验的基础上，还需要测量的物理量是　　（所测物理量用字母表示并用文字说明）．计算中空部分横截面积的表达式为S=　　．‎ 四、计算题 ‎ ‎19.电荷量q=1×10-4C的带正电的小物块静止在绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向的电场，其电场强度E的大小与时间t的关系如图1所示，物块速度v的大小与时间t的关系如图2所示.重力加速度g=10 m/s2.求：‎ ‎（1）物块与水平面间的动摩擦因数；‎ ‎（2）物块在4 s内减少的电势能.‎ ‎20.长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个带电荷量为＋q、质量为m的带电粒子，以初速度v0紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时速度恰与下极板成30°角，如图所示，不计粒子重力，求：‎ ‎(1)粒子末速度的大小；‎ ‎(2)匀强电场的场强；‎ ‎(3)两板间的距离.‎ ‎21.如图所示，两条间距为d，表面光滑的平行金属导轨M、N，导轨平面与水平面的倾角为θ，导轨的一端有一电池组与M、N相连，整个装置处在方向竖直向下、磁感强度为B的匀强磁场中．现将一质量为m的水平金属棒PQ与轨道垂直地置于导轨上，这时两导轨与金属棒在回路中的电阻值为R，PQ棒刚好处于静止状态．设电池组的内阻为r，试计算电池组的电动势E，并标明极性．‎ ‎22.一个质量为m＝0.1 g的小滑块，带有q＝5×10－4C的电荷量，放置在倾角α＝30°的光滑斜面上(绝缘)，斜面固定且置于B＝0.5‎ ‎ T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面滑下，斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面(g取10 m/s2)．求：‎ ‎(1)小滑块带何种电荷？‎ ‎(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度为多大？‎ ‎(3)该斜面长度至少多长？‎ ‎ ‎ 答案 ‎1.B 2.D 3.D 4.D 5.B 6.B 7.C 8.A 9.B 10.B 11.D 12.C 13.ABC 14.AD 15.BD 16.ABC ‎17.(1)M　(2)如图所示　1.5(1.4或1.6)(3)b　c　S1　E(或S2　E)‎ ‎【解析】(1)根据左手定则得，正电荷向M端偏转，所以应将电压表的“＋”接线柱与M端通过导线相连．(2)UH—I图线如图所示．根据UH＝k知，图线的斜率为k＝k＝0.375，解得霍尔系数k＝1.5×10－3V·m·A－1·T－1.(3)为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向b，S2掷向c，为了保护电路，定值电阻应串联在S1和E(或S2和E)之间．‎ ‎18.（1）1.125±0.001（2）A E　‎ ‎（3）如图所示 ‎（4）管线的长度L．‎ ‎【解析】（1）螺旋测微器的读数等于1 mm+0.01×12.5 mm=1.125 mm．‎ ‎（2）电路中的电流大约为I=A=0.5 A，所以电流表选择A．‎ 待测电阻较小，若选用大电阻滑动变阻器，测量误差角度，所以滑动变阻器选择E．‎ ‎（3）待测电阻远小于电压表内阻，属于小电阻，所以电流表采取外接法．‎ 滑动变阻器可以采用限流式接法，也可以采用分压式接法．‎ ‎（4）还需要测量的物理量是管线长度L，根据R=ρ，‎ 则S=，‎ 则中空部分的截面积S′=﹣S=．‎ ‎19.(1)0.2 （2）14 J ‎【解析】（1）由图可知，前2 s物块做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有：qE1-μmg=ma，由图线知加速度为：a=1 m/s22 s后物块做匀速运动，由平衡条件有：qE2=μmg联立解得：q（E1-E2）=ma由图可得：E1=3×104N/C，E2=2×104N/C，代入数据解得：m=1 kg由qE2=μmg可得：μ=0.2．（2）物块在前2 s的位移为：x1＝×1×22m＝2 m，物块在2~4 s内的位移为：‎ x2=vt2=4 m电场力做正功为：W=qE1x1+qE2x2=（3×2+2×4）J =14 J，则电势能减少了14 J.‎ ‎20.　(1)　(2)　(3)L ‎【解析】　(1)粒子离开电场时，合速度与水平方向夹角为30°，由几何关系得合速度：v＝＝.‎ ‎(2)粒子在匀强电场中做类平抛运动，‎ 在水平方向上：L＝v0t，在竖直方向上：vy＝at，‎ vy＝v0tan 30°＝，‎ 由牛顿第二定律得：qE＝ma解得：E＝.‎ ‎(3)粒子做类平抛运动，‎ 在竖直方向上：d＝at2，解得：d＝L.‎ ‎21.正负极如图所示 ‎【解析】如图，金属棒受mg、N和F作用处于静止，依平衡条件，可知F方向必水平向右，再依左手定则可知金属棒电流流向是P流向Q；‎ 故对金属棒依平衡条件得：Nsin θ=F Ncosθ=mg 根据安培力大小公式F=BIL 及闭合电路欧姆定律，E=I（r+R）‎ 由上两式，解得：‎ ‎22.(1)负电荷　(2)3.5 m/s　(3)1.2 m ‎【解析】(1)小滑块在沿斜面下滑的过程中，受重力mg、斜面支持力FN和洛伦兹力F作用，若要使小滑块离开斜面，则洛伦兹力F应垂直斜面向上，如图所示，根据左手定则可知，小滑块应带负电荷．‎ ‎(2)小滑块沿斜面下滑的过程中，由平衡条件得F＋FN＝mgcosα，当支持力FN＝0时，小滑块脱离斜面．设此时小滑块速度为vmax，则此时小滑块所受洛伦兹力F＝qvmaxB，‎ 所以vmax＝＝m/s≈3.5 m/s ‎(3)设该斜面长度至少为l，则小滑块离开斜面的临界情况为小滑块刚滑到斜面底端时．因为下滑过程中只有重力做功，由动能定理得mglsinα＝mv－0，所以斜面长至少为l＝＝m≈1.2 m.‎