山西省长治市第二中学2019-2020学年高二物理12月月考试题

山西省长治市第二中学2019-2020学年高二物理12月月考试题【满分100分，考试时间为90分钟】一、选择题（本题共14个小题，每小题4分，共56分。第1-9小题中给出的四个选项中，只有一个选项正确；第10-14小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，不选或有选错的得0分。请将选择题答案填涂到答题卡对应栏内。）1．关于磁感应强度B的概念，下面说法正确的是A．根据磁感应强度B的定义式ILFB可知，在磁场中某处，B与F成正比，B与IL成反比B．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，该处的磁感应强度一定为零C．一小段通电导线放在磁感应强度为零处，它所受磁场力一定为零D．磁场中某处磁感应强度的方向，与直线电流在该处所受磁场力方向相同2．如图所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120ο角，若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的荷质比和所带电荷的正负是A．，正电荷B．，正电荷C．，负电荷D．，负电荷3．如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图．若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是A．a粒子动能最大B．c粒子速率最大C．b粒子在磁场中运动时间最长D．它们做圆周运动的周期TaTbTc4．如图所示，在匀强电场中有四个点A、B、C、D，恰好为平行四边形的四个顶点，O点为平行四边形两条对角线的交点．已知：φA＝－4V，φB＝6V，φC＝8V，则φD、φO分别为A．－6V，6VB．2V，1VC．－2V，2VD．－4V，4V5．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知A．带电粒子在R点时的速度大于在Q点时的速度B．带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大C．带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大D．带电粒子在R点时的加速度小于在Q点时的加速度6．通电直导线与圆形通电导线环固定放在同一水平面上，通有如图所示的电流，则A．直导线受到的安培力大小为零B．直导线受到的安培力大小不为零，方向水平向右C．导线环受到的安培力的合力大小为零D．导线环受到的安培力的合力大小不为零，其方向水平向右7．如图所示，ABC为与匀强磁场垂直的边长为a的等边三角形，比荷为em的电子以速度v0从A点沿AB边射出（电子重力不计），欲使电子能经过AC边，磁感应强度B的取值为A．B＜B．B＜C．B＞D．B＞8．劳伦斯由于发明了回旋加速器以及借此取得的成果而于1939年获得诺贝尔物理学奖。回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与频率一定的高频交流电极相连的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示。要增大带电粒子射出的动能，下列说法正确的是A．增大匀强电场间的加速电压，其他保持不变B．增大磁场的磁感应强度，其他保持不变C．减小狭缝间的距离，其他保持不变D．增大D形金属盒的半径，其他保持不变9．在如图所示的电路中，已知电容C=2μF，电源电动势E=12V，内电阻不计，R1：R2：R3：R4=1：2：6：3，则电容器极板a上所带的电量为A．－8×106CB．4×106CC．－4×106CD．8×106C10．1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，不计重力，则下列说法中正确的是A．该束带电粒子带负电B．速度选择器的P1极板带正电C．在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小11．霍尔元件是一种应用霍尔效应的磁传感器，广泛应用于各领域，如在翻盖手机中，常用霍尔元件来控制翻盖时开启或关闭运行程序．如图是一霍尔元件的示意图，磁场方向垂直霍尔元件工作面，霍尔元件宽为d（M、N间距离），厚为h（图中上下面距离），当通以图示方向电流时，MN两端将出现电压UMN，则A．MN两端电压UMN仅与磁感应强度B有关B．若霍尔元件的载流子是自由电子，则MN两端电压UMN0C．若增大霍尔元件宽度d，则MN两端电压UMN一定不变D．通过控制磁感应强度B可以改变MN两端电压UMN12．电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是A．只将轨道长度L变为原来的2倍B．只将电流I增加至原来的2倍C．只将弹体质量减至原来的一半D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变13．在图示的电路中，闭合开关后，当滑动变阻器的滑动触头P从最上端逐渐滑向最下端的过程中，电压表V的读数变化量为ΔU，电流表A2的读数变化量为ΔI2（电表均视为理想电表）。则A．电压表V的读数先变大后变小B．电流表A1的读数变大C．电流表A2的读数变大D．ΔU与ΔI2的比值为定值14．如图所示，一个带正电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场中，现给滑环一个水平向右的瞬时作用力，使其开始运动，则滑环在杆上的运动情况可能的是A．始终做匀速运动B．始终做减速运动，最后静止于杆上C．先做加速运动，最后做匀速运动D．先做减速运动，最后做匀速运动二、实验题（（1）问2分，（2）问每空4分，共10分）15．（1）某同学选择多用电表的“×1”挡测量一电阻的阻值。正确操作后得到如图所示的指针情况。则电阻的阻值约为__________Ω。（2）为了精确测量该电阻Rx的阻值，该同学从实验室找来了下列器材：电流表A1（0～40mA．内阻r1=11.5Ω）电流表A2（0～100mA．内阻r2≈5Ω）滑动变阻器R（0～10Ω）电源E（电动势1.5V、有内阻）开关、导线若干①实验中要求调节范围尽可能大，在方框内画出符合要求的电路图，并在图中注明各元件的符号。②用I1、I2分别表示电流表A1、A2的示数，该同学通过描点法得到了I1−I2图像，如图所示，则电阻的阻值为Ω。三、计算题（本题共3小题，共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）16．（10分）竖直放置的两块足够长的带电平行金属板间有匀强电场，其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带正电小球，当丝线跟竖直方向成θ角，小球与板距离为b时，小球恰好平衡，如图所示。（重力加速度为g）求：（1）小球带电量q是多少？（2）若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？17．（10分）如图所示，在倾角为θ＝30°的斜面上，固定一宽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R。电源电动势E＝12V，内阻r＝1Ω，一质量m＝20g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＝0.80T、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＝10m/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．18．（14分）如图所示，水平方向的匀强电场的场强为E，场区宽度为L，紧挨着电场的是垂直纸面向外的两个匀强磁场区域，其磁感应强度分别为B和2B，三个场的竖直方向均足够长。一个质量为m，电量为q的带正电粒子，其重力不计，从电场的边界MN上的a点由静止释放，经电场加速后进人磁场，穿过中间磁场所用的时间t0=，进入右边磁场后能按某一路径再返回到电场的边界MN上的某一点b，图中虚线为场区的分界面。求：（1）中间场区的宽度d．（2）粒子从a点到b点所经历的时间t．（3）当粒子第n次返回电场的MN边界时与出发点之间的距离Sn．物理答案一、选择题（本题共14个小题，每小题4分，共56分。第1-10小题中给出的四个选项中，只有一个选项正确；第11-14小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，不选或有选错的得0分。请将选择题答案填涂到答题卡对应栏内。）1．C2．C3．b4．C5．a6．B7．C8．D9．D10．BD11．CD12．BD13．ABD14．ABD二、实验题（（1）问2分，（2）问每空4分，共10分）15．【参考答案】（1）12（3分）；（2）①见图（3分）；②11.5（3分）四、计算题（本题共3小题，共34分。）16．（10分）（1）q＝mgtanθ/E；（2）t=（1）小球受力平衡，对小球受力分析如图所示：Fsinθ＝qE①（1分）Fcosθ＝mg②（1分）由①/②得q＝mgtanθ/E（2分）（2）研究水平方向的运动。剪断丝线后，小球沿水平方向做匀加速直线运动。加速度为（2分）由运动学公式得b＝at2（2分）解得t＝（2分）（利用合运动或竖直分运动计算也可）17．（10分）解：（1）金属棒静止在金属导轨上受力平衡，如图所示（1分）F安＝mgsin30°，代入数据得F安＝0.1N。（3分）（2）由F安＝BIL得I＝＝0.5A。（3分）（3）设滑动变阻器接入电路的阻值为R0，根据闭合电路欧姆定律得：E＝I(R0＋r)解得R0＝－r＝23Ω。（3分）18．（14分）解答：（1）(2)2+(3)解析:粒子从a点出发，在电场中加速和在磁场中偏转，回到MN上的b点，轨迹如图.（画好图是解题的关健）（1）粒子在电场中加速运动时，有qEL=mv2解得v=.由tB=T，得粒子在中间磁场通过的圆弧所对的圆心角为θ=30°.粒子在中间磁场通过的圆弧半径为r1=,由几何关系得d=r1=.（2）粒子在右边磁场中运动：其圆弧对应的圆心角α=120°,即t2B==.粒子在电场中加速时：Eq·tE=mv,tE=.根据对称性：tab=2tE+2tB+t2B=2+.（3）由轨迹图得：y=r1-=r1,sab=r1cos30°+2y=(2-)r1.再由周期性：sn=nsab=(2-)=