河北省张家口市第一中学2020学年高二物理12月月考试题 14页

河北省张家口市第一中学2020学年高二物理12月月考试题 ‎ ‎（满分：100分，测试时间：90分钟）‎ 第I卷（选择题，共52分）‎ 一． 选择题：（本题共13小题，每小题4分，共52分。1-9题为单项选择题，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对得4分，错选为0分；10-13为多项选择题，每小题给出的四个选项中，至少有两项是符合题目要求的，选对得4分，有漏选得2分，错选得0分。）‎ ‎1．下图均为闭合线框除B外均在匀强磁场中运动，请判断哪种情况能产生感应电流 ‎2．关于静电力、安培力与洛伦兹力，下列说法正确的是 A．电荷放入静电场中一定会受静电力，静电力的方向与该处电场强度的方向相同 B．通电导线放入磁场中一定受安培力，安培力的方向与该处磁场方向垂直 C．电荷放入磁场中就会受到洛伦兹力，洛伦兹力的方向与该处磁场方向垂直 D．当电荷的速度方向与磁场方向垂直时受到的洛伦兹力最大，方向与磁场方向垂直 ‎3．如图所示，两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1与I2，且I1与 I2大小不相等。与两根导线垂直的同一平面内有a、b、c、d四点，a、b、c在两根导线的水平连线上且间距相等，b是两根导线连线的中点，b、d连线与两根导线连线垂直，则 A．I2受到的安培力水平向左 B．b点磁感应强度为零 C．d点磁感应强度的方向竖直向下 D．a点和c点的磁感应强度不可能都为零 ‎4．如图所示，线圈自感系数很大，开关闭合且电路达到稳定时，小灯泡正常发光，则当闭合开关和断开开关的瞬间能观察到的现象分别是 A． 小灯泡慢慢亮，小灯泡立即熄灭 B．小灯泡立即亮，小灯泡立即熄灭 C．小灯泡慢慢亮，小灯泡比原来更亮一下再慢慢熄灭 D．小灯泡立即亮，小灯泡比原来更亮一下再慢慢熄灭 ‎5．如图所示，电源内阻较大，当开关闭合、滑动变阻器滑片位于某位置时，水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态，灯泡L也能正常发光，现将滑动变阻器滑片由该位置向a端滑动，则 A．灯泡将变暗，电源效率将减小 B．液滴带正电，将向下做加速运动 C．电源的路端电压增大，输出功率也增大 D．滑片滑动瞬间，带电液滴电势能将减小 ‎6．某人发明了一个让飞机在航母上短距离起飞的装置，原理如图所示，ac和bd是相距为L的两根光滑的金属导轨，MN是相当于飞机的金属杆(质量为m，电阻为R)，匀强磁场方向如图，磁感应强度为B，a和b端接恒流源的正负两极(恒流源输出的电流恒为I)，MN杆将从dc端水平飞出。那么以下说法正确的是 A．a接电源的正极，b接电源的负极 B．不考虑电流的磁场，MN杆将做加速度逐渐减小的加速运动，最大加速度为a＝‎ C．不考虑电流的磁场，MN杆将做匀加速运动，加速度为a＝‎ D．恒流源的输出电压不变 ‎7．如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B．原点O处存在一粒子源，能同时发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子（重力不计），速度方向均在xOy平面内，与x轴正方向的夹角在0～180°范围内．则下列说法正确的是 A．发射速度大小相同的粒子，越大的粒子在磁场中运动的时间越短 B．发射速度大小相同的粒子，越大的粒子离开磁场时的位置距O点越远 C．发射角度相同的粒子，速度越大的粒子在磁场中运动的时间越短 D．发射角度相同的粒子，速度越大的粒子在磁场中运动的角速度越大 ‎8．如图所示，环形导线水平放置，圆心为O，在O点正上方某一位置1由静止释放一块条形磁铁，磁铁加速穿过环形导线到达与位置1关于圆心O对称的位置3，位置2表示磁铁中线刚好到达圆心O时。则下列说法正确的是 A．从位置1到位置2，环形导线中有顺时针方向（俯视）的感应电流 B．从位置1到位置2，环形导线有收缩的趋势 C．从磁铁完全穿过环形导线至到达位置3，环形导线有扩张的趋势 D．设磁铁在位置1时的加速度为a1,磁铁在位置3时的加速度为a3，则a1=a3‎ ‎9．如图甲所示，在光滑水平面上，MN左侧有一垂直纸面向里的匀强磁场．现将一质量为m，电阻为R，边长为l的正方形金属线框置于该磁场中，使线框平面与磁场方向垂直，且bc边与磁场边界MN重合．对线框施加一按图乙所示随时间规律变化的水平拉力F，使线框由静止开始向右做匀加速直线运动；当t=0时，拉力大小为F0；线框的ad边与磁场边界MN重合时，拉力大小为‎3F0。则下列判断错误的是 A． 线框的加速度为 B．线框的ad边出磁场时的速度为 C．线框在磁场中运动的时间为 D．磁场的磁感应强度为 ‎10．x-y平面内，在y<0的区域存在垂直xy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。abcd为半径为R的闭合圆形铝线圈，圆心的坐标为(0, 0.5R),通有方向为abcda的恒定电流，线圈竖直放置，此时线圈恰好静止。重力加速度为g ‎.下列能使线圈的加速度大小瞬间变为g的是 A． 仅将磁感应强度大小改为2B B．仅将线圈以y轴为轴转90°‎ C．仅将线圈x轴为轴转180°‎ D．仅将线圈向下移至圆心位于原点 ‎11．如图所示，一个质量为m、电荷量为e的粒子从容器A下方的小孔S，无初速度地飘入电势差为U的加速电场，然后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打在照相底片M上．下列说法正确的是 A． 粒子进入磁场时的速率v＝‎ B．粒子在磁场中运动的时间t＝‎ C．粒子在磁场中运动的轨道半径r＝ ‎ D．若容器A中的粒子有初速度，则粒子仍将打在照相底片上的同一位置 ‎12．如图所示，在倾角为的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为B，方向相反的匀强磁场区域，区域I的磁场方向垂直斜面向上，区域II的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度HP以及PN均为L，一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，时刻ab边刚越过GH进入磁场I区域，此时导线框恰好以速度做匀速直线运动，时刻ab边下滑到JP与MN的中间位置，此时导线框又恰好以速度做匀速直线运动，重力加速度为g，下列说法中正确的是 A．当ab边刚越过JP时，导线框的加速度大小为 B．导线框两次匀速运动的速度之比 C．从到的过程中，导线框克服安培力做的功等于重力势能的减少 D．从到的过程中，有机械能转化为电能 ‎13．如图所示，在水平面（纸面）内有三根相同的金属棒ab、 ac和MN,其中ab、 ac在a点接触，构成“V"字型导轨。导轨所在空间存在垂直于纸面的匀强磁场。用力使MN从a点由静止开始做匀加速直线运动，运动中MN始终与∠bac的角平分线垂直且和导轨保持良好接触， MN与ab、 ac的交点分别为P、Q。关于回路中的电流i及P、Q间的电压绝对值U与时间t的关系图线，下列可能正确的是 第II卷（非选择题，共48分）‎ 二、实验题： （本题2小题，共13分。）‎ ‎14．（6分）如图1所示为一位同学测量某一电源的电动势和内电阻的电路图。‎ ‎(1)该同学先用一直流电压表粗测电源的电动势，已知所接的电压表量程为0～15V，其示数如图2所示，则电压表的读数为___________V。‎ ‎(2)根据图1电路图实验，在某次实验时毫安表的示数如图3所示，其读数为___________mA。‎ ‎(3)若在操作过程中同时读取电流与电阻箱阻值的读数，当电阻箱为R1=150时，电流表读数为I1=50mA，当电阻箱为R2=200时，电流表读数为I2=40mA，则电源的电动势E=___________V，内阻r=___________。（结果保留两位有效数字）‎ ‎15．（7分）某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ．步骤如下：‎ ‎（1）用刻度尺量出圆柱体长度为L，用螺旋测微器测出其直径D如图所示，则D=____________mm．‎ ‎（2）若用多用电表的欧姆挡粗测圆柱体的电阻．机械调零、欧姆调零后，选择“×‎100”‎倍率进行测量，发现表针偏转角度很大，正确的判断和做法是_________．‎ A．被测电阻值很大 B．被测电阻值很小 C．为了把电阻值测得更准一些，应换用“×1k”挡，重新欧姆调零后再测量 D．为了把电阻值测得更准一些，应换用“×‎10”‎挡，重新欧姆调零后再测量．‎ ‎（3）现选择多用电表的合适档位 ‎，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图1，则该电阻的阻值约为R=______Ω．‎ ‎（4）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：‎ 待测圆柱体电阻R 电流表A1（量程0～4mA，内阻约50Ω）； 电流表A2（量程0～10mA，内阻约30Ω）‎ 电压表V1（量程0～3V，内阻约10kΩ）； 电压表V2（量程0～15V，内阻约25kΩ）‎ 直流电源E（电动势4V，内阻不计）；‎ 滑动变阻器R1（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流‎2.0A）‎ 滑动变阻器R2（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流‎0.5A）‎ 开关S、导线若干 为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在图2框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号．‎ ‎（5）根据测得量求出圆柱体材料的电阻率_________（用所测各物理量的字母表示）。‎ 三．计算题：（本题共3小题，共35分。）‎ ‎16．（10分）某同学自制一电流表，其原理如图所示．质量为m的均匀细金属杆MN与两条竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧的劲度系数为k，在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，磁场边界ab的长度为L1，bc的长度为L2，MN的长度为L3，且L3＞L1．当MN中没有电流通过且处于静止时，MN 与矩形区域的ad、bc中点连线重合，且指针指在标尺的零刻度；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度大小．MN始终在纸面内且保持水平，重力加速度为g．‎ ‎（1）当电流表的示数为零时，求每条弹簧的伸长量；‎ ‎（2）若两轻质弹簧的弹力为零，求金属杆MN中电流的大小和方向；‎ ‎（3）当金属杆中电流方向从M到N时，此电流表测量的最大值是多少？‎ ‎17．（12分）如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接阻值为的电阻，质量为、电阻为的金属棒紧贴在导轨上。现使金属棒由静止开始下滑，下滑过程中始终保持水平，且与导轨接触良好，其下端距离与时间关系如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，（忽略棒运动过程中对原磁场的影响），试求：‎ ‎（1）当时，重力对金属棒做功的功率；‎ ‎（2）金属棒在开始运动的内，电阻R上产生的热量；‎ ‎（3）磁感应强度B的大小。‎ ‎18．（13分）如图所示，在x轴上方有一竖直向下的匀强电场区域，电场强度为E=500V/m。x轴下方分布有很多磁感应强度为B=1T的条形匀强磁场区域，其宽度均为为d1=‎3cm，相邻两磁场区域的间距为d2=‎4cm。现将一质量为m=5×10‎-13kg、电荷量为q=1×10‎-8C的带正电的粒子（不计重力）从y轴上的某处静止释放。‎ ‎（1）若粒子从坐标（0，‎1.25cm）点由静止释放，求粒子刚刚进入磁场瞬间的速度大小。‎ ‎（2）调节释放点的位置坐标（0，h），要使它经过轴下方时，不会进入第二磁场区，h应满足什么条件？‎ ‎（3）若粒子从坐标（0，‎5cm）点由静止释放，求粒子自释放到第二次过x轴的时间。‎ 高二物理（衔接、普实）参考答案 1． D 2．D 3．D 4．A 5．D 6．C 7．A 8．C 9．C 10．AB 11．AC 12．BD 13．AC ‎14、（6分）（1）9.5（1分）（2） 68（1分） （3）10 50 （各2分）‎ ‎15、（7分）（1）‎5.695mm-‎-5.697mm （1分）‎ ‎（2）BD（1分） （3）220 （1分）‎ ‎（4）如图；（2分）（5）（2分）‎ ‎16、（10分）【答案】(1) （3分） (2) N→M （3分） (3) （4分）‎ ‎（1）设当电流表示数为零时，每条弹簧的伸长量为△x，由二力平衡条件得：mg=2k•△x 所以： ‎ ‎（2）弹簧的弹力为零时，金属杆所受安培力应该竖直向上，由左手定则可知，金属杆中的电流方向为：N→M 由于弹簧的弹力为零，根据mg=BI‎1L1， 解得： ‎ ‎（3）设电流表满偏时通过M到N的电流为Im，此时金属杆到达ab磁场边界，对杆受力分析根据平衡条件得： 解得： ‎ ‎17、（12分）【答案】（1）（3分）；（2）（6分）；（3）（3分）‎ ‎（1）由图象求得时金属棒的速度为 时，重力对金属棒做功的功率为。‎ ‎（2）金属棒在开始运动的内，金属棒的重力势能减小转化为金属棒的动能和电路的内能。设电路中产生的总焦耳热为Q，根据能量守恒定律得 ‎，代入解得，由焦耳定律得R中发热，金属棒发热，则，又 ，解得。‎ ‎（3）金属棒匀速运动时所受的安培力大小为，而， ，得到 根据平衡条件得，则有，代入解得。‎ ‎18、（13分）（1）5×‎102m/s（3分）；(2)1.8×10‎-2m（3分）；（3）3.57×10-4s（7分）；‎ 解：（1）由 得到 ‎(2)粒子经电场加速，经过轴时速度大小为，满足：‎ 之后进入下方磁场区，依据题意可知运动半径应满足 又由 ‎ 得 由以上三式可得：‎ ‎（3）当粒子从的位置无初速释放后，先在电场中加速，加速时间为满足 解得 进入磁场的速度大小为，圆周运动半径为 ‎ 解得 ‎ 解得 根据粒子在空间运动轨迹可知，它最低能进入第二个磁场区 它在磁场区共运动时间为半个圆周运动的时间 它经过第一无磁场区时运动方向与轴的夹角满足：‎ 所以它在无磁场区的路程 无磁场区运动时间 总时间 ‎