2017-2018学年广东省中山市第一中学高二上学期第三次统测物理试题 11页

中山市第一中学2017~2018学年第一学期高二年级第三次统测 ‎ 物 理 试 题 命题人： 审题人：‎ 本试卷共8页，共110分，考试时长90分钟。‎ 一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分）‎ ‎1. 永磁铁在高温下，或者受到敲击时，其磁性会减弱甚至消失，如果根据安培的分子电流假说来解释，其中恰当的说法是 A．分子电流消失　　　　　　　　　　　‎ B．分子电流取向变得大致相同 C．分子电流取向变得杂乱　　　　　　　‎ D．分子电流减弱 ‎2. 面积是S的矩形导线框，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，当线框平面与磁场方向垂直时，穿过导线框所围面积的磁通量为 A．0          B．BS          C．       D． ‎ ‎3. 关于电场线和磁感线，下列说法正确的是 A．电场线和磁感线都是闭合的曲线 ‎ B．磁感线是从磁体的N极发出，终止于S极 C．电场线和磁感线都不能相交 ‎ D．电场线和磁感线都是现实中存在的 ‎4. 在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线   ‎ A．受到竖直向上的安培力    ‎ B．受到竖直向下的安培力 C．受到由南向北的安培力    ‎ D．受到由西向东的安培力 ‎5. 在如图所示的四幅图中，正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力f方向的是 A．   B．    C．     D．‎ ‎6. 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，如下图所示，不计空气阻力，则 A．h1＝h2＝h3　　 ‎ B．h1>h2>h3 ‎ C．h1＝h2>h3          D．h1＝h3>h2‎ 二、多选题（本题共7小题，每小题4分，共28分）‎ ‎7. 已知质量为m的通电细杆MN与导轨间的摩擦系数为μ，有电流时，MN恰好在导轨上静止，如图所示，下图是它的四个侧视图四种可能的匀强磁场方向，其中能使杆MN与导轨之间摩擦力为零的图是 ‎ ‎8. 如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直导线，电流方向垂直纸面向外，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中 A．a、b两点磁感应强度相同  ‎ B．c、d两点磁感应强度大小相等 C．a点磁感应强度最大        ‎ D．b点磁感应强度最大 ‎9. 回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个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时的动能，则下列说法中正确的是 A．增大匀强电场间的加速电压 B．增大磁场的磁感应强度 C．增加周期性变化的电场的频率 D．增大D形金属盒的半径 ‎10. 如图，两平行金属板中有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，带正电的粒子（不计粒子的重力）从两板中央垂直电场、磁场入射．它在金属板间运动的轨迹为水平直线，如图中虚线所示．若使粒子飞越金属板间的过程中向上板偏移，可以采取下列的正确措施为                        ‎ A．使入射速度增大       ‎ B．使粒子电量增大 C．使电场强度增大       ‎ D．使磁感应强度增大 ‎11. 如图所示，在加有匀强磁场的区域中，一垂直于磁场方向射入的带电粒子轨迹如图，由于带电粒子与沿途的气体分子发生碰撞，带电粒子的能量逐渐减小，从图中可以看出：‎ A. 带电粒子带正电。 ‎ B. 带电粒子带负电。‎ C. 粒子先经过A点，后经过B点 ‎ D. 粒子先经过B点，后经过A点 ‎12. 如图所示，两个半径相同的半圆轨道分别竖直放在匀强电场和匀强磁场中.轨道两端在同一高度上.轨道是光滑的.两个相同的带正电的小球同时从两轨道左端最高点由静止释放，M、N为轨道的最低点.则 A.两小球到达轨道最低点的速度vM＞vN B.两小球到达轨道最低点时对轨道的压力NM＞NN C.小球第一次到达M点的时间大于小球第一次到达N点的时间 D.在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电场中小球不能到达轨道的另一端 ‎13. 目前,世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机,如图表示它的原理:将一束等离子体喷射入磁场(速度方向垂直纸面进去),在磁场中有两块金属板A、B,这时金属板上就会聚集电荷,产生电压.以下正确的是 A. B板带正电     B. A板带正电 ‎ C.其他条件不变,只增大射入速度,增大 ‎ D.其他条件不变,只增大磁感应强度, 增大 ‎ 三、实验题（本题共2小题，每小题6分，共12分）‎ ‎14 为了测量某根金属丝的电阻率，根据电阻定律需要测量长为L的金属丝的直径D.电阻R。某同学进行如下几步进行测量：‎ ‎（1）直径测量：该同学把金属丝放于螺旋测微器两测量杆间，测量结果如图，由图可知，该金属丝的直径d=        。‎ ‎（2）欧姆表粗测电阻，他先选择欧姆×10档，测量结果如图所示，为了使读数更精确些，还需进行的步骤是(      ) 。‎ A.换为×1档，重新测量 ‎ B.换为×100档，重新测量 C.换为×1档，先欧姆调零再测量 ‎ D.换为×100档，先欧姆调零再测量 ‎（3）伏安法测电阻，实验室提供的滑变阻值为0～20Ω，电流表0～‎0‎‎.6A（内阻约0.5Ω），电压表0～3V（内阻约5kΩ），为了测量电阻误差较小，且电路便于调节，下列备选电路中，应该选择(      ) 。‎ ‎15. 如图所示，用伏安法测电源电动势和内阻的实验中，在电路中接一阻值为2Ω的电阻R0， 通过改变滑动变阻器，得到几组电表的实验数据：‎ U（V）‎ ‎1.2‎ ‎1.0‎ ‎0.8‎ ‎0.6‎ I（A）‎ ‎0.10‎ ‎0.17‎ ‎0.23‎ ‎0.30‎ 在坐标系内作出U-I图线，利用图线，测得电动势E=        __________V，‎ 内阻r =__________Ω；‎ 四、计算题（本题共4小题，共46分）‎ ‎16. （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．‎ ‎17（10分）一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P（a，0）点以速度v，沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限，不计重力。‎ 求:（1） 粒子做圆周运动的半径 ‎    （2）匀强磁场的磁感应强度B ‎ ‎ ‎ ‎ ‎18. （12分）如图所示，在直角坐标系xOy的第Ⅱ象限整个区域内，存在着沿y轴负方向、场强大小为E的匀强电场，在第Ⅳ象限整个区域内存在着方向垂直于xOy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。从电场中P（-L，‎2L）、Q（-L，L/8）两点连线上各处，沿x轴正方向同时射入许多质量为m、电荷量为q的带正电粒子，结果所有粒子都从坐标原点O进入磁场。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，求：‎ ‎（1）粒子从射入到全部通过O点所用的时间t0。 （2）这些粒子从x轴上射出磁场时，‎ 所经过区域的宽度△d。‎ ‎19. （14分）如图所示，两水平放置的平行金属板a、b，板长L=‎0.2m，板间距d=‎0.2m．两金属板间加可调控的电压U，且保证a板带负电，b板带正电，忽略电场的边缘效应．在金属板右侧有一磁场区域，其左右总宽度s=‎0.4m，上下范围足够大，磁场边界MN和PQ均与金属板垂直，磁场区域被等宽地划分为n（正整数）个竖直区间，磁感应强度大小均为B=5×10﹣3T，方向从左向右为垂直纸面向外、向内、向外…．在极板左端有一粒子源，不断地向右沿着与两板等距的水平线OO′发射比荷=1×‎108C/kg、初速度为v0=2×‎105m/s的带正电粒子．忽略粒子重力以及它们之间的相互作用．‎ ‎（1）当取U何值时，带电粒子射出电场时的速度偏向角最大；‎ ‎（2）若n=1，即只有一个磁场区间，其方向垂直纸面向外，则当电压由0连续增大到U过程中带电粒子射出磁场时与边界PQ相交的区域的宽度；‎ ‎（3）若n趋向无穷大，则偏离电场的带电粒子在磁场中运动的时间t为多少？‎ 中山市第一中学2017-2018学年第一学期高二年级 第三次统测 物理答案 选择题(52分，每小题4分)‎ 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ 答案 C B C A B D AB BD BD AD CD ABD ACD ‎14.①2.543---2.547 ② D ③ D ‎ ‎15. 1.55 1.0 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎16.（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）‎ ‎ ‎ ‎17.（10分）解：由射入、射出点的半径可找到圆心O/， ‎ ‎（1）据几何关系有――――-5分 ‎（2）据洛仑兹力提供向心力 ‎ ―――――5分 ‎18.(‎12’‎) (1)   (2)‎ 解析试题分析：(1)带电粒子在电场中做类平抛运动，将带电粒子的运动沿水平和竖直方向正交分解，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，设P、Q两点连线上某点到x轴的距离为y，根据运动学规律得：，--- ‎1’‎ 由此可知从P点射入的粒子最后通过O点，设粒子运动的加速度为a，则对于从P点射入的粒子由牛顿第二定律得　    -------‎‎-‎‎1’‎ 在竖直方向上由匀变速直线运动规律得　 -----‎-‎‎1’‎ 解得： ‎1’‎ (2)设某一粒子进入磁场时，速度v的方向与x轴成角，在磁场中做圆周运动的轨道半径为r，该粒子从x轴上射出磁场的位置与O点的距离为d，画出带电粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，在磁场中粒子做匀速圆周运动的向心力由洛仑兹力提供，即　 ‎1’‎ 由几何关系得　 ‎1’‎在电场中　设粒子在O点时的竖直分速度为，由运动学规律得　 ‎1’‎ 由运动的合成和分解知　 ‎1’‎ 由牛顿第二定律得　 ‎1’‎ 解得： ‎1’‎ 因 故 ‎‎2’‎ ‎19. (‎14’‎) 解：（1）设速度偏向角为θ，则tanθ=，显然当vy最大时，tanθ最大．‎ 当粒子恰好从极板右边缘出射时，速度偏向角最大． ‎ 竖直方程：y=，a=；                      ‎ 水平方程：x=L=v0t                                 ‎ 解得：U=400V            ‎‎4’‎ ‎（2）由几何关系知，逐渐增大Uba，速度偏向角变大，磁偏转半径变大，与PQ交点逐渐上移．       ‎ 当U=0时，交点位置最低（如图中D点）：‎ 由Bqv0=m 得：r1=；‎ 此时交点D位于OO′正下方‎0.4m处．   ‎ 当U=400V时，交点位置最高（如图中C点）：‎ 由vy=at==2×‎105m/s 得：v=‎ 由Bqv=m， 得：r2= 由tanθ==1，得入射方向为与水平方向成45°角；‎ 由几何关系得，此时交点位于OO′正上方r2﹣处．‎ 所以交点范围宽度为：CD=0.4+0.4﹣0.3=0.1+0.4（m） ‎‎5’‎ ‎（3）考虑粒子以一般情况入射到磁场，速度为v，偏向角为θ，当n趋于无穷大时，运动轨迹趋于一条沿入射速度方向的直线（渐近线）．  ‎ 又因为速度大小不变，因此磁场中运动可以等效视为匀速直线运动．    ‎ 轨迹长度为：S′=，运动速率为：v=‎ 时间wei：t= 代入数据解得：t=2×10﹣6s   ‎