山西省山西大学附中2019-2020学年高二物理上学期12月月考试题

山西省山西大学附中2019-2020学年高二物理上学期12月月考试题答题时间：90分钟总分：100分一、单项选择题（本题共8个小题，每题只有一个选项是正确的，每题3分，共24分）1．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料,下列说法不正确的是()A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B.地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用2.如图所示,A为一水平旋转的橡胶盘,带有大量均匀分布的负电荷,在圆盘正上方水平放置一通电直导线,电流方向如图所示。当圆盘绕中心轴OO高速转动时,通电直导线所受磁场力的方向是()A.竖直向上B.竖直向下C.垂直纸面向外D.垂直纸面向里3.如图所示,一段导线abcd弯成半径为R，圆心角为90°的部分扇形形状,置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直,线段ab和cd的长度均为2R,流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示。则abcd导线受到的安培力的方向和大小为()A．方向沿纸面向上，大小为22BIRB．方向沿纸面向上，大小为2)22(BIRC．方向沿纸面向下，大小为22BIRD．方向沿纸面向下，大小为2)22(BIR4．如图所示，带等量异种电荷的平行金属板ba、处于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。不计重力的带电粒子沿OO方向从左侧垂直于电、磁场射入，从右侧射出ba、板间区域时动能比射入时小；要使粒子射出ba、板间区域时的动能比射入时大，可采用的措施是()A．适当增大两金属板的正对面积B．适当减小匀强磁场的磁感应强度C．适当增大两金属板间的距离D．使带电粒子电性相反5.如图所示，BA、两回路中各有一开关21SS、，且回路A中接有电源，回路B中接有灵敏电流计，下列操作及相应的结果中可能的是()A．先闭合2S，后闭合1S的瞬间，电流计指针不偏转B．21SS、闭合后，在断开2S的瞬间，电流计指针偏转C．先闭合1S，后闭合2S的瞬间，电流计指针偏转D．21SS、闭合后，在断开1S的瞬间，电流计指针偏转6．如图所示，含有H11、H21、He42的带电粒子束从小孔1O处射入速度选择器，沿直线21OO运动的粒子在小孔2O处射出后垂直进入偏转磁场，最终打在21PP、两点。则()A．粒子在偏转磁场中运动的时间都相等B．打在1P点的粒子是He42C．打在2P点的粒子是H21和He42D．22PO的长度是12PO长度的4倍7.如图所示，竖直线PQMN//，MN与PQ间距离为a，其间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，O是MN上一点，O处有一粒子源，某时刻放出大量速率均为v(方向均垂直磁场方向)、比荷一定的带负电粒子(粒子重力及粒子间的相互作用不计)，已知沿与MN成60角射入的粒子恰好垂直PQ射出磁场，则粒子在磁场中运动的最长时间为()A.va3B.va332C.va34D.va28.如图所示，在一个等腰直角三角形ACD区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)，从AC边的中点O垂直于AC边射入该匀强磁场区域，若该三角形的两直角边长均为l2，则下列关于粒子运动的说法中不．正确的是()A．若该粒子的入射速度为mqBlv，则粒子一定从CD边射出磁场，且距点C的距离为lB．若要使粒子从CD边射出，则该粒子从O点入射的最大速度应为mqBlv2C．若要使粒子从AC边射出，则该粒子从O点入射的最大速度应为mqBlv2D．该粒子以不同大小的速度入射时，在磁场中运动的最长时间为qBm二、多项选择题（本题共6个小题，每题4分，共24分。每题至少有两个选项是正确的，漏选得2分，错选得0分）9．如图是法拉第最初研究电磁感应现象的装置，下列说法正确的是()A．当右边磁铁S极离开B端时，线圈中产生感应电流B．当右边磁铁S极离开B端，并在B端附近运动时，线圈中产生感应电流C．当磁铁保持图中状态不变时，线圈中有感应电流D．当磁铁保持图中状态不变时，线圈中无感应电流10．图中装置可演示磁场对通电导线的作用。电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨,L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆。当电磁铁线圈两端ba、,导轨两端fe、,分别接到两个不同的直流电源上时,L便在导轨上滑动。下列说法正确的是()A.若a接正极,b接负极,e接负极,f接正极,则L向右滑动B.若a接正极,b接负极,e接正极,f接负极,则L向右滑动C.若a接负极,b接正极,e接负极,f接正极,则L向左滑动D.若a接负极,b接正极,e接正极,f接负极,则L向左滑动11．回旋加速器的原理如图所示,它由两个铜质D形盒1D、2D构成,其间留有空隙,下列说法正确的是()A.离子从电场中获得能量B.离子从磁场中获得能量C.只增大空隙间的加速电压可增大离子从回旋加速器中获得的动能D.只增大D形盒的半径可增大离子从回旋加速器中获得的动能12．如图所示，空间存在方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，场内有一绝缘的足够长的直杆，它与水平面的倾角为，一带电量为q、质量为m的带电小球套在直杆上，从A点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数为，在小球以后的运动过程中，下列说法正确的是()A．小球下滑的最大速度为qBmgvsinB．小球下滑的最大加速度为singaC．小球的加速度一直在减小D．小球的速度先增大后不变13.自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近霍尔传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图，当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差。下列说法正确的是()A．根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小B．自行车的车速越大，霍尔电势差越高C．图乙中霍尔元件的电流I是由正电荷定向移动形成的D．如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小14.如图所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径42AA为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中，42AA与31AA的夹角为60°。一质量为m、带电荷量为q的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点1A处沿与31AA成30°角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于42AA的方向经过圆心O进入Ⅱ区，最后再从4A处射出磁场。已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t(忽略粒子重力)则（）A.Ⅰ区中磁感应强度的大小为qtm65B.Ⅰ区中磁感应强度的大小qtm32C.Ⅱ区中磁感应强度的大小qtm34D.Ⅱ区中磁感应强度的大小qtm35三、实验题（本题共3个小题，每空2分，共20分）15.（10分）(1)图甲中游标卡尺的读数为________mm，图乙中螺旋测微器的读数为________mm。(2)某同学用多用电表的欧姆挡来测量一电压表的内阻。先将选择开关旋至倍率“×10”挡，红、黑表笔短接调零后进行测量，红表笔应接电压表的________(填“＋”或“－”)接线柱，结果发现欧姆表指针偏角太小，则应将选择开关旋至________(填“×1”或“×100”)挡并________________________。16．(10分)某课外小组在参观工厂时，看到一丢弃的电池，同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻，已知这个电池的电动势约为11～13V，内阻小于3Ω，由于电压表量程只有3V，需要将这只电压表通过连接一固定电阻(用电阻箱代替)，改装为量程为15V的电压表，然后再用伏安法测电池的电动势和内阻，以下是他们的实验操作过程：(1)把电压表量程扩大，实验电路图如图甲所示，实验步骤如下，完成填空：第一步：按电路图连接实物；第二步：把滑动变阻器滑片移到最右端，把电阻箱阻值调到零；第三步：闭合开关，把滑动变阻器滑片调到适当位置，使电压表读数为3V；第四步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为________V；第五步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其他线路，得量程为15V的电压表。(2)实验可供选择的器材有：A．电压表(量程为3V，内阻约为2kΩ)B．电流表(量程为3A，内阻约为0.1Ω)C．电阻箱(阻值范围0～9999Ω)D．电阻箱(阻值范围0～999Ω)E．滑动变阻器(阻值为0～20Ω，额定电流2A)F．滑动变阻器(阻值为0～20kΩ)电阻箱应选________，滑动变阻器应选________。(3)用该扩大了量程的电压表(电压表的表盘没变)，测电池电动势E和内阻r，实验电路图如图乙所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出IU图线如图丙所示，可知电池的电动势为________V，内阻为________Ω。（结果均保留三位有效数字）四、计算题（本题共三个小题，共32分,要求写出必要的文字说明和解题依据及过程）17．(8分）如图所示，两平行金属导轨间的距离mL40.0，金属导轨所在的平面与水平面夹角37，在导轨所在平面内分布着磁感应强度TB50.0、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势V5.4E，内阻50.0r的直流电源。现把一个质量kgm04.0的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻5.20R，金属导轨电阻不计，g取2s/10m，已知6.037sin，8.037cos，求：(1)导体棒受到的安培力大小；(2)导体棒受到的摩擦力的大小和方向。18.(12分)如图所示,在平面直角坐标系xOy的第四象限内有垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为kgm8105、电荷量为Cq6101的带电粒子,从静止开始经V10U的电压加速后,从P点沿图示方向进入磁场,已知cmOP30。(粒子重力不计，8.037cos，6.037sin)求:(1)带电粒子到达P点时速度v的大小(2)若磁感应强度TB2,粒子从x轴上的Q点离开磁场,求QO、间的距离(3)若粒子不能进入x轴上方,求磁感应强度B满足的条件。19.(12分）如图所示，在xOy直角坐标平面内，第一象限匀强电场沿y轴正方向，第四象限匀强磁场垂直于坐标平面向里，质量为m，电荷量绝对值为q的带负电粒子，从y轴上的M点(hOM)以速度0v垂直y轴射入电场，经x轴上的N点(hON2)射出电场，进入磁场，最后从y轴上P点(P点未标出)垂直y轴方向射出磁场，不计粒子的重力，求：(1)电场强度E的大小；(2)磁感应强度B的大小。2019~2020学年（上）高二年级12月（总第四次）模块诊断物理试题参考答案与评分标准答题时间：90分钟总分：100分一、单项选择题（本题共8个小题，每题只有一个选项是正确的，每题3分，共24分）12345678CDABDCCB二、多项选择题（本题共6个小题，每题4分，共24分。每题至少有两个选项是正确的，漏选得2分，错选得0分）91011121314ABDACADBDADAD三、实验题（本题共2个小题，共20分）15.（每空2分，共10分，）(1)49.80.880(2)－×100重新进行欧姆调零16.（每空2分，共10分，）(1)0.6(2)CE(3)11.52.50四、计算题（本题共三个小题，共32分，要求写出必要的文字说明和解题依据及过程）17.（8分）(1)根据闭合电路欧姆定律，有：rREI0（1分）代入数据得A5.1I（1分）导体棒受到的安培力：N3.0BILF安（2分）(2)导体棒受力如图，将重力正交分解，如图：由已知得：24.0sin1mgF安FF1（1分）根据平衡条件：安Fmgfsin（1分）代入数据得：N06.0f（