山西大学附中2019-2020高二上学期12月月考试题物理（Word版附答案）.docx

1 山西大学附中 2019~2020 学年（上）高二年级 12 月（总第四次）模块诊断 物 理 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, 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 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 弯成半径为 ，圆心角为 90°的部分扇形 形状,置于磁感应强度大小为 的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直,线段 和 的长度均为 ,流经导线的电流为 ,方向如图中箭头所示。则 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 B．方向沿纸面向上，大小为 C．方向沿纸面向下，大小为 D．方向沿纸面向下，大小为 4．如图所示，带等量异种电荷的平行金属板 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 方向从左侧垂直于电、磁场射入，从右侧射出 板间 区域时动能比射入时小；要使粒子射出 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 A OO ′ abcd R B ab cd 2 R I abcd 2 2BIR 2)2 2( BIR−π 2 2BIR 2)2 2( BIR−π ba、 OO ′ ba、 ba、2 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， 两回路中各有一开关 ，且回路 中接有电源，回路 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 ，后闭合 的瞬间，电流计指针不偏转 B． 闭合后，在断开 的瞬间，电流计指针偏转 C．先闭合 ，后闭合 的瞬间，电流计指针偏转 D． 闭合后，在断开 的瞬间，电流计指针偏转 6．如图所示，含有 、 、 的带电粒子束从小孔 处射入速度选择器，沿直线 运动的粒子在小孔 处射出后垂直进入偏转磁场，最终打在 两点。则(　　) A．粒子在偏转磁场中运动的时间都相等 B．打在 点的粒子是 C．打在 点的粒子是 和 D． 的长度是 长度的 4 倍 7.如图所示，竖直线 ， 与 间距离为 ，其间存在垂直纸面向里 的匀强磁场，磁感应强度为 ， 是 上一点， 处有一粒子源，某时刻放出大 量速率均为 (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 成 角射入的粒子恰好垂直 射出磁场，则 粒子在磁场中运动的最长时间为(　　) A. B. C. D. 8.如图所示，在一个等腰直角三角形 区域内有垂直纸面向外的匀强磁场， 磁感应强度大小为 。一质量为 、电荷量为 的带正电粒子(不计重力)，从 边的中 点 垂直于 边射入该匀强磁场区域，若该三角形的两直角边长均为 ，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 ，则粒子一定从 边射出磁场，且距点 的距离为 B．若要使粒子从 边射出，则该粒子从 点入射的最大速度应为 C．若要使粒子从 边射出，则该粒子从 点入射的最大速度应为 BA、 21 SS 、 A B 2S 1S 21 SS 、 2S 1S 2S 21 SS 、 1S H1 1 H2 1 He4 2 1O 21OO 2O 21 PP、 1P He4 2 2P H2 1 He4 2 22PO 12PO PQMN // MN PQ a B O MN O v MN °= 60θ PQ v a 3 π v a 3 32 π v a 3 4π v aπ2 ACD B m q AC O AC l2 m qBlv = CD C l CD O m qBlv 2= AC O m qBlv 2 =3 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 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 极离开 端时，线圈中产生感应电流 B．当右边磁铁 极离开 端，并在 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, 是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆。当电 磁铁线圈两端 ,导轨两端 ,分别接到两个不同的直流电 源上时, 便在导轨上滑动。下列说法正确的是(　　) A.若 接正极, 接负极, 接负极, 接正极,则 向右滑动 B.若 接正极, 接负极, 接正极, 接负极,则 向右滑动 C.若 接负极, 接正极, 接负极, 接正极,则 向左滑动 D.若 接负极, 接正极, 接正极, 接负极,则 向左滑动 11．回旋加速器的原理如图所示,它由两个铜质 形盒 、 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 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 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 、 质量为 的带电小球套在直杆上，从 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 (　　) qB mπ S B S B B L ba、 fe、 L a b e f L a b e f L a b e f L a b e f L D 1D 2D D B θ q− m A µ4 A．小球下滑的最大速度为 B．小球下滑的最大加速度为 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 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 为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中， 与 的夹角为 60°。一质量为 、 带电荷量为 的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点 处沿与 成 30°角的方向射入磁 场，随后该粒子以垂直于 的方向经过圆心 进入Ⅱ区，最后再从 处射出磁场。已 知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为 (忽略粒子重 力)则（ ） A.Ⅰ区中磁感应强度的大小为 B.Ⅰ区中磁感应强度的大小 C.Ⅱ区中磁感应强度的大小 D.Ⅱ区中磁感应强度的大小 qB mgv µ θsin= θsinga = I 42 AA 42 AA 31AA m q+ 1A 31AA 42 AA O 4A t qt m 6 5π qt m 3 2π qt m 3 4π qt m 3 5π5 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 11～13 V，内阻小于 3 Ω，由于电压表量程只有 3 V，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 15 V 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 3 V； 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 15 V 的电压表。 (2)实验可供选择的器材有： A．电压表(量程为 3 V，内阻约为 2 kΩ) B．电流表(量程为 3 A，内阻约为 0.1 Ω) C．电阻箱(阻值范围 0～9 999 Ω) D．电阻箱(阻值范围 0～999 Ω) E．滑动变阻器(阻值为 0～20 Ω，额定电流 2 A) F．滑动变阻器(阻值为 0～20 kΩ) 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 和内阻 ，实验电路 图如图乙所示，得到多组电压 和电流 的值，并作出 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） E r U I IU −6 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 ，金属导轨所在的平面与水平 面夹角 ，在导轨所在平面内分布着磁感应强度 、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 ，内阻 的直流电源。 现把一个质量 的导体棒 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 ，金属导轨电阻 不计，g 取 ，已知 ， ，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 的第四象限内有垂直纸面向里的匀强磁场, 一质量为 、电荷量为 的带电粒子,从静止开始经 的 电压加速后,从 点沿图示方向进入磁场,已知 。 (粒子重力不计， ， )求: (1)带电粒子到达 点时速度 的大小 (2)若磁感应强度 ,粒子从 轴上的 点离开磁场,求 间的距离 (3)若粒子不能进入 轴上方,求磁感应强度 满足的条件。 19.(12 分）如图所示，在 直角坐标平面内，第一象限匀强电场沿 轴正方向，第四 象限匀强磁场垂直于坐标平面向里，质量为 ，电荷量绝对 值为 的带负电粒子，从 轴上的 点( )以速度 垂直 轴射入电场，经 轴上的 点( )射出电 场，进入磁场，最后从 轴上 点( 点未标出)垂直 轴方向 射出磁场，不计粒子的重力，求： (1)电场强度 的大小； (2)磁感应强度 的大小。 mL 40.0= °= 37θ TB 50.0= V5.4=E Ω= 50.0r kgm 04.0= ab Ω= 5.20R 2s/10m 6.037sin =° 8.037cos =° xOy kgm 8105 −×= Cq 6101 −×= V10=U P cmOP 30= 8.037cos =° 6.037sin =° P v TB 2= x Q QO、 x B′ xOy y m q y M hOM = 0v y x N hON 2= y P P y E B7 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） 1 2 3 4 5 6 7 8 C D A B D C C B 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 10 11 12 13 14 ABD AC AD BD AD AD 三、实验题（本题共 2 个小题，共 20 分） 15.（每空 2 分，共 10 分，） (1)49.8　0.880　 (2)－　 ×100　 重新进行欧姆调零　 16.（每空 2 分，共 10 分，） (1)0.6　 (2) C　 E　(3)11.5　 2.50 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： （1 分） 代入数据得 （1 分） 导体棒受到的安培力： （2 分） (2)导体棒受力如图，将重力正交分解，如图： 由已知得： （1 分） 根据平衡条件： （1 分） 代入数据得： （1 分） 方向沿斜面向下 （1 分） rR EI += 0 A5.1=I N3.0== BILF安 24.0sin1 == θmgF 安FF