2017-2018学年山西省晋城一中高二12月月考物理试题

2017-2018学年山西省晋城一中高二12月月考物理试题

‎2017-2018学年山西省晋城一中高二12月月考物理试题 一、 选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。其中1-8为单选题，9-12为多选题。多选题少选得2分，错选或多选不得分。）‎ ‎1．对于由点电荷Q产生的电场，下列说法正确的是(　　)‎ A．电场强度的定义式E＝，式中的Q就是产生电场的点电荷 B．在真空中，电场强度的表达式为E＝，式中Q就是产生电场的点电荷 C．在真空中，电场强度的表达式E＝，式中Q是检验电荷 D．在Q的电场中某点，分别放置电量不同的正、负检验电荷，电场力大小、方向均不同，则电场强度也不同 ‎2．两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中a点进入电场，其运动轨迹为图中实线所示，若粒子只受静电力作用，则下列关于带电粒子的判断正确的是(　　) ‎ A．粒子带正电 B．速度先变大后变小 C．电势能先变大后变小 D．经过b点和d点时的速度相同 ‎ ‎3．如图所示的电路中，闭合开关后各元件处于正常工作状态，当某灯泡突然出现故障熄灭时，另一灯泡仍亮，且电流表读数变小，电压表读数变大．关于故障原因或故障后其他物理量的变化情况，下列说法中正确的是(　　) ‎ A．L1灯丝突然短路 B．L2灯丝突然烧断 C．电源的输出功率一定变小 D．电容器C上电荷量减少 ‎4．如图M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°，在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为B1.若将N处的长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小变为B2，则B2与B1之比为(　　)‎ A．1∶1 B．1∶2‎ C．∶1 D．∶2‎ ‎5.如图所示，界面MN与水平地面之间有足够大正交的匀强磁场B和匀强电场E，磁感线和电场线都处在水平方向且互相垂直．在MN上方有一个带正电的小球由静止开始下落，经电场和磁场到达水平地面．若不计空气阻力，小球在通过电场和磁场的过程中，下列说法中正确的是(　　)‎ A．小球做匀变速曲线运动 B．小球的电势能保持不变 C．洛伦兹力对小球做正功 D．小球动能的增量等于其电势能和重力势能减少量的总和 ‎6.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF，导轨上放一金属棒MN. 现从t＝0时刻起，给金属棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比，即I＝kt，其中k为常量，金属棒与导轨始终垂直且接触良好．下列关于金属棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象，可能正确的是(　　)‎ ‎ ‎ ‎7.两位同学在实验室利用图甲所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一同学记录电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录电流表A和电压表V2的测量数据．根据数据描绘了如图乙所示的两条U－I直线．则图象中两直线的交点表示的物理意义是( 　)‎ A．滑动变阻器的滑动头P滑到了最右端 B．定值电阻R0上消耗的功率为1.0W C．电源的输出功率最大 D．电源的效率达到最大值 ‎8. 如图电路中，电源电动势E恒定，内阻r＝1 Ω，两电表均为理想电表，定值电阻R3＝5 Ω. 当开关K断开与闭合时，ab段电路消耗的电功率相等．则下列说法正确的是(　　)‎ A．电阻R1、R2可能分别为3 Ω、6 Ω B．电阻R1、R2可能分别为4 Ω、5 Ω C．开关K断开时电压表的示数一定小于K闭合时的示数 D．开关K断开与闭合时，电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比一定等于1‎ ‎9.某静电场中的一条电场线与x轴重合，该电场线上各点的电势的变化规律如图．在O点由静止释放一个负点电荷，该负点电荷仅受电场力的作用，则在－x0～x0区间内(　　)‎ A．该静电场是匀强电场 B．该静电场是非匀强电场 C．负点电荷将沿x轴正方向运动，加速度不变 D．负点电荷将沿x轴负方向运动，加速度逐渐减小 ‎10.质量为m、电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成θ角从O点进入竖直平面内方向如图所示的正交匀强电场和匀强磁场组成的混合场区，该微粒只在电场力、洛伦兹力和重力的共同作用下，恰好沿直线运动到A，下列说法中正确的是(　　) ‎ A．该微粒一定带负电 B．微粒从O到A的运动可能是匀变速运动 C．该磁场的磁感应强度大小为 D．该电场的场强为Bvcos θ ‎11. 如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器． 速度选择器内相互正交的匀强磁场的磁感应强度和匀强电场的场强分别为B和E. 平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A‎1A2. 平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是(　　) ‎ A．质谱仪是分析同位素的重要工具 B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小 ‎12.如图所示，有一金属块放在垂直于侧面C的匀强磁场中，当有稳恒电流自左向右通过时，下列说法中正确的是(　　) ‎ A．金属块上表面的电势高于下表面的电势 B．电流增大时，金属块上、下两表面间的电势差U减小 C．磁感应强度增大时，金属块上、下两表面间的电势差U增大 D．电流不变时，金属块中单位体积内自由电子越多，上、下两表面间的电势差U越小 ‎ 第Ⅱ卷（非选择题，共52分）‎ 二、填空题（本题包括2小题，共16分）‎ ‎13．（10分）为了探究额定功率为4 W、额定电压为4 V的小灯泡消耗的功率与电压的关系，提供了如下的实验器材：‎ A．电压表V1(0～2 V，内阻为2 kΩ) ‎ B．电压表V2(0～15 V，内阻为15 kΩ)‎ C．电流表A(0～‎1 A，内阻约为1 Ω) ‎ D．定值电阻R1＝2 kΩ E．定值电阻R2＝16 KΩ ‎ F．滑动变阻器R(15 Ω，‎2 A)‎ G．学生电源(直流6 V，内阻不计) ‎ H．开关、导线若干 ‎(1)为了减小实验误差，电压表应选用________，定值电阻应选用________(均用序号字母填写)；‎ ‎(2)在探究功率与电压的关系时，要求电压从零开始调节，并且多次测量，画出满足要求的电路图；‎ ‎(3)根据设计的电路图，写出电压表读数UV与小灯泡两端电压U的关系________，若小灯泡的电功率为P，则关系图线可能正确的是________．‎ ‎14.（6分）实验室有下列器材：‎ A．电流表(0～100 μA,1.5 kΩ)； B．电流表(0～1 mA,1 kΩ)；‎ C．变阻器(0～300 Ω)； D．变阻器(0～800 Ω)；‎ E．干电池(1.5 V，r＝0)；‎ 现要改装一只欧姆表，从上述备用器材中，电流表应选用__________________，变阻器应选用____________(填序号)．改装好的欧姆表中心刻度的阻值为______________．‎ 三、计算题（本题共4小题，共36分。解答必须写出必要的文字说明、方程式，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎15.（8分）如图所示，E＝8 V，r＝2 Ω，R1＝8 Ω，滑动变阻器的最大阻值为15Ω，R2为滑动变阻器接入电路中的有效阻值，问：‎ ‎(1)要使变阻器获得的电功率最大，则R2的取值应是多大？这时R2的功率是多大？‎ ‎(2)要使R1得到的电功率最大，则R2的取值应是多大？R1的最大功率是多大？这时电源的效率是多大？‎ ‎16.（8分）如图所示，通电导体棒ab质量为m、长为L1，水平地放置在倾角为θ的光滑导轨上，导轨间距为L2通以图示方向的电流，电流强度为I，要求导体棒ab静止在斜面上．求：‎ ‎(1)若磁场方向竖直向上，则磁感应强度B为多大？‎ ‎(2)若要求磁感应强度最小，则磁感应强度的大小、方向如何？‎ ‎17. (8分)在如图所示的平面直角坐标系xOy中，有一个圆形区域的匀强磁场(图中未画出)，磁场方向垂直于xOy平面，O点为该圆形区域边界上的一点．现有一质量为m、带电荷量为＋q的带电粒子(不计重力)从O点以初速度v0沿x轴正方向进入磁场，已知粒子经过 y轴上P点时速度方向与y轴正方向夹角为θ＝30°，OP＝L，求： ‎ ‎ (1)磁感应强度的大小和方向；‎ ‎(2)该圆形磁场区域的最小面积．‎ ‎18. （12分）如图所示的平面直角坐标系xOy，在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴正方向；在第Ⅳ象限的正三角形abc区域内有匀强磁场，方向垂直于xOy平面向里，正三角形边长为L，且ab边与y轴平行．一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的P(0，h)点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a(2h,0)点进入第Ⅳ象限，又经过磁场从y轴上的某点进入第Ⅲ象限，且速度与y轴负方向成45°角，不计粒子所受的重力．求：‎ ‎(1)电场强度E的大小；‎ ‎(2)粒子到达a点时速度的大小和方向；‎ ‎(3)abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值．‎ 晋城一中12月月考物理试题答案 ‎1-8 B C B B. D D C B 9‎-12 AC AC ABC CD.‎ ‎13. (1)A　D　(2)如图所示 ‎ ‎(3)U＝2UV　C ‎14．B　D　E　1.5 kΩ ‎15.解：(1) r′＝R1+r=10Ω，当R2＝r′=10 Ω时，R2有最大功率，即 P2max＝＝W＝1.6 W.‎ ‎(2)因R1是定值电阻，所以流过R1的电流越大，R1的功率就越大．当R2＝0时，电路中有最大电流，即Imax＝＝‎‎0.8 A R1的最大功率 P1max＝IR1＝5.12 W 这时电源的效率 η＝×100%＝80%.‎ ‎16.解：(1)由平衡条件得：F安＝mgtanθ① B＝②‎ 所以B＝‎ ‎(2)安培力沿斜面向上时，安培力最小 F安min＝mgsinθ③ Bmin＝④‎ 所以Bmin＝，方向垂直于斜面向上．‎ ‎17．解(1)由左手定则得磁场方向垂直xOy平面向里．粒子在磁场中做弧长为圆周的匀速圆周运动，如图所示，粒子在Q点飞出磁场．设其圆心为O′，半径为R.‎ 由几何关系有 (L－R)sin 30°＝R， 得R＝L.‎ 由牛顿第二定律有qv0B＝m， 故R＝.‎ 由以上各式得磁感应强度B＝.‎ ‎(2)设磁场区的最小面积为S.由几何关系得 直径＝R＝L， 得：S＝π2＝L2.‎ 答案：(1)　方向垂直于xOy平面向里　(2)L2‎ ‎18.解：(1)设粒子在电场中运动的时间为t，则有 x＝v0t＝2h y＝at2＝h qE＝ma 联立以上各式可得E＝.‎ ‎(2)粒子到达a点时沿负y方向的分速度为vy＝at＝v0‎ 所以v＝＝v0 ‎ 方向指向第Ⅳ象限与x轴正方向成45°角．‎ ‎(3)粒子在磁场中运动时，有qvB＝m 当粒子从b点射出时，磁场的磁感应强度为最小值，此时有r＝L，则B＝