河南省顶尖名校联盟2021-2022学年高二上学期物理12月...

更新时间：2022-01-20 浏览次数：96 类型：月考试卷

一、单选题

1. (2021高二上·湖南期中) 下列关于电场强度和磁感应强度的说法，合理的是（）

A . 由 $\text{[math]}$ 知，E与F成正比、与q成反比 B . 在同一匀强电场中，带电量相等的正负带电体所受电场力相同 C . 电流元 $\text{[math]}$ 在磁场中某处所受力的方向就是该点的磁感应强度方向 D . 正试探电荷在某处所受电场力方向是竖直向上，该位置电场的方向一定是竖直向上

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2. 如图甲所示为沿纸面放置的两同心导体环M、N，其中导体环M中通有逆时针方向的电流，且电流的大小随时间的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 时间内，导体环N中始终有顺时针方向的电流 B . $\text{[math]}$ 时间内，两导体环之间有相互排斥的力 C . 在 $\text{[math]}$ 时刻，导体环N中的感应电流为零，两导体环之间的作用力为零 D . 在 $\text{[math]}$ 时刻，导体环N中的感应电流不为零，两导体环之间的作用力为零

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3. 如图两根相互平行的长直导线分别通有大小和方向相同的电流I， $\text{[math]}$ 为导线某一横截面所在平面内的四点，且 $\text{[math]}$ 与两导线共面；b点与两导线的距离相等， $\text{[math]}$ 的连线与导线所在平面垂直，则磁感应强度可能为零的点是（）

A . a点 B . b点 C . c点 D . d点

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4. 质量为M的通电细杆置于倾角为θ的光滑导轨上，有垂直于纸面向里的电流I通过细杆，在如图所示的A、B、C、D四个图中，能使细杆沿导轨向上运动且磁感应强度最小的是（）

A . B . C . D .

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5. 将一U形金属导轨置于水平面上，导轨所在平面存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场区域如图所示（Ⅱ位置为磁场的边界线）。一金属棒垂直导轨放置在位置I处，在外力作用下开始向右运动，已知由I位置和Ⅱ位置及导轨围成的面积为S。则（）

A . 金属棒从I位置运动至Ⅱ位置的过程中，金属棒与导轨围成的回路中有顺时针方向的电流 B . 金属棒从Ⅱ位置运动至Ⅲ位置的过程中，金属棒与导轨围成的回路中有逆时针方向的电流 C . 金属棒从I位置运动至Ⅲ位置的过程中，穿过金属棒与导轨围成的回路的磁通量的变化量为2BS D . 金属棒从Ⅱ位置运动至Ⅲ位置的过程中，若磁场的磁感应强度变化，则金属棒与导轨围成的回路中有感应电流产生

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6. 在如图所示的电路中，闭合开关，将滑动变阻器的滑片向左移动一段距离，待电路稳定后，与滑片移动前比较（）

A . 灯泡L变暗 B . 电容器C上的电荷量不变 C . 电源消耗的总功率变大 D . 电阻 $\text{[math]}$ 两端电压变大

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7. 如图所示，图中a、b、c、d为电场的四个等势面，且其电势关系为 $\text{[math]}$ < $\text{[math]}$ < $\text{[math]}$ < $\text{[math]}$ ，一带电粒子自A点以初速度v₀平行于等势面射入电场，其运动轨迹如虚线AB所示。不计粒子重力，则（）

A . 粒子一定带负电 B . 粒子一定做匀速圆周运动 C . 粒子从A到B的运动过程中，动能先减小后增大 D . 粒子从A到B的运动过程中，电势能不断减小

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8. 有一种电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图所示。其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符，不必考虑墨汁微粒的重力，为了使打在纸上的字迹缩小，下列措施可行的是（）

A . 减小墨汁微粒的比荷 B . 增大墨汁微粒所带的电荷量 C . 增大偏转电场的电压 D . 减小墨汁微粒的喷出速度

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二、多选题

9. 如图所示，螺线管、蹄形铁芯、长直导线 $\text{[math]}$ 均相距较远。当开关闭合后，小磁针N极（黑色的一端）的指向正确的是（）

A . a B . b C . c D . d

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10. 如图，在绝缘光滑水平面上的C点固定一个正点电荷甲，另一个带负电的小球乙仅受甲的库仑力作用沿椭圆轨道Ⅰ运动（甲、乙均可视为质点），C点是椭圆轨道的一个焦点。小球乙在某一时刻经过A点时因速度大小突然发生改变（电量不变）而进入以C为圆心的圆形轨道Ⅱ做匀速圆周运动，以下说法正确的是（）

A . 在甲电荷的电场中，轨道Ⅰ上的各点，D点的电势最低 B . 乙球在轨道Ⅰ运动时，经过D点时系统的电势能最大 C . 乙球在两个轨道运动时，经过A点的加速度大小相等 D . 乙球从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ运动时，系统的总能量不变

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11. 如图所示，均匀金属圆环半径为l、总电阻为2R，有一磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过圆环。金属杆OM的电阻为 $\text{[math]}$ ， M端与环紧密接触，金属杆OM绕过圆心的转轴O以恒定的角速度ω转动。当电阻为R的一段导线一端和环连接，另一端与金属杆的转轴O相连接时，下列结论中正确的是（）

A . 通过导线的电流的最大值为 $\text{[math]}$ B . 通过导线的电流的最小值为 $\text{[math]}$ C . OM中产生的感应电动势恒为 $\text{[math]}$ D . 导线中通过的电流恒为 $\text{[math]}$

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12. 如图所示，M、N为两个同心金属圆环，半径分别为R₁和R₂ ，两圆环之间存在着沿金属环半径方向的电场，N环内存在着垂直于环面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，N环上有均匀分布的6个小孔，从M环的内侧边缘由静止释放一质量为m、电荷量为+q的粒子(不计重力) ，经电场加速后通过小孔射入磁场，经过一段时间，粒子再次回到出发点，全程与金属环无碰撞。则M、N间电压U满足的条件是（）

A . U= $\text{[math]}$ B . U= $\text{[math]}$ C . U= $\text{[math]}$ D . U= $\text{[math]}$

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三、实验题

13. 由直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关组装成实验电路，如图所示。
1. （1）把开关S接1，此时给电容器充电，在充电过程中，可以看到电流表指针会偏转，电压表示数逐渐增大，电容器极板上的电荷量逐渐增加。当时，极板上的电荷量稳定，充电结束。
2. （2）把开关S接2，此时电容器放电。在放电过程中，可以看到电压表的示数逐渐减小，直至变为零。在这一过程中，极板间的电场强度（填“变大”“变小”或“不变”），定值电阻R中有（填“a经R流向b”或“b经R流向a”）方向的电流。
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14. 有一个小灯泡上标有“4V 2W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的U-I图线，有下列器材供选用：
A．电压表(0～5V，内阻约为10kΩ) B．电压表(0～10V，内阻约为20kΩ)
C．电流表(0～0.3A，内阻约为1Ω) D．电流表(0～0.6A，内阻约为0.4Ω)
E.滑动变阻器(5Ω，1A) F.滑动变阻器(500Ω，0.2A)
1. （1）实验中电压表应选用，电流表应选用.为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化月多取几组数据，滑动变阻器应选用(用序号字母表示).
2. （2）请根据满足实验要求的电路图把图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图.
3. （3）某同学在实验中测得灯泡a和定值电阻b的伏安特性曲线如图所示若把灯泡a和定值电阻b串联后接入4V的电路中，那么该定值电阻消耗的功率为W.(结果保留两位有效数字)
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四、解答题

15. 如图所示，空间存在方向竖直向下的匀强磁场，一间距为d的平行“U”形金属导轨CD和EF水平放置于匀强磁场中，金属棒ab置于导轨上与导轨接触良好。若磁感应强度大小随时间变化满足关系式 $\text{[math]}$ 。其中B₀、c、k均为已知数（不为零）。t=0时，金属ab距导轨右端的距离为x₀ ，为使金属棒ab由静止向左运动过程中所受安培力为零，试判断金属棒ab在外力作用下做什么运动？若做匀加速直线运动，求出其加速度a。

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16. 如图所示，半径为2r的弹性螺旋线圈内有垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，磁场区域的半径为r，已知弹性螺旋线圈的电阻为R，线圈与磁场区域共圆心。
1. （1）保持磁场不变，求线圈的半径由2r变到3r的过程中，产生的感应电流的方向；
2. （2）保持磁场区域的半径不变，使磁感应强度大小随时间变化的关系式为B=kt，求线圈中的电流I的大小。
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17. 下图为导轨式电磁炮实验装置示意图．两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即实验用弹丸），滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触．电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源，滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射．在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为B=kI，比例常量k=8.0×10^-5T/A．已知两导轨内侧间距l=1.5cm，滑块的质量m=30g，滑块沿导轨滑行x=5m后获得的发射速度v=3.0km/s（此过程视为匀加速运动）．
1. （1）求发射过程中滑块滑行的加速度和电源提供的电流各是多大?
2. （2）若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能，则发射过程中电源的平均输出功率多大?（保留两位有效数字）
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18. 如图所示为质谱仪的示意图，在容器A中存在若干种电荷量相同而质量不同的带电粒子，它们可从容器A下方的小孔S₁飘入电势差为U的加速电场，它们的初速度几乎为0，然后经过S₃沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上．若这些粒子中有两种电荷量均为q、质量分别为m₁和m₂的粒子（m₁＜m₂）．
1. （1）分别求出两种粒子进入磁场时的速度v₁、v₂的大小；
2. （2）求这两种粒子在磁场中运动的轨道半径之比；
3. （3）求两种粒子打到照相底片上的位置间的距离．
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