河南省林州市2017-2018学年高二12月月考物理试卷

一、单选题

1. 难度：中等

两个绝缘导体环AA′、BB′大小相同，环面垂直，环中通有相同大小的恒定电流，如图所示，则圆心O处磁感应强度的方向为(AA′面水平，BB′面垂直纸面)(　　)

A. 指向右上方    B. 指向左上方

C. 竖直向上    D. 水平向右

2. 难度：困难

如图所示，一束质量、速度和电量不同的正离子垂直地射入匀强磁场和匀强电场正交的区域里，结果发现有些离子保持原来的运动方向，未发生任何偏转。如果让这些不偏转离子进入另一匀强磁场中，发现这些离子又分裂成几束，对这些进入后一磁场的离子，可得出正确结论（     ）

A. 它们的动能一定各不相同

B. 它们的电量一定各不相同

C. 它们的质量一定各不相同

D. 它们的电量和质量之比一定各不相同

3. 难度：中等

如图所示，竖直线MN∥PQ，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力不计)，已知沿图中与MN成θ=60°角射出的粒子恰好垂直PQ射出磁场，则粒子在磁场中运动的最长时间为：

A.     B.     C.     D.

4. 难度：困难

如图所示，两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨宽度为L，一端与电源连接。一质量为m的金属棒ab垂直于平行导轨放置并接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ=，在安培力的作用下，金属棒以速度向右匀速运动，通过改变磁感应强度的方向，可使流过导体棒的电流最小，此时磁感应强度的方向与竖直方向的夹角为

A. 30°    B. 37°    C. 45°    D. 60°

5. 难度：困难

如图，用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有N匝，线圈由粗细均匀、单位长度质量为2克的导线绕制而成，三条细线呈对称分布，稳定时线圈平面水平，在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁，磁铁的中轴线OO′垂直于线圈平面且通过其圆心O，测得线圈的导线所在处磁感应强度B的方向与水平线成60°角，线圈中通过的电流为0．1A，要使三条细线上的张力为零，重力加速度g取10m/s²．则磁感应强度B的大小应为

A. 4T    B. T

C. 0．4T    D. 0．4T

6. 难度：困难

如图所示，平行金属板M、N之间的距离为d，其中匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外，有带电量相同的正、负离子组成的等离子束，以速度v沿着水平方向由左端连续射入，电容器的电容为C，当S闭合且电路达到稳定状态后，平行金属板M、N之间的内阻为r，电容器的带电量为Q，则下列说法正确的是（  ）

A．当S断开时，电容器的充电电荷量Q>CBdv

B．当S断开时，电容器的充电电荷量Q＝CBdv

C．当S闭合时，电容器的充电电荷量Q＝CBdv

D．当S闭合时，电容器的充电电荷量Q>CBdv

7. 难度：中等

如图所示，一个质量为m、电荷量为q的粒子(重力忽略不计)，由静止经加速电压U加速后，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子打到P点，OP＝x，能正确反映x与U之间关系的是(　   　)

 

A. x与成正比    B. x与成反比

C. x与U成正比    D. x与U成反比

8. 难度：中等

如图所示，不同带电粒子以不同速度由左端中线水平射入如图装置，左侧有竖直向下的匀强电场E和垂直于纸面向内的匀强磁场B₁，右侧是垂直于纸面向外的磁场B₂，中间有一小孔，不计粒子重力。下列说法正确的是

A. 只有正电荷才能沿中线水平通过B₁区域进入到B₂磁场区域。

B. 只有速度的粒子才能沿中线水平通过B1区域进入到B2磁场区域

C. 如果粒子打在胶片上离小孔的距离是d，则该粒子的荷质比为

D. 若甲、乙两个粒子的电荷量相等，打在胶片上离小孔的距离是2：3，则甲、乙粒子的质量比为2：3

二、多选题

9. 难度：困难

如图所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长的 固定绝缘杆MN，小球P套在杆上，已知P的质量为m，电量为+q，电场强度为E、磁感应强度为B，P与杆间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。小球由静止开始下滑直到稳定的过程中：（     ）

A. 小球的加速度先增大后减小

B. 小球的机械能和电势能的总和保持不变

C. 下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是

D. 下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是

10. 难度：困难

如图所示，质量为m，带电荷量为＋q的P环套在固定的水平长直绝缘杆上，整个装置处在垂直于杆的水平匀强磁场中，磁感应强度大小为B．现给环一向右的初速度v₀( )，则（ ）

A. 环将向右减速，最后匀速

B. 环将向右减速，最后停止运动

C. 从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是mv₀²

D. 从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是mv₀²－m()²

三、单选题

11. 难度：简单

如图所示，一个绝缘且内壁光滑的环形细圆管，固定于竖直平面内，环的半径为R（比细管的内径大得多），在圆管内的最低点有一个直径略小于细管内径的带正电小球处于静止状态，小球的质量为m，带电荷量为q，重力加速度为g．空间存在一磁感应强度大小未知（不为零），方向垂直于球形细圆管所在平面且向里的匀强磁场．某时刻，给小球一方向水平向右，大小为的初速度，则以下判断正确的是（     ）

A. 无论磁感应强度大小如何，获得初速度后的瞬间，小球在最低点一定受到管壁的弹力作用

B. 无论磁感应强度大小如何，小球一定能到达环形细管的最高点，且小球在最高点一定受到管壁的弹力作用

C. 无论磁感应强度大小如何，小球一定能到达环形细管的最高点，且小球到达最高点时的速度大小都相同

D. 小球从环形细圆管的最低点运动到所能到达的最高点的过程中，机械能不守恒

四、多选题

12. 难度：困难

一个足够长的绝缘斜面，倾角为θ，置于匀强磁场中，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里，与水平面平行，如图所示，现有一带电荷量为q，质量为m的小球在斜面顶端由静止开始释放，小球与斜面间的动摩擦因数为μ，则

A. 如果小球带正电，小球在斜面上的最大速度为

B. 如果小球带正电，小球在斜面上的最大速度为

C. 如果小球带负电，小球在斜面上的最大速度为

D. 如果小球带负电，小球在斜面上的最大速度为

13. 难度：困难

图示是一个半径为R的竖直圆形磁场区域，磁感应强度大小为B，磁感应强度方向垂直纸面向内。有一个粒子源在圆上的A点不停地发射出速率相同的带正电的粒子，带电粒子的质量均为m，运动的半径为r，在磁场中的轨迹所对应的圆心角为α。以下说法正确的是

A. 若r=2R，则粒子在磁场中运动的最长时间为

B. 若r=2R，粒子沿着与半径方向成45°角斜向下射入磁场，则有关系成立

C. 若r=R，粒子沿着磁场的半径方向射入，则粒子在磁场中的运动时间为

D. 若r=R，粒子沿着与半径方向成60°角斜向下射入磁场，则圆心角α为150°

14. 难度：困难

竖直放置的固定绝缘光滑轨道由半径分别为R的四分之一圆周MN和半径r的半圆周NP拼接而成，两段圆弧相切于N点，R>2r，小球带正电，质量为m，电荷量为q．已知将小球由M点静止释放后，它刚好能通过P点，重力加速度为g，不计空气阻力．下列说法正确的是（  ）

A．若整个轨道空间加竖直向上的匀强电场E（Eq＜mg），则小球仍能通过P点

B．若整个轨道空间加竖直向下的匀强电场，则小球不能通过P点

C．若整个轨道空间加垂直纸面向里的匀强磁场，则小球一定不能通过P点

D．若整个轨道空间加垂直纸面向外的匀强磁场，则小球可能不能通过P点

五、单选题

15. 难度：困难

如图，S为一离子源，MN为长荧光屏，S到MN的距离为L，整个装置处于在范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。某时刻离子源S一次性沿平行纸面的各个方向均匀地射出大量的正离子，各离子质量m，电荷量q，速率v均相同，不计离子的重力及离子间的相互作用力，则

A. 当时所有离子都打不到荧光屏上

B. 当时所有离子都打不到荧光屏上

C. 当时，打到荧光屏MN的离子数与发射的离子总数比值为

D. 当时，打到荧光屏MN的离子数与发射的离子总数比值为

六、实验题

16. 难度：简单

某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ．步骤如下：

（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1，由图可知其长度为______mm；

（2）用螺旋测微器测量其直径如图2，由图可知其直径为__________ mm；

（3）若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R阻值为220欧，由此可计算此圆柱体材料的电阻率为ρ=____________Ω·m．（保留2位有效数字）

17. 难度：中等

用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中，被测电源是两节干电池串联的电池组．可供选择的实验器材如下：

A．电流表，量程0～0.6 A～3 A

B．电流表，量程0～100 μA～100 mA

C．电压表，量程0～3 V～15 V

D．滑动变阻器，0～1 000 Ω，0.1 A

E．滑动变阻器，0～20 Ω，2 A

F．电键一个，导线若干

(1)为了尽量得到较好效果，电流表应选____________________，量程应选____________________，电压表量程应选____________________，滑动变阻器应选________________．

(2)如图有甲、乙两个可供选择的电路，应选____________电路进行实验．实验中误差是由于__________表的读数比实验值偏____________(选填“大”或“小”)．

七、解答题

18. 难度：中等

如图所示，等腰直角三角形abc区域中有垂直纸面向里的匀强磁场，现有质量为m，电荷量为-q的带电粒子，以速度v₀从a点沿ab方向射入磁场后恰能从c点射出。现将匀强磁场换成垂直ab边向上的匀强电场，其它条件不变，结果粒子仍能够从c点射出，粒子重力不计，ac边长度为L，求：

(1)磁感应强度B的大小

(2)电场强度E的大小

19. 难度：困难

如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.50 T，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E＝4.5 V、内阻r＝0.50 Ω的直流电源。现把一个质量m＝0.04 kg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R₀＝2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s²。已知sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，求：

(1)通过导体棒的电流；

(2)导体棒受到的安培力的大小；

(3)导体棒受到的摩擦力大小。

20. 难度：简单

如图所示装置中，区域Ⅰ和Ⅲ中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场，电场强度分别为E和E/2,Ⅱ区域内有垂直向外的水平匀强磁场，磁感应强度为B .一质量为m、带电量为q的带负电粒子（不计重力）从左边界O点正上方的M点以速度v₀水平射入电场，经水平分界线OP上的A点与OP成60°角射入Ⅱ区域的磁场，并垂直竖直边界CD进入Ⅲ区域的匀强电场中。求：

（1）粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径

（2）O、M间的距离

（3）粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间．

21. 难度：困难

如图所示，在平面直角坐标系xoy中的第一 象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标平面向里的有界圆形匀强磁场区域（图中未画出）；在第二象限内存在沿x轴负方向的匀强电场．一粒子源固定在 x轴上坐标为（－L，0）的A点．粒子源沿y轴正方向释放出速度大小为v的电子，电子恰好能通过y轴上坐标为（0，2L）的C点，电子经过磁场偏转后恰好 垂直通过第一象限内与x轴正方向成15°角的射线ON（已知电子的质量为m，电荷量为e，不考虑粒子的重力和粒子之间的相互作用）．求：

（1）匀强电场的电场强度E的大小；

（2）电子离开电场时的速度方向与y轴正方向的夹角θ；

（3）圆形磁场的最小半径R_min ．