河北省2019-2020学年高二上学期12月月考物理试卷

一、单选题

1. 难度：中等

如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积S₁＞S₂= S₃，且 “3”线圈在磁铁的正中间．设各线圈中的磁通量依次为φ₁、φ₂、φ₃，则它们的大小关系是（     ）

A.φ₁>φ₂>φ₃ B.φ₁>φ₂=φ₃

C.φ₁<φ₂<φ₃ D.φ₁<φ₂=φ₃

2. 难度：中等

如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场．重力不计、电荷量一定的带电粒子以速度v正对着圆心O射入磁场，若粒子射入、射出磁场点间的距离为R，则粒子在磁场中的运动时间为

A. B. C. D.

3. 难度：简单

如图所示，足够长的竖直绝缘管内壁粗糙程度处处相同，处在方向彼此垂直的匀强电场和匀强磁场中，电场强度和磁感应强度的大小分别为E和B，一个质量为m，电荷量为+q的小球从静止开始沿管下滑，下列关于小球所受弹力N、运动速度v、运动加速度a、运动位移x，运动时间t之间的关系图像中正确的是（     ）

A.

B.

C.

D.

4. 难度：简单

回旋加速器的核心部分是真空室中的两个相距很近的D形金属盒，把它们放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒面向下．连接好高频交流电源后，两盒间的窄缝中能形成匀强电场，带电粒子在磁场中做圆周运动，每次通过两盒间的窄缝时都能被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置引出，如果用同一回旋加速器分别加速氚核()和粒子() ，比较它们所需的高频交流电源的周期和引出时的最大动能，下列说法正确的是

A. 加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较大

B. 加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大

C. 加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小

D. 加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较小

5. 难度：简单

如图所示，在磁感应强度大小为B₀的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零．如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为(　　)

A.0 B. C.  D.2B₀

6. 难度：中等

如图所示，矩形区域MPQN长，宽，一质量为不计重力、电荷量为q的带正电粒子从M点以初速度水平向右射出，若区域内只存在竖直向下的电场或只存在垂直纸面向外的匀强磁场，粒子均能击中Q点，则电场强度E的大小与磁感应强度B的大小的比值为

A.     B.     C.     D.

7. 难度：中等

利用霍尔效应制作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等区域,如图是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下,通入图示方向的电流I,C、D两侧面会形成电势差下列说法正确的是

A.电势差仅与材料有关

B.仅增大磁感应强度时,电势差变大

C.若霍尔元件的载流子是自由电子,则电势差

D.在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,霍尔元件的工作面应保持水平

8. 难度：简单

如图所示，1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路，B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路通过多次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件关于该实验下列说法正确的是　　

A. 闭合开关S的瞬间，电流表G中有的感应电流

B. 闭合开关S的瞬间，电流表G中有的感应电流

C. 闭合开关S，滑动变阻器的滑片向左滑的过程中，电流表G中有的感应电流

D. 闭合开关S，滑动变阻器的滑片向左滑的过程中，电流表G中有的感应电流

9. 难度：中等

带电小球以一定的初速度 v₀ 竖直向上抛出，能够达到的最大高度为 h₁；若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为 v₀，小球上升的最大高度为 h₂，若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为 v₀，小球上升的最大高度为 h₃，如图所示，不计空气阻力，则(     )

A.h₁＝h₂＝h₃

B.h₁＞h₂＞h₃

C.h₁＝h₂＞h₃

D.h₁＝h₃＞h₂

二、多选题

10. 难度：中等

如图，L₁和L₂为两平行的虚线，L₁上方和L₂下方都是垂直纸面向里的磁感强度相同的匀强磁场，A、B两点都在L₂上．带电粒子从A点以初速v与L₂成α角斜向上射出，经过偏转后正好过B点，经过B点时速度方向也斜向上．不计重力，下列说法中正确的是（　　）

A.此粒子一定带正电荷

B.带电粒子经过B点时速度一定跟在A点时速度相同

C.若角时,带电粒子经过偏转后正好过B点,则角时,带电粒子经过偏转后也一定经过同一个B点

D.若角时,带电粒子经过偏转后正好过B点,则角时,带电粒子经过偏转后也一定经过同一个B点

11. 难度：简单

关于磁感应强度，下列说法中错误的是（ ）

A.由可知，B与F成正比，与IL成反比

B.由可知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场

C.通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强

D.磁感应强度的方向一定不是该处电流的受力方向

12. 难度：中等

在x轴上有两个点电荷q₁、q₂，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示．下列说法正确有（　　）

A. q₁和q₂带有异种电荷

B. x₁处的电场强度为零

C. 负电荷从x₁移到x₂，电势能减小

D. 负电荷从x₁移到x₂，受到的电场力增大

13. 难度：中等

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和匀强电场，磁感应强度为B，电场强度为粒子沿直线穿过速度选择器后通过平板S上的狭缝P，之后到达记录粒子位置的胶片板S下方有磁感应强度为的匀强磁场下列说法正确的是

A.粒子在速度选择器中一定做匀速运动

B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里

C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于

D.比荷越大的粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P

14. 难度：困难

如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值．静止的带电粒子带电荷量为＋q，质量为m（不计重力），从点P经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界上的一绝缘板，它与N板的夹角为θ=30°，孔Q到板的下端C的距离为L，当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，则(     )

A.两板间电压的最大值 B.CD板上可能被粒子打中区域的长度

C.粒子在磁场中运动的最长时间 D.能打到N板上的粒子的最大动能为 

15. 难度：中等

磁流体发电机可简化为如下模型：两块长、宽分别为a、b的平行板，彼此相距L，板间通入已电离的速度为v的气流，两板间存在一磁感应强度大小为B的磁场，磁场方向与两板平行，并与气流垂直，如图所示．把两板与外电阻R连接起来，在磁场力作用下，气流中的正、负离子分别向两板移动形成电流．设该气流的导电率（电阻率的倒数）为σ，则（ ）

A.该磁流体发电机模型的内阻为r＝

B.产生的感应电动势为E＝Bav

C.流过外电阻R的电流强度I＝

D.该磁流体发电机模型的路端电压为

三、实验题

16. 难度：中等

指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。

 

（1）如图1所示为某同学设计的多量程多用电表的原理示意图，虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，表笔B可以分别与触点1、2、…6接通，从而实现多用电表用来测量电阻、电流和电压的不同功能。在这个电路中，测电流和测电压时各有两个量程，测电阻时有“”和“”两个挡位。其中，R₁的最大阻值小于R₂的最大阻值。关于这个多用电表，下列说法中正确的是______。

A.当开关S分别接触点1或2时，多用电表处于测电流的挡位，且接触点1时的量程比较大

B.当开关S分别接触点3或4时，多用电表处于测量电阻的挡位，且接触点3时为“”挡位

C.当开关S分别接触点5或6时，多用电表处于测电流的挡位，且接触点5时的量程比较小

D.使用多用电表各挡位时，电流均由A表笔一侧流入表头，且A表笔应为红色表笔

（2）用多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图所示。

A.若所选挡位为直流100mA挡，则读数为______mA。

B.若所选挡位为电阻挡，则读数为______；

（3）用表盘为图2所示的多用电表正确测量了一个约的电阻后，需要继续测量一个阻值约的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端进行测量之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：__________________。

A.将红表笔和黑表笔接触

B.把选择开关旋转到“”位置

C.把选择开关旋转到“”位置

D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点

（4）某小组的同学们发现欧姆表表盘刻度线不均匀，分析在同一个挡位下待测电阻的功率P与其阻值Rx关系，他们分别画出了如图3所示的几种图象，其中可能正确的是______。

17. 难度：简单

现有一个阻值大约为20Ω 的电阻,为了更精确地测量其电阻,实验室给出了以下器材：

①电流表G₁（0～50mA，内阻r₁=3Ω）

②电流表G₂（0～100mA，内阻r₂=1Ω）

③定值电阻R₁（R₁=150Ω）

④定值电阻R₂（R₂=15Ω）

⑤滑动变阻器R（0～5Ω）

⑥干电池（1.5V，内阻不计）

⑦开关S及导线若干

（1）某同学设计了如图甲所示的电路图，其中A、B一个为被测电阻、一个为定值电阻，请问图中电阻_______为被测电阻（填“A”或“B”），定值电阻应选________（填“R₁”或“R₂”）

（2）若某次测得电流表G₁、G₂的示数分别为I₁、I_2．则被测电阻的大小为___________（用已知和测量物理量的符号表示）．

（3）若通过调节滑动变阻器，该同学测得多组I₁、I₂的实验数据，根据实验数据做出I₁、I₂的图象如图乙所示，并求得图象的斜率k =1.85，则被测电阻的大小为________Ω（保留三位有效数字）．

四、解答题

18. 难度：中等

如图所示,水平导轨间距为L=0.5m,导轨电阻忽略不计；导体棒ab的质量m=1kg,电阻R₀=0.9Ω,与导轨接触良好；电源电动势E=10V,内阻r=0.1Ω,电阻R=4Ω；外加匀强磁场的磁感应强度B=5T,方向垂直于ab,与导轨平面成角；ab与导轨间动摩擦因数为μ=0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）,定滑轮摩擦不计,线对ab的拉力为水平方向,重力加速度g=10m/s²,ab处于静止状态已知=0.8，=0.6求：

（1）通过ab的电流大小和方向．

（2）ab受到的安培力大小和方向．

（3）重物重力G的取值范围．

19. 难度：简单

如图所示，一半径为R的圆形磁场区域内有垂直于平面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，P、Q是磁场边界上的两个点，P、Q两点与圆心O的连线夹角为120°，在圆形区域的最低点P处有一个离子源，该离子源能够在圆形区域平面内向各个方向发射大量的质量为m、带电量为－q的带电粒子，这些带电粒子的速度大小都相同，忽略带电粒子在运动中相互作用的影响，不计重力，则：

(1)若沿PO方向射入磁场的带电粒子恰好从磁场边界上的Q点射出磁场，带电粒子的速度大小应该是多少？

(2)若只有磁场边界上的P、Q两点之间的区域有带电粒子射出，这些带电粒子速度大小又是多少？

20. 难度：中等

如图所示，在xoy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向外的匀强磁场，一质量为m，带电量为+q的粒子（重力不计）经过电场中坐标为（3L，L）的P点时的速度大小为V₀．方向沿x轴负方向，然后以与x轴负方向成45°角进入磁场，最后从坐标原点O射出磁场求：

（1）匀强电场的场强E的大小；

（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；

（3）粒子从P点运动到原点O所用的时间．