2022-2023学年河北省石家庄实验中学高二上学期10月月考 物理试题 Word版

石家庄实验中学2022-2023—1学期高二10月月考物理试卷

一、 选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、关于静电力、安培力与洛伦兹力，下列说法正确的是（　　）

A．电荷放入静电场中一定受静电力，正电荷所受静电力的方向与该处电场强度方向相同

B．通电导线放入磁场中一定受安培力，安培力的方向与该处磁场方向垂直

C．电荷放入磁场中一定受洛伦兹力，洛伦兹力的方向与该处磁场方向垂直

D．电场力可以做正功、负功或者不做功，安培力和洛伦兹力永不做功

2、如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，取重力加速度为g。整个装置处于匀强磁场中，在导体棒中通以垂直纸面向外的恒定电流I时，欲使导体棒静止在斜面上，且匀强磁场的磁感应强度取最小值，则关于磁感应强度B的大小和方向，下列说法正确的是  （    ）

A．大小为，方向为水平向右 

B．大小为 ，方向为竖直向下

C．大小为 ，方向为垂直斜面向下

D．大小为，方向为沿着斜面向上

3、质量为m、电荷量为q的微粒，以与水平方向成角的速度v，从O点进入方向如图所示的正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区，该微粒在电场力、洛伦兹力和重力的共同作用下，恰好沿直线运动到A，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A．该微粒一定带正电荷    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

4、如图所示，放在台秤上的条形磁铁两极未知，为了探明磁铁的极性，在它中央的正上方固定一导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则（　　）。

A．如果台秤的示数减小，说明磁铁左端是N极 

B．如果台秤的示数减小，说明磁铁右端是N极

C．无论如何台秤的示数都不可能变化 

D．以上说法都不正确

5．质谱仪是分析同位素的重要的仪器，在物理研究中起非常重要的作用。如图是质谱仪的工作原理示意图。粒子源（在加速电场上方，未画出）产生的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的强度分别为和。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。平板S下方有强度为的匀强磁场。（不计带电粒子的重力）下列表述正确的是（　　）

A．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里

B．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于

C．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷（）越小

D．粒子所带电荷量相同时，打在胶片上的位置越远离狭缝P，表明其质量越大

6、如图所示，在圆形边界的磁场区域，氕核H和氘核H先后从P点沿圆形边界的直径入射，从射入磁场到射出磁场，氕核H和氘核H的速度方向分别偏转了90°和120°角，已知氕核H在磁场中运动的时间为，轨迹半径为，则（　　）

A．氘核H在该磁场中运动的时间为 

B．氘核H在该磁场中运动的时间为

C．圆形磁场的半径为  

D．氘核H在该磁场中运动的轨迹半径为

7、两个带等量异种电荷的粒子分别以速度va和vb射入匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为60°和30°，磁场宽度为d，两粒子同时由A点出发，同时到达B点，如图所示，则(　　)

A．a粒子带正电，b粒子带负电

B．两粒子的轨道半径之比Ra∶Rb＝1：

C．两粒子的速度大小之比 va ：vb=：1

D．两粒子的质量之比ma∶mb＝2∶1

二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，每题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8．如图所示天平可用来测定磁感应强度，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为，共匝，线圈下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面，当线圈中通有电流时（方向如图），在天平左右两边加上质量分别为、的砝码，天平平衡；当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为的砝码后，天平重新平衡，重力加速度取。由此可知（　　）

A．磁场方向垂直纸面向里

B．磁场方向垂直纸面向外

C．磁感应强度的大小为

D．仅使磁场反向和仅使电流反向等效

9、如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，下列说法正确的是（　　）

A．甲图可通过增加磁感应强度B来增大粒子的最大动能

B．乙图可通过增加磁感应强度B来增大电源电动势

C．丙图无法判断出带电粒子的电性，粒子能够从左右两个方向沿直线匀速通过速度选择器

D．丁图中产生霍尔效应时，无论载流子带正电或负电，稳定时都是D板电势高

10、如图所示，两方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场被边长为L的等边三角形ACD理想分开，三角形内磁场方向垂直纸面向里，三角形顶点A处有一质子源，能沿A的角平分线发射速率不同的质子（重力不计），所有质子均能通过D点，质子比荷，则质子的速度可能为（　　）

A．2BkL B． 

C． D．

三、非选择题：共54分。其中11--12为实验题，13--15为计算题。

11、如图所示为某同学测量电源的电动势和内阻的电路图。其中包括电源，开关和，电阻箱，电流表，保护电阻。该同学进行了如下实验步骤：

（1）将电阻箱的阻值调到合适的数值，闭合、，读出电流表示数为，电阻箱读数为；断开，调节电阻箱的阻值，使电流表示数仍为，此时电阻箱读数为。则保护电阻的阻值Rx=_______Ω。结果保留两位有效数字

（2）断开，闭合，调节，得到多组和的数值，并画出图像，如图所示，由图像可得，电源电动势E=______V，内阻r= _______Ω。结果保留两位有效数字

12.  电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。已知此圆柱体的电阻约为6Ω

(1)实验器材如下，要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大，则电压表应选______，电流表应选_________，滑动变阻器应选_________。（均填器材前的字母代号）

A．电压表V1（量程3V，内阻约为15kΩ）；

B．电压表V2（量程15V，内阻约为75kΩ）；

C．电流表A1（量程0．6A，内阻约为1Ω）；

D．电流表A2（量程3A，内阻约为0.2Ω）；

E．滑动变阻器R1（阻值范围0~5Ω，1.0A）；

F．滑动变阻器R2（阻值范围0~2000Ω，0.1A）；

G．直流电源E（电动势为3V，内阻不计）

H．开关S，导线若干。

(2)请设计合理的实验电路，并将电路图画在虚线框中

(3)若流经圆柱体的电流为Ⅰ，圆柱体两端的电压为U，圆柱体横截面的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、Ⅰ、U表示该圆柱体电阻率的关系式为=___________。

13、如图所示，水平放置的两导轨P、Q间的距离 L=0.5m，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B=2T，垂直于导轨放置的ab棒的质量m=1kg，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量G=3N的物块相连．已知ab棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.2，电源的电动势E=10V、内阻R=0.1Ω，导轨的电阻及ab棒的电阻均不计．要想ab棒处于静止状态，R应在哪个范围内取值？（g取10m/s2）

14、如图所示，一个质量为m，电荷量为-q，不计重力的带电粒子从x轴上的P（a，0）点以速度v沿与x轴正方向成60°角的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限，求：

(1)匀强磁场的磁感应强度B；

(2)在第一象限内的运动时间。

(3)粒子射出磁场位置距o点的距离为？

15、如图所示，在y>0的区域内有沿y轴正方向的匀强电场，在y<0的区域内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为e的电子从y轴上A点以沿x轴正方向的初速度v0开始运动。当电子第一次穿越x轴时，恰好到达C点；当电子第二次穿越x轴时，恰好到达坐标原点；当电子第三次穿越x轴时，恰好到达D点。C、D两点均未在图中标出。已知A、C两点到坐标原点的距离分别为d、2d，不计电子的重力，求：

（1）电场强度E的大小；

（2）磁感应强度B的大小；

（3）电子从A运动到D经历的时间t。

参考答案

1-10  A  C   D   B   D  D   D   AD   AB   BD 

11..A     C     E         

12..

13.ab棒恰不右滑时：G－μmg－BI1L＝0    ab棒恰不左滑时：BI2L－G－μmg＝0

依据闭合电路欧姆定律可得：E＝I1（R1＋r）     E＝I2（R2＋r）

由以上各式代入数据可解得：R1＝9．9 Ω，R2＝1．9 Ω

所以R的取值范围为：1．9 Ω≤R≤9．9 Ω

14..(1)作出带电粒子做圆周运动的圆心和轨迹如图

由图中几何关系知

据洛伦兹力提供向心力，有解得

(2)带电粒子在第一象限内运动时间

15.. 【详解】（1）电子的运动轨迹如图所示

电子在电场中做类平抛运动，设电子从A运动到C的时间为t1，有

2d=v0t1

d=a

a=解得E=

（2）设电子进入磁场时速度为v，v与x轴的夹角为θ，则tan θ==1

解得θ=45°

故v=v0

电子进入磁场后做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有evB=m

由几何关系可知r=d

解得B=

（3）由对称性可知，电子在电场中运动的时间为3t1=

电子在磁场中运动的时间t2=T=

故电子从A运动到D的时间t=3t1+t2=