2020-2021学年黑龙江宾县第一中学高二上学期第三次月考物理试题 解析版

这是一份2020-2021学年黑龙江宾县第一中学高二上学期第三次月考物理试题 解析版，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

1．某种导电溶液，在时间t内有n个二价正离子通过某一横截面，同时有2n个电子（电子电荷量为e）反向通过同一横截面，则该导电溶液中的电流为（ ）
A．0B．C．D．
2．如图所示，同种材料制成的厚度相同的长方体合金块A和B，上表面为正方形，边长之比2：1。A、B分别与同一电源相连，电源内阻忽略不计，则（ ）
A．通过A、B电流之比2：1B．通过A、B电流之比1：2
C．A、B中自由电荷定向移动速率之比2：1
D．A、B中自由电荷定向移动速率之比1：2
3．通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与MN平行．关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是（ ）
A．线框有两条边所受的安培力的大小和方向都相同
B．线框所受安培力的合力为0
C．线框所受安培力的合力向右 D．线框所受安培力的合力向左
4．如图所示，电阻，电动机的绕组当电键S断开时，电流表的示数是，当电键S闭合后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，此时电流表读数为则，电动机的绕组的热功率是
A．40WB．4WC．90WD．9W
5．如图，在直角三角形ACD区域的C、D两点分别固定着两根垂直纸面的长直导线，导线中通有大小相等、方向相反的恒定电流，∠A=，∠C=，E是CD边的中点，此时E点的磁感应强度大小为B，若仅将D处的导线平移至A处，则E点的磁感应强度（ ）
A．大小仍为B,方向垂直于AC向上
B．大小为B，方向垂直于AC向下
C．大小为B，方向垂直于AC向上
D．大小为B，方向垂直于AC向下
6．如图所示，两平行金属板中间有相互正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B，一质子沿极板方向以速度v0从左端射入，并恰好从两板间沿直线穿过．不计质子重力，下列说法正确的是 （ ）
A．若质子以小于v0的速度沿极板方向从左端射入，它将向上偏转
B．若质子以速度2v0沿极板方向从左端射入，它将沿直线穿过
C．若电子以速度v0沿极板方向从左端射入，它将沿直线穿过
D．若电子以速度2v0沿极板方向从左端射入，它将沿直线穿过
7．如图所示，空间中存在水平方向的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里。一带电小球恰能以速度v0沿与水平方向成30°角斜向右下方做匀速直线运动，最后进入一轴线沿小球运动方向且固定摆放的一光滑绝缘管道（管道内径略大于小球直径），下列说法正确的是（ ）
A．小球带负电
B．磁场和电场的大小关系为
C．若小球刚进入管道时撤去磁场，小球仍做匀速直线运动
D．若小球刚进入管道时撤去电场，小球的机械能不断增大
8．如图所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角，若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负为（ ）
A．，正电荷B．，正电荷
C．，负电荷D．，负电荷
二、多选题
9．带电小球以一定的初速度竖直向上抛出，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，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，小球上升的最大高度为h3，如图所示。不计空气阻力，则（ ）
A． h1= h2B． h1> h2C． h1> h3D． h3> h2
10．如图所示， 两个速度大小不同的同种带电粒子1、2，沿水平方向从同一点垂直射入匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．当它们从磁场下边界飞出时相对入射方向的偏转角分别为90°、60°，则它们在磁场中运动的（ ）
A．轨迹半径之比为1∶2
B．速度之比为2∶1
C．时间之比为3∶2
D．周期之比为2∶1
11．一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10V、17V、26V。下列说法正确的是（ ）
A．电场强度的大小为2.5V/cm
B．坐标原点处的电势为1V
C．电子在a点的电势能比在b点的低7eV
D．电子从b点运动到c点，电场力做功为9eV
12．如图所示，平行板电容器两极板水平放置，现将其与二极管串联接在电动势为E的直流电源上，电容器下极板接地，静电计所带电量可忽略，二极管具有单向导电性。闭合开关S，一带电油滴恰好静止于两板间的P点，则下列说法正确的是（ ）
A．在两板间放入陶瓷片，平行板电容器的电容将变大
B．在两板间放入与极板等大的金属片，静电计指针张角变小
C．现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，带电油滴的电势能将减少
D．现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，油滴将向下运动
三、实验题
13．小阳同学要测量一圆柱体导体材料的电阻率(阻值约为150Ω)，他进行了如下实验：
(1)利用多用电表测该导体材料的电阻，小阳先用多用电表电阻挡“×100”测量时发现指针偏转角度过大，为了减小测量误差，下列选项中正确的操作及步骤顺序为_____________(填写选项前的字母)
A．将选择开关旋转到“×1k”的位置 B．将选择开关旋转到“×10”的位置
C．用两表笔与导体材料连接好并读数 D．将两表笔短接，进行欧姆调零
(2)他按正确的实验操作，用多用电表电阻挡测量时指针停在图1所示的位置，则此材料电阻的测量值为
___________Ω．
(3)小阳同学发现该多用电表“直流50V”挡损坏了，但“直流10V”挡能正常使用．查阅资料知道，电压挡内部原理如图2所示，表头A的满偏电流为1mA．打开多用电表外壳发现电路板上的电阻R2被烧坏了，则应用阻值为__________kΩ的电阻替换R2的位置，就可以修好“直流50V”挡．
14．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡的规格为“6V 3W”，其他供选择的器材有：
A．电压表V（量程0~3V，内阻10kΩ）
B．电流表A1（量程0~3A，内阻0.2Ω）
C．电流表A2（量程0~0.6A，内阻约1Ω）
D．滑动变阻器R1（0~1000Ω，0.5A） E．滑动变阻器R2（0~20Ω，2A）
F．定值电阻R0=10kΩ， G．直流电源E，电压6~8V
H．开关S及导线若干
实验中，读取并记录下12组左右不同的电压值U和对应的电流值I，以便绘出伏安特性曲线。在上述器材中，
(1)电流表应选用______，滑动变阻器应选用______，
(2)并在方框中画出实验原理图_____。
四、解答题
15．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=370，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=0.040 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sin 37°=0.60，cs 37°=0.80，求：
（1）通过导体棒的电流；
（2）导体棒受到的安培力和导体棒受到的摩擦力；
（3）若仅将磁场方向改为竖直向上，求导体棒受到的摩擦力．
16．如图所示，水平地面上方分布着水平向右的匀强电场，有一圆弧形的绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中。圆心与管口在同一水平线上，管的半径为R，下端管口切线水平，离水平地面的距离为h，有一质量为m的带正电(+q)小球从管的上端口A由静止释放，小球与管间摩擦不计，小球从下端管口飞出时，对管壁压力为4mg，求：
(1)小球运动到管口B时的速度大小；
(2)匀强电场的场强；
(3)若R=0.3m，h=5.0m，小球着地点与管的下端口B的水平距离.(g=10m/s2)
17．如图甲所示，建立xy坐标系，两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为l，第一四象限有磁场，方向垂直于xy平面向里。位于极板左侧的粒子源沿x轴向右连接发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在0~3t0时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极边缘的影响）。已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时刻经极板边缘射入磁场，上述m、q、l、t0、B为已知量。（不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况）
（1）求电压U0的大小；
（2）求t0时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径；
（3）何时进入两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间。
参考答案
1．D
【详解】
由题意可知，在时间t内通过某横截面的电荷量为
根据电流的定义可知导电溶液中的电流为
故选D。
2．D
【详解】
AB．设正方形边长为L，厚度为d，则
可知
RA=RB
与同一电源相连时，通过A、B电流之比1：1，AB错误；
CD．根据
I=neSv
因SA:SB=2:1，则
vA:vB=1:2
C错误，D正确。
故选D。
3．D
【详解】
A．直导线中的电流方向由M到N，根据安培右手定则可知，导线右侧区域磁感应强度方向向内，根据左手定则，ab边受向左的安培力，cd边受到向右的安培力，ad边受到向下的安培力，bc受到向上的安培力，方向全不同，故A错误；
BCD．离MN越远的位置，磁感应强度越小，故根据安培力公式F=BIL，ab边受到的安培力大于cd边，ad边受到的安培力等于bc受到受到的安培力，故合力向左，故BC错误，D正确；
故选D。
4．A
【详解】
开关断开时，由欧姆定律可知，电压；
当开关闭合时，流过的电流不变，则由并联电路分流原理可知，流过电动机的电流；
则电动机的热功率PQ=I2R2=22×10=40W
故A正确，BCD错误．
故选A．
【点睛】
开关断开时，只有电阻接入电路，根据欧姆定律可求得电压大小；再对开关闭合状态进行分析，根据并联电路规律求出流过电动机的电流，再根据功率公式即可求得热功率．
5．B
【详解】
根据对称性C、D两点分别固定着两根垂直纸面的长直导线在E点产生的磁感应强度
由几何关系可知
AE=CE=DE
所以若仅将D处的导线平移至A处在E处产生的磁感应强度仍为B0，如图所示
仅将D处的导线平移至A处，则E点的磁感应强度为
方向垂直于AC向下。
A．大小仍为B,方向垂直于AC向上 与上述结论不相符，故A错误；
B．大小为B，方向垂直于AC向下 与上述结论相符，故B正确；
C．大小为B，方向垂直于AC向上 与上述结论不相符，故C错误；
D．大小为B，方向垂直于AC向下 与上述结论不相符，故D错误；
故选B。
6．C
【详解】
根据速度选择器工作原理可知：速度v0=的粒子不论电性，可以从两板间沿直线穿过，如果速度v0>,粒子将向上方运动，如果速度v0<,粒子将向下方运动．如果从左端穿过，则洛伦兹力和电场力均向上，粒子会向上偏转，因此C正确，ABD错误
7．C
【详解】
A．经分析，洛伦兹力不做功，重力做正功，而小球动能不变，电场力一定做负功，小球带正电，故A错误；
B．仅当支持力为零，电场力、重力、洛伦兹力三力平衡时，有
即
故B错误；
C．因为电场力、重力、洛伦兹力三力平衡时，电场力和重力的合力与洛伦兹力方向相反，说明合力和速度方向垂直，撤去磁场后，重力和电场力合力不做功，支持力不做功，则小球仍沿杆做匀速直线运动，故C正确；
D．撤去电场，只有重力对小球做功，小球的机械能不变，故D错误。
故选C。
8．C
【分析】
考查带电粒子在匀强磁场中的运动。
【详解】
由图意可知粒子沿顺时针方向运动，根据左手定则可得粒子带负电；
粒子的运动轨迹如图中虚线，红色线段为圆的半径，由已知得进入磁场时，半径与x轴正方向的夹角为30°，则：
洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力：
解得，C正确，ABD错误。
故选C。
9．BD
【详解】
由机械能守恒定律
解得
故选BD。
10．AC
【分析】
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系可确定粒子的半径，根据半径公式可确定初速度；根据粒子的运动的轨迹和粒子做圆周运动的周期公式可以判断粒子的运动的时间．
【详解】
A项：设粒子的入射点到磁场下边界的磁场宽度为d，画出粒子轨迹过程图，如图所示，
由几何关系可知：
第一个粒子的圆心为O1，由几何关系可知：R1=d；
第二个粒子的圆心为O2；由几何关系可知：R2sin30°+d=R2 ，解得：R2=2d；
故各粒子在磁场中运动的轨道半径之比为：R1：R2=1：2，故A正确；
B项：由可知v与R成正比，故速度之比也为：1：2，故B错误；
C、D项：粒子在磁场中运动的周期的公式为由此可知，
粒子的运动的周期与粒子的速度的大小无关，所以粒子在磁场中的周期相同；
由粒子的运动的轨迹可知，三种速度的粒子的偏转角分别为90°、60°，
所以偏转角为90°的粒子的运动的时间为，偏转角为60°的粒子的运动的时间为，所以有，故C正确，D错误．
故应选：AC．
【点睛】
本题考查带电粒子在磁场中的运动，要注意根据几何关系确定粒子的半径，再由洛仑兹力充当向心力来确定半径与初速度的关系，利用周期公式结合粒子转过的圆心角求解粒子在磁场中运动的时间．
11．ABD
【详解】
如图所示
A．设a、c之间的d点电势与b点电势相同，则
所以d点的坐标为(3.5cm，6cm)，过c点作等势线bd的垂线，电场强度的方向由高电势指向低电势。由几何关系可得，cf的长度为3.6cm，电场强度的大小
E＝＝V/cm＝2.5V/cm
故A正确；
B．因为Oacb是矩形，所以有
Uac＝UOb
可知坐标原点O处的电势为1V，故B正确；
C．a点电势比b点电势低7V，电子带负电，所以电子在a点的电势能比在b点的高7eV，故C错误；
D．b点电势比c点电势低9V，电子从b点运动到c点，电场力做功为9eV，故D正确。
故选ABD。
12．AC
【详解】
A．平行板电容器的电容决定式
当两板间放入陶瓷片时，ε增大，则C增大，故A正确；
B．如图所示，在两板间放入与极板等大的金属片，相当于减小两平行板的间距d，根据电容决定式可知，电容C增大，电容器的电压不变，电荷量增加，静电计两端的电压不变，静电计指针张角不变，故B错误；
CD．刚开始油滴恰好静止于两板间的P点，则油滴带负电；将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，电容C减小，电容器上的电荷本该减少，但因为二极管的单向导电性，电容器上的电荷未能回流，所以电容器上的电荷量Q不变，则电容器中的场强
则两极板间的电场强度E不变，则油滴所受电场力不变，仍保持静止，而P点的电势为
P点到下极板的距离增大，则P点的电势升高，因为油滴带负电，所以油滴在P点的电势能将减少，故C正确，D错误。
故选AC。
13．BDC 140 40
【详解】
（1）[1]先用多用电表电阻挡“×100”测量时发现指针偏转角度过大，说明倍率档选择的过大，应将选择开关旋转到“×10”的位置，然后欧姆调零后进行测量，故操作顺序为BDC
（2）[2]此材料电阻的测量值为14×10Ω=140Ω
（3）[3]根据
以及S=πD2
可得
（4）[4]多用电表“直流10V”挡能正常使用，表头和电阻R1的总阻值为
要想修好“直流50V”挡，电阻R2应由一个4倍表头和电阻R1的总阻值替换，即乙同学应用阻值为40kΩ
14．D E
【详解】
[1][2][3]根据小灯泡规格“6V，3W”可知，额定电压U=6V，量程0~3V的电压表太小，需要将定值电阻R0=10kΩ与电压表串联进行扩程；额定电流为
电流表应选D；由于实验要求电流从零调节，所以变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器E以方便调节，由于小灯泡电阻较小满足
所以电流表应用外接法，即电路应是“分压外接”，电路图如图所示
15．（1）1.5A（2）0.30N 方向沿斜面向上 0.06N 方向沿斜面向下 （3）零
【详解】
（1）对导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：
（2）导体棒受到的安培力：F安=BIL=0.30N 方向沿斜面向上
导体棒所受重力沿斜面向下的分力F1=mgsin370=0.24N
由于F1小于F安，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f ，受力如图．
根据共点力平衡条件mg sin370+f=F安
解得：f=0.06N 方向沿斜面向下
（3）对导体棒受力分析如图，
由于
所以在安培力作用下导体棒刚好处于平衡，故导体棒受的摩擦力为零．
16．(1) ； (2) ； (3)5.5m
【详解】
(1)小球从下端管口飞出时，根据牛顿第二定律有：
且支持力：
N=N'=4mg
联立解得：
(2)小球从A运动到管口B的过程中，只有重力和电场力做功，根据动能定理得：
解得：
(3)小球离开管口B后，水平方向做匀加运动，竖直方向做自由落体运动，有：
解得：
t=1s
水平方向
qE=ma
解得
a=0.5g
水平距离
17．（1）；（2）；（3）时刻，
【详解】
（1）时刻进入两极板的带电粒子在电场中做匀变速曲线运动，时刻刚好从极板边缘射出，在y轴负方向偏移的距离为，则有
竖直方向，根据运动学公式有
联立上式解得
（2）时刻进入两极板的带电粒子，前时间在电场中偏转，后时间两极板没有电场，带电粒子做匀速直线运动，带电粒子沿x轴方向的分速度大小为
带电粒子离开电场时沿y轴负方向的分速度大小为
带电粒子离开电场时的速度大小为
设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为R，则有
联立上式解得
（3）设带电粒子离开电场时速度方向与y轴正方向的夹角为α，如下图
时刻进入两极板的带电粒子在磁场中运动时间最短，带电粒子离开磁场时沿y轴正方向的分速度为
根据几何关系有
联立上式解得
带电粒子在磁场运动的轨迹图如上图所示，圆弧所对的圆心角为
所求最短时间为
带电粒子在磁场中运动的周期为
联立以上两式解得