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北京市重点学校2023-2024学年高二上学期12月月考物理...

更新时间:2023-12-22 浏览次数:21 类型:月考试卷
一、单项选择题。本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
  • 1. (2023高二上·北京市月考) 如图所示,把一条导线平行地放在磁针上方附近,当导线中通有电流时,磁针会发生偏转。首先观察到这个实验现象的物理学家是(   )

    A . 牛顿 B . 伽利略 C . 焦耳 D . 奥斯特
  • 2. (2023高二上·北京市月考) 一个电热水壶的铭牌上所列的主要技术指标如下表所示.根据表中提供的数据,计算出此电热水壶在额定电压下工作时,通过电热水壶的电流约为( )

    额定功率900W

    额定频率50Hz

    额定电压220V

    容量1.2L

    A . 6.4A B . 4.1A C . 3.2A D . 2.1A
  • 3. (2023高二上·北京市月考) 用电流表和电压表测量电阻的电路如图所示,其中 为待测电阻。电表内阻对测量结果的影响不能忽略,下列说法中正确的是( )

    A . 电流表的示数小于通过Rx的电流 B . 电流表的示数大于通过Rx的电流 C . 电压表的示数小于Rx两端的电压 D . 电压表的示数大于Rx两端的电压
  • 4. (2023高二上·北京市月考) 在图所示的四幅图中,正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力F方向的是( )
    A . B . C . D .
  • 5. (2023高二上·北京市月考) 面积是S的矩形导线框,放在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与线框所在平面垂直,则穿过导线框所围面积的磁通量为( )
    A . B . C . BS D . 0
  • 6. (2023高二上·北京市月考) 在恒定的匀强磁场中固定一根通电直导线,导线的方向与磁场方向垂直,如图反映的是这根导线受到的磁场力大小F与通过导线的电流I之间的关系,M、N两点各对应一组F、I的数据,其中可能正确的是(   )
    A . B . C . D .
  • 7. (2023高二上·北京市月考) 如图所示,置于水平面上的两根金属导轨间距为L,分别与电源正、负极相连。导体棒ab放在导轨上且与导轨垂直,整个装置处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于导体棒,且与导轨平面夹角为θ。已知回路中电流为I,导体棒始终处于静止状态。关于导体棒的受力情况,下列说法正确的是( )

    A . 安培力大小为0 B . 安培力大小为ILBsinθ C . 静摩擦力大小为ILBcosθ D . 静摩擦力大小为ILBsinθ
  • 8. (2023高一下·黔西期末) 某同学用图所示装置探究影响感应电流方向的因素,将磁体从线圈中向上匀速抽出时,观察到灵敏电流计指针向右偏转。关于该实验,下列说法正确的是( )

      

    A . 必须保证磁体匀速运动,灵敏电流计指针才会向右偏转 B . 若将磁体向上加速抽出,灵敏电流计指针会向左偏转 C . 将磁体的N、 S极对调,并将其向上抽出,灵敏电流计指针仍向右偏转 D . 将磁体的N、 S极对调,并将其向下插入,灵敏电流计指针仍向右偏转
  • 9. (2023高二上·北京市月考) 如图所示,用洛伦兹力演示仪研究带电粒子在匀强磁场中的运动,以虚线表示电极K释放出来的电子束的径迹。在施加磁场之前,电子经加速后沿直线运动,如图甲所示;施加磁场后电子束的径迹,如图乙所示;再调节演示仪可得到图丙所示的电子束径迹。下列说法正确的是( )

      

    A . 施加的磁场方向为垂直纸面向外 B . 在图乙基础上仅提高电子的加速电压,可得到图丙所示电子束径迹 C . 在图乙基础上仅减小磁感应强度,可得到图丙所示电子束径迹 D . 图乙与图丙中电子运动一周的时间可能不相等
  • 10. (2023高二上·北京市月考) 如图所示,质量为、长为的直导线用两条绝缘细线悬挂于 , 并处于匀强磁场中。当导线中通以沿轴正方向的电流 , 且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为。该磁场的磁感应强度可能是( )

    A . 方向沿轴正方向,大小为 B . 方向沿轴正方向,大小为 C . 方向沿悬线向上,大小为 D . 方向垂直悬线向上,大小为
  • 11. (2023高二上·北京市月考) 如图所示,一质量为m的带电粒子从P点以垂直于磁场边界方向的速度v射入磁场,穿出磁场时,速度方向与入射方向夹角为θ。设磁感应强度为B、磁场宽度为d。粒子速度始终与磁场垂直,不计粒子所受重力和空气阻力。下列说法正确的是( )

    A . 在粒子穿越磁场的过程中,洛伦兹力对该粒子做的功不为0 B . 在粒子穿越磁场的过程中,洛伦兹力对该粒子的冲量为0 C . 该粒子在磁场中运动的时间为 D . 该粒子的比荷为
  • 12. (2023高二上·北京市月考) 将一个表头G改装成多量程的电流表,通常有两种连接方式。如图甲所示的连接方式称作开路转换式(其中电阻R1<R2)。如图乙所示的连接方式称作闭路抽头式。两种连接方式在实际中均有使用,下列说法正确的是( )

    A . 开路转换式中,开关S接1时的量程大于开关S接2时的量程 B . 开路转换式中,若电阻R1发生变化,则开关S接1、2对应的两个量程都会发生变化 C . 闭路抽头式中,若电阻R3发生变化,则抽头3、4对应的两个量程都会发生变化 D . 闭路抽头式中,抽头3对应的量程小于抽头4对应的量程
  • 13. (2023高二上·北京市月考) 如图所示,将非磁性材料制成的圆管置于匀强磁场中,当含有大量正负离子的导电液体从管中由左向右流过磁场区域时,测得管两侧M、N两点之间有电势差U。忽略离子重力影响,则( )

    A . M点的电势与N点相等 B . N点的电势高于M点 C . 管中导电液体的流速越大,M、N两点之间的电势差U越大 D . 管中导电液体的离子浓度越大,M、N两点之间的电势差U越大
  • 14. (2023高二上·北京市月考) 1911年,科学家们发现一些金属在温度低于某一临界温度Tc时,其直流电阻率会降到以下,远低于正常金属的 , 称为超导现象。1934年,科学家提出超导体的二流体模型初步解释了低温超导现象。

    该模型认为,当金属在温度低于Tc成为超导体后,金属中的自由电子会有一部分凝聚成超导电子(“凝聚”是指电子动量分布趋于相同、有序)。随着温度进一步降低,越来越多的自由电子凝聚为超导电子。这些超导电子与金属离子不发生“碰撞”,因而超导电子的定向运动不受阻碍,具有理想的导电性。一圆柱形金属导体,沿其轴线方向通有均匀分布的恒定电流,将中间一段金属降温转变为超导体后,超导体内的电流只分布在表面厚为量级的薄层内,其截面示意图如图所示。在正常金属和超导体之间还存在尺度为量级的交界区。根据上述信息可知( )

      

    A . 交界区两侧单位时间内通过的电荷量可能不相等 B . 超导体中需要恒定电场以维持其中的超导电流 C . 图中除表面层外超导体内部可能存在定向移动的自由电子 D . 图中超导体内部轴线处的磁场一定为零
二、实验题(共10分)
  • 15. (2023高二上·北京市月考) 在“测量金属丝的电阻率”的实验中,实验小组的同学测量一段阻值约为5Ω,均匀金属丝的电阻率。
    1. (1) 用螺旋测微器分别在三个不同的位置测量金属丝的直径,某次示数如图所示,该次测量值为mm;
    2. (2) 实验小组的同学采用如图所示的电路图,用伏安法测金属丝的电阻Rx,现有电源(电动势为3.0V,内阻可忽略不计),开关和导线若干,以及下列器材:

      A.电压表V1(量程0~3V,内阻约3kΩ)

      B.电压表V2(量程0~15V,内阻约15kΩ)

      C.电流表A1(量程0~3A,内阻约0.025Ω)

      D.电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.125Ω)

      E.滑动变阻器R1(0~5Ω,3A)

      F.滑动变阻器R2(0~1000Ω,0.5A)

      ①为减小测量误差,在实验中,电压表应选用,电流表应选用,滑动变阻器应选用;(选填各器材前的字母)

      ②图是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,请根据图的电路图,补充完成图中实物间的连线

    3. (3) 测量出金属丝直径为d、长度为L,电压表示数为U,电流表示数为I,则该金属丝电阻率测量值的表达式ρ=,考虑电流表和电压表内阻引起的误差,该测量值真实值(选填“大于”或“小于”);
    4. (4) 在测量另一根阻值未知的金属丝电阻率时,实验小组的同学将电流表换成了量程为0~100mA的毫安表,依据上图连接了电路,调整滑动变阻器R后保持R的阻值不变,然后,将电压表右侧导线分别接在M点和N点,读出相应的电压表和毫安表示数,记录在表格中,根据这两组数据,同学们认为将电压表右侧导线接在M点比接在N点实验误差更小,请判断他们得出的结论是否正确,并说明理由。

      接M点

      接N点

      0.8

      0.9

      84

      83

三、计算题(共48分)
  • 16. (2023高二上·北京市月考) 一台质谱仪的工作原理如图所示,电荷量为、质量为的正离子,从容器A下方的小孔飘入电压为的加速电场,其初速度几乎为0。这些离子经加速后通过狭缝沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场中,最后打在照相底片的中点上。已知,放置底片的区域 , 且

    1. (1) 求离子进入磁场时的速度的大小;
    2. (2) 求磁场的磁感应强度的大小;
    3. (3) 某次测量发现底片左侧包括点在内的区域损坏,检测不到离子,但右侧区域仍能正常检测到离子。若要使原来打到底片中点的离子可以被检测,在不改变底片位置的情况下,分析说明可以采取哪些措施调节质谱仪。
  • 17. (2023高二上·北京市月考) 回旋加速器是加速带电粒子的装置,如图甲所示。两D形盒分别在M端和P端跟高频交流电源(图中未画出)相连,便在两D形盒之间的狭缝中形成加速电场,使粒子每次穿过狭缝时都被加速。两D形盒放置在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于D形盒底面,粒子源置于圆心O处,粒子源射出的带电粒子质量为m、电荷量为q,最大回旋半径为R。不计粒子在两D形盒间加速电场内运动的时间,不计粒子离开粒子源时的初速度,忽略粒子所受重力以及粒子间相互作用。若M、P之间所加电压随时间t的变化如图乙所示,每个周期内持续时间相同,求:

    1. (1) 粒子离开加速器时的最大动能
    2. (2) 粒子在加速器中的加速次数N。
  • 18. (2023高二上·北京市月考) 利用电场、磁场可以控制带电粒子的运动。如图所示,在平面直角坐标系xOy中,有一个半径为r的圆形区域,其圆心坐标为(r,0)。在这个区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。在直线的下方,有水平向左的匀强电场,电场强度的大小为E.一质子从O点沿x轴正方向射入磁场,在磁场中做半径为r的匀速圆周运动。已知质子的质量为m,电荷量为q,不计质子的重力。求:

    1. (1) 质子射入磁场时速度的大小v;
    2. (2) 质子运动到y轴时距O点的距离L。
  • 19. (2023高二上·北京市月考) 示波器中的示波管对电子的偏转是电偏转,电视机中的显像管对电子的偏转是磁偏转.小明同学对这两种偏转进行了定量的研究并做了对比,已知电子的质量为m、电荷量为e,在研究的过程中空气阻力和电子所受重力均可忽略不计.

    1. (1) 如图甲所示,水平放置的偏转极板的长度为l,板间距为d,极板间的偏转电压为U,在两极板间形成匀强电场.极板右端到竖直荧光屏MN的距离为b,荧光屏MN与两极板间的中心线O1O1′垂直.电子以水平初速度v0从两极板左端沿两极板间的中心线射入,忽略极板间匀强电场的边缘效应,求电子打到荧光屏上时沿垂直于极板板面方向偏移的距离;
    2. (2) 如图乙所示,圆心为O2、半径为r的水平圆形区域中有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,与磁场区域右侧边缘的最短距离为L的O2'处有一竖直放置的荧光屏PQ,荧光屏PQ与O2O2'连线垂直.今有一电子以水平初速度v0从左侧沿O2O2'方向射入磁场,飞出磁场区域时其运动方向的偏转角度为α(未知).请求出 的表达式;
    3. (3) 对比第(1)、(2)问中这两种偏转,请从运动情况、受力情况、能量变化情况等角度简要说明这两种偏转的不同点是什么?(至少说出两点)
  • 20. (2023高二上·北京市月考) 如图甲所示,真空中有一长直细金属导线 ,与导线同轴放置一半径为 的金属圆柱面。假设导线沿径向均匀射出速率相同的电子,已知电子质量为 ,电荷量为 。不考虑出射电子间的相互作用。

    1. (1) 可以用以下两种实验方案测量出射电子的初速度:

      a.在柱面和导线之间,只加恒定电压;

      b.在柱面内,只加与 平行的匀强磁场。

      当电压为 或磁感应强度为 时,刚好没有电子到达柱面。分别计算出射电子的初速度

    2. (2) 撤去柱面,沿柱面原位置放置一个弧长为 、长度为 的金属片,如图乙所示。在该金属片上检测到出射电子形成的电流为 ,电子流对该金属片的压强为 。求单位长度导线单位时间内出射电子的总动能。

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