山西省应县第一中学2019-2020学年高二物理上学期第四次月考试题

山西省应县第一中学2019-2020学年高二物理上学期第四次月考试题1、 单项选择题(每小题4分，共40分）1.如图所示，直线a为电源的ui图线，直线b为电阻r的ui图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是( ) a4 w、8 w b2 w、4 wc4 w、6 w d2 w、3 w2.如图所示，r1和r2都是“100 4w”的电阻，r3是“100 1w”的电阻，a、b两端允许输入最大电功率是（ ）a、9w b、3w c、9/8w d、1.5w3.根据磁感应强度的定义式b=，下列说法中正确的是（ ）a、在磁场中某确定位置，b与f成正比，与i、l的乘积成反比b、一小段能通电直导线在空间某处受磁场力f=0，那么该处的b一定为零c、磁场中某处的b的方向跟直线电流在该处受磁场力f的方向相同d、一小段通电直导线放在b为零的位置，那么它受到磁场力f也一定为零4如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直导线，电流方向垂直纸面向里，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中( ）aa、b两点磁感应强度相同bc、d两点磁感应强度相同ca点磁感应强度最大db点磁感应强度最大5.如图所示,金属棒mn两端由等长的轻质细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,棒中通以由m向n的电流i,平衡时两悬线与竖直方向夹角均为.如果仅改变下列某一个条件,角的相应变化情况是( ) a.棒中的电流变大,角变大b.两悬线等长变短,角变小c.金属棒质量变大,角变大d.磁感应强度变大,角变小6.如图所示，有界匀强磁场边界线spmn，速率不同的同种带电粒子从s点沿sp方向同时射入磁场.其中穿过a点的粒子速度v1与mn垂直；穿过b点的粒子速度v2与mn成60角，设粒子从s到a、b所需时间分别为t1和t2，则t1t2为(重力不计)( ) a.13 b.43 c.11 d.327.现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定。质子（h）在入口处从静止开始被电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若换作粒子（he）在入口处从静止开始被同一电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的倍数是（ ）a. b c2 d. 8.如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，p为磁场边界上的一点大量相同的带电粒子以相同的速率经过p点，在纸面内沿不同方向射入磁场若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上不计重力及带电粒子之间的相互作用则v2v1为（ ）9.如图所示，把一重力不计的通电直导线ab水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以在空间自由运动，当导线通以图示方向电流i时，导线的运动情况是(从上往下看)( ) a.顺时针方向转动，同时下降b.顺时针方向转动，同时上升c.逆时针方向转动，同时下降d.逆时针方向转动，同时上升10.直线om和直线on之间的夹角为30，如图所示，直线om上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为b，方向垂直于纸面向外.一带电粒子的质量为m，电荷量为q(q0).粒子沿纸面以大小为v的速度从om上的某点向左上方射入磁场，速度与om成30角.已知该粒子在磁场中的运动轨迹与on只有一个交点，并从om上另一点射出磁场.不计重力.粒子离开磁场的出射点到两直线交点o的距离为( )二、多项选择题（每小题4分，共16分，全部选对得4分，选不全得2分，选错或不答得0分） 11.如图，电路中定值电阻阻值r大于电源内阻阻值r。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表示数变化量的绝对值分别为，理想电流表示数变化量的绝对值，则（ ）aa的示数增大 b的示数增大c与的比值大于r d大于12.劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示。置于真空中的d形金属盒半径为r，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略。磁感应强度为b的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为u。若a处粒子源产生的质子的质量为m、电荷量为q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是( ) a.质子被加速后的最大速度不可能超过2rfb.质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压u成正比c.质子第2次和第1次经过两d形盒间狭缝后轨道半径之比为1d.不改变磁感应强度b和交流电频率f，该回旋加速器也能用于a粒子加速13.通电矩形线框abcd与长直通电导线mn在同一平面内，如图所示，ab边与mn平行关于mn的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是( ) a.线框有两条边所受的安培力方向相同b.线框有两条边所受的安培力大小相等c.线框所受的安培力的合力方向向左d.线框所受的安培力的合力方向向右14.如图所示，一单边有界磁场的边界上有一粒子源，以与水平方向成角的不同速率，向磁场中射入两个相同的带正电粒子1和2，粒子1经磁场偏转后从边界上a点出磁场，粒子2经磁场偏转后从边界上b点出磁场，oaab，不计重力，则( ) a.粒子1与粒子2的速度之比为12b.粒子1与粒子2的速度之比为14c.粒子1与粒子2在磁场中运动的时间之比为11d.粒子1与粒子2在磁场中运动的时间之比为12三、实验题（两小题，共14分）15.（6分）测小灯泡的伏安特性曲线的实验中，有以下器材：a小灯泡(2.5 v，0.3 a)b电源(e3 v，内阻不计)c电流表量程00.63 a，内阻约为20 d电压表量程0312 v，内阻约为3 k e滑动变阻器r1：010 ，额定电流2 a(1)电流表该选量程_，电压表该选量程_；(2)在虚线框中画出实验电路图 16.（8分）为测量一未知电源的电动势和内阻，某同学设计了如图甲所示电路，电路中所用到的器材规格如下：待测电源：电动势约为5 v，内阻约为几十欧姆定值电阻：r010 定值电阻r1：有两种规格可供选择，阻值分别为1 k和3 k电阻箱r2：09 999 电压表：量程03 v，内阻rv3 k开关、导线若干(1)为了减小测量误差，定值电阻r1应该选用的规格为_；(2)根据电路图连接电路，闭合开关后，将电阻箱的阻值由零开始逐渐调大，记录下若干组电阻箱r2和电压表的读数；(3)该同学将得到的数据在 坐标系中描点连线，得到如图乙所示直线，直线与纵轴的截距为b0.4，斜率k8.0，则可求得电动势e_v，内阻r_ .(结果均保留2位有效数字)4、 计算题（本题有四个小题，共40分，每小题10分）17.如图所示,已知电源电动势e=5 v,内阻r=2 ,定值电阻r1=0.5 ,滑动变阻器r2的阻值范围为010。求: (1)当滑动变阻器r2接入电路的阻值为多大时,电阻r1消耗的功率最大,最大功率是多少。(2)当滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率是多少。(3)当滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,电源的输出功率最大,最大功率是多少。 18.如图，一长为10 cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1 t，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘金属棒通过开关与一电动势为12 v的电池相连，电路总电阻为2 .已知开关断开时两弹簧的伸长量为0.5 cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm.重力加速度大小取10 m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量 19.质量为m、电荷量为q的带负电粒子自静止开始释放，经m、n板间的电场加速后，从a点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，该粒子离开磁场时的位置p偏离入射方向的距离为l，如图所示已知m、n两板间的电压为u，粒子的重力不计求匀强磁场的磁感应强度b. 20.如图所示为质谱仪原理示意图，电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电压为u的加速电场后进入粒子速度选择器选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的场强为e、方向水平向右已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从g点垂直mn进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线mn为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的h点可测量出g、h间的距离为l，带电粒子的重力可忽略不计求：(1)粒子从加速电场射出时速度v的大小(2)粒子速度选择器中匀强磁场的磁感应强度b1的大小和方向 (3)偏转磁场的磁感应强度b2的大小 物理答案2019.121-5:cddca 6-10:dbccd 11-14:acd,ac,bd,ac15. (1)00.6 a03 v 16.(1)3 k(2)5.02017.解析(1)定值电阻r1消耗的电功率为p1=i2r1=,可见当滑动变阻器接入电路的阻值为0时,r1消耗的功率最大,最大功率为p1m=2 w。(2)将定值电阻r1看做电源内阻的一部分,则电源的等效内阻r=r1+r=2.5 ,故当滑动变阻器接入电路的阻值r2=r=2.5 时,滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率为p2m=2.5 w。(3)由电源的输出功率与外电阻的关系可知,当r1+r2=r,即r2=r-r1=(2-0.5) =1.5 时,电源有最大输出功率,最大输出功率为p出m=3.125 w。18.解析：依题意，开关闭合后，电流方向从b到a，由左手定则可知，金属棒所受的安培力方向竖直向下开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长了l10.5 cm.由胡克定律和力的平衡条件得2kl1mg式中，m为金属棒的质量，k是弹簧的劲度系数，g是重力加速度的大小开关闭合后，金属棒所受安培力的大小为fibl式中，i是回路电流，l是金属棒的长度两弹簧各自再伸长了l20.3 cm，由胡克定律和力的平衡条件得2k(l1l2)mgf由欧姆定律有eir式中，e是电池的电动势，r是电路总电阻联立式，并代入题给数据得m0.01 kg.答案：安培力的方向竖直向下金属棒的质量为0.01 kg19.解析：作粒子在电场和磁场中的轨迹图，如图所示设粒子在m、n两板