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2020—2021学年第一学期高二12月考物理试题
【满分100分，考试时间为90分钟】
一、选择题（本题共12个小题，每小题4分，共48分。第1-8小题中给出的四个选项中，只有一个选项正确；第9-12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，不选或有选错的得0分。请将选择题答案填涂到答题卡对应栏内。）
1．磁场中某区域的磁感线如图所示，则(　　)
A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＞Bb
B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜Bb
C．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大
D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小
2．将一根长为0.4m的通电直导线垂直于磁场方向放入匀强磁场中，导线电流为5A时所受安培力大小为0.2N，该磁场的磁感应强度为（　　）
A．0
B．1.0T
C．0.4T
D．0.1T
3．如图所示，电子e向上射入匀强磁场中，此时该电子所受洛伦兹力的方向是（　　）
A．向左
B．向右
C．垂直于纸面向里
D．垂直于纸面向外
4．关于安培力和洛伦兹力的说法，下列正确的是（　　）
A．安培力不做功
B．洛伦兹力可以做正功也可以做负功
C．安培力一定垂直于磁场，洛伦兹力不一定垂直于磁场
D．洛伦兹力不改变物体的动能，但可以改变物体的动量
5．如图所示为研究平行通电直导线之间相互作用的实验装置．接通电路后发现两根导线均发生形变，此时通过导线M和N的电流大小分别为I1和I2，已知I1>I2，方向均向上．若用F1和F2分别表示导线M与N受到的磁场力，则下列说法正确的是(　　)
A．两根导线相互排斥
B．为判断F1的方向，需要知道I1和I2的合磁场方向
C．两个力的大小关系为F1>F2
D．仅增大电流I2，F1、F2会同时增大
6．一通电直导线与x轴平行放置，匀强磁场的方向与xOy坐标平面平行，导线受到的安培力为F，若将该导线做成3/4圆环，放置在xOy坐标平面内，如图所示，并保持通电的电流不变，两端点ab连线也与x轴平行，则圆环受到的安培力大小为（　　）
A．F
B．
C．
D．
7．霍尔元件是能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量的电学元件．其结构和原理如图所示，在一个很小的矩形半导体薄片上，制作四个电极E、F、M、N，它就成了一个霍尔元件．在E、F
间通入恒定的电流
I，同时外加与薄片垂直的磁场B，则薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下，向着与电流和磁场都垂直的方向漂移，使M、N
间出现了电压，称为霍尔电压UH.当磁场方向和电流方向如图所示时，关于M、N极板电势的高低，下列说法正确的是(　　)
A．不管载流子带电性质如何，电极N的电势一定高于电极M
B．不管载流子带电性质如何，电极N的电势一定低于电极M
C．只有当载流子为负电荷时，电极M的电势才高于电极N
D．只有当载流子为正电荷时，电极M的电势才高于电极N
8．如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一带正电粒子以速度v0从A点沿直径AC方向射入磁场，从D点离开磁场，半径OD与OC成60°角，不计粒子重力，则带电粒子的比荷为（　　）
A．
B．
C．
D．
9．如图所示是我国最早期的指南仪器——司南，静止时它的长柄指向南方，是由于地球表面有地磁场．下列与地磁场有关的说法，正确的是(　　)
A．地磁场是一种物质，客观上存在
B．地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面平行
C．通电导线在地磁场中可能不受安培力作用
D．我们用指南针确定方向，指南的一端是指南针的南极
10．光滑斜面上放置一个通电导体棒，施加磁场后导体棒静止在斜面上，则以下四种情况中可能的是(　　)
11．如图所示，在磁感应强度为B，范围足够大的水平匀强磁场内，固定着倾角为θ的绝缘斜面，一个质量为m、电荷量为－q的带电小物块以初速度v0沿斜面向上运动，小物块与斜面间的动摩擦因数为μ.设滑动时电荷量不变，在小物块上滑过程中，其速度大小v与时间t和加速度大小a与时间t的关系图象，可能正确的是(　　)
12．如图所示为一个质量为m、电荷量为＋q的圆环，可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动，细杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，圆环以初速度v0向右运动直至处于平衡状态，重力加速度为g，则圆环克服摩擦力做的功可能为(　　)
A．0
B．mv02
C．
D．m(v02－)
二、实验题（本题共两题，共18分）
13．（每空2分，共8分）某研究性学习小组的甲同学做实验，经数据处理得到小灯泡的伏安特性曲线如图中曲线所示，由图可知该该灯泡的电阻随电压增大而
（选填“增大”，“减小”或“不变”），乙同学做“测量电源电动势和内阻”的实验，将所得数据处理得到的图线也画到同一坐标纸上，如图中直线所示，由图可知该电源电动势为
V，内阻为
Ω，若将甲同学实验的灯泡直接接在乙同学实验所用电源两端，则灯泡的功率约为
W。（结果保留两位有效数字）
14．（每空1分，共10分）图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图．图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为500
μA，内阻为20
Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连．该多用电表有5个挡位：直流电压5V挡和10V挡，直流电流1
mA挡和2.5
mA
挡，欧姆×10
Ω挡．
(b)
(1)图(a)中的B端与________(填“红”或“黑”)色表笔相连接．
(2)关于R6的使用，下列说法正确的是________(填正确答案标号)．
A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
(3)根据题给条件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝________Ω，R5＝________Ω
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示．若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为__________；若此时B端是与“3”相连的测量某电阻Rx，则读数为________；若此时B端是与“4”相连的，则读数为____________。
(5)若该多用电表使用一段时间后，电池电动势不变，内阻变大，此表仍能调零，按照正确使用方法再测上述电阻Rx，其测量值与原结果相比较，测量结果
（选填“变大”“变小”或“不变”）。若该多用电表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻不变，此表仍能调零，按照正确使用方法再次测量上述电阻Rx，其测量值与原结果相比较，新测量结果
。（选填“变大”“变小”或“不变”）
三、计算题（本题共3小题，共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
15．（10分）如图所示，在同一水平面内的两导轨相互平行，相距为2m，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为3kg的金属棒放在导轨上，当金属棒中的电流为5A时，金属棒作匀速运动；当金属棒中的电流增加到8A时，金属棒获得2m/s2的加速度，求磁场的磁感应强度为多大。
16．（12分）如图所示，直线MN上方有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，电子1从磁场边界上的a点垂直MN和磁场方向以速度v0射入磁场，从b点离开磁场，之后电子2也由a点沿图示方向以相同速率垂直磁场方向射入磁场，从a、b连线的中点c离开磁场。已知电子质量m，带电荷量为e，求：
（1）电子1在磁场中运动的半径r1；
（2）电子1在磁场中运动的时间t1；
（3）电子2在磁场中运动的时间t2。
17．（12分）容器A中装有大量的质量、电荷量不同但均带正电的粒子，粒子从容器下方的小孔S1不断飘入加速电场(初速度可视为零)做直线运动，通过小孔S2后从两平行板中央沿垂直电场方向射入偏转电场．粒子通过平行板后沿垂直磁场方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域，最后打在感光片上，如图所示．已知加速电场中S1、S2间的加速电压为U，偏转电场极板长为L，两板间距也为L，板间匀强电场强度E＝，方向水平向左(忽略板间外的电场)，平行板f的下端与磁场边界ab相交于点P，在边界ab上实线处固定放置感光片．测得从容器A中逸出的所有粒子均打在感光片PQ之间，且Q距P的长度为3L，不考虑粒子所受重力与粒子间的相互作用，求：
(1)粒子射入磁场时，其速度方向与边界ab间的夹角；
(2)射到感光片Q处的粒子的比荷(电荷量q与质量m之比)；
(3)粒子在磁场中运动的最短时间．
2020—2021学年第一学期高二第二次月考物理试题答案
一、选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
A
D
B
D
D
C
C
C
ACD
BC
AC
ABD
实验题
增大
4.00V（4.0也可以）
16Ω
0.19W
（1）红
（2）B
（3）R1＋R2＝20Ω，R4＝4990Ω，R5＝5000Ω
（4）1.75mA（1.74-1.76）
70Ω
3.50（3.49-3.51）V
不变
变大
计算题
匀速运动：
匀加速运动：
解得：B=1T
（1）电子1在磁场中运动时：
得：
由
得：电子1在磁场中转过了半圈，所用时间
如图所示，两电子速率相等，半径相等，周期相同，设电子2在磁场中转过的圆心角为θ,
则，则，所以
θ=60°所以
17.(1)设质量为m、电荷量为q的粒子通过孔S2的速度为v0，则：qU＝mv02
粒子在平行板e、f间做类平抛运动：L＝v0t，vx＝t，tan
θ＝
联立可得：tan
θ＝1，则θ＝45°，故其速度方向与边界ab间的夹角为θ＝45°.
(2)粒子在偏转电场中沿场强方向的位移x＝vxt＝，故粒子从e板下端与水平方向成45°角斜向下射入匀强磁场，如图所示，设质量为m、电荷量为q的粒子射入磁场时的速度为v，做圆周运动的轨道半径为r，则v＝＝v0＝2
由几何关系：r2＋r2＝(4L)2
则r＝2L
qvB＝m，则r＝
联立解得：＝.
(3)设粒子在磁场中运动的时间为t，偏转角为α，
则t＝，r＝＝
联立可得：t＝
因为粒子在磁场中运动的偏转角α＝π，所以粒子打在P处时间最短，此时半径为r′，由几何关系知：r′2＋r′2＝L2，则r′＝L
联立可得：tmin＝＝.

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