实验中学2021届高三物理上学期12月月考试题

黑龙江省实验中学2021届高三物理上学期12月月考试题黑龙江省实验中学2021届高三物理上学期12月月考试题PAGE8PAGE19黑龙江省实验中学2021届高三物理上学期12月月考试题黑龙江省实验中学2021届高三物理上学期12月月考试题考试时间：90分钟总分：100分I卷(选择题共52分)选择题（本题共13小题；每小题4分，共52分。单选不标注，不定项选择题题目有标注）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,电流方向指向读者,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（）A．a、b两点磁感应强度相同 B．a点磁感应强度最小C．c、d两点磁感应强度相同 D．c点磁感应强度最大如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M、N与不计内阻的直流电源两端相接，ML和LN组成的部分受到的安培力大小为F，则导体棒MN受到的安培力的大小为（）A．2F B．1.5F C．0.5F D．0空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场,其边界如图(a）中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内,圆心O在MN上．t=0时磁感应强度的方向如图（a）所示：磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示,则在t=0到t=t1的时间间隔内（)A．圆环所受安培力的方向始终不变B．圆环中的感应电流先顺时针方向，再逆时针方向C．在t0时刻，圆环中感应电流不为零，但此时圆环不受安培力D．圆环中的感应电动势大小为导体棒AB长为2R,绕O点以角速度ω匀速转动,OB之间的距离为R，且O、B、A三点在一条直线上，空间中充满磁感应强度为B的匀强磁场、且方向与转动平面垂直，那么AB两端电势差的大小为（）Aeq\f(1，2)BωR2B．2BωR2C．4BωR2D．6BωR2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，小球将在管道中做匀加速直线运动D．若小球刚进入管道时撤去电场，之后小球的机械能大小不变在如图甲所示的电路中，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B竖直向下，螺线管匝数匝，横截面积螺线管导线电阻，,，在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化．则下列说法中正确的是A．闭合S，电路中的电流稳定后电容器下极板带负电B．螺线管中产生的感应电动势为1.0VC．闭合S，电路中的电流稳定后，电阻的电功率为D．闭合S,电路中的电流稳定后,螺线管两端的电压为0。72V法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别于圆盘的边缘和铜轴接触，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（）A．穿过圆盘的磁通量发生了变化，所以产生了感应电流B．若从上往下看，圆盘顺时针转动，则电流沿b经R到a的方向流动C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率变为原来的4倍如图所示，间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值为R的电阻连接,导轨上横跨一根质量为m、电阻也为R的金属棒，金属棒与导轨接触良好．整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中．现使金属棒以初速度v沿导轨向右运动，若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为q．下列说法正确的是（）A．金属棒在导轨上做匀减速运动B．整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为C．整个过程中金属棒克服安培力做功为D．整个过程中电阻R上产生的焦耳热为等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为2L，高为L.纸面内一边长为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场区域，在t＝0时刻恰好位于图中所示的位置．以顺时针方向为导线框中电流的正方向，下面四幅图中能够正确表示电流—位移(I－x)关系的是（）(多选)如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直．金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面．现让金属杆PQ突然向左运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是（)A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向B．PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向C．T具有收缩趋势，PQ受到向右的安培力D．T具有扩张趋势，PQ受到向右的安培力（多选）如图为电磁冲击钻的原理示意图，若发现钻头M突然向右运动,则可能是(）A．开关S由断开到闭合的瞬间B．开关S由闭合到断开的瞬间C．保持开关S闭合,变阻器滑片P向左匀速滑动D．保持开关S闭合，变阻器滑片P向左减速滑动（多选)一长方体电阻率为的金属导体板,长、宽、厚分别为a、b、c，其中a>b〉c，置于匀强磁场B中，方向垂直于导体上表面，现将金属板用图甲、乙两种方式接到内阻可不计的电源两端,合上开关后，在导体前后表面(即I、II面）将产生电势差.则关于导体以下说法正确的是（)A．图甲、乙前后表面电势差相等B．图甲前后表面电势差小于图乙C．图甲图乙中都是后表面电势高D．图甲图乙中都是前表面电势高（多选）如图虚线所示的半径为R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，设带电粒子在磁场中运动的轨道半径为r，不计重力及带电粒子之间的相互作用，则（）A．若r=R，则粒子离开磁场时,速度是彼此平行的B．若，则粒子从P关于圆心的对称点离开时的运动时间是最长的C．若粒子时入的速率为时，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圈周上；若粒子射入速率为，相应的出射点分布在三分之一圆周上，则D．若粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上，打在磁场边界最远位置粒子的运动时间为;若粒子在磁场边界的出射点分布在三分之一圆周上，打在磁场边界最远位置粒子的运动时间为，则:=1：2II卷（非选择题共58分)二:实验题(8分）图中游标卡尺（游标尺上有20个等分刻度)的读数＝________cm.在练习使用多用电表的实验中，（1）某同学使用多用电表的欧姆档粗略测量一定值电阻的阻值Rx，先把选择开关旋到“×10”挡位，测量时指针偏转如图所示．这位同学决定更换倍率,以下是接下来的测量过程：a．将两表笔短接，调节欧姆档调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，然后断开两表笔b．旋转选择开关至交流电压最大量程处（或“OFF”档），并拔出两表笔c．将选择开关旋到“×1"挡d．将选择开关旋到“×100"挡e．将选择开关旋到“×1k”挡f．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值Rx，断开两表笔以上实验步骤中的正确顺序是________（填写步骤前的字母）．（2）如图所示为欧姆表表头，已知电流计的量程为Ig=100μA,电池电动势为E=1.5V，则该欧姆表的内阻是____kΩ,表盘上25μA刻度线对应的电阻值是____kΩ．(3)为了较精确地测量另一定值电阻的阻值Ry，采用如图所示的电路．电源电压U恒定，电阻箱接入电路的阻值可调且能直接读出．用多用电表测电路中的电流，则与a点相连的是多用电表的____（选填“红”或“黑”）表笔．三解答题(8分)如图所示，一个电子（电量为e)以速度v0垂直射入磁感应强度为B，宽为d的匀强磁场中，穿出磁场的速度方向与电子原来的入射方向的夹角为30°，（电子重力忽略不计)，求：(1）穿过磁场的时间是多少？（2）若改变初速度大小,使电子刚好不能从右边界射出,则此时速度v是多少？(用v0表示）（8分)在水平面内固定着足够长且光滑的平行金属轨道,轨道间距L=0.50m,轨道左侧连接一定值电阻R=1。2Ω．将一金属杆ab垂直放置在轨道上形成闭合回路，金属杆ab的质量m=0。5kg、电阻r=0。8Ω，回路中其余电阻不计．整个电路处在磁感应强度B=0。8T的匀强磁场中，B的方向与轨道平面垂直．金属杆ab在水平向右的拉力F作用下，沿力的方向以加速度a=2m/s2由静止开始做匀加速直线运动,求：(1)3s末的瞬时感应电动势大小;（2）3s末作用在金属棒上的水平拉力F功率；（12分）如图，在x>0的空间中,存在沿x轴方向的匀强电场，电场强度E=10N/C；在x<0的空间中，存在垂直xy平面方向的匀强磁场，磁感应强度B=0。5T，一带负电的粒子(比荷q/m=160C/kg），在x=0.06m处的d点以v0=8m/s的初速度沿y轴正方向开始运动，不计带电粒子的重力．求：(1)带电粒子开始运动后第一次通过y轴的速度大小和方向;（2）带电粒子进入磁场后经多长时间返回电场；（3)带电粒子运动的周期．(12分）如图所示,在竖直平面直角坐标系xOy的第一象限有垂直xOy面向外的水平匀强磁场和竖直向上的匀强电场,磁感应强度和电场强度的大小分别为B和E;第四象限有垂直xOy面向里的水平匀强电场，大小也为E；第三象限内有一竖直放置的半径为R的绝缘光滑半圆轨道，轨道最高点与坐标原点O相切，最低点与绝缘光滑水平面相切于N点。一质量为m的带电小球从y轴上(y＞0)的P点沿x轴正方向进入第一象限后做圆周运动，恰好通过坐标原点O,且水平切入半圆轨道并沿轨道内侧运动，过N点后水平进入第四象限,并在电场中运动（已知重力加速度为g)。（1）判断小球的带电性质并求出其所带的电荷量；(2）P点距坐标原点O至少多高？(3）若该小球以满足(2）中OP最小值的位置和对应速度进入第一象限，通过N点时开始计时，经时间t＝2eq\r(\f（R,g）)小球与坐标原点O的距离s为多大？黑龙江省实验中学2020-2021学年度上学期高三年级12月月考理科物理试题答案版本【答案】B【解析】根据安培定则，直线电流的磁感应强度如图；根据平行四边形定则，a、b、c、d各个点的磁场情况如图A．a、b两点磁感应强度大小不相等，方向也不一定相同，选项A错误；B．a点磁感应强度为两点之差的绝对值，最小，选项B正确；C．c点与d点合磁感应强度大小相等，方向不同,选项C错误；D．b点电磁感应强度等于两个磁感应强度的代数和，最大。【答案】A【解析】设每一根导体棒的电阻为R，长度为L，则电路中，上下两路电阻之比为，根据并联电路两端各电压相等的特点可知，上下两路电流之比．如下图所示，由于上路通电的导体受安培力的有效长度为L，根据安培力计算公式，可知,得,【答案】C【详解】AB、根据B—t图象，由楞次定律可知,线圈中感应电流方向一直为顺时针，但在t0时刻，磁场的方向发生变化，故安培力方向的方向在t0时刻发生变化.t0时刻，原磁场的磁感应强度为零，所以安培力为零，但图像斜率不变所以依然有电流。D、由闭合电路欧姆定律得：,又根据法拉第电磁感应定律得：C【答案】D【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错误；D．撤去电场,只有重力对小球做功，小球的机械能不变，故D正确.【答案】DA、根据楞次定律可知,螺线管的感应电流盘旋而下，则螺线管下端是电源的正极，那么电容器下极带正电，故A错误；B、根据法拉第电磁感应定律：；解得:，故B错误；C、根据闭合电路欧姆定律，有：,根据解得：;D、螺线管两端的电压为路端电压，用电流乘以两个电阻的阻值之和，故D正确；【答案】D【解析】A．由电磁感应定律得:，，故一定时,电流大小恒定；B．由右手定则知圆盘中心为等效电源正级,圆盘边缘为负极，电流经外电路从a经过R流到b,B正确；C．圆盘转动方向不变时,等效电源正负极不变，电流方向不变，C错误；D．，角速度加倍时功率变成4倍。【答案】C【解析】金属棒在整个运动过程中，受到竖直向下的重力,竖直向上的支持力,这两个力合力为零，受到水平向左的安培力,金属棒受到的合力为安培力；A．金属棒受到的安培力，金属棒受到安培力作用而做减速运动，速度v不断减小，安培力不断减小，加速度不断减小，故金属棒做加速度逐渐减小的变减速运动，故A错误；B．整个过程中感应电荷量，又，联立得，故金属棒的位移C．整个过程中由动能定理可得:—W安=0—mv02，金属棒克服安培力做功为W安=mv02，故C正确；D．克服安培力做功把金属棒的动能转化为焦耳热，由于金属棒电阻与电阻串联在电路中，且阻值相等,则电阻R上产生的焦耳热Q=W安=mv02，故D错误．A【答案】AC【答案】ACD【答案】BD【详解】ABC．对甲图，根据电阻定律可知设电源电动势为E，由，可知自由电子在电场和磁场中达到平衡,有电场力等于洛仑兹力，可知联立以上各式可求得同理,对乙图，根据电阻定律可知设电源电动势为E，由，可知自由电子在电场和磁场中达到平衡，有电场力等于洛仑兹力，可知联立以上各式可求得因为b>c，所以有D．由于甲、乙都是金属板，所以都是自由电子在发生定向移动,由于电流的方向都是向右，故自由电子向左移动，由左手定则，可知都是金属板的后表面聚焦自由电子,从而带负电，前表面带正电，所以对金属板前后表面来说，都会有金属板前表面电势高于后表面电势。【答案】ABC【详解】A．磁汇聚和磁扩散条件B．假设粒子带正电，磁场方向垂直于纸面向里，由于,粒子的运动轨迹如图即带电粒子的轨迹半径大于圆的半径，射出磁场边界的粒子几乎可以充满整个圆边界区，所有的弧都是略弧，所以最长的弧对应最长的弦长,所以直径出去的时间最长.C．当速度大小为v1时，从P点入射的粒子射出磁场时与磁场边界的最远交点为M，由题意知由几何关系得轨迹圆半径为从P点入射的粒子射出磁场时与磁场边界的最远交点为N，由题意知，由几何关系得轨迹圆的半径为根据洛伦兹力充当向心力可知速度与半径成正比，因此v1：v2=r1：r2=1:，由图可知运动轨迹都是半个圆周，所以是1:1答案9.940（1分）【答案】dafb(2分）15kΏ(2分)45kΩ（2分）红（1分）(［1]先把选择开关旋到“×10"挡位，测量时指针偏转如图所示．指针指在示数较大处，为使指针指在刻度盘中央附近,应换用“×100”挡(几百×10=几十×100)，再欧姆调零，测量，整理器材．实验步骤中的正确顺序是：dafb[2］电表内阻［3］当电表指针指在20μA刻度线上时,整理得45KΩ[4］多用电表测电路中的电流，a点与电源正极相连，则与a点相连的是多用电表的红表笔．（8分）【答案】）;【详解】(1)电子在磁场中运动，只受洛伦兹力作用，故其轨迹是圆弧的一部分，设圆心为O点，如图所示(1）根据几何关系可得解得R=2d（1分）根据洛伦兹力提供向心力,则有（1分）解得电子穿过磁场的时间是(1分）（1分）由于解得（1分）（2）电子刚好不能从A边射出时,轨迹恰好与磁场右边界相切,由几何知识得(1分)根据洛伦兹力提供向心力，则有（1分）又联立解得（1分）(8分）【答案】2.4v8。88w【详解】（1）金属杆ab由静止开始做匀加速直线运动，3s末速度：（1分）金属杆ab切割磁感线，产生感应电动势：（1分）解得：E=2。4v（1分)由牛顿第二定律：(1分)3s末通过R的电流：（1分）运动中受到的安培力:（1分），3s末水平拉力F的瞬时功率：(1分），代入解得:P=8。88W（1分）（12分）【答案】（1)16m/s60°（2)(3)【解析】（1）粒子在第一象限做类平抛运动，如图所示，加速度a==1600m/s2（1分），运动时间（1分）,粒子通过y轴进入磁场时在x方向上的速度vx=at1=8m/s(1分)，v=（1分）v=16m/s（1分）,因此tan=60°(1分）粒子在第二象限以O´为圆心做匀速圆周运动，圆弧所对的圆心角为2=120