四川省绵阳市南山中学2020-2021学年高二物理上学期12月月考试题

四川省绵阳市南山中学2020-2021学年高二物理上学期12月月考试题
本试卷分为试题卷和答题卷两部分，其中试题卷由第 I 卷（选择题）和第Ⅱ卷组成， 共 6 页；答题卷共 2 页．满分 110 分，时间 80 分钟．考试结束后将答题卡和答题卷一并交回．
注意事项：
第Ⅰ卷(选择题，共 48 分)
1．答第 I 卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目用铅笔涂写在答题卡 上．
2．每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用 橡皮擦擦干净后，再选涂其他答案，不能答在试题卷上．
一、本大题 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。

在每小题给出的四个选项中，第 1~8 题只有一项是符合题目要求的，第 9~12 题有多项符合题目要求。

全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有错或不选的得 0 分。

1．如图所示，螺线管中通有电流，如果在图中的 a 、b 、c 、d 四个位置上各放一个小磁针， 其中 a 在螺线管正上方靠内近螺线管的位置，b 、c 、d 在螺线管轴线上，则 A ．放在 a 处的小磁针的 N 极向左 B ．放在 b 处的小磁针的 N 极向右 C ．放在 c 处的小磁针的 N 极向左 D ．放在 d 处的小磁针的 N 极向右
2．如图所示，a 、b 、c 、d 、e 五点在同一直线上，b 、c 两点间的距离等于 d 、e 两点间的距离，在 a 点固定放置一个点电荷，带电荷量为＋Q 。

已知在＋Q 的电场中 b 、c 两点间的电势差为 U ，现将一个试探电荷＋q 从 d 点移动到 e 点。

下列说法正确的是 A ．b 点电势低于 c 点电势 B ．d 、e 两点间的电势差为 U
C ．试探电荷的电势能增大
D ．电场力对试探电荷做功小于 qU
3．如图所示，两长直导线 P 和 Q 垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为 l 。

在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流 I ，则在纸面内与两导线距离均为 l 的 a 点处的磁感应强度的方向为
A ．平行于 PQ 连线指向 P 点方向
B ．平行于 PQ 连线指向 Q 点方向
C ．垂直于 PQ 连线指向连线方向
D ．垂直于 PQ 连线背离连线方向
a b
c
d
4．如图所示，虚线上方存在匀强磁场，磁感应强度为B，一群电子以不同速率v 从边界上的P 点以相同的方向射入磁场，其中某一速率为v0 的电子从Q 点射出。

已知电子入射方向与边界夹角为θ，则由以上条件可判断
A．该匀强磁场的方向垂直纸面向外
B．所有电子在磁场中的轨迹相同
C．不同速率电子在磁场中运动时间均相等
D．所有电子的速度方向都改变了θ
5．如图所示，一直流电动机与阻值R＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源的电动势E＝20 V，内阻r＝1 Ω，闭合开关，用理想电压表测出电动机两端电压U＝10 V，已知电动机线圈的电阻R M＝1 Ω，则下列说法中正确的是
A．通过电动机的电流为10
A 9
B．电源的输出功率为 10 W
C．电动机的输入功率为 10 W
D．电动机的输出功率为 8 W
6．在倾角为α=30°的光滑斜面上，放置一根长L=1.0m，质量m=0.5kg 的导线（重力加速度取g=10m/s2）。

当导线中通大小为I=2A，方向如图所示的电流后，若要使导线静止，还应该在斜面上施加匀强磁场B 的大小和方向为
A．B＝1.25T，方向垂直于斜面向下
B．B＝2.5T，方向垂直于斜面向上
C．B＝5
3
3
T，方向竖直向下
D．B＝5T，方向水平向左
7．如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一固定在P 点的点电荷，以E 表示两板间的电场强度，E p 表示点电荷在P 点的电势能，θ表示静电计指针的偏角。

若保持下极板不动，将上
极板向上移动一小段距离至图中虚线位置，则
A．θ增大，E 不变
B．θ增大，E p 增大
C．θ减小，E p 不变
D．θ减小，E 增大
3 8．如图，A 、B 、C 、D 为一匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，其
中 AB ＝4 cm ，AC ＝ 4
cm ，电场线与矩形所在平面平行。

已知将 q ＝2.0×10－9
C
的负电荷从 A 点移到 B 点，静电力做功 W AB ＝8.0×10－
9 J ；将这个电荷从 B 点移到
C 点电势
能增加了ΔE p BC ＝3.2×10－8 J ，设 A 点电势为零。

则 A ．C 点的电势为 12 V
B ．匀强电场的电场强度大小为 200 V/m
C ．匀强电场的电场强度方向沿 BC 连线有 C 指向 B
D ．若将该电荷从从 A 点移到 C 点，电场力做功 W AB ＝2.4×10－9 J
9．如图所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a 、b 是轨迹上的两点。

若粒子在运动中只受电场力作用。

根据此图能作出的正确判断是 A ．带电粒子所带电荷的正负
B ．a 、b 两点电场的方向
C ．粒子在 a 、b 两点的受力方向
D ．粒子在 a 、b 两点何处速度大 10．某弹簧振子沿 x 轴的简谐运动图像如图所示，下列描述正确的
是 A ．质点速度最大而加速度为零的时刻分别是 1s 、3s
B ．质点速度为零而加速度为负方向最大值的时刻分别是 1s 、5s
C ．质点所受的回复力方向由正变为负的时刻是 4s
D ．振动系统势能最大而加速度为正方向最大的时刻是 1s 、5s
11．如图所示为一圆形区域的匀强磁场，在 O 点处有一粒子源，沿半径方向射出速率为 v 的不同带电粒子，其中带电粒子 1 从 A 点飞出磁场，带电粒子 2 从 B 点飞出磁场，不考虑带电粒子的重力，则
A ．带电粒子 1 与带电粒子 2 在磁场中运动半径的比为 1∶2
B ．带电粒子 1 的比荷与带电粒子 2 的比荷的比为 3∶1
C ．带电粒子 1 与带电粒子 2 在磁场中运动周期的比为 1∶1
D ．带电粒子 1 与带电粒子 2 在磁场中运动时间的比为 2∶3
12．如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形 abcd 区域内，O a b
点是 cd 边的中点。

一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下，从 O 点沿 O 纸面以与 Od 成 30°角的方向，以大小不同的速率射入正方形内。

已知粒 子在磁场中运动周期为 T ，那么下列说法中正确的是
d
c
A ．若该带电粒子在磁场中运动的时间是 5
T ，则它一定从 ab 边射出磁场
8
B．若该带电粒子在磁场中运动的时间是7
T ，则它一定从ab 边射出磁场
8
7
C．若该带电粒子在磁场中运动的时间是T ，则它一定从ad 边射出磁场
12
D．若该带电粒子在磁场中运动的时间是
5
T ，则它一定从ad 边射出磁场
6
第Ⅱ卷（非选择题，共 62 分）
二、本大题 4 小题。

每空 2 分，共 32 分。

13．(1)某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中先测得摆线长为 97.44cm，球直径由如图游标卡尺测得。

然后用秒表记录了单摆振动 50 次所用的时间如图所示，则：小球直径为 cm，秒表所示读数为 s。

(2)有两个同学利用假期分别去参观清华大学和浙江大学的物理
实验室，各自在那里利用先进的 DIS 系统较准确地探究了“单摆的
周期T 与摆长L 的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算
机
绘制了T2_L 图像，如图所示。

去清华大学的同学所测实验结果对应
O
的图线是（选填“A”或“B”）。

L/m
14．影响物质材料的电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减小。

某课题研究组需要研究某种材料的导电规律，他们用该种材料制作成电阻较小的线状元件 Z 做实验，测量元件 Z 中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律。

（1）他们应选用进行实验的电路图是图中的
A B C D
（2）实验测得元件 Z 的电压与电流的关系如下表所示。

根据表中数据判断，元件 Z 是材料？（选填“金属”“半导体”）。

U(V) 00.4
0.60 0.8
1.0
1.20 1.5
1.60
T2/S2
A
B
（3）将元件Z接入如图所示的电路中，当电阻R的阻值R1=2Ω
时，电流表的示数为1.25A；当电阻R 的阻值R2=3.6 Ω时，电流
表的示数为0.80A。

结合上表数据，求出电池的电动势为V，
内阻为Ω。

（不计
电流表的内阻）
15．在“电池电动势和内阻的测量”的实验中，电路设计如图甲所示。

（甲）（乙）
(1)图乙是根据实验数据作出的U-I 图像，由图可知，电源的电动势E＝V，内
阻r＝Ω。

(2)利用该实验电路测出的电动势E 测和内阻r 测与真实值E 真和r 真相比，理论上E测E真，r测r真（选填“>”“<”或“＝”）。

16．如图（a）所示，是多用电表欧姆档内部的部分原理图，已知电源电动势E = 1.5 V，内阻r = 1 Ω，灵敏电流计满偏电流I g=10 mA，内阻为 r g= 90 Ω，表盘如图 b 所示，欧姆表表盘中值刻度为“15”。

（1）多用电表的选择开关旋至“Ω”区域的某档位时，将多用电表的红、黑表笔短接，
进行欧姆调零，调零后多用电表的总内阻为Ω，某电阻接入红、黑表笔间，
表盘如图（b）所示，则该电阻的阻值为Ω。

（2）若将选择开关旋至“×1”，则需要将灵敏电流计（选填“串联”或“并联”）一阻值为Ω的电阻，再欧姆调零。

（3）多用电表长时间使用后，电源内阻变大，电动势变小，但仍可进行欧姆调零，则会造成被测电阻的测量值比真实值（选填“偏大”“不变”或“偏小”）。

三、本大题 2 小题，共 30 分，要求写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。

17．（12 分）
如图所示，直角坐标系中的第Ⅰ象限中存在沿 y 轴负方向的匀强电场，在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场。

一电量为 q 、质量为 m 的带正电的粒子，在-x 轴的点 a 以速率 v 0，方向和-x 轴方向成 60º射入磁场，然后经过 y 轴上的 b 点垂直于 y 轴方向进入
电场，并经过 x 轴上 x =2L 处的 c 点时速度大小为 （1）磁感应强度 B 的大小； （2）电场强度 E 的大小。

18．（18 分）
2v 0 ，不计粒子重力。

求： x
如图所示，在竖直平面内存在直角坐标系 xoy ，第二象限有沿 y 轴正方向的匀强电场，电场强度为 E 1，第一象限有水平向右的匀强电场，电场强度为 E 2=0.15 N/C ，在第一象限内，y=4m 处有水平绝缘平台 PA ，右端与半径为 R =2m 的光滑绝缘竖直半圆弧轨道平滑连接，相切于 A 点，D 为其最高点。

质量为 m =2× 10-3 kg 、带正电 q =0.1C 的可视为质点的小球从 x 轴上某点 Q 以与 x 轴负半轴成 60º、大小 v 0=10 m/s 的速度射入第二象限， 恰好做匀速直线运动。

现在第二象限内小球运动的某段路径上加上垂直于纸面向外的圆形 边界的匀强磁场，磁感应强度 B =0.2 T ，小球经过磁场区域后恰好水平向右运动，垂直于
y 轴从点 P （0，4m ）无碰撞进入第一象限并沿平台 PA 方向运动，已知小球与平台的动摩擦因数μ＝0.5，平台 PA 的长度 L ＝2m ，重力加速度 g=10 m/s 2，sin37º=0.6，c os37º=0.8， 不计空气阻力，结果可用根号表示。

求： （1）电场强度 E 1 的大小；
（2）小球第一次从 D 点落到平台 PA 上的位置与 A 点的距离；
（3）小球在圆弧轨道 ACD 上的最大速度和所加圆形磁场区域的最小面积。

y/m
E 1
D E 2 R
C
v 0
P
A
y b
v 0
a O c。