河北省秦皇島市青龍滿族自治縣實驗中學(xué)2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期10月月考物理試題（解析版）

青龍實驗中學(xué)2023-2024學(xué)年度上學(xué)期高二年級10月考試題一、選擇題（本大題共10小題。其中1-7題只有一個選項符合題意，8-10題有多個選項符合題意。）1.如圖所示，垂直紙面向里的勻強磁場分布在等邊三角形ABC內(nèi)，D是AB邊的中點，一群相同的帶負電的粒子僅在磁場力作用下，從D點沿紙面以平行于BC邊方向，以大小不同的速率射入三角形內(nèi)，不考慮粒子間的相互作用力，已知粒子在磁場中運動的周期為T，則下列說法中正確的是（）A.若該粒子在磁場中經(jīng)歷時間為，則它一定從BC邊射出磁場B.若該粒子在磁場中運動時間為，則它一定從AC邊射出磁場C.速度小的粒子一定比速度大的粒子在磁場中運動時間長D.若該粒子在磁場中運動時間為，則它一定從AB邊射出磁場【答案】B【解析】【詳解】ABD、若帶電粒子剛好從BC邊射出磁場，運動軌跡與BC邊相切，可知圓心角為，粒子在磁場中經(jīng)歷時間為，若帶電粒子剛好從AC邊射出磁場，運動軌跡與AC邊相切，作圖可得切點為C點，可知圓心角為，粒子在磁場中經(jīng)歷時間為，若帶電粒子從AB邊射出磁場，可知圓心角為，粒子在磁場中經(jīng)歷時間為，所以該粒子在磁場中經(jīng)歷時間為，則它一定從AB邊射出磁場；該粒子在磁場中運動時間為，即小于，則它一定從AC邊射出磁場，該粒子在磁場中運動時間為，即大于小于，則它一定從BC邊射出磁場，故B正確，A、D錯誤；C、若這些帶電粒子都從AB邊射出磁場，可知圓心角都為，粒子在磁場中經(jīng)歷時間都為，故C錯誤；說法正確的是選B．2.如圖，光滑絕緣水平桌面xOy的第一象限存在勻強磁場B，方向垂直桌面向內(nèi)．從P點垂直O(jiān)x軸滾入一個帶電小球甲，隨后沿著軌跡b離開磁場，在磁場中經(jīng)歷的時間為t。現(xiàn)在Q點放置一個不帶電的同種小球乙，再次從P點垂直O(jiān)x軸滾入一個帶電小球甲，二者發(fā)生碰撞后結(jié)合在一起，則（）A.二者將繼續(xù)沿著軌跡b離開磁場，經(jīng)歷的時間同樣為tB.二者將繼續(xù)沿著軌跡b離開磁場，經(jīng)歷的時間大于tC.二者將沿著軌跡a離開磁場，經(jīng)歷的時間大于tD.二者將沿著軌跡c離開磁場，經(jīng)歷的時間小于t【答案】B【解析】【詳解】二者結(jié)合在一起，總動量不變，故軌跡半徑大小不變，軌跡依舊沿著b，周期變大，故經(jīng)歷的時間增加。故選B。3.如圖所示，空間中存在正交的勻強電場和勻強磁場（未畫出），勻強電場方向豎直向下，電場強度大小為E，勻強磁場磁感應(yīng)強度大小為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球以水平向右、大小為v的初速度從圖示位置拋出，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）A.若磁場方向水平向右，則小球能做勻變速運動B.若小球先向上偏轉(zhuǎn)，則一定有C.小球可能在豎直面內(nèi)做圓周運動D.若小球帶正電，小球一定做變加速曲線運動【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．若磁場方向水平向右，小球拋出后瞬間只能有豎直方向上加速度，加速后合速度方向與磁場方向夾角不為0，小球受洛倫茲力影響，加速度方向隨速度會發(fā)生變化，故A錯誤；B．若小球帶負電且磁場方向垂直紙面向外，若小球先向上偏轉(zhuǎn)，根據(jù)牛頓第二定律，有且，當(dāng)時，與的大小無法判斷，故B錯誤；C．若小球帶負電且磁場方向垂直紙面，當(dāng)時，小球只受與速度方向垂直的洛倫茲力作用，在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動，故C正確；D．若小球帶正電且磁場方向垂直紙面向外，則初始時刻在豎直向下的電場力、洛倫茲力和重力的作用下產(chǎn)生豎直向下的加速度，速度方向、大小均發(fā)生變化，由于小球所受洛倫茲力方向與小球速度方向垂直且大小與速度大小有關(guān)，因此小球所受合力的大小和方向均不斷變化，小球做變加速曲線運動；若小球帶正電且磁場方向垂直紙面向里，則初始時刻在豎直向下的電場力和重力、向上的洛倫茲力，若滿足則小球做勻速直線運動，故D錯誤。故選C。4.如圖所示，空間中的勻強電場水平向右，勻強磁場垂直紙面向里，一帶電微粒沿著直線從M運動到N,以下說法正確的是A.帶電微?？赡軒ж撾夿.運動過程中帶電微粒的動能保持不變C.運動過程中帶電微粒的電勢能增加D.運動過程中帶電微粒的機械能守恒【答案】B【解析】【詳解】AB.根據(jù)做直線運動的條件知受力情況如圖：微粒一定帶正電，且粒子做勻速直線運動，所以粒子動能也保持不變，故A錯誤，B正確；

C.電場力向右，做正功，電場力做功等于電勢能的減小量，故運動過程中帶電微粒的電勢能減小，故C錯誤；

D.機械能守恒的條件是只有重力做功，而運動過程中有電場力做功，故機械能不守恒，故D錯誤．故選B。點睛：帶電粒子在重力場、電場、磁場的復(fù)合場中，只要是做直線運動，一定是勻速直線運動（v與B不平行），若速度是變的，洛倫茲力會變，合力就是變的，合力與速度不在一條直線上，帶電體就會做曲線運動．5.如圖所示是霍爾元件的工作原理示意圖，磁場垂直于霍爾元件的工作面向上，通入圖示方向的電流I，C、D兩側(cè)面間會產(chǎn)生電勢差。下列說法中正確的是（）A.僅增大電流I時，電勢差變大B.電勢差的大小僅與磁感應(yīng)強度有關(guān)C.若霍爾元件的載流子是自由電子，則電勢D.在測定地球赤道上方的地磁場強弱時，元件的工作面應(yīng)保持水平【答案】A【解析】【詳解】AB．根據(jù)CD間存在電勢差，CD之間就存在電場，電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡，設(shè)霍爾元件的長寬高分別為a、b、c，有又I=nqvS=nqvbc可得可以看出，I增大，電勢差變大；n由材料決定，故U不僅與材料有關(guān)還與厚度c成反比，同時還與磁場B與電流I有關(guān)，A正確，B錯誤；C．根據(jù)左手定則，電子向D側(cè)面偏轉(zhuǎn)，D表面帶負電，C表面帶正電，所以C表面電勢高，則UCD>0即有φC>φDC錯誤。D．在測定地球赤道上方的地磁場強弱時，應(yīng)將元件的工作面保持豎直，讓磁場垂直通過，D錯誤。故選A。6.如圖所示，直角三角形AOC區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場（邊界存在磁場），磁感應(yīng)強度大小為B，∠A=60°，AO=L。在O點放置一個粒子源發(fā)射質(zhì)量為m，帶電量為+q的粒子。粒子發(fā)射方向與OC邊的夾角為θ（0≤θ≤90°），且所有粒子速度均相等。已知從AC邊離開的粒子在磁場中運動的最短時間為粒子做圓周運動的六分之一個周期。不計重力作用及粒子間的相互作用。下列說法正確的是（）A.粒子在磁場中運動的速率為 B.粒子在磁場中運動的最長時間為C.粒子從AC邊離開的區(qū)域的長度為 D.粒子從OC邊離開的區(qū)域的長度為【答案】B【解析】【詳解】A．過點做，交于點．過點粒子做圓周運動的弦長最短，所以時間最短．根據(jù)題意過點的粒子恰好在磁場中運動六分之一個周期，因此圓心角為60°，做圓周運動半徑由可知所以A錯誤．B．由分析可知，粒子從點開始經(jīng)點運動至點時，對應(yīng)弦長最長，在磁場中運動的時間最長，為等腰三角形，，因所以B正確；C．粒子能從邊射出的范圍長度即為之間的距離，恰好是一邊長為的正方形，則所以C錯誤；D．粒子能從邊射出范圍長度即為之間的距離，因，根據(jù)幾何關(guān)系得所以則D錯誤。故選B。7.如圖所示，扇形區(qū)域內(nèi)存在有垂直平面向內(nèi)的勻強磁場，OA和OB互相垂直是扇形的兩條半徑，一個帶電粒子從A點沿AO方向進入磁場，從B點離開，若該粒子以同樣的速度從C點平行與AO方向進入磁場，則（）A.粒子帶負電B.C點越靠近B點，粒子偏轉(zhuǎn)角度越大C.C點越遠離B點，粒子運動時間越短D.只要C點在AB之間，粒子仍然從B點離開磁場【答案】D【解析】【詳解】A．帶電粒子從A點沿AO方向進入磁場，從B點離開，那么粒子在A點向右上方偏轉(zhuǎn)，則由左手定則可判定：粒子帶正電，故A錯誤；D．一個帶電粒子從A點沿AO方向進入磁場，那么，粒子做圓周運動在A點的徑向垂直于AO；又有OA和OB互相垂直，且粒子從B點離開，則由OA、OB及圓周運動在A、B兩點的半徑構(gòu)成的四邊形為正方形，如圖所示，所以，粒子在磁場中做圓周運動的半徑為扇形區(qū)域的半徑R；那么只要C點在AB之間，粒子圓周運動軌跡的兩條半徑與扇形區(qū)域的兩條半徑構(gòu)成菱形，那么，粒子轉(zhuǎn)過的中心角一定等于∠COB，所以，粒子仍然從B點離開磁場，故D正確；BC．粒子做圓周運動的半徑、速度不變，那么粒子做圓周運動的周期不變，所以C點越靠近B點，偏轉(zhuǎn)角度越小，運動時間越小，C點遠離B點，偏轉(zhuǎn)角變大，時間變長，故BC錯誤；故選D。8.如圖所示，在圓心固定一個帶正電的電荷，另一個帶正電粒子在庫侖力和洛倫茲力共同作用下繞固定電荷做勻速圓周運動，若把兩個電荷的電量都變?yōu)樵瓉?倍后，帶電粒子做勻速圓周運動的半徑不變、速率不變，不考慮粒子重力作用，則下列說法中正確的是（）A.正電粒子順時針轉(zhuǎn)動 B.正電粒子逆時針轉(zhuǎn)動C.開始時粒子受到洛倫茲力是庫侖力的4倍 D.開始時粒子受到洛倫茲力是庫侖力的2倍【答案】BC【解析】【詳解】AB．如果粒子順時針轉(zhuǎn)動，則電場力與洛倫茲力都背向圓心，沒有力來提供向心力，所以粒子是逆時針轉(zhuǎn)動，A錯誤，B正確；CD．粒子做勻速圓周運動，設(shè)粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，速率為v，軌道半徑為r，中心電荷的電荷量為Q，磁感應(yīng)強度為B，有當(dāng)電量都變?yōu)樵瓉?倍后，有聯(lián)立求得可知開始時粒子受到洛倫茲力是庫侖力的4倍，C正確，D錯誤。故選BC。9.如圖所示，以直角三角形AOC為邊界的有界勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度為B，∠A=60°，AO=L，在O點放置一個粒子源，可以向各個方向發(fā)射某種帶負電粒子．已知粒子的比荷為，發(fā)射速度大小都為，設(shè)粒子發(fā)射方向與OC邊的夾角為θ，不計粒子重力及它們之間的相互作用．對于粒子進入磁場后的運動，下列判斷正確的是（）A.粒子在磁場中運動的半徑R=LB.當(dāng)θ=0°時，粒子射出磁場速度方向與AC邊平行C.當(dāng)θ=0°時，粒子在磁場中運動時間D.當(dāng)θ=60°時，粒子在磁場中運動時間【答案】AD【解析】【分析】帶電粒子以相同的速率，不同的速度方向，進入磁場，運動軌跡的曲率半徑相同，從而根據(jù)不同的磁場情況，即可求解．【詳解】A項：粒子在磁場中做圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：，解得：R=L，故A正確；B、C項：當(dāng)θ=0°時，粒子以A為圓心做圓周運動，粒子在磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角：α=60°，粒子射出磁場速度方向與AC邊垂直，粒子在磁場中的運動時間：，故B、C錯誤；D項：當(dāng)θ=60°時，粒子在磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角：α=60°，粒子在磁場中運動時間：，故D正確．故選AD．【點睛】本題考查帶電粒子以相同的速率，不同速度方向，射入磁場中，根據(jù)磁場的界限來確定運動情況，并結(jié)合半徑與周期公式來分析討論．10.如圖所示，在矩形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強電場和勻強磁場．已知電場方向平行于ad邊且由a指向d，磁場方向垂直于abcd平面，ab邊長為L，ad邊長為2L，一帶電粒子從ad邊的中點O平行于ab方向以大小為v0的速度射入磁場，恰好做勻速直線運動，若撤去電場，其他條件不變，則粒子從c點射出場區(qū)(粒子重力不計)．下列說法正確的是()A.磁場方向垂直abcd平面向外B.撤去電場后，該粒子在磁場中的運動時間為C.若撤去磁場，其他條件不變，則粒子在電場中運動時間為D.若撤去磁場，其他條件不變，則粒子射出電場時的速度大小為【答案】BC【解析】【詳解】設(shè)粒子帶正電荷，則受到的電場力的方向向下，洛倫茲力的方向向上，由左手定則可得，磁場的方向垂直于紙面向里．同理，若粒子帶負電，則受到的電場力的方向上，洛倫茲力的方向向下，由左手定則可得，磁場的方向垂直于紙面向里．故A錯誤；

B、撤去電場后，該粒子在磁場中做圓周運動，其運動的軌跡如圖，

則：R2＝(R?L)2+(L)2，得：R=2L；由洛倫茲力提供向心力得：，得：；粒子運動的周期T，則：；粒子的偏轉(zhuǎn)角θ：；所以：θ＝；該粒子在磁場中的運動時間為：．故B正確；若撤去磁場，其他條件不變，則粒子在電場中做類平拋運動，運動時間：t′＝．故C正確；電場與磁場同時存在時，粒子做勻速直線運動，則：qv0B=qE得：E＝B?v0＝；粒子在電場中的加速度：；粒子射出電場時沿電場方向的分速度：；粒子的速度：，故D錯誤．故選BC．第II卷（非選擇題）二、實驗題11.利用如圖甲所示的實驗裝置可以研究小車速度隨時間變化的規(guī)律。主要實驗步驟如下：①安裝好實驗器材，接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿長木板運動，重復(fù)幾次；②選出一條點跡清晰的紙帶，找一個合適的點當(dāng)作計時起點O（即t＝0），然后每隔0.1s取一個計數(shù)點，如圖乙中的A、B、C、D、E、F點；③通過測量和計算可以得到在打A、B、C、D、E點時小車的速度，分別記作v1、v2、v3、v4、v5；④以速度v為縱軸，時間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)紙上描點，如圖丙所示。綜合上述實驗步驟，請你完成下列問題：（1）在下列儀器和器材中，還必須使用的有__________和________（填選項前的字母）。A．電壓合適的50Hz的交流電源B．電壓可調(diào)的直流電源C．刻度尺D．秒表E．天平（含砝碼）（2）根據(jù)圖丙中描繪出的坐標(biāo)點，畫出小車速度隨時間變化的v-t圖線________；（3）觀察v-t圖象，可以判斷小車做勻變速直線運動，其依據(jù)是___________，根據(jù)v-t圖象計算出小車的加速度大小a＝________m/s2（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣?A②.C③.見解析④.v-t圖象是一條傾斜的直線⑤.0.64（結(jié)果在0.62～0.66之間均可）【解析】【詳解】（1）[1][2]該實驗所使用的電源應(yīng)為交流電源，選項A正確，B錯誤；刻度尺用來測量紙帶上的點之間的距離，所以必須要有刻度尺，選項C正確；打點計時器本身就是計時的儀器，故不需要秒表，選項D錯誤；此實驗與重物質(zhì)量無關(guān)，選項E錯誤。（2）[3]v-t圖線如圖所示。畫圖線時要注意使盡可能多的點分布在該直線上，不在直線上的點應(yīng)盡可能地分布在直線的兩側(cè)。（3）[4][5]v-t圖線是一條傾斜的直線，斜率表示小車的加速度，圖線斜率恒定，說明小車做勻變速直線運動，根據(jù)圖象可計算出小車的加速度大小為a＝m/s2＝0.64m/s212.在測量金屬絲的電阻率的實驗中，待測金屬絲的電阻Rx約為5Ω，實驗室備有下列實驗器材：A.電壓表V1（量程0~3V，內(nèi)阻約為15kΩ）；B.電壓表V2（量程0~15V，內(nèi)阻約為75kΩ）；C.電流表A1（量程0~3A，內(nèi)阻約為0.2Ω）；D．電流表A2（量程0~0.6A，內(nèi)阻約為1Ω）；E．滑動變阻器R1（0~10Ω，0.6A）；F.滑動變阻器R2（0~2000Ω，1A）；G.電源E（電壓為3V）；H.開關(guān)S，導(dǎo)線若干。（1）為減小實驗誤差，電流表應(yīng)選用___________，電壓表應(yīng)選用___________，滑動變阻器應(yīng)選用___________（填器材前面的字母）。（2）為減小實驗誤差，應(yīng)選用圖___________（選填“甲”或“乙”）為該實驗的電路原理圖。（3）若電壓表和電流表示數(shù)如圖戊所示，則金屬絲的電阻R為___________Ω?！敬鸢浮竣?D②.A③.E④.乙⑤.2.4【解析】【詳解】（1）[1][2][3]電源的電動勢為，故應(yīng)選擇量程為的電壓表，即選A。電路中的最大電流約為故應(yīng)選擇量程為的電流表，即選D。為方便調(diào)節(jié)，獲得更多實驗數(shù)據(jù)，滑動變阻器應(yīng)選擇最大阻值為的，即選E。（2）[4]電壓表阻值遠大于待測電阻，電流表應(yīng)外接法。故為減小實驗誤差，應(yīng)選用圖乙為該實驗的電路原理圖。（3）[5]金屬絲的電阻為四、計算題13.回旋加速器的工作原理如圖甲所示，置于真空中的D形金屬盒的半徑為R，兩盒間狹縫的寬度為d，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與盒面垂直。被加速的粒子質(zhì)量為m，電荷量為+q，加在狹縫間的電壓的變化規(guī)律如圖乙所示，電壓為U0，周期。一束該種粒子在0~時間內(nèi)從A處飄入狹縫，其初速度視為零?，F(xiàn)考慮粒子在狹縫中的運動時間，假設(shè)能夠出射的粒子每次經(jīng)過狹縫均做勻加速運動，不考慮粒子間的相互作用。求粒子從飄入狹縫至動能剛好達到最大值Ekm所需的總時間t0。【答案】【解析】【詳解】設(shè)粒子被加速n次動能達到Ekm，根據(jù)動能定理得粒子離開加速器時，根據(jù)牛頓第二定律得又因為解得粒子在狹縫中做勻加速運動，設(shè)經(jīng)過狹縫n次的總時間為Δt，加速度為對勻加速運動過程，有總時間為解得14.如圖，在x軸上方有水平向左的勻強電場，電場強度為E，在x軸下方有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。一個不計重力的正離子從M點垂直磁場方向，以垂直于y軸的速度v射入磁場區(qū)域，從N點以垂直于x軸的方向進入電場區(qū)域，然后到達y軸上P點。（1）若OP=ON，則入射速度應(yīng)多大？（2）若正離子在磁場中運動時間為t1，在電場中運動時間為t2，則t1：t2多大？【答案】（1）；（2）【解析】【分析】【詳解】（1）（2）正離子在勻強磁場中做勻速圓周運動，從M經(jīng)圓弧