2019-2020学年湖南郴州高二上物理月考试卷

这是一份2019-2020学年湖南郴州高二上物理月考试卷，共16页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。


1. 关于产生感应电流的条件，下列说法正确的是（ ）
A.闭合线圈做切割磁感线运动，一定能产生感应电流
B.当闭合电路的部分导体沿磁感线运动时，就能产生感应电流
C.只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就一定能产生感应电流
D.只要闭合回路中有磁通量就会有感应电流产生

2. 真空中两个带等量异种电荷的点电荷A、B周围的电场分布情况（电场线方向未标出）如图所示．已知A带正电、B带负电，O点为A、B两点电荷连线的中点，M、N为两点电荷连线的中垂线上的两点，且OM=ON，下列说法正确的是（ ）

A.A、B连线的中垂线上的所有电场强度方向不一定相同
B.将一电子从M点由静止释放，它将沿MON做匀加速直线运动
C.M点的电势比O点的电势高
D.O、M、N三点中，O点的电场强度最大

3. 下面四幅图表示了电场强度E、磁感应强度B、通电直导线电流I、电荷速度v、电场力和磁场力F的方向之间的关系，其中正确的是（ ）
A.B.
C.D.

4. 在匀强磁场中，不计重力的带电粒子穿过一块金属薄板，运动轨迹如图所示，下列判断正确的是（ ）

A.带电粒子带正电
B.带电粒子的运动方向为顺时针
C.带电粒子在金属板上部分运动的时间大于在下部分运动的时间
D.带电粒子在金属板上部分运动的时间小于在下部分运动的时间

5. 空间有m、n两个点电荷相距L，仅在相互间的库仑力作用下从静止开始运动，开始时m的加速度为a，n的加速度为4a，经过一段时间后，n的加速度变为a，则这时m的加速度大小和m、n两个点电荷的距离分别为（ ）
A.14a、2LB.14a、4LC.4a、12LD.4a、4L

6. 如图所示，橡皮筋的一端固定在O点，另一端拴一个物体，O点的正下方A处有一垂直于纸面的光滑细杆， OA为橡皮筋的自然长度，已知橡皮筋的弹力与伸长量成正比，现用水平拉力F使物体在粗糙的水平面上从B点沿水平方向匀速向右运动至C点，已知运动过程中橡皮筋处于弹性限度内且物体对水平地面有压力，下列说法正确的是（ ）

A.物体所受水平面的摩擦力保持不变
B.物体所受水平面的摩擦力先变大后变小
C.水平拉力F保持不变
D.水平拉力F变小

7. 图示电路中，电流表和电压表均可视为理想电表，电源电动势为E、内阻为r，C为电容器，L为阻值不变的灯泡，R1 为滑动变阻器，R2为定值电阻．现将滑动变阻器R1的滑片P向左滑动一段距离，滑动前后电压表V示数变化量的绝对值为ΔU，电流表A1示数变化量的绝对值ΔI，下列说法正确的是（ ）

A.电容器的带电荷量减小B.灯泡亮度变暗
C.电流表A2的示数减小D.ΔUΔI增大

8. 在如图甲所示的电路中，螺线管的匝数为n，横截面积为S，总电阻为r，外接电阻R1=R2=2r ．在一段时间内穿过螺线管的磁场的磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，规定向上为磁场的磁感应强度的正方向，下列说法正确的是（ ）

A.在 0∼T2时间内，螺线管产生的感应电流大小为SB05Tr
B.在 0∼T2时间内，电阻R1两端的电势差为SB05T
C.在T2∼T时间内，通过R1的电流方向是由b到a
D.在T2∼T时间内，通过R2的电荷量为2nSB05r

9. 如图所示，L1和L2为直流电阻可忽略的电感线圈．A1、A2、A3分别为三个相同的小灯泡．下列说法正确的是（ ）

A.图甲中，闭合S1瞬间和断开S1瞬间，通过A1的电流方向不同
B.图甲中，闭合S1随着电路稳定后，A1会再次亮起
C.图乙中，断开S2瞬间，A3闪亮一下再缓慢熄灭
D.图乙中，断开S2瞬间，A2立刻熄灭

10. 2019年4月10日21时，人类首张黑洞照片发布，这颗黑洞就是M87星系中心的超大质量黑洞，对周围的物质（包括光子）有极强的吸引力．已知该黑洞质量为M，质量M与半径R满足：MR=c22G，其中c为光速，G为引力常量，设该黑洞是质量分布均匀的球体，则下列说法正确的是（ ）

A.该黑洞的半径为MGc2
B.该黑洞的平均密度为3c28πRG
C.该黑洞表面的重力加速度为c44GM
D.该黑洞的第一宇宙速度为22c

11. 质量为m的带电小球由MN上方的A点以初速度v0水平抛出，从B点进入MN下方方向竖直向下的匀强电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且AB=BC，如图所示．重力加速度大小为g，空气阻力不计．下列说法正确的是（ ）

A.小球带正电，且小球受到的电场力大小为2mg
B.小球从A到B与从B到C运动时间相等
C.小球从A到B重力做功与从B到C克服电场力做功相等
D.小球从A到B与从B到C的速度变化量的绝对值相等

12. 某空间存在磁感应强度大小为B的正方形匀强磁场区域ABCD，磁场方向垂直纸面（图中未画出），电荷量为+q的粒子（不计重力）从B点沿BC方向以速度v射入磁场，粒子从AD边上的E点离开磁场，已知正方形区域边长为d，BE=233d，下列说法正确的是（ ）

A.正方形区域磁场方向垂直纸面向外
B.粒子的质量为2Bgd3v
C.粒子在磁场中运动的时间为4πd9v
D.若粒子射入磁场的速度大于54v（方向不变），则粒子一定从CD边射出
二、实验题

在“探究加速度与物体所受合力的关系”的实验中，实验装置如图甲所示，设带有定滑轮的小车质量为M，沙和沙桶的总质量为m，打点计时器所接的交流电的频率为50Hz．

（1）对于上述实验，下列说法正确的是（ ）
A.需要用天平测出沙和沙桶的总质量
B.调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车（未连细线）能沿长木板向下匀速运动
C.与小车定滑轮相连的轻绳与桌面要平行
D.小车远离打点计时器，先释放小车后接通电源

（2）若在实验中得到一条纸带如图乙所示，O、A、B、C、D为五个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．根据纸带数据，可求出小车的加速度大小a=________m/s2（结果保留两位有效数字）．

（3）以弹簧测力计的示数F为横坐标，通过纸带计算出的加速度为纵坐标，画出的a−F图像如图丙所示，则可求出小车的质量M=________kg．
三、解答题

如图所示，半径为r的圆形匀强磁场区域内有一个边长为2r的n匝正方形线框，线框单位长度的电阻为R0，线框平面与磁场方向垂直，匀强磁场方向垂直纸面向里，其磁感应强度B随时间t均匀增大，磁感应强度的变化率为k．

（1）判断线圈中的感应电流方向；

（2）求线圈中感应电流的大小；

（3）求线圈在t0时间内产生的热量．

如图所示，在一倾角为30∘的光滑固定绝缘斜面上方，有平行于斜面向上的匀强电场，虚线MN为电场的上边界，电场强度大小E=2×103V/m，MN上方有一长为L=0.6m的轻质绝缘杆，杆的上、下两端分别固定小球A、B（可看成质点），质量均为m=0.01kg，A不带电，B带电荷量q2=−5×10−5C，B到MN的距离d=0.4m， 现将A、B两小球由静止释放（g取10m/s2），求：

（1）小球B在匀强电场中而A还未进入电场时，两小球的加速度大小；

（2）从开始运动到A刚要进入匀强电场过程的时间．

如图所示，在直角坐标系xOy的y轴右侧有磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场（范围足够大），质量为m、电荷量为q，（不计粒子所受重力，不计粒子间的所有作用力）的带负电粒子以不同的速度从P点出发，沿PQ1方向匀速运动进入y轴右侧磁场．已知P点的坐标为(−2L,0)．在y轴上的Q1、Q2两点的坐标分别为(0,L)、(0,−L)．在坐标为(−13L,0)处的C点固定一平行于y轴且长为L3的绝缘挡板，D为挡板最高点．

（1）若某粒子能从Q1直接到达Q2处，求该粒子从Q1到达Q2的时间t（已知tan3π20=12）；

（2）若某粒子能从Q1直接到达原点O处，求该粒子的速度大小v；

（3）若磁场由于某种原因范围突然缩小且变为矩形，发现有粒子恰好能撞在挡板最高点D处，求此时磁场的最小矩形面积S．
参考答案与试题解析
2019-2020学年湖南郴州高二上物理月考试卷
一、选择题
1.
【答案】
C
【考点】
感应电流的产生条件
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：回路中部分导体切割磁感线时，有感应电流产生，整个闭合线圈切割磁感线运动，其磁通量不发生变化，因此无感应电流产生，选项A错误；
导体沿磁感线运动，则磁通量始终为零，不发生变化，无感应电流产生，选项B错误；
只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就一定能产生感应电流，选项C正确；
只要闭合回路中有磁通量发生变化时，闭合电路中就一定有感应电流，选项D错误．
故选C．
2.
【答案】
D
【考点】
等量电荷的电场线
【解析】
中垂线上的场强是A、B两电荷在中垂线上产生场强的合场强。根据平行四边形定则分析出中垂线上的场强方向和大小。根据电场线与等势线垂直，判断电势的高低。
【解答】
解：A．等量异种电荷连线的中垂线上各点的电场强度的方向与中垂线垂直，所以A、B连线的中垂线上的所有电场强度方向一定相同，故A错误；
B．把电子从M点静止释放，电子受到的电场力是在水平向左的，电子将向左运动，不会沿MON做直线运动，故B错误；
C．等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线，所以O、M、N三点的电势相同，故C错误；
D．等量异种电荷的中点的场强最大，从中点沿着中垂线向两边逐渐减小，并且是对称的，所以EO>EM＝EN，故D正确．
故选D．
3.
【答案】
B
【考点】
洛伦兹力
左手定则
安培力
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．电场力方向水平向右，故A错误；
B．根据左手定则，洛伦兹力方向竖直向下，故B正确；
C．根据左手定则，洛伦兹力方向竖直向下，故C错误；
D．根据左手定则，安培力方向竖直向上，故D错误．
故选B．
4.
【答案】
B
【考点】
带电粒子在匀强磁场中的运动规律
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：AB．带电粒子穿过金属板后速度减小，由r=mvqB轨迹半径应减小，故可知粒子运动方向是顺时针方向，粒子所受的洛伦兹力均指向圆心，由左手定则可知，粒子应带负电，故A错误，B正确；
CD．由T=2πmqB可知，粒子运动的周期和速度无关，而上下均为半圆，故所对的圆心角相同，故粒子的运动时间均为T2，故CD错误．
故选B．
5.
【答案】
A
【考点】
库仑定律
加速度与力、质量的关系式
【解析】
质量不等两点异种电荷在库仑引力的作用下相向运动，由于光滑水平面，所以库仑力就是合力，则它们的加速度与质量成反比．
【解答】
解：两点电荷间的相互作用力，大小相等，方向相反，
由于开始时m的加速度为a，n的加速度为4a，
所以m、n两个点电荷的质量之比为4:1，因此当n的加速度为a时，m的加速度为a4，
质量不等同种点电荷，在光滑水平面相向运动，
当m的加速度为a时，mn间的库仑力为kQqL2=4ma，
而当n的加速度为a时，mn间的库仑力为kQqR2=ma，
联立可得：R=2L，故A正确．
故选：A．
6.
【答案】
A
【考点】
摩擦力的判断
【解析】
对物体进行受力分析，因为C做缓慢直线运动，每一个位置都可以看成平衡状态，运用正交分解法求出支持力的大小，以及拉力的大小，从而判断摩擦力的变化．
【解答】
解：设开始时A离地面的高度为L，设某一时刻绳子与竖直方向的夹角为θ，则绳子的弹力为T=kLcsθ，其向上分力Fy=Tcsθ=kL，故物体对地面的压力为N=mg−kL，保持不变．
AB．因f=μN，故摩擦力也保持不变，故A正确，B错误；
CD．水平拉力F=f+Tsinθ，随θ的增大拉力F逐渐增大，故CD错误．
故选：A．
7.
【答案】
A
【考点】
电容器的动态分析
闭合电路的欧姆定律
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：AB．将滑动变阻器R1的滑片P向左滑动一段距离，滑动变阻器连入电路的电阻减小，电路中的电流增大，即A1的示数增大，内电压增大，外电压减小，灯泡L两端的电压增大，灯泡变亮，所以电容C两端的电压减小，则由Q=UC可知，电容器的带电荷量减小，故A正确，B错误．
C．R2两端的电压减小，通过R2的电流减小，因为干路电流增大，所以通过R1的电流增大，即A2的示数增大，故C错误．
D．并联电阻为R并，因为ΔUΔI=R并+r，所以减小，故D错误．
故选A．
8.
【答案】
C,D
【考点】
电磁感应中的电路类问题
法拉第电磁感应定律
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．0∼T/2时间段内，根据法拉第电磁感应定律，E=nSΔBΔt=4nB0ST，螺线管产生的感应电流大小为I=ER=4nSB05Tr，故A错误；
B．0∼T/2时间内，电阻R1两端的电势差为U1=IR1=8nSB05T，故B错误；
C．T/2∼T时间内，穿过螺线管的磁通量先减小后反向增大，根据楞次定律，两段时间内螺线管中的感应电动势方向相同，俯视为逆时针，故通过R1的电流方向是由b到a，故C正确；
D．T/2∼T时间内，因为感应电动势E=nSΔBΔt=4nB0ST，螺线管产生的感应电流大小为I=ER=4nSB05Tr，由q=It得，通过R2的电荷量为2nSB05r，故D正确．
故选CD．
9.
【答案】
A,C
【考点】
自感现象和自感系数
【解析】
本题考查自感现象．
【解答】
解：AB．分析图甲，闭合S1时，A1由从左向右的电流，电路稳定后，灯泡A1短路，无电流，断开S1时，A1有从右向左的电流，选项A正确，B错误；
CD．图乙中，断开S2瞬间，产生自感电动势，形成A2、A3、R的闭合回路，自感线圈电阻忽略，故开始流过A3的电流比原先大，故闪亮一下再缓慢熄灭，A2缓慢熄灭，选项C正确，D错误．
故选AC．
10.
【答案】
C,D
【考点】
万有引力定律及其应用
【解析】
根据题干信息可知，质量M与半径R满足：MR=c22G，据此求出黑洞的半径，根据密度公式求解黑洞的平均密度；
根据物体在黑洞表面受到的万有引力等于重力，列出等式表示出黑洞表面重力加速度；
黑洞对天体的万有引力提供环绕天体圆周运动的向心力，据此求解第一宇宙速度．
【解答】
解：黑洞的质量M与半径R满足：MR=c22G，解得黑洞的半径R=2GMc2，故A错误；
黑洞质量为M，半径为R=2GMc2，根据密度公式可知，平均密度为：ρ=MV=3c632πG3M2，故B错误；
物体在黑洞表面受到的重力等于万有引力，则有：GMmR2=mg，解得表面重力加速度为：g=GMR2=c44GM，故C正确；
物体绕黑洞表面分析，万有引力提供向心力，有：GMmR2=mv2R，解得黑洞的第一宇宙速度为：v=GMR=22c，故D正确．
故选CD．
11.
【答案】
B,D
【考点】
平抛运动基本规律及推论的应用
匀强电场中电势差和电场强度的关系
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：带电小球从A到C，设在进入电场前后两个运动过程水平分位移分别为x1和x2，竖直分位移分别为y1和y2，经历的时间为分别为t1和t2，在电场中的加速度为a．
从A到B过程小球做平抛运动，则有：x1=v0t1，
从B到C过程，有：x2=v0t2，
由题意有：x1=x2，
则得：t1=t2，即小球从A到B运动的时间等于从B到C运动的时间．
又y1=12gt12，
将小球在电场中的运动看成沿相反方向的类平抛运动，则有：
y2=12at22，
根据几何知识有：y1:y2=x1:x2，
解得：a=g，
根据牛顿第二定律得：F−mg=ma=mg，
解得：F=2mg，
由于轨迹向上弯曲，加速度方向必定向上，合力向上，说明电场力方向向上，所以小球带负电．
根据速度变化量Δv=at，则得：
AB过程速度变化量大小为Δv1=gt1=gt2，BC过程速度变化量大小为Δv2=at2=gt2，所以小球从A到B与从B到C的速度变化量大小相等．
设AB竖直位移为h，则重力做功mgh，则BC克服电场力做功为2mgh，可知小球从A到B重力做的功与从B到C克服电场力做的功不相等，故BD正确，AC错误．
故选BD．
12.
【答案】
A,B,C
【考点】
带电粒子在匀强磁场中的运动规律
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．粒子受力方向指向运动轨迹的圆心，由左手定则可知，磁场方向垂直于纸面向外，故A正确；
B．由几何关系可得：粒子运动半径r=23d，
由qvB=mv2r可得：
m=qBrv=2qBd3v，故B正确；
C．粒子运动周期T=2πmqB=4πd3v，
粒子转过的圆心角θ=120∘=2π3，
故运动时间t=4πd9v，故C正确；
D．粒子恰好从D点射出时，粒子半径r′=d，
此时粒子速度v′=3v2，所以粒子速度vq≥3v2时，从CD边射出，故D错误．
故选ABC．
二、实验题
【答案】
B
（2）1.2
（3）0.25
【考点】
探究加速度与物体质量、物体受力的关系
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）A．“探究加速度与物体所受合力的关系”的实验中，实验装置如图甲所示，从甲图可以看出，小车所受的合外力由弹簧秤测出，不必测沙和桶的质量，故选项A错误；
B．平衡摩擦力时，调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车（未连细线）能沿长木板向下匀速运动，故选项B正确；
C．轻绳与木板要平行，不是与桌面平行，故选项C错误；
D．小车靠近打点计时器，先接通电源后释放小车，故选项D错误．
故选B．
（2）据图乙可知：xOB=3.6cm=3.6×10−2m，
xBD=xOD−xOB=12.0cm−3.6cm=8.4cm=8.4×10−2m，
相邻两计数点之间，T=0.1s，
由Δx=aT2得：
a=xBD−xOB(2T)2=1.2m/s2 ．
（3）根据牛顿第二定律，2F=Ma，
得：a=2MF，
所以k=2M=3.20.4，
得：M=0.25kg．
三、解答题
【答案】
（1）线圈中的感应电流方向为逆时针方向；
（2）线圈中的电流I=2kr4R0；
（3）求线圈在t0时间内产生的热量Q=2r3nk2t02R0．
【考点】
楞次定律
法拉第电磁感应定律
焦耳定律
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）向里的磁场的磁感应强度均匀增大，根据楞次定律，线圈的感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外，线圈中的感应电流方向为逆时针方向；
（2）根据电磁感应定律有：
E=nΔΦΔt=2nkr2，
所以I=ER=2kr4R0；
（3）由 Q=I2Rt0，
解得：Q=2r3nk2t02R0．
【答案】
（1）小球B在匀强电场中而A还未进入电场时，两小球的加速度大小为10m/s2；
（2）从开始运动到A刚要进入匀强电场过程的时间为0.6s．
【考点】
带电粒子在重力场和电场中的运动
动力学中的整体法与隔离法
匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）以A、B球以及杆整体为研究对象，由牛顿第二定律：
2mgsin30∘−q2E=2ma，
解得：a=10m/s2．
（2）B球进入电场前，设系统的加速度为a1，从开始运动到B球刚进入电场的时间为t1，
2mgsin30∘=2ma1，
d=12a1t12，
解得：t1=0.4s，
B球进入电场瞬间的速度大小v1=a1t1=2m/s，
从B球进入电场至A球刚要进入电场，设这段时间为t2，
由运动学公式L=v1t2+12at22，
解得：t2=0.2s，
从开始运动至A球刚要进入电场的时间为：
t=t1+t2=0.6s．
【答案】
（1）若某粒子能从Q1直接到达Q2处，该粒子从Q1到达Q2的时间为13πm10qB；
（2）若某粒子能从Q1直接到达原点O处，该粒子的速度大小为5qBL4m；
（3）此时磁场的最小矩形面积S为125+255288L2．
【考点】
带电粒子在有界磁场中的圆周运动
带电粒子在匀强磁场中的运动规律
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）由题意画出粒子运动轨迹，如图甲所示：
设PQ1与x轴正方向夹角为θ，则粒子在磁场中做圆周运动的轨迹所对应的圆心角为π+2θ，
由几何关系可知tanθ=12，
由洛伦兹力提供向心力，有qvB=mv2r，
由匀速圆周运动规律，有T=2πrv，
解得：T=2πmqB，
t=(π+2θ)2πT，
解得：t=13πm10qB；
（2）由题意画出粒子运动轨迹如图乙所示：
设其与x轴交点为E，由几何关系得R2csθ=L2，
解得R2=54L，
由qvB=mv2R2，
解得v=qBR2m=5qBL4m；
（3）由题意画出粒子运动轨迹，如图丙所示：
设此时运动轨迹半径为R3，
由几何关系可得：2R3csθ=L−(L3−L3tanθ)，
解得：R3=55L24，
矩形磁场的面积S=2R3(R3+R3sinθ)，
解得：S=125+255288L2．