1、2018-2019学年山西省太原市山西大学附中高二下学期2月模块诊断物理试题此卷只装订不密封班级 姓名 准考证号 考场号 座位号 物理注意事项：1答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。第I卷（选择题)一、单选题1如图甲所示为电场中的一条电场线，在电场线上建立坐
2、标轴，则坐标轴上Ox2间各点的电势分布如图乙所示，则（ ）A在Ox2间，电场强度先减小后增大B若一负电荷从O点运动到x2点，电势能逐渐减小C在Ox2间，电场强度方向没有发生变化D从O点静止释放一仅受电场力作用的正电荷，则该电荷在Ox2间先做加速运动在做减速运动2回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示。D1和D2是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上。位于D1圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速。当质子被加速到最大动能Ek后，再将它们引出。忽略质子在电场中的运动时间，则下列说法中正确的是（
3、）A若只增大交变电压U，则质子的最大动能Ek会变大B若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中运行的时间不变C若只将交变电压的周期变为2T，仍能用此装置持续加速质子D质子第n次被加速前、后的轨道半径之比为3已知电源电动势E6V内阻r2 ，灯泡电阻RL2 ，R22 。滑动变阻器R1的最大阻值为3 ，如图所示，将滑片P置于最左端，闭合开关S1、S2，电源的输出功率为P0，则()A滑片P向右滑动，电源输出功率一直减小B滑片P向右滑动，电源输出功率一直增大C断开S2，电源输出功率达到最大值D滑片P置于最右端时，电源输出功率仍为P04如图所示，边长为L的正方形导线框abcd，处在磁感应强度为B的匀强磁场中
4、，以速度垂直于bc边在线框平面内移动，磁场方向与线框平面垂直线框中磁通量的变化率E和b、c两点间的电势差Ubc分别是（ ）AE=0，Ubc= 0 BE=0，Ubc=BL CE=BL，Ubc= 0 DE=BL，Ubc=BL5如图所示照直放置的螺线管与导线abcd构成闭合电路，电路所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一个导体圆环欲使导体圆环受到向上的磁场力，磁感应强度随时间变化的规律应是（）A B C D6如图所示，质量m=0.1kg的AB杆放在倾角=30的光滑轨道上，轨道间距l=0.2m，电流I=0.5A。当加上垂直于杆AB的某一方向的匀强磁场后，杆AB处于静止状态，则
5、所加磁场的磁感应强度不可能为（ ）A3T B6T C9T D12T7如图所示，扇形区域AOB内存在有垂直平面向内的匀强磁场，OA和OB互相垂直是扇形的两条半径，长度为R一个带电粒子1从A点沿AO方向进入磁场，从B点离开，若与该粒子完全相同的带电粒子2以同样的速度从C点平行AO方向进入磁场，C到AO的距离为R/2，则下列说法错误的是（ ）A1粒子从B点离开磁场时，速度方向沿OB方向 B粒子带正电C2粒子仍然从B点离开磁场 D两粒子在磁场中运动时间之比为4：3二、多选题8下面说法正确的是（ ）A在直流电源的外电路上，电流的方向是从电源正极流向负极B伽利略开创了运用逻辑推理和实验相结合进行科学研究的
6、方法C元电荷就是带电量为1C的点电荷D电流的速度就是自由电荷在电路中定向移动的速度9如图，匀强电场中有直角三角形BOC，电场方向与三角形所在平面平行，三角形三顶点处的电势分别为O4.5V、B0V、C9V，且边长OB3cm，BC6cm，则下列说法正确的是（）A电场强度的大小为V/mB电场强度的大小为100V/mC一个电子在O点由静止释放后会沿直线OB运动D一个电子由B点运动到C点，电场力做正功10半导体内导电的粒子“载流子”有两种：自由电子和空穴(空穴可视为能自由移动带正电的粒子)，以空穴导电为主的半导体叫P型半导体，以自由电子导电为主的半导体叫N型半导体。图为检验半导体材料的类型和对材料性能进
7、行测试的原理图，图中一块长为a、宽为b、厚为c的半导体样品板放在沿y轴正方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。当有大小为I、沿x轴正方向的恒定电流通过样品板时，会产生霍尔电势差U，若每个载流子所带电量的绝对值为e，下列说法中正确的是（ ）A如果上表面电势高，则该半导体为P型半导体B如果上表面电势高，则该半导体为N型半导体C其它条件不变，增大c时，U增大D其它条件不变，电流I取值越大，电势差U越大11如图所示，由粗细均匀的电阻丝制成边长为l的正方形线框abcd，线框的总电阻为R.现将线框以水平向右的速度v匀速穿过一个宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域，整个过程中ab、cd两边始终保持与磁场
8、边界平行取线框的cd边刚好与磁场左边界重合时t0，电流沿abcd方向为正方向，u0Blv,.在下图中线框中电流i和a、b两点间的电势差uab随线框cd边的位移x变化的图象正确的是（ ）A BC D12如图所示，平面直角坐标系中，A点的坐标为(d，0)，在y轴和直线AD之间存在垂直纸面向里的匀强磁场I，在AD和AC之间存在垂直纸面向外的匀强磁场II，磁感应强度均为B，AD、AC边界的夹角DAC=30。质量为m、电荷量为+q的粒子可在边界AC上的不同点射入，入射速度垂直AC且垂直磁场，若入射速度大小为，不计粒子重力，则（ ）A粒子在磁场中的运动半径为dB粒子距A点0.5d处射入，不会进入I区C若粒
9、子能进入区域I，则粒子在区域I中运动的最短时间为D若粒子能进入区域I，则粒子从距A点(1)d处射入，在I区域内运动的时间最短。第II卷（非选择题)三、解答题13如图所示，两光滑平行导轨相距为d，一端连接电阻R、质量为m的导体MN横放在两导轨上，其他电阻不计，整个装置在导轨所在平面垂直的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B现用恒力F作用在导体MN上，方向平直导轨向右，使导体从静止开始运动。求：（1）导体可能达到的最大速度vm；（2）导体MN的速度为时的加速度a。14如图所示，一内壁光滑的绝缘圆管ADB固定在竖直平面内，圆管的圆心为0，D点为圆管的最低点，A、B两点在同一水平线上，AB2L，圆环的半径
10、rL（圆管的直径忽略不计），过OD的虚线与过AB的虚线垂直相交于C点，在虚线AB的上方存在水平向右的、范围足够大的匀强电场；虚线AB的下方存在竖直向下的、范围足够大的匀强电场，电场强度大小等于，圆心0正上方的P点有一质量为m、电荷量为q（q0）的绝缘小物体（可视为质点），PC间距为L现将该小物体无初速度释放，经过一段时间，小物体刚好沿切线无碰撞地进入圆管内，并继续运动，重力加速度用g表示。（1）虚线AB上方匀强电场的电场强度为多大？（2）小物体到达A点时速度的大小？（3）小物体由P点运动到B点的时间为多少？15如图，在区域I中有方向水平向右的匀强电场，在区域II中有方向竖直向上的匀强电场和垂直
11、纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B=0.5T；两区域中的电场强度大小相等，E=2V/m；两区域足够大，分界线竖直。一可视为质点的带电小球用绝缘细线拴住静止在区域I中的A点时，细线与竖直方向的夹角为45。现剪断细线，小球开始运动，经过时间t1=1s从分界线的C点进入区域II，在其中运动一段时间后，从D点第二次经过 B分界线，再运动一段时间后，从H点第三次经过分界线，图中除A点外，其余各点均未画出，g=10m/s2，求：(1)小球到达C点时的速度v；(2)小球在区域II中运动的时间t2；(3)C、H之间的距离d。四、实验题16(1)某实验小组为了测量某一电阻Rx的阻值，他们先用多用电表进行粗测，
12、测量出Rx的阻值约为18左右。为了进一步精确测量该电阻，实验台上有以下器材：A.电流表(量程15mA，内阻未知)B.电流表(量程0.6A，内阻未知)C.电阻箱(099.99)D.电阻箱(0999.9)E.电源(电动势约3V，内阻约1)F.单刀单掷开关2只G.导线若干甲同学设计了如图甲所示的实验原理图并连接好实验器材，按照如下步骤完成实验：a.先将电阻箱阻值调到最大，闭合S1，断开S2，调节电阻箱阻值，使电阻箱有合适的阻值R1，此时电流表指针有较大的偏转且示数为I；b.保持开关S1闭合，再闭合开关S2，调节电阻箱的阻值为R2，使电流表的示数仍为I。根据实验步骤和实验器材规格可知，电流表应选择_，
13、电阻箱应选择_（选填器材前的字母）.根据实验步骤可知，待测电阻Rx=_（用步骤中所测得的物理量表示）。(2)同学乙认为该电路可以用来测电源的电动势、内阻。若已知所选电流表的内阻RA=2.0，闭合开关S2，调节电阻箱R，读出多组电阻值R和电流I的数据；由实验数据绘出的图象如图乙所示，由此可求得电源电动势E=_V，内阻r=_。(计算结果保留两位有效数字)2018-2019学年山西省太原市山西大学附中高二下学期2月模块诊断物理试题物理答案1C【解析】-x图象的斜率的绝对值大小等于电场强度，由几何知识得知，斜率先增大后减小，则电场强度先增大后减小，但斜率一直是负，场强方向没有改变，故A错误，C正确；由
14、图看出，电势逐渐降低，若一负电荷从O点运动到x2点，电势能逐渐升高，故B错误；从O点静止释放一仅受电场力作用的正电荷，受到的电场力方向与速度方向相同，做加速运动，即该电荷在Ox2间一直做加速运动，故D错误。所以C正确，ABD错误。【点睛】本题从数学的角度理解-x图象的斜率等于场强，由电势的高低判断出电场线的方向，来判断电场力方向做功情况。2D【解析】A项：根据得，则最大动能，与加速电压无关，故A错误；B项：若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中加速次数会减小，导致运行时间变短，故B错误；C项：若只将交变电压的周期变为2T，而质子在磁场中运动的周期不变，则两周期不同，所以不能始终处于加速状态，
15、故C错误；D项：根据洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，则有半径公式 与，所以质子第n次被加速前后的轨道半径之比为，故D正确。故选：D。【点睛】解决本题的关键知道带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，求出粒子的周期和最大动能，根据质量比和电量比，去比较周期和最大动能。3D【解析】闭合开关S1、S2，外电路总电阻，当时，电源输出功率最大，根据电源输出功率与外电路电阻的关系图像可知，滑片从最左端向右滑动，外电路总电阻从减小到，电源输出功率先增大再减小，故A、B错误；滑片在最左端，断开S2，外电路总电阻，电源的输出功率不是最大，故C错误。当滑片在最左端时，电流，电源的输出功率为，则；当滑片在
16、最右端时，电流，电源的输出功率为，故D正确。4B【解析】正方形导线框在匀强磁场中运动，磁通量不变，磁通量的变化率为零；bc边和ad边都切割磁感线，产生感应电动势，大小为BLv，根据右手定则，感应电动势的方向为由b到c，所以Ubc=BLv，故B正确，ACD错误。故选：B5A【解析】圆环是与螺线管产生作用，圆环要受到向上的力，螺线管中的产生的磁场要变小，所以螺线管中的电流要减小，在电阻不变条件下，感应电动势要减小，而感应电动势与abcd回路中磁通量变化率成正比，在面积不变时，磁感应强度的变化率要减小，即在B-t图象中，斜率要减小，即：在B-t图象中，斜率不仅要变而且要变小，故A正确，BCD错误。6
17、A【解析】金属导轨光滑，所以没有摩擦力，则金属棒只受重力、支持力和安培力，根据平衡条件支持力和安培力的合力应与重力等大反向，根据矢量三角形合成法则作出三种情况的合成图如图：由图可以看出当安培力F与支持力垂直时有最小值：Fmin=mgsin，即BIL=mgsin得：B=5T，故选：B.点睛：对杆受力分析，由图解法求出杆受的安培力的最小值，根据F=BIL求出B的最小值7D【解析】带电粒子从A点沿AO方向进入磁场，从B点离开，那么粒子在A点向右上方偏转，则由左手定则可判定粒子带正电，故B说法正确；粒子1从A点正对圆心射入，恰从B点射出，粒子在磁场中运动的圆心角为90，1粒子从B点离开磁场时，速度方向
18、沿OB方向，故A说法正确；粒子2以同样的速度从C点平行AO方向进入磁场轨迹如图所示：设对应的圆心为O1，运动的轨道半径也为BO=R，连接O1C、O1B，O1COB是平行四边形，O1B=CO，则粒子2一定从B点射出磁场，故C说法正确；粒子1的速度偏转角，连接PB，可知P为O1C的中点，由数学知识可知，粒子在磁场中运动的周期为：，两粒子的周期相等，粒子在磁场中运动时间：，运动时间之比：，故D说法错误。所以选D。8AB【解析】正电荷定向移动的方向是电流的方向，与负电荷的方向相反，在外电路上电流由电源的正极流向负极，A正确；伽利略开创了运用逻辑推理和实验相结合进行科学研究的方法，B正确；元电荷是表示跟
19、电子或质子所带电量数值相等的电量，是最小电荷量，为e=1.610-19C，C错误；电流速度等于光速，而电子移动的平均速率很小，所以电荷定向移动的速度并不是电流的速度，D错误9BD【解析】如图所示：因为OB=3cm=0.03m，BC=6cm=0.06m，故可知B=60，C=60，因为是匀强电场，且B=0V、C=9V，故沿着线段BC，电势从0V均匀增加到9V，所以BC的中点D的电势为4.5V，又因为O=4.5V，连接OD，故OD为一等势线，又因为沿电场线方向电势逐渐降低，则电场强度的方向斜向上垂直于OD，DB两点间的电势差：UDB=D-B=4.5V-0=4.5V，DB两点沿电场线方向上的距离：，根
20、据电势差与电场强度的关系可得电场强度的大小：，故A错误，B正确；由上面的讨论知电子在O点由静止释放后所受电场力不沿OB方向，所以电子在O点由静止释放后不会沿直线OB运动，故C错误；根据沿着线段BC电势升高，则电子由B点运动到C点，电势能减少，所以电场力做正功，故D正确。所以BD正确，AC错误。10AD【解析】电流向右，磁场垂直向内，若上表面电势高，即带正电，故粒子受到的洛伦兹力向上，故载流子是带正电的“空穴”，是P型半导体，故A正确，B错误；最终洛伦兹力和电场力平衡，有：evB=e；电流的微观表达式为：I=nevS=nevbc；解得，则其它条件不变，增大c时，U减小；其它条件不变，电流I取值越
21、大，电势差U越大，故C错误，D正确；故选AD。【点睛】本题关键是明确霍尔效应的原理，知道左手定则中四指指向电流方向，注意单位体积内的载流子数目表达式的各物理量的含义。11AD【解析】当线框进入磁场的过程，切割的长度不变，即感应电动势及电流大小不变；由右手定则可知，电流为逆时针（沿abcd），故为正值，a、b两点间电势差；当线框全部进入磁场，磁通量不变，无感应电流。ab边的电压等于ab边产生的感应电动势，故为正值；uab=E=Blv=u0；同理可知，线框从磁场中出来的过程中，电流为顺时针的方向，故为负值，a点的电势高于b点的电势，；故A、D正确.故选AD.【点睛】在求导体切割磁感线类型的感应电流
22、时，一定要会正确求解有效切割长度12ACD【解析】根据可得，A正确；如图甲所示，设粒子从M点入射时，轨迹和AD相切，则，于是，粒子距A点0.5d处射入，会进入I区，B错误；粒子在区域I运动时间最短时，轨迹如图乙所示，此时MN平行于x轴，又，由几何关系可知，轨迹对应的圆心角为120，运动时间为，C正确；由几何关系可知，又，则，D正确【点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式，周期公式，运动时间公式，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题13（1） （2）【解析】（1）当拉力和安培力相等时速度最大，即FFA
23、BId，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律可得：I，联立解得：vm；（2）导体MN的速度为时，产生的感应电动势为：EBd，感应电流为：I根据牛顿第二定律可得：Fma即Fma，解得：a【点睛】对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解。14（1） （2）2 （3）（1）【解析】（1）小物体在重力和电场力的作用下做匀加速直线运动，小物体从A点切线方向进入，则此时速度方与竖直方向的夹角为45，即加速度方向与竖直方向的夹角为45，则有：tan45，解得：E（2）从
24、P到A的过程中，根据动能定理得：mgL+EqLmv2A0解得：vA2，（3）小物体从B点抛出后做类平抛运动，小物体的加速度：ag小物体由P点运动到A点做匀加速直线运动，设所用时间为t1则有：Lgt12解得：t1物体在圆管内做匀速圆周运动的时间t2，则：t2总时间为：t总（1）【点睛】本题考查带点小物体在电场力和重力共同作用下的运动，解题关键是要分好运动过程，明确每一个过程小物体的受力情况，并结合初速度判断物体做什么运动，进而选择合适的规律解决问题。15（1） （2） （3）【解析】（1）小球处于静止状态时，受力分析如图所示：由图可知小球带正电，设电场与重力的合力为F，则有： 剪断细线后，小球所
25、受电场力与重力不变，小球将做初速度为零的匀加速直线运动由牛顿第二定律得：F=ma解得： 则小球达到C点的速度为（2）由（1）可知， ，则有： ，即故小球在区域中做匀速圆运动则有： ，解得： 则周期则小球从C到D的时间为： （3）小球从D点再次进入区域时，速度大小为v，方向与重力和电场力的合力垂直，故小球做类平抛运动，设从D到H所用的时间为，其运动轨迹如图所示：则沿DP方向做匀速运动，则有： PH方向做初速度为零的匀加速运动，则有： 由几何关系知：DP=PH联立解得： ， 故DH=40m而，又由（2）知所以16（1）A；D； （2）3.2；2.0【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律可知，通过待测电
26、阻的最大电流为：0.167=167mA，如果电流表选B，则读数误差太大，故电流表应选A；电源电动势为3V，电流表量程为15mA=0.015A，由欧姆定律：I=可知，电路中的最小电阻应为：Rmax=200，所以电阻箱应选D；根据闭合电路欧姆定律得：S2断开时有：E=I（Rx+R1+RA+r），S2闭合时有：E=I（R2+RA+r），解得：Rx=R2-R1；（2）闭合开关S2，由闭合电路欧姆定律得：E=I（R+RA+r），整理得：，由图示：-R图象可知：0.2103=636+，0.1103=316+，已知：RA=2.0，解得：E=3.2V，r=2.0。【点睛】本题考查了测电源电动势与内阻实验、考查了测量电阻的实验，要注意正确根据题意明确实验原理；然后根据所对应的物理规律分析求解即可；对于图象分析问题，要注意根据物理规律确定公式，结合图象的性质分析斜率以及截距的意义。
