河北省张家口市2019届高三12月月考物理试卷

1820年4月，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。已知通电长直导线周围某点的磁感应强度B=k，即磁感应强度B与导线中的电流Ⅰ成正比、与该点到导线的距离r成反比。如图所示，两根平行长直导线相距为x0，分别通以大小不等、方向相同的电流，已知I1<I2。规定磁场方向垂直纸面向外为正，在0~x0区间内磁感强度B随x变化的图线可能是图中的(　　　 )

A.

B.

C.

D.

难度: 简单查看答案及解析

如图所示，某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极，已知该卫星从北纬60°的正上方按图示方向第一次运行到南纬60°的正上方时所用时间为1h，则下列说法正确的是(　　 )

A. 该卫星与同步卫星的运行半径之比为1︰8

B. 该卫星与同步卫星的运行速度之比为2︰1

C. 该卫星的运行速度一定大于7.9km/s

D. 该卫星的机械能一定大于同步卫星的机械能

难度: 中等查看答案及解析

图为某电源的U-I图线，图为某小灯泡的U-1图线的一部分，则下列说法中正确的是(　　　 )

A. 电源的内阻为10Ω

B. 小灯泡的电阻随着电压的增大而减小

C. 当小灯泡两端的电压为1.0V时，它的电阻为 Ω

D. 把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率为2.4W

难度: 中等查看答案及解析

真空中，一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，当它运动到A点时与一不带电的静止粒子发生碰撞并合为一体。则碰撞前、后粒子的运动轨迹正确的是(实线表示碰撞前的轨迹，虚线表示碰撞后的轨迹)(　　　 )

A.

B.

C.

D.

难度: 中等查看答案及解析

如图所示，两光滑平行倾斜导轨处于垂直导轨平面的磁场中(未画出)，导轨与水平方向的夹角为θ=37°，间距为L=20 cm。电源电动势E=10V，内阻不计，定值电阻R1=4Ω，开关K闭合后金属棒MN恰好静止在倾斜导轨上，已知金属棒MN的质量为m=10g，电阻为R=6Ω，则关于磁感应强度的说法正确的是(　　　 )(g取10m/s2)

A. 垂直导轨平面向上，大小为B=0.3T

B. 垂直导轨平面向下，大小为B=0.3T

C. 垂直导轨平面向上，大小为B=0.375T

D. 垂直导轨平面向下，大小为B=0.375T

难度: 简单查看答案及解析

如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一带正电粒子以速度v0从A点沿直径AC方向射入磁场，从D点离开磁场，半径OD与OC成60°角，不计粒子重力，则带电粒子的比荷为(　　　 )

A.

B.

C.

D.

难度: 中等查看答案及解析

如图所示，足够长的半径为R=0.4m的圆弧形光滑轨道固定于竖直平面内，圆孤形轨道与光滑固定的水平轨道相切，可视为质点的质量均为m=0.5kg的小球甲、乙用轻杆连接，置于圆弧形轨道上，小球甲与O点等高，小球乙位于圆心O的正下方。某时刻将两小球由静止释放，最终它们在水平面上运动。g取10m/s2。则(　　　 )

A. 下滑过程中小球乙的机械能守恒

B. 两小球最终在水平面上运动的速度大小为2m/s

C. 当小球甲滑到圆轨道最低点时，轨道对它的支持力大小为10N

D. 小球甲下滑过程中重力对它做功的功率增大

难度: 中等查看答案及解析

如图，空间中存在正交的匀强电场E和匀强磁场B(匀强电场水平向右)，在竖直平面内从a点沿ab、ac方向抛出两带电小球(不考虑两带电球的相互作用，不计空气阻力，两球电量始终不变)，关于小球的运动，下列说法正确的是(　　　　　　 )

A. 只有沿ab抛出的带电小球才可能做直线运动

B. 沿ab做直线运动的小球带正电，可能做匀加速运动

C. 沿ac做直线运动的小球带负电，且一定是匀速运动

D. 两小球在运动过程中机械能均守恒

难度: 困难查看答案及解析

如图所示，电源电动势为E，内电阻为r。当滑动变阻器的触片从右端滑到左端时，理想电压表V1、V2的示数变化量分别为△U1和△U2，理想电流表A的示数变化量为△I，则(　　　 )

A. △I<0

B. △U2<0

C. |△U1|<|△U2|

D. 减小

难度: 中等查看答案及解析

如图所示，竖直向下的匀强电场中的O点固定一点电荷，一个带电小球可绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，a、b为圆周的最高点和最低点。不计空气阻力，则(　　　 )

A. 点电荷带正电

B. a点的电场强度大于b点的电场强度

C. 小球在从a点运动到b点的过程中，电势能增大

D. 如果加一个垂直于竖直平面的匀强磁场，小球也可以继续做圆周运动

难度: 困难查看答案及解析

电动机是把电能转化成机械能的一种设备，在工农业、交通运输、国防及家电、医疗领域广泛应用。图示表格是某品牌电动机铭牌的部分参数，据此信息，下列说法中不正确的是(　　　 )

A. 该电动机的额定电流为5A

B. 该电动机的输出功率为110W

C. 该电动机的线圈电阻为4.4 Ω

D. 该电动机正常工作时每分钟对外做的功为5.94×103J

难度: 简单查看答案及解析

如图所示，在xOy坐标系的一、四象限存在匀强磁场，规定垂直纸面向里为磁场的正方向，磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示，t=0时刻，一个比=1.0×104C/kg的正电荷从(0，)处以v0=1.0×104m/s的速度沿y轴负方向射入磁场，则(　　　 )

A. 在磁场变化的半个周期内，带电粒子的速度方向改变60°

B. 在磁场变化的半个周期内，带电粒子的速度方向改变120°

C. 带电粒子从射入磁场至第一次经过x轴所需的时间为×10ˉ4s

D. 带电粒子从射入磁场至第一次经过x轴所需的时间为×10ˉ4s

难度: 困难查看答案及解析

采用重物自由下落“验证机械能守恒定律”的实验装置如图1所示，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度g=9.80m/s2。

(1)实验室供选择的重物有以下四个，应选择（_______）

A.质量为100g的钩码

B.质量为10g的砝码

C.质量为200g的木球

D.质量为10g的塑料球

(2)用选择的重物进行实验，选取一条符合实验要求的纸带如图2所示，O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点。重物由O运动到B点时动能的增加量等于_________J，重力势能减少量等于_________J(计算结果均保留3位有效数字)。

难度: 简单查看答案及解析

某实验小组要测量两节干电池组的电动势和内阻，实验室有下列器材：

A.灵敏电流计G(0~5mA，内阻约为60Ω)

B.电压表V(0~3V，内阻约为10kΩ)

C.电阻箱R1(0~99.9Ω)

D.滑动变阻器R2(0~100Ω，1.5A)

E.旧电池2节

F.开关、导线若干

(1)由于灵敏电流计的量程太小，需扩大灵敏电流计的量程。测量灵敏电流计的内阻的电路如图甲所示，调节R2的阻值和电阻箱使得电压表示数为2.00V，灵敏电流计示数为4.00mA，此时电阻箱接入电路的电阻为450.0Ω，则灵敏电流计内阻为_________Ω(保留1位小数)；

(2)为将灵敏电流计的量程扩大为60mA，该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联，则应将电阻箱R1的阻值调为_________Ω(保留3位有效数字)；

(3)把扩大量程后的电流表接入如图乙所示的电路，根据测得的数据作出U－IG(IG为灵敏电流计的示数)图象如图丙所示，则该干电池组的电动势E=_________V；内阻r=_________Ω(保留3位有效数字)。

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如图所示，电磁炮是一种新型的兵器，其射程甚至可达数百公里，远远超过常规炮弹。它的主要原理如图乙所示，当弹体中通以强电流时，弹体在强大的磁场力作用下加速前进，最后从炮口高速射出。设两轨道间距离为d=0.10m，匀强磁场的磁感应强度为B=40T，电流恒定，I=2000A，轨道长度为L=20m，炮弹的质量为m=20g，忽略一切阻力。求：

(1)弹体的加速度大小；

(2)弹体最终获得的速度大小；

(3)磁场力对弹体的最大功率。

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如图所示，圆盒为电子发射器，M处是电子出射口。其正视截面如图所示，D为绝缘外壳，整个装置处于真空中，半径为R的金属圆柱的圆心A处有一离子源，可沿半径向外均匀发射速率为v的低能电子，与金属圆柱同轴放置的金属网C的半径为3R。不需要电子射出时，可用磁场将电子封闭在金属网以内；若需要低能电子射出时，可撤去磁场，让电子直接射出；若需要高能电子，撤去磁场，并在金属圆柱A和金属网C间加一径向电场，使其加速后射出。不考虑金属圆柱A和金属网C的静电感应电荷对电子的作用和电子之间的相互作用，忽略电子的重力，已知电子质量为m，电荷最为e。

(1)若需要速度为3v的电子通过金属网C发射出来，在金属圆柱A和金属网C间所加电压U是多大；

(2)若金属圆柱A和金属网C间不加电压，要使由金属圆柱A发射的电子不从金属网C射出，可在金属网内环形区域加垂直于圆盒平面向外的匀强磁场，则所加磁场磁感应强度B应满足什么条件。

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如图所示，坐标平面第I象限内存在水平向左的匀强电场，在y轴左侧区域存在宽度为d=0.3m的垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B(大小可调节)。现有比荷为=2.5×109C/kg的带正电粒子从x轴上的A点以初速度v0=2.0×107m/s垂直x轴射入电场，然后从y轴上的P点进入磁场，已知OA=0.25m，OP=m，不计重力。求：

(1)电场强度的大小和粒子经过P点时的速度v的大小

(2)要使粒子不从CD边界射出，则磁感应强度B的取值范围

(3)在(2)磁感应强度B最小的情况下，带电粒子在磁场中运动的时间(不考虑粒子二次进入磁场的情况)。

难度: 困难查看答案及解析

如图所示，长L=3m的一段水平直轨道BC与倾角θ=37°的足够长斜面CD相连，B点正上方的固定点O悬挂一长为r=1m的轻绳，轻绳另一端拴一质量为m1=3kg的小球。现将轻绳拉至水平位置，使小球从A点以竖直向下的初速度v0=4m/s发出，运动至最低点时绳子恰好断裂，小球与静止在B点的质量m2=1kg的小物块碰撞后粘在一起。小物块和小球与水平轨道的动摩擦因数为μ=，sin37=0.6，重力加速度g=10m/s2。求：

(1)小球在与小物块发生碰撞前瞬间绳子对小球的拉力大小；

(2)小物块和小球运动到C点时的速度大小；

(3)小物块和小球从C点飞出后落在CD上的P点，CP的距离是多少。

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