河北省安平中学2020学年高二物理上学期第二次月考试题（实验部）

河北省安平中学2020学年高二物理上学期第二次月考试题（实验部）

安平中学2020学年上学期第二次月考 ‎ 实验部高二物理试题 ‎(考试时间:90分钟 分值:110分)‎ 一、选择题：本题共16个小题，有的小题只有一项符合题目要求，有的小题有多项符合题目要求.全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.满分共64分.‎ ‎1.磁场中某区域的磁感线如图所示，则（ ）‎ A．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大 B．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小 C. a、b两处的磁感应强度的大小不等，‎ D .a、b两处的磁感应强度的大小不等，‎ ‎2.图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是(　　)‎ A．向上　　B．向下　　　C．向左　　　D．向右 ‎3.（多选）在同一平面内有①、②、③三根等间距平行放置的长直导线，通入的电流强度分别为1 A、2 A、1 A，②的电流方向为c→d且受到安培力的合力方向水平向右，则(　　)‎ A．①的电流方向为a→b B．③的电流方向为e→f C．①受到安培力的合力方向水平向左 D．③受到安培力的合力方向水平向左 ‎4.在地球赤道上进行实验时，用磁传感器测得赤道上P点地磁场磁感应强度大小为B0。将一条形磁铁固定在P点附近的水平面上，让N极指向正北方向，如图所示，此时用磁传感器测得P点的磁感应强度大小为B1；现将条形磁铁以P点为轴旋转90°，使其N极指向正东方向，此时用磁传感器测得P点的磁感应强度的大小应为(可认为地磁南、北极与地理北、南极重合)(　　)‎ A．B1－B0 B．B1＋B0‎ C. D. ‎5.如图所示，光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，O点为圆弧的圆心．两金属轨道之间的宽度为0.5 m，匀强磁场方向如图，大小为0.5 T．质量为0.05 kg、长为0.5 m的金属细杆置于金属轨道上的M点．当在金属细杆内通以电流强度为2 A的恒定电流时，金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动．已知N、P为导轨上的两点，ON竖直、OP水平，且MN＝OP＝1 m，g取10 m/s2，则（ ）‎ A．金属细杆开始运动时的加速度大小为5 m/s2‎ B．金属细杆运动到P点时的速度大小为5 m/s C．金属细杆运动到P点时的向心加速度大小为10 m/s2‎ D．金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N ‎6.如图，圆形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B、半径为R, AB和CD为圆的两条直径，夹角为错误！未找到引用源。=30°，现从A点沿垂直CD方向入射一质量为m、电量为q的带正电粒子，该粒子将会从B点离开磁场区域，不计粒子重力，则粒子入射的速度v0大小为（ ）‎ A.错误！未找到引用源。 B.错误！未找到引用源。 C.错误！未找到引用源。 ‎ ‎ D.错误！未找到引用源。‎ ‎7.薄铝板将同一匀强磁场分成Ⅰ、Ⅱ两个区域，高速带电粒子可穿过铝板一次，在两个区域运动的轨迹如图，半径R1＞R2，假定穿过铝板前后粒子电量保持不变，则该粒子( )‎ A．带正电 B．在Ⅰ、Ⅱ区域的运动时间相同 C．在Ⅰ、Ⅱ区域的运动加速度相同 D．从区域Ⅱ穿过铝板运动到区域Ⅰ ‎8.一个回旋加速器，保持外加磁场的磁感应强度不变，对质子（H）加速时，可把质子的速度加到最大为v1，所用电场频率为f1；对α粒子（He）加速时，可把α粒子的速度加速到最大为v2，所用电场频率为f2，在不考虑相对论效应的情况下有（　　）‎ A．v1=2v2，f1=2f2‎ B．‎ C．‎ D．‎ ‎9.通电闭合直角三角形线框abc处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，电流方向如图所示，那么三角形线框受到的磁场力的合力为（　　）‎ A．方向垂直于ab边斜向上 B．方向垂直于ac边斜向上 C．方向垂直于bc边向下 D．为零 ‎10.（多选）如图所示，左右边界分别为，的匀强磁场的宽度为d，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，一个质量为m、电荷量大小为q的微观粒子，沿与左边界成=45°方向以速度垂直射入磁场。不计粒子重力，欲使粒子不从边界射出，的最大值可能是（ ）‎ A、 B、‎ C、 D、‎ ‎11.（多选）如图所示， 在一个边长为a的正六边形区域内存在磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里的匀强磁场，三个相同带正电的粒子，比荷为先后从A点沿AD方向以大小不等的速度射入匀强磁场区域，粒子在运动过程中只受磁场力作用；已知编号为①的粒子恰好从F点飞出磁场区域；编号为②的粒子恰好从E点飞出磁场区域；编号为③的粒子从ED边上的某一点垂直边界飞出磁场区域；则( )‎ A.编号为①的粒子进入磁场区域的初速度大小为 B.编号为②的粒子在磁场区域内运动的时间 C.编号为③的粒子在ED边上飞出的位置与E点的距离 D. 三个粒子在磁场内运动的时间依次减少并且比值为4:2:1‎ ‎12.关于电磁感应，下列说法正确的是（ ）‎ A．导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流 B．穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流 C．闭合电路在磁场中作切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流 D．导体作切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流 ‎13.关于对楞次定律的理解，下面说法中正确的是（ ）‎ A．感应电流的磁场方向，总是跟原磁场方向相同 B．感应电流的磁场方向，总是跟原磁砀方向相反 C．感应电流的磁场方向可以跟原磁场方向相同，也可以相反 D．感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量 ‎14.（多选）如图所示，一竖直长直导线旁边同一平面内有一矩形线圈abcd，导线中通有竖直向上的电流。下列操作瞬间，能在线圈中产生沿abcda方向电流的是（ ）‎ A．线圈向右平动 B．线圈竖直向下平动 C．线圈以ab边为轴转动 D．线圈向左平动 ‎15.（多选）如图所示，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有（ ）‎ A． 闭合电键K B．闭合电键K后，把R的滑片右移 C．闭合电键K后，把P中的铁心从左边抽出 D．闭合电键K后，把Q靠近P ‎16.如图所示，一闭合的铜环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继续下落，空气阻力不计，则铜环在运动过程中，下列说法正确的是（ ）‎ A、圆环在磁铁的上方时，加速度小于；圆环在磁铁的下方时，加速度大于 B、圆环在磁铁的上方时，加速度小于；圆环在磁铁的下方时，加速度小于 C、圆环在磁铁的上方时，加速度大于；圆环在磁铁的下方时，加速度等于 D、圆环在磁铁的上方时，加速度大于；圆环在磁铁的下方时，加速度小于 二.计算题：（本题共3个小题，共46分.要求写出必要的答题过程.）‎ ‎17.（8分）如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E=3V、内阻r=0.5Ω的直流电源．现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R=1Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2．已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：‎ ‎（1）导体棒受到的安培力大小；‎ ‎（2）导体棒受到的摩擦力大小．‎ ‎18.（16分）如图所示，两同心圆圆心为O，半径分别为r和2r，在它们围成的环形区域内存在着磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场．大量质量为m、电量为＋q的带电粒子以不同的速率从P点沿各个方向射入磁场区域，不计粒子重力及其相互作用．‎ ‎（1）若某带电粒子从P点沿PO方向射入磁场，恰好未能进入内部圆形区域，求该粒子在磁场中运动的时间；‎ ‎（2）若有些带电粒子第一次穿过磁场后恰能经过O点，求这些粒子中最小的入射速率．‎ ‎19.（22分）如图所示，相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置，s1、s2分别为M、N板上的小孔，s1、s2、O三点共线，它们的连线垂直M、N，且s2O=R．以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场．D为收集板，板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R，板两端点的连线垂直M、N板．质量为m、带电量为+q的粒子，经s1进入M、N间的电场后，通过s2进入磁场．粒子在s1处的速度和粒子所受的重力均不计．‎ ‎（1）当M、N间的电压为U时，求粒子进入磁场时速度的大小υ；‎ ‎（2）若粒子恰好打在收集板D的中点上，求M、N间的电压值U0；‎ ‎（3）当M、N间的电压不同时，粒子从s1到打在D上经历的时间t会不同，求t的最小值 高二物理答案（实验部）‎ 选择题：每题4分，部分2分，共64分 1. C 2.B 3.BCD 4.D 5.D 6.D 7.B 8.A 9.D 10.AC ‎11.ACD 12.B 13.C 14.AC 15.AD 16.B ‎17.（8分）解：（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：‎ I==A=2A 导体棒受到的安培力：F安=ILB=2×0.40×0.50N=0.40N ‎（2）导体棒所受重力沿斜面向下的分力：F1=mgsin37°=0.04×10×0.6N=0.24N 由于F1小于安培力，故导体棒沿斜面向下的摩擦力f，根据共点力平衡条件得：‎ mgsin37°+f=F安 解得：f=F安﹣mgsin37°=（0.40﹣0.24）N=0.16N ‎18.（16分）（1）该粒子恰好没有进入内部圆形区域，说明粒子轨迹与内圆相切，设粒子做圆周运动的半径为R1，圆心O1，轨迹如图，则有：‎ ‎（R1+r）2=R12+（2r）2　①‎ 设粒子偏转角为θ，由几何关系可得 　②‎ 由①～②解得θ=106°‎ 又由粒子在磁场中运动周期为　③‎ 粒子在磁场中运动的时间　④‎ 由①～④得：‎ ‎（2）最小速率的带电粒子应与大圆相切入射，轨迹如图所示，设粒子做圆周运动的半径为R2，圆心O2，粒子速度为v，则 由几何关系得：（2r－R2）2=R22+r2　⑤‎ 由牛顿第二定律可得：　⑥‎ 由⑤和⑥式解得：‎ ‎19.（22分）【答案】（1）（2）（3）‎ ‎（3）M、N间的电压越大，粒子进入磁场时的速度越大，粒子在极板间经历的时间越短，同时在磁场中运动轨迹的半径越大，在磁场中运动的时间也会越短，出磁场后匀速运动的时间也越短，所以当粒子打在收集板D的右端时，对应时间t最短．‎ 根据几何关系可以求得粒子在磁场中运动的半径r=R 由 ②得粒子进入磁场时速度的大小：‎ 粒子在电场中经历的时间：‎ 粒子在磁场中经历的时间：‎ 粒子出磁场后做匀速直线运动经历的时间：‎ 粒子从s1到打在收集板D上经历的最短时间为： ‎