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- 2021-05-22 发布
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安平中学2018—2019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=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. B. C. D.
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s2
O=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: