物理卷·2019届内蒙古集宁一中高二上学期12月月考试题（解析版） 14页

集宁一中2017-2018学年第一学期第三次月考 高二年级物理试题 一、选择题 ‎1. 如果运动电荷除磁场力外不受其他任何力的作用，则带电粒子在磁场中做下列运动可能成立的是(　　)‎ A. 做匀速直线运动 B. 做匀变速直线运动 C. 做变速曲线运动 D. 做匀变速曲线运动 ‎【答案】C ‎【解析】A、带电粒子进入磁场后，只要受到洛伦兹力，因洛仑兹力始终与速度方向垂直，一定做变速曲线运动，故A不可能；‎ B、匀变速运动是指加速度不变的运动，如果运动电荷除磁场力外不受其它任何力的作用，洛伦兹力的方向与速度方向垂直，粒子将做曲线运动，故B不可能；‎ C、因为直线运动的条件是合外力与速度方向共线，而带电粒子的洛仑兹力始终与速度方向垂直，做变速曲线运动，故C可能；‎ D、如果做匀变速运动说明加速度的方向是始终不变的，而洛伦兹力大小F=qvB，方向始终与速度的方向垂直，即方向始终都在变化，所以粒子的加速度是变化的，是变加速曲线运动，故D不可能。‎ 故选：C。‎ ‎2. 如图所示，大圆导线环A中通有电流，方向如图所示，另在导线环所在的平面画一个圆B，它的一半面积在A环内，另一半面积在A环外.则B圆内的磁通量（ ）‎ A. 为零 B. 是出来的 C. 是进去的 D. 条件不足，无法判别 ‎【答案】C ‎【解析】根据题意可知，通电环形导线，在线圈B处产生磁场方向，左半边的垂直向里，右半边的磁场垂直向外，且线圈A内部的磁场强，根据方向不同可以相互抵消，可知，B圆内的磁通量是进去的，故C正确，ABD错误；‎ 故选：C.‎ ‎3. 如图所示，一个静止的质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子在磁场中转半个圆后打在P点，设OP＝x，能够正确反映x与U之间的函数关系的是(　　)‎ ‎　‎ A. A B. B C. C D. D ‎【答案】B ‎【解析】在加速电场中，由动能定理得： ‎ 解得：，‎ 磁场中，洛伦兹力提供向心力，有： ‎ 得：‎ 则得：，B. m、q都一定，则由数学知识得到，x−U图象是抛物线，B正确，ACD错误。‎ 故选：B.‎ ‎4. 如图所示，一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中，若要使圆环中产生如箭头所示方向的瞬时感应电流，下列方法可行的是(　　)‎ A. 使匀强磁场均匀增大 B. 使圆环绕水平轴ab如图转动30°‎ C. 使圆环绕水平轴cd如图转动30°‎ D. 保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动 ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：根据安培右手定则，圆环中感应电流产生的磁场竖直向下与原磁场方向相反，根据楞次定律，说明圆环磁通量在增大，磁场增强则磁通量增大的，选项A对。使圆环绕水平轴ab ‎ 或者是cd如图转动30°，使得圆环在中性面上的投影面积减小，磁通量减小，只会产生于图示方向反向的感应电流，选项BC错。保持圆环水平并使其饶过圆心的竖直轴转动，圆环仍和磁场垂直，磁通量不变，不会产生感应电流选项D错。考点：楞次定律 ‎5. 如图所示，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内，其下方(略靠前)固定一根与线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流．释放线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中(　　)‎ A. 线框中感应电流方向依次为ACBA→ABCA B. 线框的磁通量为零时，感应电流却不为零 C. 线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上 D. 线框做自由落体运动 ‎【答案】B ‎【解析】A．根据右手定则，通电直导线的磁场在上方向外，下方向里；离导线近的地方磁感应强度大，离导线远的地方磁感应强度小。线框从上向下靠近导线的过程，向外的磁感应强度增加，根据楞次定律，线框中产生顺时针方向的电流；穿越导线时，上方向外的磁场和下方向里的磁场叠加，先是向外的磁通量减小，之后变成向里的磁通量，并逐渐增大，直至最大；根据楞次定律，线框中产生逆时针方向的电流。向里的磁通量变成最大后，继续向下运动，向里的磁通量又逐渐减小，这时的电流新方向又变成了顺时针，即感应电流方向依次为ACBA→ABCA→ACBA.故A错误；‎ B．根据A中的分析，穿越导线时，上方向外的磁场和下方向里的磁场叠加，先是向外的磁通量减小，一直减小到0，之后变成向里的磁通量，并逐渐增大。这一过程是连续的，始终有感应电流存在，故B正确；‎ CD．‎ 根据楞次定律，感应电流始终阻碍线框相对磁场的运动，故受安培力的方向始终向上，不是0，因此线框不可能做自由落体运动，故C错误，D错误。‎ 故选：B.‎ 点睛：根据右手定则，通电直导线的磁场在上方向外，下方向里；离导线近的地方磁感应强度大，离导线远的地方磁感应强度小，然后根据楞次定律可以判断感应电流的方向，根据左手定则可以判断受力的方向．‎ ‎6. 如图所示，圆位于纸面内，圆心为O，圆内有垂直于圆面且磁感应强度为的匀强磁场。一带电粒子沿半径方向从a点射入磁场，从圆上b点射出磁场，粒子速度方向改变了900；若保持入射速度及入射点不变，使磁感应强度变为B，则粒子飞出磁场时速度方向改变的角度为（ ）‎ A. 300 B. 450 C. 600 D. 900‎ ‎【答案】C ‎【解析】带电粒子进入磁场中做匀速圆周运动，由 ，得： 当磁感应强度为B时，轨迹半径为，即：r′=．‎ 设粒子B变化后速度的偏向角为α，原来速度的偏向角为β．根据几何关系有： ， ‎ 又β=90°,则得： α=60°，所以粒子飞出场区时速度方向改变的角度为60°．故选C．‎ 点睛：带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动问题，关键是画出粒子圆周的轨迹，往往用数学知识求轨迹半径与磁场半径的关系.‎ ‎7. 一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在磁场中，如图所示，线圈平面与磁场方向成60°角，磁感应强度随时间均匀变化，下列方法不能使感应电流增加一倍的是 (　　) ‎ A. 把线圈匝数增加一倍 B. 把线圈面积增加一倍 C. 把线圈半径增加一倍 D. 改变线圈与磁场方向的夹角 ‎【答案】ABD ‎【解析】设导线的电阻率为ρ,横截面积为S0，线圈的半径为r，则 ‎，‎ 可见,将r增加一倍,I增加一倍,将线圈与磁场方向的夹角改变时,sinθ不能变为原来的2倍(因sinθ最大值为1),若将线圈的面积增加一倍,半径r增加(−1)倍,电流增加(−1)倍，I与线圈匝数无关。故C正确，A.B.D错误。‎ 本题选择错误答案，故选：ABD.‎ ‎8. 如图所示，在平面直角坐标系xOy中只有第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，点M的坐标为(0，－d)．一电荷量为q，质量为m的带电粒子以某一速度从点M与y轴负方向成θ＝37°角垂直磁场射入第四象限，粒子恰好垂直穿过x轴，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。若不考虑粒子重力，下列说法正确的是(　　)‎ A. 粒子可能带负电 B. 粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为d C. 粒子的速度大小为 D. 若仅减小磁感应强度大小，粒子必穿过x轴 ‎【答案】CD ‎【解析】A. 由粒子的偏转方向，根据左手定则可以断定粒子带正电，所以选项A错误；‎ B. 由题意画出粒子做匀速圆周运动的轨迹如图所示：‎ 由几何关系得到,半径r=d/cos53∘=5d/3，所以选项B错误；‎ C. 由洛仑兹力提供向心力,从而求得速度，所以选项C正确；‎ D. 其他条件不变,若只减小磁感应强度B,由半径公式可得半径将增大，则肯定能通过x轴，所以选项D正确。‎ 故选：CD。‎ 点睛：根据粒子的偏转方向，由左手定则就能确定粒子的电性．画出粒子的运动轨迹，由几何关系就能求出粒子做匀速圆周运动的半径．由洛仑兹力提供向心力就能求出粒子的速度大小，从而也能看出半径与磁感应强度大小的关系．‎ 二、非选择题 ‎9. 多用电表欧姆挡“×1”的内部电路如图1所示，为测量多用电表内部电阻r和电池的电动势E，实验过程如下：‎ ‎ ‎ ‎（1）将选择开关旋至欧姆挡“×1”，红、黑表笔短接，其中表笔a为_________（填“红表笔”或“黑表笔”），调节______，使指针位于表盘______（填“左”或“右”）侧零刻度线处．‎ ‎（2）将电阻箱R和电压表V并联后接在两表笔a、b上，改变电阻箱R的阻值，记录6组电压表和电阻箱的示数U和R，再将和的值填写在表格中，把第3、5组数据的对应点在如图2的坐标系中补充标出，并作出图线_______．‎ ‎（3）根据图线可知电动势E=______V，内阻r=_______Ω．（结果保留3位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). （1）红表笔； (2). R0； (3). 右； (4). （2）如图所示： (5). （3）1.43(1.40-1.45)； (6). 23.0(22.5-23.5)；‎ ‎【解析】(1)由图可知,右侧表笔接电内部电压的正极,为保证电流由红进黑出,则右表笔应接黑接线柱,左接线柱接红接线柱；调零时指针应指在右侧的零刻度处,方法为调节R0，使指针指在右侧零刻度处；‎ ‎(2)根据表中数据利用描点法得出对应的图象如图所示；‎ ‎(3)由闭合电路欧姆定律可知：；‎ 变形得：；‎ 可知,图象与纵坐标的交点为电源的电动势的倒数,故有：E= =1.43V；‎ 图象的斜率表示r/E,则有：。 ‎ 三、计算题：（本大题包含3小题，共44分，解答应写出必要的文字说明、方程式和主要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）‎ ‎10. 如图所示，在虚线所示宽度范围内，用场强为E的匀强电场可使以初速度为v0、垂直于电场方向入射的某种正离子偏转θ角.在同样宽度范围内，若改用方向垂直于纸面向外的匀强磁场，使该离子穿过磁场区域偏转角度也为θ，求匀强磁场的磁感应强度.‎ ‎【答案】B=‎ ‎【解析】设离子的质量为m，电荷量为q，场区宽度为L，粒子在电场中做类平抛运动，则 时间 t=L/v0 ①‎ 加速度a=qE/m  ②‎ 由速度分解可tanθ=at/v0  ③‎ 由①②③得：tanθ=   ④‎ 粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹如图所示。‎ ‎  ⑤‎ 由几何知识得：sinθ=L/R ⑥‎ 由⑤⑥解得：sinθ=  ⑦‎ 由④∼⑦式解得：B=‎ ‎11. 边长为0.2m、n=100匝的正方形线圈，处在如图所示的磁场内（线圈右边的电路中没有磁场），磁感应强度随时间t变化的规律是B=(0.5t+2 )T，R = 3Ω，线圈电阻r = 1Ω，求：通过R的电流大小和方向 ‎【答案】0.5A，方向从b指向a；‎ ‎【解析】试题分析：由法拉第电磁感应定律可得出线圈中的电动势，则由欧姆定律可求得通过R的电流；由楞次定律可求得电流的方向。‎ 由法拉第电磁感应定律可得：则电路中电流: ,由题意知线圈中的磁通量增大，则由楞次定律可得线圈电 流方向为逆时针，故R中电流方向从b指向a.‎ 点睛：本题考查法拉第电磁感应定律、楞次定律的应用、电容器及欧姆定律，解题时注意发生电磁感应的部分看作电源，不能忽略了其内电阻。‎ ‎12. 如图所示，在以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于xOy平面向里．一带正电的粒子(不计重力)从O点沿y轴正方向以某一速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，经t0时间从P点射出 ‎(1)求电场强度的大小和方向 ‎(2)若仅撤去磁场，带电粒子仍从O点以相同的速度射入，经 时间恰好从半圆形区域的边界射出．求粒子运动加速度的大小。‎ ‎(3)若仅撤去电场，带电粒子仍从O点射入，但速度为原来的4倍，求粒子在磁场中运动的时间。‎ ‎【答案】（1）E＝，方向沿x轴正方向；（2）a=；（3）；‎ ‎ ‎ 又有 ⑥ 得⑦ （3）仅有磁场时，入射速度，带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动，‎ ‎ 设轨道半径为r，由牛顿第二定律有⑧ 又 ⑨ 由③⑦⑧⑨式得 ⑩ 由几何关系（11） 即，所以（12） 带电粒子在磁场中运动周期 则带电粒子在磁场中运动时间，所以。‎ 点睛：本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，要掌握住半径公式、周期公式，画出粒子的运动轨迹后，几何关系就比较明显了。‎ ‎ ‎ ‎ ‎