内容正文:
2025届高二第二学期物理月考试卷 2024.3
考试内容:选择性必修1-2 时间:90分钟 满分:100分 命题:向立公
1、 选择题(每小题4分,共56分。1-10题所给选项有一项符合题意,11-14所给选项至少有一项符合题意。g=10m/s2)
1.下列各图中,能正确表示运动电荷在匀强磁场中所受洛伦兹力(F)方向的是( )
A. B. C. D.
2. 如图所示,单色光Ⅰ和Ⅱ照射到半圆形玻璃砖的圆心O,从玻璃砖圆弧面上的同一位置离开玻璃砖,下列说法正确的是( )
A. 在同种玻璃中单色光Ⅰ的折射率较大
B. 在同种玻璃中单色光Ⅰ的传播速度大
C. 增大单色光Ⅰ的入射角会发生全反射现象
D. 若单色光Ⅰ为绿光,单色光Ⅱ可能是紫光
3.如图所示,一束激光在长度为l=3m的光导纤维中传播。激光在光导纤维中的折射率,若激光由其左端的中心点以α=60°的入射角射入光导纤维,已知光在真空中的传播速度为3×108m/s,下列说法错误的是( )
A.该束激光在左端面的折射角为30°
B.激光从左端面的入射角过大,则不能在侧壁发生全反射
C.激光在光导纤维中的速度为
D.激光在光导纤维中传播的时间为2×10-8s
4.某同学在探究单摆运动中,图a是用力传感器对单摆运动过程进行测量的装置图,图b是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F-t图像,根据图b的信息可得( )
A.摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力充当单摆的回复力
B.从t=0时刻开始摆球第一次摆到最低点的时刻为0.5s
C.用米尺量得细线长度l,即摆长为l
D.由图可计算出单摆的长度为1.0m
5. 一列简谐横波沿轴正方向传播,时刻波形如图所示,此后的时间内质点A运动的路程为,则下列说法正确的是( )
A. 这列波的周期是,且波源开始振动时的速度沿轴负方向
B. 时波刚传播到质点处
C. 质点B的振动方程为
D. 质点在时第一次出现在波峰位置
6.如右图所示,由六根相同的导体棒连接而成的正六边形导线框abcdef固定在垂直纸面向里的匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,线框顶点a、b与恒压直流电源(内阻不计)两端相接,已知闭合开关后,导体fe受到的安培力大小为F(不计导体棒间相互作用),则下列说法正确的是( )
A.导体棒ab受到的安培力大小也为F
B.导体棒cd、ef受到的安培力相同
C.导线框abcdef所受安培力的合力为6F
D.导线框abcdef所受安培力的合力为l.2F
7.如图所示,在盛有导电液体的水平玻璃皿中心放一个圆柱形电极接电源的负极,沿边缘内壁放另一个圆环形电极接电源的正极做“旋转液体实验”,其中蹄形磁铁两极间正对部分的磁场可视为匀强磁场,磁铁上方为S极。电源的电动势,限流电阻。闭合开关S后,当导电液体旋转稳定时理想电压表的示数为3.5V,理想电流表示数为0.5A。则( )
A.从上往下看,液体顺时针旋转
B.玻璃皿中两电极间液体的电阻为7Ω
C.液体消耗的电功率为1.75W
D.电源的内阻为5Ω
8.如图所示,一半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一质量为m、电荷量为q的负电荷(重力忽略不计)以速度v沿正对着圆心O的方向射入磁场,从磁场中射出时速度方向改变了角。磁场的磁感应强度大小为( )
A.
B.
C.
D.
9.真空区域有宽度为l、磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向如图所示,MN、PQ是磁场的边界。质量为m、电荷量为+q的粒子(不计重力)从MN边界某处射入磁场,刚好没有从PQ边界射出磁场,再从MN边界射出磁场时与MN夹角为30°,则( )
A.粒子进入磁场时速度方向与MN边界的夹角为60°
B.粒子在磁场中运动的时间为
C.粒子在磁场中运动的时间为
D.粒子射入磁场时的速度大小为
10. 虚线OM和虚线ON之间的夹角为30°,如图所示,虚线OM上方存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场。一带负电的粒子沿纸面以大小为v的速度从O点右侧距离为L的A点向左上方射人磁场,速度与OM成30°角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点,并从OM上另一点射出磁场,不计重力。则粒子在磁场中做圆周运动的半径为( )
A B.
C. 2L D. 3L
11..如图所示,通电导体棒静止于水平导轨上,棒的质量为m,长为l,通过的电流大小为I且垂直于纸面向里,匀强磁场的磁感应强度B的方向与导轨平面成θ角,则导体棒受到的( )
A.安培力大小为BIl
B.安培力大小为BIlsin θ
C.摩擦力大小为BIlcos θ
D.支持力大小为mg+BIlcos θ
12.如图所示,三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距,均通有电流I,L1中电流方向与L2中的相同,与L3中的相反。下列说法正确的是( )
A.L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直
B.L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直
C.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶
D.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为∶1
13.A、B两个离子同时从匀强磁场的直边界上的P、Q点分别以60°和30°(与边界的夹角)射入磁场,又同时分别从Q、P点穿出,如图所示。设边界上方的磁场范围足够大,下列说法正确的是( )
A.A为正离子,B为负离子
B.A、B两离子运动半径之比为1∶
C.A、B两离子速率之比为1∶
D.A、B两离子的比荷之比为2∶1
14. 如下图所示,足够长的光滑水平面上静止一质量为3m的弧槽,弧槽和水平面平滑连接,质量为的滑块(可视为质点),从距离水平面高度为的A点由静止沿弧槽滑下,之后被轻质弹簧反向弹出,不计一切阻力及能量损失、重力加速的大小为。以下的说法错误的是( )
A. 滑块沿弧槽下滑过程中,二者组成的系统动量守恒,机械能也守恒
B. 弹簧获得最大弹性势能为
C. 滑块沿弧槽上升的最大高度等于
D. 滑块再一次离开弧槽后,可能和弹簧发生作用
第Ⅱ卷 (非选择题,共44分)
二、填空题(本题共1小题,共8分)
15.磁体和电流之间、磁体和运动电荷之间、电流和电流之间都可通过磁场而相互作用,此现象可通过以下实验证明:
(1)如图(a)所示,在重复奥斯特的电流磁效应实验时,为使实验方便效果明显,通电导线应 。
A.平行于南北方向,位于小磁针上方B.平行于东西方向,位于小磁针上方
C.平行于东南方向,位于小磁针上方 D.平行于西南方向,位于小磁针上方
此时从上向下看,小磁针的旋转方向是 填顺时针或逆时针。
(2)如图(b)所示是电子射线管示意图。接通电源后,电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转,在下列措施中可采用的是 。(填选项代号)
A.加一磁场,磁场方向沿z轴负方向 B.加一磁场,磁场方向沿y轴正方向
C.加一电场,电场方向沿z轴负方向 D.加一电场,电场方向沿y轴正方向
(3)如图(c)所示,两条平行直导线,当通以相同方向的电流时,它们相互 (填排斥或吸引),当通以相反方向的电流时,它们相互 (填排斥或吸引),这时每个电流都处在另一个电流的磁场里,因而受到磁场力的作用。也就是说,电流和电流之间,就像磁极和磁极之间一样,也会通过磁场发生相互作用。
三、计算题(本题共4小题,共36分。解答应写出必要的文字说明、表达式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须写出数值和单位g取10m/s2)
16.(10分)如图所示,两根倾斜直金属导轨MN、PQ平行放置,导轨平面与水平面之间的夹角θ=37°,两导轨之间的距离L=0.50 m。一根质量m=0.20 kg的均匀直金属杆ab垂直放在两导轨上且接触良好,整个装置处于与ab杆垂直的匀强磁场中。在导轨的上端接有电动势E=36 V、内阻r=1.6 Ω的直流电源和电阻箱R。已知导轨与金属杆的电阻均可忽略不计,sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,重力加速度g取10 m/s2。
(1)若金属杆ab和导轨之间的摩擦可忽略不计,当电阻箱接入电路中的电阻R1=2.0 Ω时,金属杆ab静止在导轨上。
①如果磁场方向竖直向下,求满足条件的磁感应强度的大小;
②如果磁场的方向可以随意调整,求满足条件的磁感应强度的最小值及其方向。
2)如果金属杆ab和导轨之间的摩擦不可忽略,整个装置处于垂直于导轨平面斜向下、磁感应强度大小B=0.40 T的匀强磁场中。当电阻箱接入电路中的电阻R2=3.4 Ω时,金属杆ab仍保持静止,求此时金属杆ab受到的摩擦力Ff的大小及方向。
17.(8分)宇航员王亚平在太空实验授课中,进行了水球光学实验(图甲)。某同学在观看太空水球光学实验后,找到一块环形玻璃砖模拟光的传播。如图乙所示横截面为圆环的玻璃砖,其内径为,外径为,一束单色光在纸面内从点以的入射角射入玻璃砖,经一次折射后,光线恰好与玻璃砖内壁相切。光在真空中的速度为c,求:
(1)玻璃砖对该单色光的折射率;
(2)求该束光进入玻璃砖后反射光再一次回到A点的时间t。
18.(8分)一列简谐波在x轴上传播,如图所示,时刻的波形如图中实线所示,时刻的波形如图中虚线所示。已知,问:
(1)若波沿x轴正方向传播,且,这列波的传播速度是多大?
(2)若波沿x轴负方向传播,且无约束条件,波速是多大;
(3)若波速,则波向哪个方向传播?
19.(10分)如图,在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后,沿平行于x辅的方向射入磁场;一段时间后,该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出。已知O点为坐标原点,N点在y轴上,OP与x轴的夹角为30°,粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d,不计重力。求
(1)带电粒子的比荷;
(2)带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间。
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B,2025届高二第二学期物理月考试卷 2024.3
考试内容:选择性必修1-2 时间:90分钟 满分:100分 命题:向立公
1、 选择题(每小题4分,共56分。1-10题所给选项有一项符合题意,11-14所给选项至少有一项符合题意。g=10m/s2)
1.下列各图中,能正确表示运动电荷在匀强磁场中所受洛伦兹力(F)方向的是( )
A. B. C. D.
【答案】D【解析】【详解】A.该图中电荷所受洛伦兹力为零,故A不符合题意;
B.该图中电荷所受洛伦兹力为零,故B不符合题意;
C.根据左手定则可知,该图中电荷所受洛伦兹力方向向上,故C不符合题意;
D.根据左手定则可知,该图中电荷所受洛伦兹力方向向右,故D符合题意。故选D。
2. 如图所示,单色光Ⅰ和Ⅱ照射到半圆形玻璃砖的圆心O,从玻璃砖圆弧面上的同一位置离开玻璃砖,下列说法正确的是( )
A. 在同种玻璃中单色光Ⅰ的折射率较大
B. 在同种玻璃中单色光Ⅰ的传播速度大
C. 增大单色光Ⅰ的入射角会发生全反射现象
D. 若单色光Ⅰ为绿光,单色光Ⅱ可能是紫光
【答案】A【解析】
【详解】A.单色光Ⅰ和Ⅱ进入介质后,折射角相等,单色光Ⅰ的入射角大于Ⅱ的入射角,根据折射率的定义式可知,在同种玻璃中单色光Ⅰ的折射率较大,故A正确;
B.根据折射率与光速的关系式有根据上述,在同种玻璃中单色光Ⅰ的折射率较大,则在同种玻璃中单色光Ⅰ的传播速度小,故B错误;
C.光发生全反射需要从光密介质进入光疏介质,图中的光是从光疏介质进入光密介质,可知,增大单色光Ⅰ的入射角不会发生全反射现象,故C错误;
D.在同种玻璃中单色光Ⅰ的折射率较大,则单色光Ⅰ的频率较大,由于紫光的频率大于绿光的频率,可知,若单色光Ⅰ为绿光,单色光Ⅱ不可能是紫光,故D错误。故选A。
3.如图所示,一束激光在长度为l=3m的光导纤维中传播。激光在光导纤维中的折射率,若激光由其左端的中心点以α=60°的入射角射入光导纤维,已知光在真空中的传播速度为3×108m/s,下列说法错误的是( )
A.该束激光在左端面的折射角为30°
B.激光从左端面的入射角过大,则不能在侧壁发生全反射
C.激光在光导纤维中的速度为
D.激光在光导纤维中传播的时间为2×10-8s
【答案】B【详解】A.激光在光导纤维中的光路图如图所示
根据折射定律可得故A正确,不符合题意;
B.设激光在光导纤维中的临界角为C,则
即
当入射角为左端面的折射角为(C为临界角)
由几何关系可知在侧壁的入射角θ的范围为
所以从光导纤维左端面射入的光均可在侧壁发生全反射,故B错误,符合题意;
C.激光在光导纤维中的速度为故C正确,不符合题意;
D.光线每次在侧面都将发生全反射,直到光线到达右端面,故光线在光导纤维中传播的距离为
因此该激光在光导纤维中传播的时间为解得故D正确,不符合题意。故选B。
4.某同学在探究单摆运动中,图a是用力传感器对单摆运动过程进行测量的装置图,图b是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F-t图像,根据图b的信息可得( )
A.摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力充当单摆的回复力
B.从t=0时刻开始摆球第一次摆到最低点的时刻为0.5s
C.用米尺量得细线长度l,即摆长为l
D.由图可计算出单摆的长度为1.0m
【答案】B【详解】A.单摆运动的回复力是摆球重力在垂直摆线方向上的分力充当,而摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力在径向上提供向心力,故A错误;
B.当小球运动到最低点时,绳的拉力达到最大,力传感器的示数最大,所以从0时刻开始,摆球第一次到最低点的时间为,故B正确;
C.摆长为细线的长度与小球半径之和,故C错误;
D.根据单摆的周期公式,由图可知解得故D错误。故选B。
5. 一列简谐横波沿轴正方向传播,时刻波形如图所示,此后的时间内质点A运动的路程为,则下列说法正确的是( )
A. 这列波的周期是,且波源开始振动时的速度沿轴负方向
B. 时波刚传播到质点处
C. 质点B的振动方程为
D. 质点在时第一次出现在波峰位置
【答案】C【解析】
【详解】A.简谐横波沿轴正方向传播,时刻,根据同侧法,质点B沿轴负方向起振,则波源开始振动时的速度沿轴负方向,时间内质点A运动的路程为,由于则
这列波的周期是故A错误;
B.简谐横波波长为,波速为波刚传播到质点处的时刻为故B错误;
C.质点B沿轴负方向起振,质点B的振动方程为故C正确;
D.质点第一次出现在波峰位置的时刻为
故D错误。故选C。
6.如右图所示,由六根相同的导体棒连接而成的正六边形导线框abcdef固定在垂直纸面向里的匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,线框顶点a、b与恒压直流电源(内阻不计)两端相接,已知闭合开关后,导体fe受到的安培力大小为F(不计导体棒间相互作用),则下列说法正确的是( )
A.导体棒ab受到的安培力大小也为F B.导体棒cd、ef受到的安培力相同
C.导线框abcdef所受安培力的合力为6F D.导线框abcdef所受安培力的合力为l.2F
【答案】C
【详解】A.设ab的电阻为R,由电阻定律知afedcb的电阻为5R,若ab中的电流为I,则afedcb中的电流为,由安培力F=BIL可知,导体棒ab受到的安培力大小为5F,故A错误;
B.由左手定则可知导体棒cd、ef受到的安培力方向不同,故B错误;
CD.af与dc所受安培力大小相等,方向相反;fe与cb所受安培力大小相等,方向相反,ab所受安培力为5F,则ed所受安培力为F且方向与ab所受安培力方向相同,所以线框受到的安培力合力大小为6F,故C正确,D错误。
故选C。
7.如图所示,在盛有导电液体的水平玻璃皿中心放一个圆柱形电极接电源的负极,沿边缘内壁放另一个圆环形电极接电源的正极做“旋转液体实验”,其中蹄形磁铁两极间正对部分的磁场可视为匀强磁场,磁铁上方为S极。电源的电动势,限流电阻。闭合开关S后,当导电液体旋转稳定时理想电压表的示数为3.5V,理想电流表示数为0.5A。则( )
A.从上往下看,液体顺时针旋转
B.玻璃皿中两电极间液体的电阻为7Ω
C.液体消耗的电功率为1.75W
D.电源的内阻为5Ω
【答案】C
【详解】A.由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极,沿边缘内壁放一个圆环形电极接电源的正极,在电源外部电流由正极流向负极,因此电流由边缘流向中心,玻璃皿所在处的磁场方向竖直向上,由左手定则可知,导电液体受到的安培力沿逆时针方向,因此液体沿逆时针方向旋转,A错误;
B.对于非纯电阻元件,不满足欧姆定律,即B错误;
C.液体消耗的电功率为C正确;
D.电压表的示数为3.5V,电流表示数为0.5A,则根据闭合电路的欧姆定律有
解得电源内阻D错误。故选C。
8.如图所示,一半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一质量为m、电荷量为q的负电荷(重力忽略不计)以速度v沿正对着圆心O的方向射入磁场,从磁场中射出时速度方向改变了角。磁场的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】轨迹图,如图所示有几何关系可知
根据可知
故选B。
9.真空区域有宽度为l、磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向如图所示,MN、PQ是磁场的边界。质量为m、电荷量为+q的粒子(不计重力)从MN边界某处射入磁场,刚好没有从PQ边界射出磁场,再从MN边界射出磁场时与MN夹角为30°,则( )
A.粒子进入磁场时速度方向与MN边界的夹角为60°
B.粒子在磁场中运动的时间为
C.粒子在磁场中运动的时间为
D.粒子射入磁场时的速度大小为
【答案】D
【详解】ABC.轨迹如图所示根据对称,粒子进入磁场时速度方向与MN边界的夹角为30°,则转过的圆心角为
粒子在磁场中运动周期为则运动的时间为ABC错误;
D.设轨迹半径为r解得根据解得
D正确。故选D。
10. 虚线OM和虚线ON之间的夹角为30°,如图所示,虚线OM上方存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场。一带负电的粒子沿纸面以大小为v的速度从O点右侧距离为L的A点向左上方射人磁场,速度与OM成30°角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点,并从OM上另一点射出磁场,不计重力。则粒子在磁场中做圆周运动的半径为( )
A B. C. 2L D. 3L
【答案】A 轨迹与相切,画出粒子的运动轨迹如图所示,由于
故为等边三角形,则而则
故为一直线,则解得故A正确,BCD错误。故选A。
11..如图所示,通电导体棒静止于水平导轨上,棒的质量为m,长为l,通过的电流大小为I且垂直于纸面向里,匀强磁场的磁感应强度B的方向与导轨平面成θ角,则导体棒受到的( )
A.安培力大小为BIl
B.安培力大小为BIlsin θ
C.摩擦力大小为BIlcos θ
D.支持力大小为mg+BIlcos θ
【答案】AD
【详解】导体棒受力如图所示。由于导体棒与磁场垂直,故安培力大小FA=BIl。根据平衡条件得Ff=FAsinθ,mg+FAcosθ=FN解得Ff=BIlsinθ,FN=mg+BIlcosθ。故A、D正确,B、C错误。
12.如图所示,三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距,均通有电流I,L1中电流方向与L2中的相同,与L3中的相反。下列说法正确的是( )
A.L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直
B.L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直
C.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶
D.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为∶1
【答案】BC
【详解】因三根导线中电流相等、两两等距,则由对称性可知两两之间的作用力大小均相等。因平行电流间同向吸引、反向排斥,各导线受力如图所示。由图中几何关系可知,L1所受磁场作用力F1的方向与L2、L3所在平面平行,L3所受磁场作用力F3的方向与L1、L2所在平面垂直,A错误,B正确。设单位长度的导线两两之间作用力的大小为F,则由几何关系可得L1、L2单位长度所受的磁场作用力大小为2Fcos60°=F,L3单位长度所受的磁场作用力大小为2Fcos30°=F,故C正确,D错误。
13.A、B两个离子同时从匀强磁场的直边界上的P、Q点分别以60°和30°(与边界的夹角)射入磁场,又同时分别从Q、P点穿出,如图所示。设边界上方的磁场范围足够大,下列说法正确的是( )
A.A为正离子,B为负离子
B.A、B两离子运动半径之比为1∶
C.A、B两离子速率之比为1∶
D.A、B两离子的比荷之比为2∶1
【答案】BD
【详解】A向右偏转,根据左手定则知,A为负离子,B向左偏转,根据左手定则知,B为正离子,故A错误;离子在磁场中做圆周运动,以A离子为例运动轨迹如图所示,由几何关系可得r=,l为PQ的距离,则A、B两离子运动半径之比为=1∶,故B正确;离子的速率为v=r·,时间相同,半径之比为1∶,圆心角之比为2∶1,则速率之比为2∶,故C错误;根据r=知,,因为速度大小之比为2∶,半径之比为1∶,则比荷之比为2∶1,故D正确。
14. 如下图所示,足够长的光滑水平面上静止一质量为3m的弧槽,弧槽和水平面平滑连接,质量为的滑块(可视为质点),从距离水平面高度为的A点由静止沿弧槽滑下,之后被轻质弹簧反向弹出,不计一切阻力及能量损失、重力加速的大小为。以下的说法错误的是( )
A. 滑块沿弧槽下滑过程中,二者组成的系统动量守恒,机械能也守恒
B. 弹簧获得最大弹性势能为
C. 滑块沿弧槽上升的最大高度等于
D. 滑块再一次离开弧槽后,可能和弹簧发生作用
【答案】AD
【解析】
【详解】A.滑块沿弧槽下滑过程中,二者组成的系统水平方向合外力为零,水平方向系统动量守恒,二者组成的系统竖直方向合外力不为零,竖直方向系统动量不守恒,滑块沿弧槽下滑过程中,只有重力做功,机械能守恒,故A错误;
B.以向右为正方向,根据系统水平方向动量守恒,有
根据系统机械能守恒有解得,
弹簧获得最大弹性势能为故B正确;
C.以向右为正方向,根据系统水平方向动量守恒,有
根据系统机械能守恒有
解得滑块沿弧槽上升的最大高度等于故C正确;
D.滑块再一次离开弧槽后,以向右为正方向,根据系统水平方向动量守恒,有
根据系统机械能守恒有解得,故滑块再一次离开弧槽后,不可能和弹簧发生作用,故D错误。本题选错误的,故选AD。
第Ⅱ卷 (非选择题,共44分)
二、实验题(本题共1小题,共8分)
15.磁体和电流之间、磁体和运动电荷之间、电流和电流之间都可通过磁场而相互作用,此现象可通过以下实验证明:
(1)如图(a)所示,在重复奥斯特的电流磁效应实验时,为使实验方便效果明显,通电导线应 。
A.平行于南北方向,位于小磁针上方B.平行于东西方向,位于小磁针上方
C.平行于东南方向,位于小磁针上方 D.平行于西南方向,位于小磁针上方
此时从上向下看,小磁针的旋转方向是 填顺时针或逆时针。
(2)如图(b)所示是电子射线管示意图。接通电源后,电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转,在下列措施中可采用的是 。(填选项代号)
A.加一磁场,磁场方向沿z轴负方向 B.加一磁场,磁场方向沿y轴正方向
C.加一电场,电场方向沿z轴负方向 D.加一电场,电场方向沿y轴正方向
(3)如图(c)所示,两条平行直导线,当通以相同方向的电流时,它们相互 (填排斥或吸引),当通以相反方向的电流时,它们相互 (填排斥或吸引),这时每个电流都处在另一个电流的磁场里,因而受到磁场力的作用。也就是说,电流和电流之间,就像磁极和磁极之间一样,也会通过磁场发生相互作用。
【答案】 A 逆时针 B 吸引 排斥
【详解】(2)[3]若导线东西方向放置,它周围磁场平面和导线垂直沿南北方向,小磁针转动就不明显,无法判断导线周围是否存在磁场,正确的做法是导线南北放置,小磁针位于导线下方,导线通电时,它转动到东西方向。
[4]根据右手螺旋定则,小磁针N极转向纸面以里,从上往下看,逆时针。
[5]加磁场时,由左手定则可知,磁场垂直纸面向里,即沿y轴正方向,加电场时,电场方向竖直向上,即沿z轴正方向。
[6][7]在研究两根通电导线相互作用时,可先定其中一根为研究对象,另一根做场源使用,即它处于对方的磁场中,根据右手螺旋定则判断磁场方向,根据左手定则判断受力情况,则可知电流方向相同时,导线受力指向对方,相互吸引,电流方向相反时,导线受力背离对方,相互排斥。
三、计算题(本题共4小题,共36分。解答应写出必要的文字说明、表达式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须写出数值和单位g取10m/s2)
16.(10分)如图所示,两根倾斜直金属导轨MN、PQ平行放置,导轨平面与水平面之间的夹角θ=37°,两导轨之间的距离L=0.50 m。一根质量m=0.20 kg的均匀直金属杆ab垂直放在两导轨上且接触良好,整个装置处于与ab杆垂直的匀强磁场中。在导轨的上端接有电动势E=36 V、内阻r=1.6 Ω的直流电源和电阻箱R。已知导轨与金属杆的电阻均可忽略不计,sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,重力加速度g取10 m/s2。
(1)若金属杆ab和导轨之间的摩擦可忽略不计,当电阻箱接入电路中的电阻R1=2.0 Ω时,金属杆ab静止在导轨上。
①如果磁场方向竖直向下,求满足条件的磁感应强度的大小;
②如果磁场的方向可以随意调整,求满足条件的磁感应强度的最小值及其方向。
(2)如果金属杆ab和导轨之间的摩擦不可忽略,整个装置处于垂直于导轨平面斜向下、磁感应强度大小B=0.40 T的匀强磁场中。当电阻箱接入电路中的电阻R2=3.4 Ω时,金属杆ab仍保持静止,求此时金属杆ab受到的摩擦力Ff的大小及方向。
【答案】(1)①0.30 T ②0.24 T 垂直于导轨平面斜向下 (2)0.24 N 沿导轨平面向下
【详解】(1)设通过金属杆ab的电流为I1,根据闭合电路的欧姆定律可知I1=。
①设磁感应强度的大小为B1,由左手定则可知,金属杆ab所受安培力沿水平方向,金属杆ab受力如图甲所示。
对金属杆ab,根据共点力平衡条件有B1I1L=mgtan θ,
解得B1==0.30 T。
②根据共点力平衡条件可知,安培力最小时方向应沿导轨平面向上,金属杆ab受力如图乙所示。
设磁感应强度的最小值为B2,对金属杆ab,有B2I1L=mgsin θ,解得B2==0.24 T。根据左手定则可判断出,此时磁场的方向应垂直于导轨平面斜向下。
(2)设通过金属杆ab的电流为I2,根据闭合电路的欧姆定律可知I2=,假设金属杆ab受到的摩擦力方向沿导轨平面向下,根据共点力平衡条件有BI2L=mgsin θ+Ff,解得Ff=0.24 N,
结果为正,说明假设成立,摩擦力方向沿导轨平面向下。
17.(8分)宇航员王亚平在太空实验授课中,进行了水球光学实验(图甲)。某同学在观看太空水球光学实验后,找到一块环形玻璃砖模拟光的传播。如图乙所示横截面为圆环的玻璃砖,其内径为,外径为,一束单色光在纸面内从点以的入射角射入玻璃砖,经一次折射后,光线恰好与玻璃砖内壁相切。光在真空中的速度为c,求:
(1)玻璃砖对该单色光的折射率;
(2)求该束光进入玻璃砖后反射光再一次回到A点的时间t。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)由题意可知,光在A点入射角为45°,设折射角为r,如图所示
根据几何关系有解得所以玻璃砖对该单色光的折射率为
(2)光线路径如图所示,则
光在介质中的路程为 联立解得
18.(8分)一列简谐波在x轴上传播,如图所示,时刻的波形如图中实线所示,时刻的波形如图中虚线所示。已知,问:
(1)若波沿x轴正方向传播,且,这列波的传播速度是多大?
(2)若波沿x轴负方向传播,且无约束条件,波速是多大;
(3)若波速,则波向哪个方向传播?
【答案】(1)40m/s;(2),n=0、1、2、3…;(3)沿x轴负方向传播
【详解】(1)波沿x 轴正方向传播, 因为Δt 故波速
(2)波沿x轴负方向传播,传播的距离则波速
(3)波在△t时间内传播的距离
波形沿传播方向传播整数个波长的距离与原波形重合,即虚线波形可看做原波形沿波的传播方向移动 后得到的,故波应向左传播,即沿x轴负方向传播。
19.(10分)如图,在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后,沿平行于x辅的方向射入磁场;一段时间后,该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出。已知O点为坐标原点,N点在y轴上,OP与x轴的夹角为30°,粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d,不计重力。求
(1)带电粒子的比荷;
(2)带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间。
【答案】(1) (2)或
【详解】(1)粒子从静止被加速的过程,根据动能定理得:,解得:
根据题意,下图为粒子的运动轨迹,由几何关系可知,该粒子在磁场中运动的轨迹半径为:
粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,即:联立方程得:
(2)根据题意,粒子在磁场中运动的轨迹为四分之一圆周,长度
粒子射出磁场后到运动至轴,运动的轨迹长度
粒子从射入磁场到运动至轴过程中,一直匀速率运动,则
解得:或
3
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2025届高二第二学期物理月考试卷2024.
3
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注意事项
1.答题前请将姓名、班
级、考场、准考证号填写清
楚。
2.客观题答题,必须使用
2B铅笔填涂,修改时用橡皮
擦干净。
3.必须在题号对应的答题
区域内作答,超出答题区域
书写无效。
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一.选择题(每小题4分,共56分。1-10题所给选项有一项符合题意,11-14
所给选项至少有一项符合题意。g=10m/s )2
1 [A] [B] [C] [D]
2 [A] [B] [C] [D]
3 [A] [B] [C] [D]
4 [A] [B] [C] [D]
5 [A] [B] [C] [D]
6 [A] [B] [C] [D]
7 [A] [B] [C] [D]
8 [A] [B] [C] [D]
9 [A] [B] [C] [D]
10 [A] [B] [C] [D]
11 [A] [B] [C] [D]
12 [A] [B] [C] [D]
13 [A] [B] [C] [D]
14 [A] [B] [C] [D]
二.填空题(共8分,第(1)(2)题每空2分,第(3)题2分)
15. (1) (2)
(3)
三、计算题(本题共4小题,共36分。)
16. (10分)
17. (8分)
18. (8分)
19. (10分)