安徽省马鞍山中加双语学校（高中部）2024-2025学年高二下学期第一次月考物理试题

马鞍山中加双语学校2024-2025学年第二学期第一次月考 高二物理试卷 注意事项 1答题前请将姓名、班级、考场、座号和准考证号填写清楚。 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.主观题必须使用黑色签字笔书写。 4,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。 一、选择题（本题共10小题，共42分。第1~8题为单选，每小题4分；第9~10题为多选，每小题5分，全部 选对得5分，选对但不全得3分，有选错的得0分) 1,一根通电直导线水平放置，通过直导线的恒定电流方向如图所示，现有一电子从直导线下方以水平向右的初 速度ν开始运动，不考虑电子重力，关于接下来电子的运动轨迹，下列说法正确的是() A,电子将向上偏转，运动的半径逐渐变小 B。电子将向上偏转，运动的半径逐渐变大 C,电子将向下偏转，运动的半径逐渐变大 D.电子将向下偏转，运动的半径逐渐变小 2.如图在竖直面内的正方形四个顶点分别放置四根通电直导线A、B、C、D,A、B中电流垂直纸面向外，C、 D中电流垂直纸面向里，每根通电直导线在对角线交点O处产生的磁感应强度大小均为B。,现在O处放置一根 长为L的通电直导线，电流大小为1、方向垂直于纸面向里，则该直导线所受的安培力大小和方向为() AO ⊙B A,√2B,L,竖直向上B.√2BL,竖直向下 0☒ C.2、2BL,竖直向上D.2√2BL,竖直向下 C⑧ ☒D 3.如图所示，平行长直金属导轨AB、CD水平放置，间距为d,电阻不计。左侧接电动势为E、内阻r的电源。 导体棒静止放在导轨上，与轨道CD间的夹角030°，MN两点间电阻为R且与轨道接触良好。导轨所在区域有 垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。则导体棒所受安培力的大小为( BEd A. B.2BEd R+r R+r 2BEd BEd C. D. 2R+r 2R+r 4.回旋加速器的原理图如图所示，其主体部分是两个D形金属盒，两金属盒处在垂直于盒底面的匀强磁场中。 现用该回旋加速器对氢核(H)进行加速，所加的高频电源的电压为U、频率为f匀强磁场的磁感应强度为B。 已知元电荷为e,下列说法正确的是() A,氢核He能够从磁场中获得能量 B.仅增大电压U,氨核H最终获得的动能变大 C.所有量不变，该回旋加速器能对氘核H进行加速 接交流电源 D.被加速的氢核Hc质量为2B f 第1页共6页 5.如图甲粗糙绝缘水平面上方足够大空间内存在磁感应强度大小B=1T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，带电 物块A静置于水平面上，其所带电荷量q=0.1C。1=0时 N 水平力F作用在物块A上，物块A由静止开始运动，其 70 对水平面的压力F随时间：变化的图像如图乙所示，取 汤 0 20s 重力加速度大小g=10m/s2,则下列说法正确的是() 甲 A.物块A的质量为5kg B.物块A带负电 C.水平力F增大 D.物块A的加速度变小 6.如图所示，平面直角坐标系xOy的第一象限内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场。x轴上的点P(L,0)有一粒 子源，可沿纸面向磁场内各个方向发射大量速率相等、带正电的相同粒子，不计粒子重力及粒子间相互作用。当 粒子从P点沿与x轴负方向成30角进入磁场时，粒子刚好从原点O离开磁场，则粒 子离开磁场时到O点的最大距离为(） + A.L B.√5L XXX 30 C.2L D.3L P 7.如图所示，在匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电场强度为￡，方向沿竖直方向，磁感应强度为B,方向 垂直纸面向里。一质量为m的带电微粒，在该场区内沿竖直平面做半径为R的匀速圆周运动，已知重力加速度为 8,则可判断该微粒() A,一定沿逆时针方向运动 B.一定是带电量为m3的负电荷 E C.运动的速率一定为 E D.运动到最低点时电势能一定最小 8.电磁流量计常用来测量导电流体的流量Q(单位时间内流过管道横截面的液体体积)。如图甲，在排污管 处安装一电磁流量计，排污管a处和b处的管道直径分别为100mm和200mm。当导电污水流过竖直向下、磁感 应强度大小为B的匀强磁场时，a处管壁M、N两点间的电势差为U,如图乙所示。污水流量为280m/h时， 通过a处速度约为10m/s:若流量为70m3/h时，则() A.M点电势始终高于N点电势 电酯凌服计 B.b处流量约为140m/h C.通过b处速度约为0.62m/s D.U与B之比约为2.5m21s 第2页共6页 9,据报道，图甲是我国空间站安装的现代最先进的霍尔推进器，用以维持空间站的轨道。如图乙，在很窄的圆 环空间内有沿半径向外的磁场1，其磁感应强度大小可近似认为处处相等：垂直于圆环平面同时加有匀强磁场2 和匀强电场（图中没画出），磁场1与磁场2的磁感应强度大小相等，已知质子电量为、质量为m,若质子恰 好可以在圆环内沿顺时针方向做半径为R、速率为ⅴ的匀速圆周运动，下列说法正确的是() A.电场方向垂直于环平面向外 B.匀强磁场2垂直于环平面向里 C.电场强度大小为m R D.电子运动周期为2xR 甲 乙 10.现代科学仪器中常利用电、磁场控制带电粒子的运动。如图甲所示，纸面内存在上、下宽度均为d的匀强电 场与匀强磁场。电场强度大小为E,方向竖直向下：磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里。现有一质量为m、 电荷量为q的带正电粒子（不计重力）从电场的上边界的O点由静止释放，运动到磁场的下边界的P点时正好 与下边界相切。若把电场下移至磁场所在区域，如图乙所示，重新让粒子从上边界M点由静止释放，经过一段 时间粒子第一次到达最低点N,下列说法正确的是() A,匀强磁场B的大小为 2Em B.粒子经过N点时速度大小为Bg吧 3 C.MN两点的竖直距离为d 4 (π+2)m D.粒子从O点运动到P点的时间为9B 二、实验题（本题共10空，每空2分，共20分） 11.某学校有两个物理兴趣小组 I一个小组在做“研究带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期的实验，装置如图所示。若此时玻璃泡中的磁 场方向为垂直纸面向外，如图方向观察励磁线圈中的电流为 ,水平向右 励磁线图 (前后各一个)】 发射的粒子做 (以上两空均选填“顺时针”或“逆时针”)圆周运动，若使 玻璃泡 B 粒子的轨迹半径变小，该小组同学可采用的方法为 电子枪 A.增大励磁线圈的电流B.减小励磁线圈的电流 C。增大电子枪接入的电压D.减小电子枪接入的电压 Ⅱ另一小组的同学在学习了磁场的知识后设计了一个利用天平测定磁感应强度 的实验方案，设计的原理图如图所示，天平的左臂下面挂一个矩形线圈，宽为 L,共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面，天平左右悬点 第3页共6页 关于支点对称，当地重力加速度为g,实验步骤如下： a.未通电流时，在天平右盘内放入质量为m的砝码，使天平平衡： b.当给线圈通以顺时针方向大小为I的电流（如图所示）时，发现需要在砝码盘中再加入质量为m,的砝码，天 平才重新平衡，则磁场方向垂直于纸面一（选填“向里”或“向外”），用所测量的物理量和重力加速度g表示 磁感应强度的大小为B= ℃，只改变线圈通入电流I的大小，砝码盘中放入砝码使天平平衡，读出砝码盘中砝码的总质量m,比较磁场力与 电流大小的关系。 d.小组同学得出多组m、1数据后，作出了m一1图像，该图像是一条直线，斜率为k,则匀强磁场磁感应强度的 大小为 (用g、k、L、N表示)· 12.某校物理学习小组在测某霍尔元件时，如图甲所示，在一矩形金属薄片的P、Q间通入电流1，同时外加与 薄片垂直的磁场B,在M、N两侧面间出现电压U,这个现象称为霍尔效应，Um称为霍尔电压，且满足U,=kB 式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数，将P、Q间通入电流I,同时把外加与薄片垂直向下的磁场B的霍尔元件 当成电源连接成如图乙所示电路图，则 10 甲 ()用螺旋测微器测出霍尔元件厚度如图丙所示，则d= mm: (2)M面的电势 (填“高…低”或“等”)于N面的电势： (3)按照图丁连接实物图： 改变电阻箱的阻值R。记录相应电压表的读数山，多次进行实验，得出}图像如图戊所示，截距为b,斜率 UR 为ka,则霍尔电压U,= ，霍尔系数k= (用题中的符号表示)。 第4页共6页 三、计算题（本题共3小题，共38分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤） 13.(8分)如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.6m,金属导轨所在的平面与水平面的夹角0=30°，空间 中存在磁感应强度大小B=1T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=9V、 内阻r=12的直流电源。现把一个质量m=02kg的导体棒b放在金属导轨上，导体棒静止。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=3.52,金属导轨电阻不计，取重力加速度大小g =l0m/s2,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： (1)导体棒受到的安培力的大小F:(3分) (2)导体棒与导轨间的动摩擦因数的最小值10。(5分) 14.(14分)如图，在xOy坐标系所在的平面内，第一象限内有垂直纸面向外的匀强磁场，第二象限内有沿x 轴负方向的匀强电场，场强大小为E。一质量为m、电荷量为-g(g心0)的带电粒子从x轴上的P√3,0)点以速 度v沿与x轴正方向成60°角的方向射入磁场，恰好垂直于y轴射出磁场进入电场，不计粒子重力，求： E 60 (1)粒子在磁场中的运动半径r:(3分) (2)磁感应强度B的大小：(4分) (3)粒子从P点射入到第三次到达y轴的时间1和位置坐标。(7分) 第5页共6页 15.(16分)如图所示，在竖直平面内的直角坐标系xOy中，第四象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场和沿x 轴正方向的匀强电场，磁感应强度大小为B,电场强度大小未知第一象限中有沿y轴正方向的匀强电场，电场强 度大小为￡，且某未知矩形区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场（磁感应强度大小也为B).一个带电小球从图 中y轴上的M点沿与x轴成0=45°角斜向上做匀速直线运动，由x轴上的N点进入第一象限并立即在矩形磁场 区域内做匀速圆周运动，离开矩形磁场区域后垂直打在y轴上的P点（图中未标出），已知O、N两点间的距离为 L,重力加速度大小为g,取sin22.5°=0.4，cos22.5°=0.9.求： (1)小球比荷和第四象限内匀强电场的电场强度大小：(5分) (2)矩形匀强磁场区域面积S的最小值：(6分) E (3)小球从M点运动到P点所用的时间.(5分) N OXX××x 自XBXX 第6页共6页 马鞍山中加双语学校2024-2025学年第二学期第一次月考 高二物理 答案 题号 1 2 3 6 1 8 答案 A D B C C B 题号 9 10 答案 CD AB 1.A 【详解】水平导线中通有恒定电流I,根据安培定则判断可知，导线上方的磁场方向垂直纸面向里，导线下方的 磁场方向垂直纸面向外，由左手定则判断可知，导线下方的电子所受的洛伦兹力方向向上，则电子将向上偏转， 其速率v不变，而离导线越近，磁场越强，磁感应强度B越大，由公式，=m可知，电子的轨迹半径逐渐变小， gB 2.D 【详解】每根通电直导线在O处产生的磁感应强度均为B。,B。=2×2×Bc0s45°=22B。 由安培定则知，合磁场方向为水平向右，由左手定则知，安培力方向竖直向下，故选D。 3.B E 【详解】导体棒连入电路的实际阻值为R,由闭合电路欧姆定律可知电路中电流I= R+r 导体棒MN的长度L=, m3021,故导体棒所受安培力F=B=B,E2d=2BE团 R+r Rtr 4.C 【详解】A.氢核仅在电场中加速，在磁场中洛伦兹力对粒子不做功，不能从磁场中获得能量，故A错误： B.设D形盒的半径为R,则最终射出回旋加速器的速度满足2B=m R,即有v=2eBR 动能为E二，心=2分R最终射出回旋加速器的动能与电压无关，故B错误 C.因为气核（田与氢核(H©）的比荷相同，由T=2 9B 可知它们的运动周期相同，所以可以用来加速氘核(H可， 故C正确： D.根据周期公式T=2π_m-1 peB广，可知m=e 矿，故D错误， 5.C 【详解】A.初始时刻压力为20N,根据F=mg,解得m=2kg,故A错误： B.物块向左运动，压力增大，说明洛伦兹力向下，根据左手定则可知物块带正电，故B错误： CD.图中压力随时间均匀变化，根据牛顿第三定律可知，物块A对水平面的压力大小为F=mg+qvB=mg+qB 可知加速度恒定；水平方向有F-4F=ma,解得F=4(mg+qBa)+ma,水平力F增大，故C正确D错误： 第1页共6页 6.B 【详解】当粒子从P点沿与x轴负方向成30角进入磁场时，如'↑ 图1所示，粒子运动的半径r=L。当粒子离开磁场到O点的距 2L 离最远时，粒子在磁场中的轨迹为半圆，如图2所示，由几何 VX 关系得，最大距离OQ=√5L。故选B。 P 图2 图1 7.C 【详解】AB.带电微粒在竖直平面内做匀速圆周运动，重力与电场力平衡，则有mg=9E,可得微粒的电荷量 大小为g=坚，由于电场方向不确定，所以小球的电性不能确定，小球的运动方向不能确定。放ΛB错误： v2 C粒子做圆周运动，由洛伦盘力提供向心力，则有8=mR,联立解得V=9=,放C正确： m E D.由于带电微粒受到的电场力竖直向上，所以带电微粒从最低点向最高点运动过程，电场力一直做正功，电势 能一直减小，则带电微粒运动到最低点时电势能最大，故D错误。 8.C 【详解】A.根据左手定则可知，正电荷进入竖直向下的磁场区域时会向右偏转，负电荷向左偏转，所以M点电 势始终低于N点电势，故A错误： B.当流量为22=70m/h,因管内的污水流速稳定，即管道中各处的流量均为70m/h,故B错误： C。b处的管道直径为4=20m,由流量为g=矿，可得通过b处滤度约为%-9062ms,放C正 πd 确： D.若流量为70m3/h时，a处的流量计内污水的速度约为。= 4坦=25m5,当粒子在电磁流量计中受力平衡时， πd2 有9.9%B,可得 U =yd=0.25m2/s,故D错误。 B 9.CD 【详解】A.根据左手定则，质子在圆环内受到沿半径向外的磁场1的洛伦兹力，方向垂直环平面向外，电场力 与该洛伦兹力平衡，电场力方向应垂直环平面向里，由于质子带正电，故电场方向垂直环平面向里，故A错误： B.质子在圆环内受到磁场2的洛伦兹力提供质子做圆周运动的向心力，根据左手定则可知，匀强磁场2应垂直 于环平面向外，故B错误： R,故C正确： B三m,质子在垂直环平面方向受力平衡，则有B=e, T=2rk D.质子运动周期为v,故D正确。 第2页共6页 10.AB 【详解】A.设粒子在磁场中的速率为，运动半径为R,对在电场中的运动过程由动能定理得gEd=一mv2 2 2 在磁场中运动过程由洛伦兹力充当向心力得vB=m R 粒子在磁场中的运动轨迹为半个圆周，可知运动的半径为R=d,解得B=, 2Em ,故A正确： d 2m D.粒子在电场中的运动时间为=。B 2 =1×2πm=m 在磁场中的运动时间为5=4×9B2qB 粒子从0运动到P的时间为1=4+h,=+4m,故D错误 2qB BC.将粒子从M到N的过程中某时刻的速度分解为水平向右和竖直向下的分量，分别为x、y,再把粒子受到 的洛伦兹力分别沿水平方向和竖直方向分解，两个洛伦兹力分量分别为∫=qBv,,厂，=gBv, 设粒子在最低点N的速度大小为，MN的竖直距离为y。以向右为正方向，水平方向上由动量定理可得 my-0=∑9B,A1=q6 由动能定理得g6=)m2-0,解得=8d, ，y=d,故B正确，C错误。 m 故选AB. 11. 1. 逆时针 逆时针 AD 【详解】[]根据右手螺旋定则可以判断，此时励磁线圈中的电流为逆时针方向。 [2]根据左手定则判断，此时电子枪发出的电子所受的洛伦兹力方向向上。故电子也逆时针偏转。 [B]根据qB=m二，得粒子的半径r=m ,可知，需要减小粒子的出射速度和增大磁感应强度。 Bq A.增大励磁线圈的电流，磁感应强度会增大，粒子的轨迹半径会变小，故A正确： B.减小励磁线圈的电流，磁感应强度会减小，粒子的轨迹半径会变大，故B错误： c.增大电子枪接入的电压，由ceU-m,得v= 2eU 会增大粒子的出射速度，粒子的轨迹半径会变大，故C错误： 2eU D.减小电子枪接入的电压，由U=mv2,得v=m 21 会减小粒子的出射速度，粒子的轨迹半径会变小，故D正确。故选AD。 第3页共6页 I. 向里 g B=mg NL NIL 【详解】b.[1]当给线圈通以顺时针方向流动大小为I的电流（如图所示）时，需在天平右盘中再加入质量为m, 的砝码，天平才能重新平衡。可知线圈受到的安培力向下，根据左手定则可知，磁场方向垂直于纸面向里。 [2]根据左右两边的平衡条件可知NBL=m,g,解得B g B=- NIL a根据平衡条件整理可得m=NBL+m。 m= & 则m一/图像的斜率为 =k,解得B=忽 g NL d 12.(1)0.520 (2)低 (3) b 【详解】(1)由丙图可知霍尔元件的厚度为d=0.5mm+2.0×0.01mm=0.520mm (2)根据左手定则，可知金属中载流子（电子）向M板移动，所以M面的电势低于N面的电势。 1 (3)[1]图戊所示，当 -0时R为D,此时电压表测的是电源电动势，由图可得C:一方 R 2根据Ua=k 三，解得k=Bb d 13.(1)1.2N 36 15 【详解】(1)根据闭合电路欧姆定律可知，通过导体棒的电流I= E R+r 导体棒受到的安培力大小为F=BL 解得FA=12N (2)对导体棒受力分析，根据受力平衡有gsin0+f=FA 根据题意有f=4,mg心os0 解得山=15 14.(1)r=2a (2)B=m (3)1=10+2mw 2aq 3v gE 坐标为(0,7a) 【详解】(1)粒子在磁场中的运动情况如图所示 第4页共6页