四川省江油中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题

1 四川省江油中学 2022 级高二下期第一次月考检测 物理试题答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 C B B D A A C A BC AC CD AD 13.【答案】 ①. A ②. B ③. 吸引 ④. 排斥 ⑤. 相等 14.答案 (1) |𝑚2-𝑚1|g 𝐼𝐿 (2分) (2)m2>m1(2分) (3)m2＜m1(2分) 15.【解析】（1）电流由 b 流向 a，根据左手定则可知金属棒所受安培力 F 方向为水平向右，此外金属棒还 受导轨支持力 N和重力 mg，受力分析如图所示。 根据平衡条件有 tan 45 mg F  = 2分 解得 0.1NF = 1分 （3）根据安培力公式可知回路中电流为 0.5A F I BL = = 2分 根据闭合电路欧姆定律有 ( )abE I R R r= + + 2分 解得 R=11.3Ω 1 分 16.解析：（1）粒子恰好能沿直线通过速度选择器，说明粒子受力平衡，所以有 1qE qvB= 3分 解得 1 E v B = 1分 （2）由洛伦兹力提供向心力得 2 2 mv qvB R = 3分 2 解得 1 2 q E m B B R = 1 分 （3）由动能定理得 21 2 Uq mv= 3分 解得 2 12 EB R U B = 1 分 17.【解析】（1）粒子在电场中做类平抛运动，则 03L v t= 1分 y Eq v t m = 1分 2 2 x yv v v= + 1分 2 qEL v m = 1分 sin 0.5 yv v  = = 1分 得 =30  方向与 x轴负方向成 30°角。 1分 （2）由于粒子进入磁场后轨迹如图，由几何关系可得 2 3R L= 2分 2v qvB m R = 2分 解得 3 mE B qL = 1分 （3）由洛伦兹力提供向心力 2 4 v qvB m r = 2分 得 3 2 r L= 由几何关系得， 4 +r)sin 5 330 LR  =（ 1分 粒子垂直打在挡板上，粒子最终打在挡板上的纵坐标 cos (2 3 3)y R R L= + = + 1分 粒子最终打在挡板上的坐标为 5 3L (2 3 3)L+（ ， ）。 1分 四川省江油中学2022级高二下期第一次月考检测 物理试题 注意事项： 1.考试时间：75分钟 试卷满分：100分 2.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 3.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 4.考试结束后，将答题卡交回。 第I卷（选择题） 一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个选项符合题目要求） 1．关于安培力和洛伦兹力，如下说法中正确的是（ ） A．带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛伦兹力作用 B．放置在磁场中的通电导线，一定受到安培力作用 C．洛伦兹力对运动电荷一定不做功 D．磁场对运动电荷的作用力总是等于Bqv 2．如图，磁感应强度大小B=2T的匀强磁场，方向垂直纸面向外，一根长为0.2m的直导线垂直磁场方向放置。当导线通有I=0.5A的电流时，导线所受安培力的大小和方向分别为（　 　） A．0.2N，水平向左 B．0.2N，水平向右 C．1.0N，水平向左 D．1.0N，水平向右 3．如图所示，通电直导线通有竖直向上的电流，其右侧一个初速度为的电子，沿平行于通电长直导线的方向向上射出，不计电子重力，则（　 　） A．电子将向左偏转，速率不变 B．电子将向右偏转，速率不变 C．电子运动方向不变，速率不变 D．电子将向右偏转，速率改变 4．一个回旋加速器，保持外加磁场的磁感应强度不变，对质子（）加速时，可把质子的速度加到最大为，所用电场频率为；对α粒子（）加速时，可把α粒子的速度加速到最大为，所用电场频率为，在不考虑相对论效应的情况下有（ ） A． B． C． D． 5．如图所示，在匀强磁场中，质子（）、氘（）、α粒子（）三种粒子从同一地点垂直进入磁场，速度方向竖直向上，速度方向竖直向下，速率大小相等，磁场足够大，不计重力及粒子间的相互作用，则三个粒子的运动轨迹可能是（　 　） A． B． C． D． 6．已知通电长直导线周围激发磁场的磁感应强度大小与导线中的电流大小成正比。有四条垂直于纸面的长直固定导线，电流方向如图所示，其中、、三条导线到导线的距离相等，三条导线与的连线互成角，四条导线中的电流大小都为，其中导线对导线的安培力大小为。现突然把、导线的电流方向同时改为垂直于纸面向外，电流大小同时变为原来的2倍，则此时导线所受安培力的合力（　 　） A．大小为，方向为 B．大小为，方向为 C．大小为，方向为 D．大小为，方向为 7．如图所示，竖直线MN∥PQ，MN与PQ间距离为a，其间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，O是MN上一点，O处有一粒子源，某时刻放出大量速率均为v（方向均垂直磁场方向）、比荷一定的带负电粒子（粒子重力及粒子间的相互作用力不计），已知沿图中与MN成θ=60°角射出的粒子恰好垂直PQ射出磁场，则粒子在磁场中运动的最长时间为（　 　） A． B． C． D． 8．如图所示、通有向左的恒定电流的长直导线水平固定放置，绝缘细线一端系于导线上的O点，另一端系一个带负电小球，细线拉直。第一次让小球在A点由静止释放，让小球绕O点沿圆1在竖直面内做圆周运动；第二次让小球在B点由静止释放，让小球绕O点沿圆2在竖直面内做圆周运动。圆1与导线垂直。圆2与直导线在同一竖直面内，小球分别沿圆1、圆2首次运动到最低点C时细线的张力相等，忽略小球运动过程中空气阻力的影响。下列关于A、B两点高度的判断正确的是（　 　） A．A点更高 B．B点更高 C．高度相同 D．无法确定 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 9．如图所示是电视机显像管及其偏转线圈的示意图(其内为圆形匀强磁场）。如果发现电子束的偏转幅度比正常的小，则可能的原因是(　 　) A．电子枪发射能力减弱，电子数减少 B．加速电场的电压过高，电子速率偏大 C．偏转线圈局部短路，线圈匝数减少 D．偏转线圈电流过大，偏转磁场增强 10．如图所示，竖直面内分布有水平向右的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，一带电粒子沿直线从位置a向上运动到位置b，在这个过程中该带电粒子（　 　） A．带正电 B．只受电场力和洛伦兹力作用 C．做匀速直线运动 D．机械能守恒 11.霍尔元件是一种应用霍尔效应的磁传感器，广泛应用于各个领域，如在某款手机中，常用霍尔元件来控制开启或关闭运行程序。如图是一霍尔元件的示意图，磁场方向垂直霍尔元件工作面，霍尔元件宽为d(M、N间距离)，厚为h(图中上下面间距离)，当通以图示方向电流时，MN两端将出现电压UMN，则(　 　) A．MN两端电压UMN仅与磁感应强度B有关 B．若霍尔元件的载流子是自由电子，则MN两端电压UMN<0 C．若增大h，则MN两端电压UMN一定减小 D．通过控制磁感应强度B可以改变MN两端电压UMN 12．如图所示，在x轴的上方有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E，在x轴的下方等腰三角形CDM区域内有垂直于xOy平面由内向外的匀强磁场，磁感应强度为B，其中C、D在x轴上，它们到原点O的距离均为a，。现将一质量为m、带电量为q的带正电粒子，从y轴上的P点由静止释放，设P点到O点的距离为h，不计重力作用与空气阻力的影响。下列说法正确的是（   ） A．若，则粒子垂直CM射出磁场 B．若，则粒子平行于x轴射出磁场 C．若，则粒子垂直CM射出磁场 D．若，则粒子平行于x轴射出磁场 第II卷（非选择题） 三、实验题（本大题2小题，共16分，每空2分。） 13. （10分）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 （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，磁场方向沿轴负方向 B.加一磁场，磁场方向沿轴正方向 C.加一电场，电场方向沿轴负方向 D.加一电场，电场方向沿轴正方向 （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）；若左侧通电导线的电流大于右侧导线的电流，即，假设此时左右导线受到的安培力大小分别为为和，你认为哪个力大，并说明理由：______。 14.(6分)图中虚线框内存在一沿水平方向、与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小，并判定其方向。所用部分器材如图所示，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。 实验步骤如下： a.按图接线。 b.保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态，然后用天平称出细沙质量m1。 c.闭合开关S，调节电阻箱的阻值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D重新处于平衡状态，然后读出电流表的示数I，并用天平称出此时细沙的质量m2。 d.用米尺测量D的底边长度L。 (1)用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=　　　　。  (2)判定磁感应强度方向的方法是：若m2　　m1，磁感应强度方向垂直纸面向外；若m2　　m1，磁感应强度方向垂直纸面向里。(填 “>” 或“ =” 或“ <” ） 四、计算题（本大题3小题，共36分。要求：必须书写工整，排列规范）。 15.（8分）光滑的金属导轨相互平行，它们在平面与水平面夹角为45°，磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场竖直向上穿过导轨，此时导轨上放一重0.1N、电阻0.2Ω的金属棒，导轨间距L=0.4m，导轨中所接电源的电动势为6V，内阻0.5Ω，其它的电阻不计，则欲使金属棒在导轨上保持静止，求： （1）金属棒ab受到的安培力大小； （2）电阻的阻值R应为多大？ 16.（12分）一具有速度选择器的质谱仪如图所示：A为粒子加速器；B为速度选择器，选择器内匀强电场与匀强磁场正交，电场强度大小为E，磁感应强度大小为；C为偏转分离器，分离器内部存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一带正电粒子（不计所受重力）从加速器上极板由静止加速后恰好能沿直线通过速度选择器，进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动。求： （1）粒子通过速度选择器的速度大小v； （2）粒子的比荷； （3）加速器的加速电压U。 17.（16分）如图所示，在xOy坐标平面内，第三象限存在着方向沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E。在其余象限存在垂直纸面的匀强磁场，其中第一、二象限向外，第四象限向里，磁感应强度大小相等。在A处有一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，以初速度沿着x轴负方向射入匀强电场，经过一段时间从P点进入磁场，已知P点坐标（，0），粒子在运动过程中恰好不再返回电场，忽略粒子重力。求： （1）粒子第一次进入磁场时速度v的大小和方向； （2）磁感应强度B的大小； （3）若仅将第四象限磁感应强度变为原来的4倍，在处有一垂直轴足够大的挡板Q，求粒子最终打在挡板上的坐标。 第 1 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 $$