江西省南昌市第十中学2020_2021学年高二物理上学期第二次月考试题.docx

江西省南昌市第十中学2020-2021学年高二物理上学期第二次月考试题 说明：本试卷分第I卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分，全卷满分110分。考试用时100分钟， 注 意 事 项：考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求。1 答题前，请您务必将自己的姓名、考试证号用书写黑色字迹的05毫米签字笔填写在答题卡和答题纸上。2作答非选择题必须用书写黑色字迹的05毫米签字笔写在答题纸上的指定位置，在其它位置作答一律无效。作答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案，请保持卡面清洁和答题纸清洁，不折叠、不破损。3考试结束后，答题纸交回。一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。16每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对得4分，选错得0分；710题每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确，选对得4分，漏选得2分，错选得0分）1.广州某中学的物理兴趣小组为研究条形磁铁在其轴线上各点产生磁感应强度的大小。他们在实验之前从资料上查得该处地磁场方向水平，大小为B0。接着实验小组将一条形磁铁P固定在水平桌面上。以P的右端点为原点，以中轴线为x轴建立坐标系。将一个灵敏的小磁针Q放置在x轴上不同位置，测出小磁针Q与X轴之间的夹角为，实验数据描绘出来得到sin与x之间的关系曲线如图所示，则下列说法正确的是 ( )。A. P的右端为S极 B. x轴方向与地磁场方向平行C. 磁铁P在x0处产生的磁感应强度大小为B0 D.x0处合磁场的磁感应强度大小为2B02.高纬度地区的高空，大气稀薄，常出现美丽的彩色“极光”。极光是由太阳发射的高速带电粒子受地磁场的影响，进入两极附近时，撞击并激发高空中的空气分子和原子引起的。假如我们在北极地区仰视，发现正上方如图所示的弧状极光，则关于这一现象中高速粒子的说法正确的是( )A. 高速粒子带负电 B. 粒子轨迹半径逐渐增大C. 仰视时，粒子沿逆时针方向运动 D. 仰视时，粒子沿顺时针方向运动3.如图所示，原来静止的弓形线圈通有逆时针方向的电流I，在其直径中点右侧放置一根垂直于线圈平面的固定不动的长直导线，并通以电流I，方向垂直纸面向里，此时环形线圈的运动情况是( )A. 从左至右观察，以AB为轴逆时针旋转，并且B点靠近直线电流B. 从左至右观察，以AB为轴逆时针旋转，并且B点远离直线电流C. 从左至右观察，以AB为轴顺时针旋转，并且B点靠近直线电流D. 从左至右观察，以AB为轴顺时针旋转，并且B点远离直线电流4.如图所示，空间存在垂直纸面向里的水平磁场，磁场上边界水平，以O点为坐标原点，磁场上边界为x轴，竖直向下为y轴，磁感应强度大小在x轴方向保持不变、y轴方向满足By=B0+ky，k为大于零的常数。边长为L的单匝正方形导体线框ABCD通过轻质绝缘细线悬挂于天花板，线框质量为m，通有顺时针方向的恒定电流，电流强度为I，系统处于平衡状态，已知该地的重力加速度为g，下列说法正确的是( )A. AC边与BD边所受安培力相同 B. 细线中拉力大小为mg+kIL2C. 若仅将细线长度加长，线框始终在磁场内，则稳定后细线弹力变大D. 若仅将磁场调整为磁感应强度为B0的匀强磁场，方向不变，则稳定后细线中弹力为05.如图甲是磁电式电流表的结构示意图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示，边长为L的正方形线圈中通以电流I，线圈中的a导线电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向里，a、b两条导线所在处的磁感应强度大小均为B，则( )A. 该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向不同B. 该线圈的磁通量为BL2C. a导线受到的安培力方向向下D.线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动6.长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向分别如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是()7.1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，下列说法中正确的是( )A. 该束带电粒子带正电 B. 速度选择器的P1极板带负电C. 在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大D. 在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小8.如图所示，直线MN与水平方向成600角，MN的右上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，左下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B。一粒子源位于MN上的a点，能水平向右发射不同速率、质量为m（重力不计、电荷量为q(q>0)的同种粒子，所有粒子均能通过MN上的b点，已知ab=L，则粒子的速度可能是( ) 9. 如图所示为回旋加速器的原理图，两个D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，两D形盒间接入一高频交流电源，用回旋加速器给A、B两个不同粒子分别加速，A粒子的电荷量为q1、质量为m1，加速后获得的最大动能为Ek1，最大速度为V1；B粒子的电荷量为q2、质量为m2，加速后获得的最大动能为Ek2，最大速度为V2，已知两次加速过程中所接入的髙频交流电源频率相等，所加的匀强磁场也相同，则下列关系一定正确的是（ ）10.如图所示，在屏MN的上方有磁感应强的匀强磁场，P为屏上的一个小孔，PC与MN垂直一群质量为m、带电量为-q的粒子不计重力以相同的速率v从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域，且限制在与PC夹角为的范围内（即图中D'PD范围），下列说法正确的有( )A. 沿PC方向进入磁场的粒子，打在屏上的位置距离P点最远B. 沿PD或PD'方向进入磁场的粒子，打在屏上的位置距离P点最远C. 打在屏上的位置距离P点最远的距离等于D. 打在屏上的位置距离P点最近的距离等于二、填空题（本题共2小题，每小问2分，共12分）11.某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁未画出的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。 (1)在图中画出连线，完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动。(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：A.适当增加两导轨间的距离B.换一根更长的金属棒C.适当增大金属棒中的电流,其中正确的是_(填入正确选项前的标号)。12.如图所示，厚度为h、宽度为d的半导体材料放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中。当电流通过导体时，在导体的上侧面A和下侧面A'之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。实验表明，当磁场不太强时电势差U、电流I和B的关系为 ,式中的比例系数RH称为霍尔系数。(假设电流I是由电子定向流动形成的，电子的平均定向速度为v、电量为e、导体单位体积的自由电子个数n)。(1)达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势_(填“高于”、“低于”或“等于”）下侧面A'的电势；(2)电子所受的洛伦兹力的大小为_；(3)当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受的静电力的大小为_；(4)由静电力和洛伦兹力平衡的条件，推导可知霍尔系数RH=_(用微观量表示)。三、计算题（本题共5小题，第13题10分，第14、15、16、17题各12分，共58分)13.一电流表的原理示意图如图所示，质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为k。在矩形区域ABCD内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于AB。当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的CD边重合，当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流。(1)若要电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接?(2)若k=2.0N/m,AB=0.20m,CB=0.050m,B=0.20T，此电流表的量程是多少?(不计通电时电流产生的磁场的作用)(3)若将(2)中量程扩大1倍，磁感应强度应变为多大?14.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0.5m，匀强磁场方向如图所示，大小为0.5T，质量为0.05kg、长为0.5m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2A的恒定电流时，金属细杆可以沿轨道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g取10m/s2，求：(1)金属棒在MN段的运动时间(2)金属细杆运动到P点时对每一条轨道的压力15. 一束质量相等、初速度和电荷量不全相等的离子，沿水平方向经过速度选择器，从O点进入方向垂直纸面向外的匀强偏转磁场区域，分两束垂直打在O点正下方的离子探测板上P1和P2点，测得OP1:OP2=2:3，如图甲所示速度选择器中匀强电场的电场强度为E，匀强磁场的磁感应强度为B1，偏转磁场的磁感应强度为B2若撤去探测板，在O点右侧的磁场区域中放置云雾室，离子运动轨迹如图乙所示设离子在云雾室中运动时受到的阻力Ff=kq，式中k为常数，q为离子的电荷量（不计离子重力）求：（1） 离子从O点射出时的速度大小；（2） 两种离子的电荷量之比；（3）两种离子在云雾室里运动的路程之比16.如图所示，一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10-5C，从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，微粒射出电场时的偏转角=600，并接着沿半径方向进入一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，微粒射出磁场时的偏转角也为=600已知偏转电场中金属板长，圆形匀强磁场的半径为，重力忽略不计求：(1)带电微粒经加速电场后的速度大小；(2)两金属板间偏转电场的电场强度E的大小；(3)匀强磁场的磁感应强度B的大小17.如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系x0y，其第一象限存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度的方向水平向右，磁感应强度的方向垂直于纸面向里。一带电荷量为+q、质量为m的微粒从原点出发以与x轴正方向夹角为450的初速度进入复合场中，正好做直线运动，当微粒运动到A(l，l)点时，电场方向突然变为竖直向上(不计电场变化的时间以及引起的其他变化)，微粒继续运动一段时间后，正好垂直于y轴穿出复合场。不计一切阻力，(重力加速度为g)求：(1) 电场强度E的大小(2)磁感应强度B的大小(3)微粒在复合场中的运动时间参考答案1D 2D 3A 4B 5D 6A 7AD 8AB 9BC 10AD11AC12.（1）导体的电子定向移动形成电流，电子的运动方向与电流方向相反，电流方向向右，则电子向左运动。由左手定则判断，电子会偏向A端面，板上出现等量的正电荷，电场线向上，所以侧面A的电势低于下侧面的电势。电子所受的洛伦兹力的大小为：。电子所受静电力的大小为：当电场力与洛伦兹力平衡时，则有：得：导体中通过的电流为：由得：联立得：故答案为：低于；。13.为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下，根据左手定则可知金属棒中电流从M端流向N端，因此M端应接正极。故若要电流表正常工作，MN的M端应接正极。设弹簧的伸长为，则有：    得：    故当电流表示数为零时，弹簧伸长量为设满量程时通过MN的电流强度为，则有：  联立并代入数据得： A             故此电流表的量程是。设量程扩大后，磁感应强度变为，则有：得代入数据得 T 故若将量程扩大1倍，磁感应强度应变为。14.解：由牛顿第二定律知，由运动学公式知解得到P由动能定理知P点，由牛顿第二定律知   解得由牛顿第三定律知，对每条轨道压力为重力与安培力的合力与水平方向夹角为，当速度方向与重力与安培力的合力垂直时，即运动到NP圆弧的中点，速度有最大值，由动能定理知解得15.只有竖直方向受力平衡的离子，才能沿水平方向运动离开速度选择器，电场力公式，洛伦兹力公式，；  则有：   综合上述3式得： 设到达点离子的电荷量为，到达点离子的电荷量为，进入磁场后，根据牛顿第二定律，则有：  解得：   根据题意有：考虑到进入偏转磁场的硼离子的质量相同、速度相同，得：                                设电荷量为离子运动路程为，电荷量为离子运动路程为，在云雾室内受到的阻力始终与速度方向相反，做负功洛伦兹力不做功，有：  且  答：硼离子从O点射出时的速度大小；两束硼离子的电荷量之比3：2；两种硼离子在云雾室里运动的路程之比2：316.解：带电微粒经加速电场加速后速度为，根据动能定理：得： 带电微粒在偏转电场中只受电场力作用，做类平抛运动在水平方向微粒做匀速直线运动水平方向：带电微粒在竖直方向做匀加速直线运动，加速度为a，出电场时竖直方向速度为竖直方向：由几何关系：，联立得由题解得：设带电粒子进磁场时的速度大小为v，则：由粒子运动的对称性可知，入射速度方向过磁场区域圆心，则出射速度反向延长线过磁场区域圆心，粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，则轨迹半径为：由：得：答：带电微粒经的电场加速后的速率是；两金属板间偏转电场的电场强度E是；匀强磁场的磁感应强度的大小是17.解： 微粒到达之前做匀速直线运动，对微粒受力分析如图甲所示，有解得由平衡条件得电场方向变化后，微粒所受重力与电场力平衡，微粒在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，轨迹如图乙所示，有由几何知识可得联立解得微粒做匀速运动的时间做圆周运动的时间在复合场中运动的时间答案：；。