吉林省松原市实验高级中学2020_2021学年高二物理下学期第一次月考试题b.docx

吉林省松原市实验高级中学2020-2021学年高二物理下学期第一次月考试题 （B）注意事项：1答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。一、选择题(本题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第912题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是( )A将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化C将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化D绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化2电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法正确的是( ) A为了减小电阻，电吉他应选用银质弦B使磁体N、S位置互换，电吉他将不能正常工作C减少线圈的匝数可以减小线圈中的感应电动势D弦振动过程中，线圈中的电流大小发生变化，方向保持不变3如图所示，平行放置的长直导线分别通以等大反向的电流I。某带正电粒子以一定速度从两导线的正中间射入，第一次如图1所示平行导线方向，第二次如图2所示垂直导线方向。不计粒子重力，下列说法正确的是( ) A第一次粒子做匀速直线运动B第二次粒子做匀速圆周运动C第一次粒子将向上偏转，且速度大小保持不变D第二次粒子做直线运动，且速度先增大后减小4如图所示为洛伦兹力演示仪的结构简图。励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，磁场强弱由通过励磁线圈的电流来调节，在球形玻璃泡底部有一个可以升降的电子枪，从电子枪灯丝中发出电子的初速度可忽略不计，经过加速电压U（U可调节，且加速间距很小）后，沿水平方向从球形玻璃泡球心的正下方垂直磁场方向向右射入，电子束距离球形玻璃泡底部切线的高度为h（见图），已知球形玻璃泡的半径为R。下列说法正确的是( ) A仅增大励磁线圈中电流，电子束径迹的半径变大B仅提高电子枪加速电压，电子束径迹的半径变小C电子束在玻璃泡内做完整圆周运动的最大半径为RhD仅增大励磁线圈中电流，电子做圆周运动的周期将变小5如图甲所示，在倾角为的U形金属导轨上放置一根导体棒MN，开始时导体棒MN处于静止状态。今在导轨所在空间加一个垂直于导轨平面的磁场，图中磁场方向为正方向，磁感应强度大小变化情况如图乙所示，导体棒始终静止。关于导体棒在0t0内受到的摩擦力大小，下列说法正确的是( ) A不断减小B不断增大C先增大后减小D先减小后增大6如图所示，虚线MN将平面分成和两个区域，两个区域都存在与纸面垂直的匀强磁场。一带电粒子仅在磁场力作用下由区运动到区，弧线aPb为运动过程中的一段轨迹，其中弧aP与弧Pb的弧长之比为21，下列判断一定正确的是( ) A两个磁场的磁感应强度方向相反，大小之比为21B粒子在两个磁场中的运动速度大小之比为11C粒子通过aP、Pb两段弧的时间之比为11D弧aP与弧Pb对应的圆心角之比为217如图甲所示，在光滑绝缘水平面内，两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与水平面垂直，边长为l的正方形单匝金属线框abcd位于水平面内，cd边与磁场边界平行。T0时刻线框在水平外力的作用下由静止开始做匀加速直线运动通过该磁场，回路中的感应电流大小与时间的关系如图乙所示，下列说法正确的是( ) A水平外力为恒力B匀强磁场的宽度为lCab边离开磁场的时间为4t0D线框出磁场过程中水平外力做的功小于线框进入磁场过程中水平外力做的功8如图所示，水平放置的半径为R且内壁光滑的玻璃圆环内，有一直径略小于环口径的质量为m、电荷量为q的带正电绝缘小球，现在圆环区域内加上竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀增加，BB0kt（k0），同时让小球在P处沿周环切线方向以初速度进入环内沿逆时针方向运动，假设运动过程中小球带电量不变。则( ) A小球先沿逆时针做减速运动，过一段时间后沿顺时针做加速运动B由P点沿圆环逆时针转过圆周，电势将升高kr2C小球第三次经过P点所经历的时间为D小球沿圆环转一圈运动的时间与磁感应强度成反比9磁悬浮高速列车在我国上海、青岛已投入正式运行。如图是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，且N极朝上，B是用超导材料制成的超导圆环。在超导圆环B进入磁场时，则( ) AB中将产生感应电流，当稳定后，感应电流消失BB中将产生感应电流，当稳定后，感应电流仍存在CB中感应电流的方向如图俯视为顺时针方向DB悬浮时感应电流产生的磁场方向与圆柱形磁铁A上端的磁场方向一致10如图，竖直放置的两块很大的平行金属板a、b间的电场强度为E，相距为d。现有一带正电的微粒从a板下边缘以初速度v0竖直向上射入电场，当它飞到b板时，速度大小不变，而方向变成水平方向，且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板而进入bc区域，bc宽度也为d，所加电场大小为E，方向竖直向上，磁感应强度方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小等于，重力加速度为g，则下列说法中正确的是( ) A微粒在ab区域中做匀变速运动，运动时间为B微粒在bc区域中做匀速圆周运动圆周半径rdC微粒在bc区域中做匀速圆周运动，运动时间为D微粒在ab、bc区域中运动的总时间为11如图所示，光滑的平行长导轨水平放置，质量相等的导体棒L1和L2静止在导轨上，与导轨垂直且接触良好。已知L1的电阻大于L2，两棒间的距离为d，不计导轨电阻，忽略电流产生的磁场。将开关S从1拨到2，两棒运动一段时间后达到稳定状态，则( ) AL1中的电流大于L2的电流BS拨到2的瞬间，L1的加速度小于L2的加速度C运动稳定后，电容器C的电荷量为零D运动稳定后，两棒之间的距离大于d12在竖直平面内建立直角坐标系，曲线y0.05x2位于第一象限的部分如图所示，在曲线上不同点以一定的初速度v0向x轴负方向水平抛出质量为m、带电荷量为q的小球，小球下落过程中都会通过坐标原点O，之后进入第三象限的匀强电场和匀强磁场区域（图中未画出），结果小球恰好在竖直面内做匀速圆周运动，并且都能打到y轴负半轴上。已知匀强磁场的磁感应强度大小为B，g取10 m/s2，则下列说法正确的是( ) A第三象限的电场强度大小为，方向竖直向下B小球的初速度为10 m/sC第三象限的磁场方向一定是垂直纸面向里D要使所有的小球都能打到y轴的负半轴，所加磁场区域的最小面积是二、非选择题(本题共5小题，共52分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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)13(6分)如图所示，先后以速度v1和v2(v12v2)，匀速地把同一线圈从同一位置拉出有界匀强磁场的过程中，在先后两种情况下： (1)线圈中的感应电流之比I1I2_；(2)线圈中产生的热量之比Q1Q2_；(3)拉力做功的功率之比P1P2_。14(8分)如图所示，将长为50 cm、质量为10 g的均匀金属棒ab的两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直于纸面向里的匀强磁场中。当金属棒中通以0.4 A的电流时，弹簧恰好不伸长。g10 m/s2。 (1)求匀强磁场的磁感应强度的大小；(2)当金属棒中通过大小为0.2 A、方向由a到b的电流时，弹簧伸长1 cm。如果电流方向由b到a，而电流大小不变，则弹簧伸长又是多少？ 15(8分)如图所示，在边长L m的等边三角形ACD区域内，存在磁感应强度大小B0.8 T、方向垂直纸面向外的匀强磁场。现有一束比荷1×102 C/kg的带正电粒子，从AC边的中点P以平行于CD边的某一速度射入磁场，粒子的重力不计。 (1)若粒子进入磁场时的速度大小v020 m/s，求粒子在磁场中运动的轨道半径；(2)若粒子能从AC边飞出磁场，求粒子在磁场中的运动时间。 16(14分)如图所示，两条互相平行且足够长的光滑金属导轨位于水平面内，导轨间距l0.2 m，在导轨的一端接有阻值R3 的电阻，在x0处有一垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感强度B0.5 T。一质量m0.1 kg，电阻r2 的金属棒垂直搁在导轨上，并以v020 m/s的初速度进入磁场，在水平拉力F的作用下做持续的匀变速直线运动，加速度大小a2 m/s2、方向与初速度方向相反。棒与导轨接触良好，其余电阻均不计。求： (1)电流第一次减少为最大值一半时金属棒所处的位置；(2)电流第一次减少为最大值的一半时拉力F的功率；(3)已知金属棒开始进入磁场到速度减小为零的过程中，电阻R上产生的热量Q11.6 J，求该过程中拉力F所做的功。 17(16分)如图所示的平面直角坐标系xOy，在第象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴正方向；在第象限内有匀强磁场，方向垂直于xOy平面向内。一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子、从原点O以大小为v0的速度沿x轴正方向射入，通过磁场后到达y轴上的P(0，d)点，不计粒子所受的重力。 (1)求匀强磁场的磁感应强度B；(2)将该粒子改在y轴上的Q(0，d)点同样以速度v0平行于x轴正方向射入电场中，已知电场场强大小EBv0，粒子最后从y轴上N点（图中未画出）离开磁场，求N点的位置和粒子从Q点运动到N点的总时间。 物 理（B）答 案一、选择题(本题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第912题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1【答案】D【解析】产生感应电流必须满足的条件：电路闭合；穿过闭合电路的磁通量要发生变化。可知AB错误，D正确；选项C满足产生感应电流的条件，但不能观察到电流表的变化。2【答案】C【解析】银质弦不易被磁化，所以不能选用银质弦，A错误；使磁体N、S位置互换，金属弦仍然可以被磁化，所以电吉他能正常工作，B错误；根据法拉第电磁感应定律，减少线圈的匝数可以减小线圈中的感应电动势，C正确；弦振动过程中，靠近磁铁，螺线管磁通量增加，远离磁铁，螺线管磁通量减少，所以线圈中电流方向变化，D错误。3【答案】C【解析】由右手螺旋定则，图甲中，与两导线共面、平行、等距的直线上磁感应强度垂直纸面向里，根据左手定则，带正电的离子向上偏转，由于洛伦兹力不做功，离子速率不变，故A错误，C正确；由安培定则可知，图乙中，两导线连线的中垂线上的磁感应强度水平向右，离子速度与磁场方向平行，离子不受洛伦兹力，所以离子将匀速直线运动，故BD错误。4【答案】D【解析】仅增大励磁线圈中电流，磁感应强度增大，根据半径公式r，磁感应强度增大，半径减小，所以A错误；仅提高电子枪加速电压，由qUmv2，可知电子的速度增大，根据半径公式r，半径增大，所以B错误；电子束在玻璃泡内做完整圆周运动的最大半径为Rh，所以C错误；仅增大励磁线圈中电流，磁感应强度增大，根据周期公式T，磁感应强度增大，周期减小，所以D正确。5【答案】A【解析】在0t0内，磁感应强度均匀减小，由法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电动势恒定，形成的感应电流由M到N，大小恒定，由左手定则可知，安培力FBIL方向沿斜面向下、随磁感应强度B减小，由平衡条件知，摩擦力不断减小，A正确。6【答案】B【解析】粒子在磁场中所受的洛伦兹力指向运动轨迹的凹侧，结合左手定则可知，两个磁场的磁感应强度方向相反，根据题中信息无法求得粒子在两个磁场中运动轨迹所在圆周的半径之比，所以无法求出两个磁场的磁感应强度之比，A错误；运动轨迹粒子只受洛伦兹力的作用，而洛伦兹力不做功，所以粒子的动能不变，速度大小不变，B正确；已知粒子通过aP、Pb两段弧的速度大小不变，而路程之比为21，可求出运动时间之比为21，C错误；由图知两个磁场的磁感应强度大小不等，粒子在两个磁场中做圆周运动时的周期T也不等，粒子通过弧aP与弧Pb的运动时间之比并不等于弧aP与弧Pb对应的圆心角之比，D错误。7【答案】C【解析】线框进入磁场的时候，要受到安培力的作用，电流是变化的，安培力也是变化的，因此外力F必然不是恒力，A错误；由图乙可知2t04t0时间内线框进入磁场，设线框匀加速直线运动的加速度为a，边框长la(4t0)2a(2t0)26at02，磁场的宽度da(6t0)2a(2t0)216at02，故d，B错误；设t时刻线框穿出磁场，则有6at02at2a(6t0)2，解得t4t0，C正确；线框进入磁场过程的位移与出磁场过程的位移相等，线框进入磁场过程中的水平拉力小于出磁场过程中的水平拉力，做的功大于线框进入磁场过程中水平拉力做的功，D错误。8【答案】A【解析】磁感应强度竖直向上，B随时间成正比增加，由楞次定律可知，变化的磁场产生的感生电场沿顺时针方向；小球带正电，小球所受电场力沿顺时针方向，与小球的运动方向相反，小球做减速运动，当小球速度减小到零后，小球沿顺时针方向加速运动，速度不断增加，故A正确；由于电场线是闭合的，不能判断电势的高低，故B错误；在圆环内产生的感应电动势UR2kR2，电场强度的大小，加速度，小球速度减为零时经过的距离为x1，则有qEx1mv02，解得x1R，经过的时间，再一次经过P点的时间为2t1，当小球第一次经过P点顺时针方向转动，第三次经过P点的速度为v，则有v2v022a4R，解得，则，所以小球第三次经过P点所经历的时间，故C错误；由于加速电场的电场强度一定，切向加速度一定，小球沿圆环转一圈运动的时间与磁感应强度大小无关，故D错误。9【答案】BC【解析】在超导圆环B进入磁场的过程中，根据楞次定律不难判断出B中会产生感应电流，而因为B是超导体没有电阻，故即使B稳定后电磁感应现象消失，B中的电流也不会消失，A错误，B正确；根据楞次定律可知，圆柱形磁铁的N极朝上，放入线圈时，线圈中的磁通量向上增大，则感应电流的磁场应向下，B中感应电流方向从上向下俯视看应为顺时针，C正确，D错误。 10【答案】AC【解析】微粒在ab间受到的重力、电场力恒定，故合力，加速度恒定，做匀变速曲线运动，在竖直方向做竖直上抛运动，末速度为0，故运动时间，上升高度，A正确；在ab区域，水平方向上，做初速度为零的匀加速直线运动，末速度v0，由牛顿第二定律可得qEma，又v0at1，联立可得qEmg，在bc区域，所受电场力与重力等大反向，在磁场中做匀速圆周运动，qv0Bm，又，解得r2d，由几何关系可得微粒在磁场中运动轨迹的圆心角30°，在磁场中的运动时间，B错误，C正确；微粒在ab、bc区域中运动的总时间，D错误。11【答案】BD【解析】电源给电容器充电，稳定后，S拨到2的瞬间，电容器相当于电源和导体棒L1和L2组成闭合电路，由于L1的电阻大于L2，则L1中的电流小于L2中的电流，A错误；S拨到2的瞬间，L1中的电流小于L2中的电流，根据FBIL可得，L1的受到的安培力小于L2的安培力，根据牛顿第二定律，L1的加速度小于L2的加速度，B正确；S拨到2后，导体棒L1和L2受到的安培力作用，则导体棒运动，产生电动势，当产生的电动势等于电容器两端的电压时，电路稳定，此时电容器C的电荷量不为零，C错误；电路稳定时导体棒L1和L2的速度相等，因为L1的加速度小于L2的加速度，运动时间相等，则L1的位移小于L2的位移，即运动稳定后，两棒之间的距离大于d，D正确。12【答案】BCD【解析】小球在第三象限做匀速圆周运动，则mgqE，即E，方向竖直向上，A错误；设小球释放点的坐标为(x，y)，由平抛规律可知xv0t，ygt2，又y0.05x2，联立解得v010 m/s，B正确；根据题意结合左手定则可判断磁场方向垂直纸面向里，C正确；设小球最初进入第三象限时合速度为v，与y轴负半轴夹角为，则有v0vsin ，洛伦兹力提供向心力qvBm，得r，小球在磁场中的偏转角恒为2且运动轨迹的弦长不变，恒为，要使小球都能打到y轴负半轴上，所加磁场区域的最小面积SminR2，D正确。 二、非选择题(本题共5小题，共52分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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)13(6分)【答案】(1)21 (2)21 (3)41【解析】EBLv，又EIR，所以I1I221。QI2Rt，v12v2，所以t1t212，所以，Q1Q221。线框匀速运动，FFBBIL，所以F1F221，PFv，所以，P1P241。14(8分)【解析】(1)弹簧恰好不伸长时，ab棒受到向上的安培力BIL和向下的重力mg大小相等，即：BILmg解得：B0.5 T。(2)当大小为0.2 A的电流由a流向b时，ab棒受到两只弹簧向上的拉力2kx1，及向上的安培力BI1L和向下的重力mg作用，处于平衡状态。根据平衡条件有：2kx1BI1Lmg当电流反向后，ab棒在两个弹簧向上的拉力2kx2及向下的安培力BI2L和重力mg作用下处于平衡状态。根据平衡条件有：2kx2mgBI2L联立解得：x3 cm。15(8分)【解析】(1)由qv0Bm得r0.25 m。(2)若粒子从AC边飞出磁场，运动轨迹如图所示，圆心角 t·T T联立解得：。16(14分)【解析】(1)金属棒刚开始运动时电流最大，根据闭合电路欧姆定律得：设电流第一次减少为最大值一半时金属棒的速度为v，根据闭合电路欧姆定律得：IIm解得v10 m/s根据运动学公式有：v2v022ax解得：x70 m。(2)由(1)知，电流第一次减少为最大值一半时金属棒的速度v10 m/s，金属棒所受的安培力为：FABIl根据牛顿第二定律有：FFAma解得：F0.18 N拉力F的功率P1Fv1.8 W。(3)已知金属棒开始进入磁场到速度减小为零的过程中，电阻R上产生的热量Q11.6 J，根据焦耳定律知，该过程中回路中产生的总热量为：根据功能关系有：mv02WFQ解得：WF17.3 J。17(16分)【解析】(1)粒子从O点进入磁场运动到P点，有：qv0Bm，d2R解得磁感应强度。(2)粒子从Q点射入电场直到离开过程，有：qEma，dat12xv0t1将EBv0代入可解得，xd粒子离开电场时的速度大小和速度方向与x轴正方向的夹角，满足：，即60°粒子进入磁场运动，有qvBm解得半径rd因为rsin dx所以圆周轨道的圆心A在y轴上，如图所示。 N点与原点O距离yNrrcos d粒子在磁场中运动的周期T和时间t2T，因此粒子从Q点运动到N点的总时间。