武汉市钢城第四中学2020-2021学年高二物理上学期9月月考试题

湖北省武汉市钢城第四中学2020_2021学年高二物理上学期9月月考试题湖北省武汉市钢城第四中学2020_2021学年高二物理上学期9月月考试题PAGEPAGE11湖北省武汉市钢城第四中学2020_2021学年高二物理上学期9月月考试题湖北省武汉市钢城第四中学2020-2021学年高二物理上学期9月月考试题一、单项选择题（本题共8小题,每小题3分，共24分。.每小题只有一项符合题目要求.9～12题有多项符合题目要求.全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)1.关于磁场，下列说法正确的是（)A．磁场是看不见、摸不着、实际不存在的，是人们假想出来的一种物质B．磁场是客观存在的一种特殊物质形态C．磁场的存在与否决定于人的思想,想其有则有,想其无则无D．磁场中某点的磁感应强度的方向与小磁针S极在此处的受力方向一致2。光滑的平行导轨（图中粗线）与电源连接后，倾斜放置，导轨上放一个质量为m的金属导体棒。通电后，导体棒电流垂直纸面向外，在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场，可以使导体棒静止平衡，下面四个图中分别加了不同方向的磁场，其中一定不能平衡的是（）IIIIIBBBBABCD3．如图所示，abcd四边形闭合线框，a、b、c三点坐标分别为(0，L,0)，（L,L,0),（L,0，0）,整个空间处于沿y轴正方向的匀强磁场中,通入电流I，方向如图所示，关于四边形的四条边所受到的安培力的大小，下列叙述中正确的是A．ab边与bc边受到的安培力大小相等B．ad边不受安培力作用C．cd边与ad边受到的安培力大小相等D．cd边受到的安培力最大4．通电闭合直角三角形线框abc处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面,电流方向如图所示，那么三角形线框受到的磁场力的合力为(）A.方向垂直于ab边斜向上B.方向垂直于ac边斜向上C.为零D.方向垂直于bc边向下5．如图，长为、质量为的直导线用两绝缘细线悬挂于，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿正方向的电流，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为.则当该磁场的磁感应强度最小时,其方向为(）A．沿悬线向下B．正向C．负向D．正向6．如图所示,真空中狭长区域内的匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，区域宽度为d，边界为CD和EF，速度为v的电子从边界CD外侧沿垂直于磁场方向射入磁场，入射方向跟CD的夹角为θ，已知电子的质量为m、带电荷量为e,为使电子能从另一边界EF射出,电子的速率应满足的条件是（）A．B．C．D．7．如图所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成的。当电源接通后，磁场对流过炮弹的电流产生力的作用，使炮弹获得极大的发射速度。如图的各俯视图中正确表示磁场B方向的是8．质量和电量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图两种虚线所示，下列表述正确的是（)A．M的运行时间大于N的运行时间B．M的速率小于N的速率C．洛伦兹力对M、N做正功D．M带负电，N带正电二、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。)9．如图所示为一种获得高能粒子的装置，由光滑绝缘材料围成的环形区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的均匀磁场（环形区域的宽度非常小）。质量为m、电荷量为+q的粒子可在环中做半径为R的圆周运动。A、B为两块中心开有小孔的距离很近的极板,原来电势均为零，每当带电粒子经过A板准备进入AB之间时，A板电势升高为+U，B板电势仍保持为零，粒子在两板间的电场中得到加速。每当粒子离开B板时，A板电势又降为零。粒子在电场中一次次加速下动能不断增大，而在环形磁场中绕行半径R不变。（设极板间距远小于R）下列说法正确的是（）A．粒子从A板小孔处由静止开始在电场力作用下加速，绕行N圈后回到A板时获得的总动能为NqUB．粒子在绕行的整个过程中，每一圈的运动时间为C．粒子绕行第N圈时所受向心力为D．粒子获得的最大速度与加速次数无关，由R决定.10.如图所示为足够大空间内存在水平方向的匀强磁场,在磁场中A、B两物块叠在一起置于光滑水平面上，物块A带正电，物块B不带电且表面绝缘，A、B接触面粗糙。自t=0时刻起用水平恒力F作用在物块B上，由静止开始做匀加速直线运动。右图图象的横轴表示时间,则纵轴y可以表示（）A．A所受洛伦兹力大小B．A对B的摩擦力大小C．A对B压力大小D．B对地面压力大小EBab11．如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里,一带电微粒由aEBabA．微粒一定带负电B．微粒动能一定减小C．微粒的机械能一定增加D．微粒的电势能一定增加12。如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时A．磁铁对桌面的压力减小B．磁铁对桌面的压力增大C．桌面受到向右的摩擦力作用D．桌面受到向左的摩擦力作用三、非选择题（本题共6小题,共60分。）13.（6分）一只电流表的满偏电流为Ig=3mA，内阻为Rg=100Ω,若改装成量程为I=30mA的电流表，应并联的电阻阻值为Ω；若将改装改装成量程为U=3V的电压表,应串联一个阻值为Ω的电阻.14.（8分）某同学采用如下图甲所示的电路测定电源电动势和内电阻，已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约2Ω，电压表（0～3V内阻约3kΩ),电流表（0~0.6A内阻约1.0Ω)，滑动变阻器有R1(10Ω2A）和R2(100Ω0.1A）各一只．（1）实验中滑动变阻器应选用________(选填“R1”或“R2”）．（2）在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路．(3）在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的U－I图像,由图可较准确地求出电源电动势E＝________V；内阻r＝________Ω.15．（7分)在磁场中放入一通电导线，导线与磁场垂直,导线长为1cm，电流为0。5A，所受的磁场力为5×10－4N．求：（1)该位置的磁感应强度多大?（2）若将该电流撤去，该位置的磁感应强度又是多大?（3）若将通电导线跟磁场平行放置，该导体所受到的磁场力多大？16．（10分）如图所示，导体杆ab的质量为m，电阻为R,放置在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上,导轨间距为d，电阻不计，系统处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，电源内阻不计，问：若导轨光滑,电源电动势E为多大时才能使导体杆静止在导轨上?17．(14分)如图所示，abcd是一个边长为L的正方形，它是磁感应强度为B的匀强磁场横截面的边界线．一带电粒子从ad边的中点O与ad边成θ＝30°角且垂直于磁场方向射入．若该带电粒子所带电荷量为q、质量为m(重力不计）,则该带电粒子在磁场中飞行时间最长是多少？若要带电粒子飞行时间最长,带电粒子的速度必须符合什么条件？18．（15分）如图所示，一质量为m、电荷量为q带正电荷的小球静止在倾角为30°足够长的绝缘光滑斜面顶端时，对斜面的压力恰为零,若迅速把电场方向改为竖直向下，则小球能在斜面上滑行多远？物理参考答案B；2、C；3、D；4、C；5、A；6、B；7、B；8、D；9、AC；10、CD；11、AC；12、AD；13、11.190014、R11.751.8715．(1）0.1T(2)0.1T（3）0解析(1)根据公式B＝eq\f（F，IL）得：B＝eq\f(5×10－4,0.01×0。5）T＝0。1T。（2)该处的磁感应强度不变，B＝0.1T.（3）电流元平行磁场放置时，所受磁场力为零，F＝0。16.eq\f(mgRtanθ，Bd）解析由闭合电路欧姆定律得：E＝IR，导体杆受力情况如图所示，则由共点力平衡条件可得F安＝mgtanθ，F安＝BId，由以上各式可得出E＝eq\f(mgRtanθ,Bd）.17.eq\f（5πm,3qB）v≤eq\f(qBL,3m）解析从题设的条件中,可知带电粒子在磁场中只受洛伦兹力作用,它做匀速圆周运动，粒子带正电,由左手定则可知它将向ab方向偏转,带电粒子可能的轨道如下图所示(磁场方向没有画出）,这些轨道的圆心均在与v方向垂直的OM上．带电粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，有qvB＝eq\f（mv2,r),r＝eq\f（mv，qB）①运动的周期为T＝eq\f（2πr，v）＝eq\f（2πm,qB）②由于带电粒子做匀速圆周运动的周期与半径和速率均没有关系，这说明了它在磁场中运动的时间仅与轨迹所对的圆心角大小有关．由图可以发现带电粒子从入射边进入，又从入射边飞出,其轨迹所对的圆心角最大，那么，带电粒子从ad边飞出的轨迹中，与ab相切的轨迹的半径也就是它所有可能轨迹半径中的临界半径r0：r＞r0，在磁场中运动时间是变化的，r≤r0,在磁场中运动的时间是相同的，也是在磁场中运动时间最长的．由上图可知，三角形O2EF和三角形O2OE均为等腰三角形，所以有∠OO2E＝eq\f(π，3).轨迹所对的圆心角为a＝2π－eq\f(π,3)＝eq\f(5π，3)运动的时间t＝eq\f（Ta,2π）＝eq\f（5πm,3qB）由图还可以得到r0＋eq\f(r0,2）＝eq\f（L，2），r0＝eq\f（L,3)≥eq\f（mv,qB）得v≤eq\f(qBL，3m)带电粒子在磁场中飞行时间最长是eq\f（5πm,3qB）;带电粒子的速度应符合条件v≤eq\f（qBL,3m）。18.eq\f(3m2g,2q2B2)解析由分析知：当小球静止在斜面顶端时，小球受重力mg、电场力Eq，且mg＝Eq，可得E＝eq\f（mg，q)当电场反向时，小球由于受到重力和电场力作用而沿斜面下滑，产生速度,同时受到洛伦兹力的作用，F＝qvB，方