2021-2022 学年度第一学期月考 高 二 物 理 试 题 时 间 ： 75 分 钟 满 分 ： 100 分 一．单选题（每题 4 分，共 28 分） 1．如图所示，金属杆 ab 的质量为 m、通过的电流为 I，处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中， 平行导轨间的距离为 L，金属杆 ab 静止且紧压在水平导轨上。若磁场方向与导轨平面成 α 角，金属杆 ab 与水平导轨间动摩擦因数为 μ，下列关于金属杆 ab 受力的说法正确的 是（　　） A．所受安培力的大小为 BILsinα B．所受安培力的大小为 BIL C．所受摩擦力的大小为 BILtanα D．所受摩擦力的大小为 μmg 2．如图所示，在足够长的水平线上方有方向垂直纸面向里的范围足够大的匀强磁场区域， 一带负电的粒子 P 从 a 点沿 θ＝45°方向以初速度 v 垂直磁场方向射入磁场中，经时间 t 从 b 点出磁场。不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A．粒子射出磁场时与水平线的夹角（锐角）为 θ B．若 P 的初速度增大为 2v，则射出磁场所需时间为 2t C．若 P 的初速度增大为 2v，粒子射出磁场时与水平线的夹角（锐角）为 2θ D．若磁场方向垂直纸面向外，粒子 P 还是从 a 点沿 θ＝45°方向以初速度 v 垂直磁场方 向射入磁场中，则射出磁场所需时间为 2t 3．在下列四幅图中，正确标明了带负电的粒子所受洛伦兹力 f 方向的是（　　） A． B． C． D． 4．显像管基本原理如图所示，在管颈区域加有偏转磁场，要使电子枪发射的电子束打在图 中荧光屏上的 M 点，偏转磁场的方向可能是（　　） A．垂直纸面向里 B．垂直纸面向外 C．平行纸面向上 D．平行纸面向下 5．如图所示，匀强磁场中有两个由相同导线绕成的圆形线圈 a、b，磁场方向与线圈所在 平面垂直，磁感应强度 B 随时间均匀增大。a、b 两线圈的半径之比为 2：1，匝数之比 为 1：2。线圈中产生的感应电动势分别为 Ea 和 Eb，某时刻磁通量分别为 Φa 和 Φb，不 考虑两线圈间的相互影响。下列说法正确的是（　　） A．Ea：Eb＝2：1，Φa：Φb＝4：1，感应电流均沿顺时针方向 B．Ea：Eb＝2：1，Φa：Φb＝4：1，感应电流均沿逆时针方向 C．Ea：Eb＝2：1，Φa：Φb＝2：1，感应电流均沿顺时针方向 D．Ea：Eb＝4：1，Φa：Φb＝4：1，感应电流均沿顺时针方向 6．悬挂的线圈与条形磁铁位于同一平面内，当线圈中通入逆时针方向电流的瞬间，线圈将 （　　） A．不发生转动，只靠近磁铁 B．发生转动，同时远离磁铁 C．发生转动，同时靠近磁铁 D．不发生转动，只远离磁铁 7．在如图所示的电路中，L1、L2、L3 为三盏完全相同的灯泡，L 是一个自感系数很大、直 流电阻为零的自感线圈，E 为电源，S 为开关，C 是电容很大的电容器。关于三盏灯泡， 下列说法正确的是（　　） A．合上开关时，L2 不亮，L1、L3 同时亮 B．合上开关时，三盏灯泡同时亮 C．开关合上足够长时间后，L3 最亮，L1、L2 一样亮 D．开关合上一段时间后再断开，L1、L2 亮一下后一起缓慢熄灭，L3 立即熄灭 二．多选题（每题 6 分，少选得 3 分，共 18 分） 8．两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子 a、b，以不同的速率对准圆心 O 沿着 AO 方向射入垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图，不计粒子重力，下列说 法正确的是（　　） A．a 粒子带负电荷，b 粒子带正电荷 B．b 粒子做圆周运动的速度较大 C．a 粒子在磁场中受到的洛伦兹力较小 D．b 粒子在磁场中运动时间较长 9．关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动，下列说法不正确的是（　　） A．金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理 B．金属探测器可用于大米装袋，防止细小的砂石颗粒混入大米中 C．电磁炉利用电磁阻尼工作，录音机在磁带上录制声音利用电磁驱动工作 D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用 10．如图所示，边长为 l、质量为 m、电阻为 R 的正方形金属线框 abcd 放在光滑绝缘的水 平面上，边长为 L 的正方形区域内有垂直于水平面向下的匀强磁场，L＞l，两个正方形 均关于 MN 对称，给金属线框一个向右的初速度 v0 使线框穿过磁场区域，线框运动过程 中始终关于 MN 对称，线框穿过磁场后的速度为 v0，磁场的磁感应强度大小为 B，则 下列说法正确的是（　　） A．线框进入磁场过程中通过线框横截面的电量为 B．线框进入磁场过程中感应电流沿 abcda 方向 C．线框完全进入磁场后的速度等于 v0 D．线框进入磁场过程克服安培力做的功与出磁场过程克服安培力做的功相等 三、实验题（共 2 小题，11 题 8 分，12 题 8 分，共 16 分） 11．按照如图所示进行实验。 （1）分别接通“1、4”和“2、3”，导线偏转的角度不同，说明导线受 到的力的大小与 　 　有关。 （2）只上下交换磁极的位置以改变磁场方向，导线受力的方 向　 　 （选填“改变”或“不改变”）。 （3）只改变导线中电流的方向，导线受力的方向 　 　（选填“改 变”或“不改变”）。 （4）通过实验说明：安培力的方向与磁场方向、电流方向之间的关系满足 　 　。 12．图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈 L 的电 流。电路中电灯的电阻 R1＝5.0Ω，定值电阻 R＝1.0Ω，A、B 间电势差 UAB＝6.0V，开 关 S 原来闭合，电路处于稳定状态，在 t1＝1.0×10﹣3s 时刻断开开关 S，该时刻前后电流 传感器显示的电流 I 随时间 t 变化的图线如图乙所示。 （1）线圈 L 的直流电阻 RL＝　 　Ω；（结果保留两位有效数字） （2）闭合开关一段时间后，开关断开时，看到的现象是 　 （3）断开开关后，通过电灯的电流方向 　 　； 　（填：a→b 或 b→a）。 （4）断开开关瞬间，线圈产生的自感电动势为 　 　V。 四．计算题（共 3 小题，13 题 12 分，14 题 12 分，15 题 14 分，共 38 分） 13．质量为 m、电荷量为 q 的带负电粒子自静止开始释放，经 M、N 板间的电场加速后， 从 A 点垂直于磁场边界射入宽度为 d 的匀强磁场中，该粒子离开磁场时的位置 P 偏离入 射方向的距离为 ，如图所示．已知 M、N 两板间的电压为 U，粒子的重力不计．求： （1）带电粒子进入磁场时的速度大小； （2）匀强磁场的磁感应强度的大小． 14．如图所示，水平放置的固定导体框架，宽 L＝0.50m，接有电阻 R＝0.20Ω，匀强磁场 垂直框架平面向里，磁感应强度 B＝0.40T．一导体棒 ab 垂直框边跨放在框架上，并能 无摩擦地在框架上滑动，导体 ab 的电阻 r＝0.20Ω，框架电阻均不计。当 ab 以 v＝4.0m/s 的速度向右匀速滑动时，求： （1）求 ab 棒两端电压大小； （2）维持导体棒 ab 做匀速运动的外力 F 的大小。 15．如图，水平面（纸面）内间距为 l 的平行金属导轨间接一电阻，质量为 m、长度为 l 的 金属杆置于导轨上，t＝0 时，金属杆在水平向右、大小为 F 的恒定拉力作用下由静止开 始运动，t0 时刻，金属杆进入磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区 域，且在磁场中恰好能保持匀速运动。杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直 且接触良好，两者之间的动摩擦因数为 μ．重力加速度大小为 g。求： （1）金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小； （2）电阻的阻值。 答案 1-5BAABB 6.C 7 C 8ABC 9 BC 10AC 1．【解答】解：金属杆 ab 受力如图：因为电流和磁场垂直，故 FA＝BIL， 由于金属棒 ab 静止，根据平衡条件得：Ff ＝BILsina，故 B 正确，ACD 错 误。 2．【解答】解：A．根据粒子做匀速圆周运动的对称性，当负粒子从 b 点射 出时，速度方向与水平线的夹角为 θ，故 A 正确； BC．若速度增大为 2v，虽然负粒子做匀速圆周运动的半径加倍，但速度方向仍与水平 线夹角为 θ，粒子的偏转角度为不变，粒子射出磁场所需时间仍为 t，故 BC 错误； D．磁场垂直于纸面向外时，粒子 P 还是从 a 点沿 θ＝45°方向以初速度 v 垂直磁场方向 射入磁场中，此时粒子逆时针方向偏转了 90°，则粒子运动时间与原来相同，为 3t，故 D 错误。 3．【解答】解：A、根据左手定则，图 A 中洛伦兹力的方向正确，故 A 正确； B、根据左手定则，图 B 中洛伦兹力方向向上，故 B 错误； C、根据左手定则，图 C 中洛伦兹力方向垂直纸面向里，故 C 错误； D、根据左手定则，图 D 中洛伦兹力方向垂直纸面向外，故 D 错误。 4．【解答】解：由题图可知，电子带负电荷且初速度向右，向上偏转说明洛伦兹力向 上，根据左手定则可以判断，偏转磁场应垂直纸面向外。故 ACD 错误，B 正确； 【点评】本题考查左手定则，解题关键掌握左手定则的应用即可。 5．【解答】解：设磁感应强度随时间的变化为 k，由法拉第电磁感应定律有：E＝ 得：Ea＝nakπra2Eb＝nbkπrb2 所以 Ea：Eb＝nara2：nbrb2＝2：1 磁通量与匝数无关，故 Φa：Φb＝ra2：rb2＝4：1； 磁感应强度 B 随时间均匀增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场与原磁场方向相反， 则由安培定则可知，感应电流方向沿顺时针方向，故 B 正确，ACD 错误。 6．【解答】解：通以逆时针的电流，由于处于 S 极的磁体附近，根据左手定则，可得 线圈左边安培力垂直纸面向里，右边安培力垂直纸面向外，从上往下看，导致线圈顺时 针转动，假设线圈转过 90°时，根据右手螺旋定则可把线圈等效成小磁针，等效小磁针 的 N 极与条形磁铁的 S 极相对，所以会靠近磁铁，所以当线圈中通入逆时针方向电流的 瞬间，线圈发生转动，同时靠近磁铁，故 C 正确，ABD 错误。 7．【解答】解：AB、开关刚闭合时，线圈中将产生自感现象，此时线圈可看作一个很 大的电阻，故 L2 不亮，大电容对变化的电流阻碍作用很小，此时电容器可看作一个阻值很 小的导线，L3 相当于被短路，故 L3 也不亮，只有 L2 亮，故 AB 错误； C、开关合上足够长时间后，电路稳定而自感现象消失，因为自感线圈的直流电阻为零， 此时线圈可看作导线，则 L1、L2 一样亮，电容器相当于断路，L3 中电流为干路电流， 则 L3 最亮，故 C 正确； D、开关闭合时，电容器充电，开关合上一段时间后再断开，由于自感现象