2021-2022 学年度第二学期第二次月考试卷 高二分层班物理试题 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第 I 卷（选择题 满分 64 分） 一、单选题(共 40 分) 1．(本题 4 分)如图所示，有一边长为 L 的刚性正三角形导线框 ABC 在竖直平面内，且 AB 水平，其重力不 计，各边导线材料及粗细完全相同，处在方向垂直导线框所在平面向里的匀强磁场中。在 C 点悬挂一个重 力为 G 的物体，在两顶点 A、B 上加上恒定电压，重物恰好对地面无压力。某时刻 A、B 间导线的某处突然 断开，其他条件不变，则稳定后物体对地面的压力是（　　） G A． 3 G B． 2 2G C． 3 5 G D． 3 2．(本题 4 分)如图所示，虚线区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，一边长为 L 的正方形单匝导体框垂直磁 场放置，框的右边与磁场边界重合，此时穿过导体框的磁通量为 Φ。现将导体框以速度 v 沿纸面垂直边界 拉出磁场，在此过程中（　　） A．穿过导体框的磁通量增加，产生的感应电动势是 v L B．穿过导体框的磁通量减小，产生的感应电动势是 L v C．穿过导体框的磁通量增加，产生的感应电动势是 L v v D．穿过导体框的磁通量减小，产生的感应电动势是 L 3．(本题 4 分)如图所示，导线框 ABC 与长直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流 I，在导线框由直导 线左侧向右匀速靠近直导线过程及在直导线右侧向右匀速远离直导线过程中，导线框中感应电流的方向分 别是（　　） A．都是 ABC B．都是 CBA C．靠近时是 ABC，远离时是 CBA D．靠近时是 CBA，远离时是 ABC 1 4．(本题 4 分)中核集团研发的“超导质子回旋加速器”，能够将质子加速至光速的 2 。用如图所示的回旋加 速器加速粒子，两 D 形金属盒接高频交流电极，使粒子通过两 D 形金属盒间的狭缝时得到加速，两 D 形金 属盒处于方向垂直盒底的匀强磁场中，下列操作能使带电粒子射出时的动能增大的是（　　） A．增大 D 形金属盒的半径 B．减小 D 形金属盒的半径 C．增大狭缝间的加速电压 D．减小狭缝间的加速电压 5．(本题 4 分)如图所示，边长为 L 的正方形有界匀强磁场 ABCD，带电粒子从 A 点沿 AB 方向射入磁场， 恰好从 C 点飞出磁场；若带电粒子以相同的速度从 AD 的中点 P 垂直 AD 射入磁场，从 DC 边的 M 点飞出 磁场（M 点未画出）。设粒子从 A 点运动到 C 点所用的时间为 t1，由 P 点运动到 M 点所用时间为 t2（带电 粒子重力不计），则 t1：t2 为（　　） A．2：1 B．4：3 C．3：2 D． 3: 2 6．(本题 4 分)如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导 线 A，A 与螺线管垂直，A 导线中的电流方向垂直纸面向里，开关 S 闭合，A 受到通电螺线管磁场的作用力 的方向是(　 　) A．水平向左 B．水平向右 C．竖直向下 D．竖直向上 7．(本题 4 分)如图所示，水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线，以它们为坐标轴构成一个 平面直角坐标系。四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置，两直导线中的电流大小与变化情 况完全相同，电流方向如图所示，当两直导线中的电流都增大时，四个线圈 a、b、c、d 中产生逆时针方向 （俯视）感应电流的是（　　） A．线圈 a B．线圈 b C．线圈 c D．线圈 d 8．(本题 4 分)如图，一束正离子先后经过速度选择器和匀强磁场区域，则在速度选择器中沿直线运动，且 在匀强磁场中偏转半径又相等的离子具有相同的（　　） A．电量和质量 B．质量和动能 C．速度和比荷 D．速度和质量 9．(本题 4 分)真空中竖直放置一长直细金属导线，俯视图如图。以导线为圆心做圆，光滑绝缘管 ab 水平 放置，两端恰好落在圆周上。半径略小于绝缘管半径的带正电小球自 a 端以速度 说法正确的是（　　） v0 向 b 运动过程中，下列 A．小球先加速后减速 B．小球受到的洛伦兹力始终为零 C．小球在 ab 中点受到的洛伦兹力为零 D．小球受到洛伦兹力时，洛伦兹力方向向上 10．(本题 4 分)如图所示，足够长的导体棒 MN 固定在相互平行的金属导轨上，导轨宽度为 0.5m，通过的 电流为 1A，导体棒 MN 与水平导轨的夹角为 30°，且处于垂直于纸面向外的匀强磁场中，匀强磁场的磁感 应强度为 0.2T，则导体棒 MN 所受的安培力大小为（　　） A．0.02N B．0.05N C．0.1N D．0.2N 二、多选题(共 24 分) 11．(本题 4 分)如图所示，在半径为 R 的圆形区域内充满磁感应强度为 B 的匀强磁场，MN 是一竖直放置的 感光板。从圆形磁场最高点 P 以速度 v 垂直磁场正对着圆心 O 射入带正电的粒子，且粒子所带电荷量为 q、质量为 m，不考虑粒子重力，关于粒子的运动，以下说法正确的是（　　） A．粒子在磁场中通过的弧长越长时间也越长 B．出磁场的粒子其出射方向的反向延长线也一定过圆心 O C．出磁场的粒子一定能垂直打在 MN 上 D．只要速度满足 v qBR m ，入射的粒子出射后一定垂直打在 MN 上 12．(本题 4 分)如图甲所示，把两块磁铁（同时也是导体）N 极相对地吸附在电池两端的正负两极上，制 成“小火车”。如图乙所示，电池左边为正极，右边为负极。把该“小火车”放进裸铜线绕制的线圈中，线圈和 电池会构成闭合电路，“小火车”能自动跑起来。对该装置，下列说法正确的是（　　） A．从左往右看，铜线圈上的电流方向为顺时针 C．“小火车”将向左运动 B．线圈受到向左的安培力 D．铜线圈中由电流产生的磁场方向向右 13．(本题 4 分)如图所示，两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强磁场和匀强电场中，轨道两端高 度相同，轨道是光滑的，两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放，M、N 为轨道的最 低点，下列说法正确的是（ ） A．两小球到达轨道最低点的速度的大小关系为 vM  v N B．两小球到达轨道最低点时轨道对它们的弹力的大小关系为 FM  FN C．小球第一次到达 M 点的时间大于小球第一次到达 N 点的时间 D．在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电场中不能 14．(本题 4 分)薄铝板将同一匀强磁场分成Ⅰ、Ⅱ两个区域，高速带电粒子穿过铝板一次，在两个区域运 动的轨迹如图，半径 R1>R2，假定穿过铝板前后粒子电量和质量保持不变，则该粒子（　　） A．从 P 点出发，从区域Ⅰ穿过铝板后到达区域Ⅱ B．从 Q 点出发，从区域Ⅱ穿过铝板后到达区域Ⅰ C．在Ⅰ、Ⅱ区域内运动的速度大小相同 D．在Ⅰ、Ⅱ区域内运动的时间相同 15．(本题 4 分)单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量 Φ 随时间 t 的关系图 象如图所示，则(　　) A．在 t＝0 时刻，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大 B．在 t＝1×10－2s 时刻，感应电动势最大 C．在 t＝2×10－2s 时刻，感应电动势为零 D．在 0～2×10－2s 时间内，线圈中感应电动势的平均值为零 16．(本题 4 分)如图所示，在水平放置的条形磁铁的 N 极附近，一个闭合线圈向下运动并始终保持与磁铁 垂直。在位置 b，N 极附近的磁感线正好与线圈平面垂直。在线圈从 a 到 c 运动的过程中，下列说法正确的 是（　　） A．磁通量先增大后减小 B．磁通量先减小后增大 C．从左边看，感应电流先逆时针后顺时针 D．从左边看，感应电流先顺时针后逆时针 第 II 卷（非选择题 满分 36 分） 三、解答题(共 36 分) 17．(本题 10 分) 如图所示，两平行金属导轨间的距离 l=0.4 m ，金属导轨所在的平面与水平面夹角 θ=37° ，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度 B=0.5 T ，方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。 金属导轨的一端接有电动势 E=4.5 V 、内阻 r=0.5 Ω 的直流电源。现把一个质量 m=0.04 kg 的 导体棒 ab 放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨 接触的两点间的电阻 R 0=2.5 Ω ，金属导轨电阻不计， g 取 10 m/s 2 。已知 sin 37 °=0.6 ， cos 37 °=0.8 ，求： (1) 通过导体棒的电流。 (2) 导体棒受到的安培力大小。 (3) 导体棒受到的摩擦力大小和方向。 18．(本题 12 分)如图甲所示，边长为 a 的 n 匝正方形导线框 ABCD 垂直于磁场放置，磁感应强度方向垂直 于纸面向里。 （1）若磁感应强度随时间的变化如图乙所示，求 0～t1 时间内线框产生的感应电动势的大小； （2）若磁感应强度 B=B0 不变，线框以 AB 边为轴、CD 边向里以角速度 ω 匀速转过 60°角， 求 这 一 过 程 中 线 框 产 生 的 平 均 感 应 电 动 势 的 大 小 。 19．(本题 14 分)如图所示的平面直角坐标系 xOy，在第Ⅰ、Ⅲ象限内有平行于 y 轴，电场强度大小相同、方向相反的匀强电场，在第Ⅳ 象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场．一质量为 m，电荷量为 q 的带电粒子，从 y 轴上的 M(0，d)点，以大小为 v0 的速度沿 x 轴正方向射入电场，通过电场后从 x 轴的 N ( 2 3d , 0) 3 点进入第Ⅳ象限内，又经过磁场垂直 y 轴进入第Ⅲ象限，最终粒子从 x 轴上的 P 点离开． 不计粒子所受到的重力．求： (1)匀强电场的电场强度 E 和磁场的磁感应强度 B 的大小； (2)粒子运动到 P 点的速度大小； (3)粒子从 M 点运动到 P 点所用的时间． 参考答案 1．C 【解析】由于 AC 边于 CB 边先串联再与 AB 边并联，则在 A、B 未断开时，设 ACB 中的电 流为 I，则 AB 边中的电流为 2I，由平衡条件可得 BIL  2 BIL  G 当某时刻 A、B 间导线的某处突然断开时，由平衡条件可得 BIL  FN  G 联立，解得 FN  2G 3 由牛顿第三定律，可知稳定后物体对地面的压力大小为 2G 。故选 C。 3 2．D 【解析】将导体框沿纸面垂直边界拉出磁场的过程中，穿过导体框的磁感线条数减少，磁 通量减小，产生的感应电动势是 E Δ 