2021-2022学年湖北省武汉市蔡甸区汉阳一中高二12月月考物理试题（Word版）

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武汉市蔡甸区汉阳一中2021-2022学年高二12月月考物理试卷 一、选择题（1-7题为单选，8-11题为多选，每小题4分，选不全给2分，错选0分，共44分）1. 在人类历史的进程中，物理学的发展促进了科学技术的不断进步，推动了人类文明的发展。下列物理学中的观点，正确的是（　　）A. 变化的电场一定产生变化的磁场B. 永久性磁体的磁场是分子电流产生的C. 奥斯特发现了电磁感应的规律D. 普朗克提出了“光子说”，并很好的解释了黑体辐射的规律2．如图甲是磁电式电流表的结构示意图，蹄形磁体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，线圈中的某一条导线a电流方向垂直纸面向外，导线b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。则当线圈处在图乙所示位置时，下列说法正确的是(　　)A．该磁场是匀强磁场B．通过该线圈的磁通量为BL2C．a导线受到的安培力方向向下D．b导线受到的安培力大小为ILB3.如图所示，半径为r的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场边界上A点有一粒子源，源源不断地向磁场发射各种方向(均平行于纸面)且速度大小相等的带正电的粒子(重力及粒子间的相互作用不计)，已知粒子的比荷为k，速度大小为2kBr.则粒子在磁场中运动的最长时间为(　　)A.    B.    C.    D.4.在一水平通电直导线的正下方，有一半圆形光滑圆弧轨道，一导体圆环自轨道左侧的A点无初速度释放，则下列说法中错误的是(　　)A．圆环中有感应电流产生B．圆环能滑到轨道右侧与A点等高的C处C．圆环最终停在轨道的最低点B处D．安培力始终阻碍圆环的运动，以阻碍圆环中的磁通量变化 5．一回旋加速器当外加磁场一定时，可把质子加速到v，那么，保持该外加磁场不变时，该回旋加速器能把氚核加速到的速度为(　　)A．v              B．2v            C.               D.6．如图甲所示，一个质量为m、电荷量为q的圆环可在水平放置的足够长的粗糙绝缘细杆上滑动，细杆处于匀强磁场中，不计空气阻力，现给圆环向右的初速度v0，在以后运动过程中的速度—时间图像如图乙所示，则关于圆环所带电荷的电性及匀强磁场的磁感应强度B，下列说法正确的是(重力加速度为g)(　　)A．圆环带负电，B＝              B．圆环带正电，B＝C．圆环带负电，B＝              D．圆环带正电，B＝7.如图，矩形abcd的长ad＝0.6 m，宽ab＝0.3 m，O、e分别是ad、bc的中点，以O、e为圆心有两个半径均为R＝0.3 m的四分之一圆弧，区域ObedO内有方向垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场)，磁感应强度B＝0.25 T。一群不计重力、质量m＝3×10－9 kg、电荷量q＝2×10－5 C的带正电粒子垂直于ad边以v＝5×102 m/s的速度射入磁场区域。下列判断正确的是(　　)A．所有粒子射出磁场时的速度方向都平行B．所有粒子在磁场中运动的时间都相等C．从Od段射入的粒子，出射点都在e点D．从aO段射入的粒子，出射点都在b点8．如图所示，有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b，a被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上，b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它们之间的距离为x.当两细棒中均通以电流为I的同向电流时，a恰能在斜面上保持静止，则下列关于b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度的说法正确的是(重力加速度为g)(　　)A．方向竖直向上B．大小为C．要使a仍能保持静止，而减小b在a处的磁感应强度，可使b上移D．若使b下移，a将不能保持静止9.如图所示，带电平行板中匀强电场E的方向竖直向上，匀强磁场B的方向垂直纸面向里。一带电小球从光滑绝缘轨道上的A点自由滑下，经P点进入板间后恰好沿水平方向做直线运动。现使小球从较低的C点自由滑下，经P点进入板间，则小球在板间运动过程中(　　)A．动能将会增大        B．电势能将会减小C．所受静电力将会增大  D．所受洛伦兹力将会增大10.利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n，现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b，厚为d，并加有与侧面垂直的匀强磁场B，当通以图示方向电流I时，在导体上、下表面间用电压表可测得电压为U。已知自由电子的电荷量为e，则下列判断正确的是(　　)A．上表面电势高                         B．下表面电势高C．该导体单位体积内的自由电子数为    D．该导体单位体积内的自由电子数为11.如图所示，在半径为R的圆形区域内，有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为B，AC为圆的直径．一质量为m、电荷量为q的粒子从A点射入磁场区域，速度方向与AC夹角为θ(弧度值)，粒子最后从C点离开磁场．下列说法正确的是(　　)A．该粒子带正电荷         B．粒子速度大小为C．粒子速度大小为   D．粒子在磁场中运动时间为二、实验题(12、13题每空2分共16分)12．某学习小组做“探究通电导体在磁场中受力”的实验，实验装置如图所示。三个相同的蹄形磁铁并列放在水平桌面上，一根质量为m的导体棒用1、2、3、4四根轻细等间距导线悬挂起来，其中任意两根导线均可与导体棒和电源构成回路。现忽略边缘效应把导线1、4接在直流电源上。（1）（4分）关于接通电源时可能出现的实验现象，正确的说法是__________。A．若仅改变电流或磁场方向，导体棒摆动方向将改变B．同时改变电流和磁场方向，导体棒摆动方向将改变C．若去掉中间的蹄形磁铁，导体棒摆动幅度一定减小D．若把导线2、4接在直流电源上并增大电流，导体棒摆动的幅度一定比导线接1、4时的大（2）（4分）把导线1、3接在直流电源上，测得导线2，3间的长度为L，通过导体的电流为I，导体棒静止时测得悬挂导体棒的导线偏离竖直方向的角度为。则蹄形磁铁磁极间的磁感应强度为__________。13．江夏一中物理兴趣小组为调查研究小化工厂排污口管道的排污量，找来一个圆形塑料空管作为排污管道，用20分度游标卡尺测量了管道内径d，测量结果如图甲所示。如图乙所示，在管道位置施加水平向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，沿管道内壁上下两侧紧贴内壁插入金属探片M和N，两金属探片间距等于管道内直径，并用灵敏电压表与金属探片相连。然后让含有大量正负离子的污水充满整个管道流动，测得电压表的示数为U。（1）（2分）管道内径d=______mm。（2）（2分）电压表正接线柱与______（填“上侧”或“下侧”）金属探片相连。（3）（4分）通过此管道的污水流量Q=______（单位时间内流过管道污水的体积，用题中所给符号表示）。三、计算题（共40分）14．（12分）如图所示，在水平虚线下方区域内分布着互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的电场强度大小E=1V/m、方向水平向左，磁场的磁感应强度大小B=0.1T，方向垂直于纸面向里。 在该区域上方的某点A，以初速度水平向右抛出一带正电的小球，小球进入该区域后恰好做直线运动，取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力。求：(1)A点距该虚线的高度h；(2)小球的比荷。       15.（12分）如图所示，在真空室中平面直角坐标系的y轴竖直向上，x轴上的P点与Q点关于坐标原点O对称，PQ间的距离d＝30 cm。坐标系所在空间存在一个垂直于xOy平面向外的圆形有界匀强磁场，一带电粒子在xOy平面内，从P点与x轴成30°的夹角以速度v＝2.0 m/s射出，质量m＝1.0×10－27 kg，所带电荷量q＝+1.0×10－19 C，带电粒子最终通过Q点，且其运动轨迹关于y轴对称。已知磁场的磁感应强度大小为B＝2.0×10－7 T。(不计带电粒子重力)求：(1)带电粒子在磁场中运动的时间t；(2)圆形磁场区域的最小面积S。          16.（16分）如图所示，在矩形区域ABCD内存在竖直向上的匀强电场，在BC右侧Ⅰ、Ⅱ两区域存在匀强磁场，L1、L2、L3是磁场的边界(BC与L1重合)，宽度相同，方向如图所示，区域Ⅰ的磁感应强度大小为B1.一电荷量为＋q、质量为m的粒子(重力不计)从AD边中点以初速度v0沿水平向右方向进入电场，粒子恰好从B点进入磁场，经区域Ⅰ后又恰好从与B点同一水平高度处进入区域Ⅱ.已知AB长度是BC长度的倍.(1)求带电粒子到达B点时的速度大小；(2)求区域Ⅰ磁场的宽度L；(3)要使带电粒子在整个磁场中运动的时间最长，求区域Ⅱ的磁感应强度B2的最小值.         物理参考答案一、选择题（1-7题为单选，8-11题为多选，每小题4分，选不全给2分，错选0分，共44分）题号1234567891011答案BDCBCBDACDADBDABD三、实验题(12、13题各8分共16分) 12、（1）（4分）AC     (2) （4分） 13、（2分）20.30     (2)（2分）上侧     （3）（4分）    二、计算题14、（12分）(1)小球进入电磁叠加场后受力分析如图所示，由受力特点可知小球做匀速直线运动，设速度v与水平夹角为，有         （2分）                  （2分）由平抛规律可知（2分）联立解得  （2分）(2)由竖直方向的平衡有（1分）而                       （1分）联立解得           （2分）15、  （12分）     (1)设带电粒子做匀速圆周运动的半径为R，运动周期为T，在磁场中的运动时间为t，根据牛顿第二定律： qvB＝m                 （2分）得：R＝＝ m＝0.1 m（2分）T＝＝ s＝0.1π s（2分）如图1所示，设带电粒子从M点进入磁场，从N点射出磁场，由于粒子的运动轨迹关于y轴对称，根据几何关系可知∠MO′N＝60°，所以，带电粒子在磁场中运动的时间：t2＝＝ s＝5.2×10－2 s。（2分） (2)过M、N作直线，当MN为圆形磁场区域的直径时，圆形磁场面积最小，如图2所示。根据几何关系知圆形磁场区域的半径为： r＝Rsin30°＝0.05 m     （2分）其面积为S＝πr2＝0.0025π m2＝7.9×10－3 m2。                  （2分）16、  （16分）  (1)设带电粒子进入磁场时的速度大小为v，与水平方向成θ角，粒子在匀强电场中做类平抛运动，由类平抛运动的速度方向与位移方向的关系有：tan θ＝＝，则θ＝30°      （2分）根据速度关系有：v＝＝；（2分）(2)设带电粒子在区域Ⅰ中的轨道半径为r1，由牛顿第二定律得：qvB1＝m，（2分）  轨迹如图甲所示：由几何关系得：L＝r1                （2分）解得：L＝；           （2分）(3)当带电粒子不从区域Ⅱ右边界离开磁场时，在磁场中运动的时间最长.设区域Ⅱ中最小磁感应强度为B2m，此时粒子恰好不从区域Ⅱ右边界离开磁场，对应的轨迹半径为r2，轨迹如图乙所示：同理得：qvB2m＝m                （2分）根据几何关系有：L＝r2(1＋sin θ) （2分）解得：B2m＝1.5B1.                 （2分）