2021-2022学年安徽省桐城市某重点中学高二下学期月考（17）物理试题（Word版）

安徽省桐城市某重点中学2021-2022学年高二下学期月考（17）物理试卷

一、选择题

1. 1932年美国物理学家劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其核心部件是两个中空的半圆形金属盒和，称为“D形盒”，其原理如图所示，带电粒子在两盒之间被电场加速，在两盒中做匀速圆周运动．则下列说法正确的是

A. D形盒的作用是静电屏蔽，使带电粒子在盒中做匀速圆周运动而不被电场干扰
B. 在两D形盒之间所加交变电压的周期应等于带电粒子做匀速圆周运动周期的两倍
C. 仅使加速电压的有效值增大，粒子获得的能量一定增大
D. 仅使D形盒中磁场的磁感应强度B增大，粒子在D形盒中运动周期一定增大

2. 下列关于磁场的说法中正确的是

A. 磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质
B. 磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的
C. 磁极与磁极之间是直接发生作用的
D. 磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生

3. 如图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起，置于粗糙的水平地板上，地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场，现用一水平恒力F拉乙物块，使甲、乙无相对滑动一起向左加速运动，在加速运动阶段

A. 甲、乙两物块间的摩擦力-不断增大
B. 乙对地面的压力不断减小
C. 甲、乙两物块间的摩擦力保持不变
D. 乙物块与地面之间的摩擦力不断增大

4. 目前有一种磁强计，用于测定地磁场的磁感应强度。磁强计的原理如右图所示，电路有一段金属导体，它的横截面是宽为a、高为b的长方形，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿x轴正方向、大小为I的电流。已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电荷量为e，金属导电过程中，自由电子所做的定向移动可视为匀速运动。两电极M、N均与金属导体的前后两侧接触，用电压表测出金属导体前后两个侧面间的电势差为则磁感应强度的大小和电极M、N的正负为

A. ，M正、N负 B. ，M正、N负
C. ，M负、N正 D. ，M负、N正

5. 用绝缘轻绳将矩形线框静止悬吊在空中，线框处于竖直平面内。线框正上方有一通电直导线，导线中通入方向向左、大小按图示变化的电流，已知通入电流过程中线框一直处于静止状态，则下列说法正确的是

A. 时间内，轻绳上的拉力一直等于线框的重力
B. 时间内，轻绳上的拉力先大于线框重力后小于线框的重力
C. 时间内，轻绳上的拉力大于线框的重力
D. 时间内，轻绳上的拉力大于线框的重力

6. 如图所示，半径为R的绝缘圆筒内分布着匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里．一质量为m、电荷量为q的正离子不计重力从筒壁上的小孔P射入筒中，速度方向与半径OP成角．不计离子与筒壁碰撞的能量损失和电荷量的损失．若离子在最短的时间内返回P孔，则离子在圆筒内运动的速率和最短的时间分别是

A. ， B. ，
C. ， D. ，

7. 有一间距为L的光滑金属导轨倾斜放置与水平面成角，在导轨上垂直放置一根金属棒，接通如图所示的电源，电流强度为若磁感应强度大小为B，方向垂直斜面向上，金属棒恰好静止，则所放置的金属棒质量为

A.  B.  C.  D.

8. 下列说法不正确的是
    

A. 如图甲所示，是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径
B. 如图乙所示，磁流体发电机的结构示意图。可以判断出A极板是发电机的负极，B极板是发电机的正极
C. 如图丙所示，速度选择器可以判断粒子电性，若带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是，即
D. 如图丁所示，是磁电式电流表内部结构示意图，线圈转过的角度与流过其电流的大小成正比

9. 如图所示，铜制闭合线圈c被绝缘轻线竖直悬吊于天花板上，当金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨运动时导轨电阻不计，下列说法正确的是

A. ab向右做匀速运动时闭合线圈c将被螺线管吸引
B. ab向右做加速运动时闭合线圈c将被螺线管排斥
C. ab向右做减速运动时闭合线圈c将被螺线管排斥
D. ab向左做减速运动时闭合线圈c将被螺线管吸引

10. 固定的矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁场方向与导线框垂直，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示．时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里．规定向左为安培力的正方向．在内，导线框的ab边所受安培力随时间变化的图象可能是图中的

A.  B.
C.  D.

11. 如图所示，竖直放置的“”形光滑导轨宽为L，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d，磁感应强度为B。质量为m的水平金属杆由静止释放，进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等。金属杆在导轨间的电阻为R，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g。金属杆
     

A. 刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下
B. 穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间
C. 穿过两磁场产生的总热量为4mgd
D. 释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于

12. 如图所示，大量不同的带电粒子从左边容器中的小孔进入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为0，加速后经过小孔进入速度选择器，选择器中存在正交的匀强电场和匀强磁场，场强和磁感应强度分别为E和，粒子沿直线通过选择器，再垂直进入右边磁感应强度为的匀强磁场中，做匀速圆周运动打在底片上，则

A. 打在底片上不同位置的粒子是因为粒子比荷不同
B. 打在底片上不同位置的粒子是因为进入右边磁场速度不同
C. 如果速度选择器平行板电量不变，板间距增大，能沿直线通过选择器的粒子速度变小
D. 如果增大速度选择器中磁场的磁感应强度，能沿直线通过选择器的粒子速度变小

13. 如图所示，面积为的100匝线圈A处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面向里.磁感应强度随时间变化的规律是。已知电路中，，电容，线圈A的电阻不计，求：
    闭合S后，通过的电流强度大小和方向；
    闭合S一段时间后，再断开开关S，S断开后，通过的电荷量是多少？
    
    
    
     
14. 如图所示，坐标系所在空间中有场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场．y轴为两种场的分界面，图中与y轴平行的虚线为磁场区域的右边界．现有一质量为m，电荷量为的带电粒子，重力不计．从电场中坐标位置为处，以初速度，沿x轴正方向开始运动，且已知试求：
    带电粒子第一次通过y轴时的瞬时速度的大小．
    为使带电粒子能穿越磁场区域而到达磁场区右侧的空间，磁场宽度d应满足什么条件？
    
    
    
    
    
    
     
15. 如图甲所示为一对间距为d且竖直固定放置的平行光滑金属导轨。在导轨下端接有一阻值为R的钉子电阻，导轨上方放着一质量为m、长度为L的金属导体棒已知。导轨下部处于垂直导轨平面向内的匀强磁场中，磁场上边界距导轨下端为h，磁感应强度随时间变化情况如图乙所示。金属棒PQ从以前某时刻自由释放，时刻进入磁场并恰好开始做匀速直线运动。金属导体棒PQ与金属导轨的电阻均不计，棒在下落过程中始终与导轨接触良好。求：
    
    金属棒匀速运动的速度大小v；
    时刻，流过电阻R的电流；
    时刻，流过电阻R的电流；
    时间内，电阻R产生的焦耳热Q。
    
    
    
    
    
    
     
16. 在图所示的坐标系中，x轴水平，y轴垂直，x轴上方空间只存在重力场，第Ⅲ象限存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xy平面向里的匀强磁场，在第象限有沿x轴负方向的匀强电场，场强大小与第Ⅲ象限存在的电场的场强大小相等．一质量为m，带电荷量大小为q的质点a，从y轴上处的点以一定的水平速度大小未知沿x轴负方向抛出，它经过处的点进入第Ⅲ象限，在第Ⅲ象限内质点恰好做匀速圆周运动，又经过y轴下方的点进入第象限，试求：
    质点a到达点时速度的大小和方向；
    第Ⅲ象限中匀强电场的电场强度和匀强磁场的磁感应强度的大小；
    质点a进入第象限且速度减为零时的位置坐标．

答案

1.【答案】A
2.【答案】A
3.【答案】D
4.【答案】D
5.【答案】C
6.【答案】B
7.【答案】A
8.【答案】C
9.【答案】BD
10.【答案】D
11.【答案】BC
12.【答案】AD
13.【答案】解：因，则有：
A线圈内产生的感应电动势：
S闭合后，电路中电流为：，
磁场减弱，磁通量减小，根据楞次定律，感应电流的磁场也向内，根据安培定则，感应电流顺时针，故通过的电流方向由a向b，
断开S后，通过的电流为：；
答：闭合S后，通过的电流强度大小为，方向由a向b；
闭合S一段时间后，再断开开关S，S断开后，通过的电荷量是。
14.【答案】解：带电粒子在电场中做类平抛运动，设带电粒子在电场中运动的加速度是a，由牛顿运动定律可得：
设粒子出电场入磁场时的速度大小为v，此时在y轴方向的分速度为，粒子在电场中的运动时间为t，则有：
粒子进入磁场后在洛伦兹力作用下做圆周运动，如答图所示．
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力有：
所以有粒子运动轨道半径：
由答图可知：若要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中，磁场的宽度d应满足：
代入数据解得：
答：带电粒子进入磁场时的速度v的大小为，v的方向与y轴的夹角；
若要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中，磁场的宽度d的最小值是
15.【答案】解：金属棒匀速运动时，安培力与重力平衡，
则有：，
联立得：
时刻，感应电动势为：
感应电流为：
由上得：
时间内，电阻R产生的焦耳热为：
解得：
答：金属棒匀速运动的速度大小v是；
时刻，流过电阻R的电流是。
时刻，流过电阻R的电流是。
时间内，电阻R产生的焦耳热Q是。
16.【答案】解：如图所示
质点在第Ⅱ象限中做平抛运动，设初速度为，；
解得平抛的初速度为：
在点，速度v的竖直分量为：
所以，其方向与x轴负向夹角
带电粒子进入第Ⅲ象限做匀速圆周运动，必有：
又恰能过负y轴2h处，故为圆的直径，转动半径为：
又由 
可解得：；
带电粒以大小为v，方向与x轴正向夹角进入第象限，所受电场力与重力的合力为，方向与过点的速度方向相反，
故带电粒做匀减速直线运动，设其加速度大小为a，
则：
由得
由此得出速度减为0时的位置坐标是
答：质点a到达点时速度的大小，和方向与x轴负向夹角；
第Ⅲ象限中匀强电场的电场强度和匀强磁场的磁感应强度的大小；
质点a进入第象限且速度减为零时的位置坐标