2021-2022学年安徽省青阳县第一中学（青阳中学老校区）高二下学期3月月考物理试题（Word版）

青阳县第一中学（青阳中学老校区）2021-2022学年高二下学期3月月考

物理试卷

一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。第1题—第8题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，第9题—第12题给出的四个选项中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。

1. 如图所示，导体线圈abcd与直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，当线圈由左向右匀速通过直导线的过程中，线圈中感应电流的方向是（　　）

A. 先abcd，再dcba，后abcd

B. 先abcd，再dcba

C. 先dcba，再abcd，后dcba

D 一直dcba

2. 电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备，它的基本原理如图（a）所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，当电磁铁线圈电流按图（b）变化时，真空室中产生磁场，电子在真空室中做圆周运动。以图（a）中电流方向为正方向，下列哪一段时间内，电子能在真空室中沿逆时针方向（俯视）做加速圆周运动（　　）

A 0~ B. ~ C. ~ D. ~T

3. 如图所示带电小球a以一定的初速度v0竖直向上抛出，能够达到的最大高度为ha；带电小球b在水平方向的匀强磁场以相同的初速度v0竖直向上抛出，上升的最大高度为hb；带电小球c在水平方向的匀强电场以相同的初速度v0竖直向上抛出，上升的最大高度为hc，不计空气阻力，三个小球的质量相等，则正确的是（　　）

A. 它们上升的最大高度关系为ha=hb=hc

B. 它们上升最大高度关系为hb<ha=hc

C. 到达最大高度时，c小球机械能最小

D. 到达最大高度时，b小球动能最小

4. 如图所示，一个由均匀导体材料制成的正方形线圈的匝数为n，边长为L，总电阻为R，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在t时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀增大到，则线圈中产生的感应电流的大小为（　　）

A.  B.  

C.  D.

5. 在如图所示的电路中，两个完全相同的小灯泡和分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S待电路稳定后，调整R的滑片使和亮度一样，此时通过两个灯泡的电流均为。在时刻断开S，能正确反映前后的一小段时间内通过的电流和通过的电流随时间t变化关系的是（　　）

A.  B.

C.  D.

6. 如图所示，圆环a和b的半径之比为R1:R2=2:1，且都是由粗细相同的同种材料制成，连接两环的导线电阻不计，匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变化，那么当只有a环置于磁场中与只有b环置于磁场中两种情况下，A、B两点的电势差之比为(    )

A. 1:1 B. 2:1 C. 3:1 D. 4:1

7. 如图所示，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于bc边竖直向上，从上向下看，当金属框绕bc边以角速度ω顺时针转动时，a、b、c三点的电势分别为、、。已知ab边的长度为l。下列说法正确的是（　　）

A. ，金属框中有电流

B. ，金属框中电流方向沿a→b→c→a

C. ，金属框中无电流

D. ，金属框中电流方向沿a→c→b→a

8. 如图所示，在水平方向上存在垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场。将质量为m、电荷量绝对值为q的带电油滴从a点由静止释放，它在竖直面内运动的部分轨迹如图所示，b为整段轨迹的最低点，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　）

A. 油滴可能带负电

B. 轨迹ab可能是椭圆曲线的一部分

C. 油滴到b点时的速度大小为

D. 油滴到b点后将沿水平方向做匀速直线运动

9. 如图所示，在水平放置的条形磁铁的极附近，一个闭合线圈竖直向下运动并始终保持水平。在位置，磁感线正好与线圈平面平行，、之间和、之间的距离都比较小。线圈从的过程中（　　）

A. 线圈经过位置时在安培力作用下有收缩的趋势

B. 线圈经过位置时在安培力作用下有收缩的趋势

C. 向下俯视线圈，线圈中感应电流方向先顺时针再逆时针

D. 向下俯视线圈，线圈中的感应电流方向一直沿逆时针方向

10. 如图所示，斜边长为a的等腰直角三角形ABC处于一匀强磁场中（匀强磁场的边界与三角形重合），大量比荷为的电子以不同的初速度v0从A点沿AB方向射入磁场。已知磁场的磁感应强度大小为B，磁场方向垂直纸面向外，不考虑电子间的相互作用，下列说法正确的是（　　）

A. 从BC中点射出的电子与从C点射出的电子在磁场区域内运动的时间相同

B. 从AC中点射出的电子与从C点射出的电子在磁场区域内运动的时间相同

C. 从C点射出的电子，速度大小为

D. 从C点射出的电子，速度大小为

11. 如图所示，由某种粗细均匀的总电阻为6R的金属条制成的正方形线框,固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。一接入电路电阻为1.2R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、cd以速度匀速滑动,滑动过程PQ始终与垂直,且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中（　　）

A. PQ中电流先增大后减小

B. PQ上拉力的功率先减小后增大

C. PQ两端电压先减小后增大

D. 线框消耗的电功率先增大后减小再增大再减小

12. 如图所示，边长为、质量为、电阻为的正方形金属线框放在光滑绝缘的水平面上，边长为的正方形区域内有垂直于水平面向下的匀强磁场，，两个正方形均关于对称，给金属线框一个向右的初速度使线框穿过磁场区域，线框运动过程中始终关于对称，线框穿过磁场后的速度为，磁场的磁感应强度大小为，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方向

C. 线框完全进入磁场后的速度等于

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

二、实验题（12分）

13. 为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示．已知线圈由a端开始绕至b端：当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转．

（1）将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转．俯视线圈，其绕向为____________（填：“顺时针”或“逆时针”）．

（2）当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转．俯视线圈，其绕向为____________（填：“顺时针”或“逆时针”）．

14. 某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中采用了如图甲所示的实验装置。

（1）实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，___________。

（2）在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间内感应电动势的平均值E，改变速度多次实验，得到多组数据。这样的实验设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是：在时间内___________。

（3）得到多组与E的数据之后，若以E为纵坐标、为横坐标画出图象，发现图象是一条曲线，不容易得出清晰的实验结论，为了使画出的图象为一条直线，最简单的改进办法是以___________为横坐标。

（4）根据改进后画出的图象得出的结论是：在误差允许的范围内___________。

（5）其他条件都不变，若换用匝数加倍的线圈做实验，根据实验数据所作出的那条直线，其斜率___________（填“减半”“不变”或“加倍”）。

三、解答题（40分）

15. 真空区域有宽度为L、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向如图所示，MN、PQ是磁场的边界，质量为m、电荷量为＋q的粒子沿着与MN夹角为θ=的方向垂直射入磁场中，粒子不能从PQ边界射出磁场（不计粒子重力的影响），求：

(1)粒子射入磁场的速度大小范围；

(2)若粒子刚好不能从PQ边飞出时在磁场中运动的时间。

16. 如图所示，在相互垂直的水平匀强电场和水平匀强磁场中，有一竖直固定绝缘杆MN，小球P套在杆上，已知P的质量为m，电荷量为+q，P与杆间的动摩擦因数为μ，电场强度为E，磁感应强度为B，小球由静止开始下滑，设电场、磁场区域足够大，杆足够长，自由落体加速度为g，求：

（1）小球最大加速度的大小；

（2）小球下滑加速度为最大加速度一半时的速度大小；

（3）小球下滑速度为最大下滑速度一半时的加速度大小。

17. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为l，导轨左端接一电容器，电容器的电容为C，有一质量为m，长也为l的金属杆，搁置在两根金属导轨上与导轨垂直且接触良好，整个装置处于竖直的匀强磁场中，磁感应强度为B，设磁场区域无限大，框架无限长，导轨和金属杆电阻不计。

（1）若金属棒在恒定外力F作用下，从静止开始运动，求金属棒的速度大小随时间变化的关系。

（2）若将金属棒以初速度v0水平抛出，求金属棒稳定后的速度v。

答案

1-8 CABAC  BCC  9.BD  10.BD  11.BD  12.AC 

13. ①. 顺时针    ②. 逆时针

14. ①. 5.665（5.663～5.667）    ②. 穿过线圈的磁通量的变化量    ③.     ④. 感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比）    ⑤. 加倍

15. (1)粒子刚好没能从PQ边界射出磁场，设轨迹半径为，则粒子的运动轨迹如图所示

由几何关系得

轨迹半径

由

得

则

(2)由几何知识可看出，轨迹所对圆心角为，则运动时间

周期公式

所以

16. （1）小球刚刚开始下滑时，速度很小，受重力，摩擦力，弹力，向左的洛伦兹力以及向右的电场力，有

当满足

此时加速度达到最大，为

故小球最大加速度的大小为g。

（2）在a达到amax之前，随着速度的增大，小球所受的洛伦兹力增大，当

此时有

解得

但这是有条件的，应满足

在a达到amax之后，洛伦兹力会大于电场力，当小球加速度再次为时，有

解得

故球下滑加速度为最大加速度一半时的速度大小为或。

（3）当a达到amax之后，随着速度的增大，a会逐渐减小，当a为0时达到最大速度，有

解得

假设在a达到amax之前，有

根据

可得

因为

所以

显然是不合理的，所以在a达到amax之后小球的速度才会达到最大下滑速度一半，有

解得

故小球下滑速度为最大下滑速度一半时的加速度大小为。

17. （1）导体棒由静止加速滑动，电容器所带电荷量不断增加，电路中将形成充电电流，导体棒在外力和安培力作用下运动。设某时刻棒的速度为v，则感应电动势为

电容器所带电荷量为

再经过很短一段时间Δt，电容器两端电压的增量和电荷量的增量分别为

流过导体棒的电流

导体棒受到的安培力

F1=BIl=CB2l2a

由牛顿第二定律得

F-F1=ma

联立以上各式解得

显然金属棒做匀加速直线运动，所以金属棒的速度大小随时间变化的关系为

（2）当金属棒稳定时，回路的电流为零，此时导体棒切割磁感线产生的感应电动势等于电容器两板间的电压，则由动量定理

其中

解得