1、2020届南大奥宇高二第一次月考考试物理学科试卷温馨提示，本试卷分为卷和卷，卷36分，卷64分。请在规定的时间内将卷和卷的答案填写在答题卡上，写在试卷上的答案无效。本场考试时间为60分钟，满分100分。祝同学们考试顺利。第卷一、单选题（本大题共7小题，共21.0分）1. 如图所示,在水平长直导线的正下方,有一只可以自由转动的小磁针。现给直导线通以由a向b的恒定电流I,若地磁场的影响可忽略,则小磁针的N极将()A. 保持不动 B. 向下转动C. 垂直纸面向里转动 D. 垂直纸面向外转动2. 一个不计重力的带电粒子垂直进入某匀强磁场做匀速圆周运动,轨迹半径为R1,若该粒子动能变为原来的2倍,轨迹半
2、径将变为R2,则R1：R2为( )A. 1：2B. 2：1C. 1：2D. 2：13. 质量和电量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中虚线所示,下列表述正确的是( ) A. M带负电,N带正电B. M的速率小于N的速率C. 洛伦兹力对M、N做正功 D. M的运行时间大于N的运行时间4. 如图所示为水平放置的两根等高固定长直细导线的截面图,O点是两导线间距离的中点,a、b是过O点的竖直线上与O点距离相等的两点,两导线中通有大小相等、方向相反的恒定电流.下列说法正确的是()A. 两导线之间存在相互吸引的安培力B. O点的磁感应强度为零C. O点的磁感应
3、强度方向竖直向下D. a、b两点的磁感应强度大小相等、方向相反5. 如图所示,三个速度大小不同的同种带电粒子,沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入,当它们从下边缘飞出时相对入射方向的偏角分别为、,则它们在磁场中运动的时间之比为( )A. 1：1：1B. 1：2：3C. 3：2：1D. 1：2：36. 如图所示,一带电粒子,从a点以垂直磁场方向的速度v进入磁感应强度为B的有界匀强磁场中,沿着acb半圆弧运动,从b点飞出磁场,已测得半圆弧的直径ab长度为L,则下列说法中正确的是( )A. 粒子带正电,带电粒子的荷质比qm=vBLB. 粒子带正电,带电粒子的荷质比qm=2vBLC. 粒子带
4、负电,带电粒子的荷质比qm=BLvD. 粒子带负电,带电粒子的荷质比qm=BL2v7. 如图所示,有界匀强磁场边界线SPMN,速率不同的同种带电粒子(重力不计且忽略粒子间的相互作用)从S点沿SP方向同时射入磁场.其中穿过a点的粒子速度v1与MN垂直；穿过b点的粒子速度v2与MN成角,则粒子从S点分别到a、b所需时间之比为( )A. 1：3B. 4：3C. 3：2D. 1：1二、多选题（本大题共3小题，共15.0分）8. 如图所示,在倾角为的光滑斜面上,放置一根长为L,质量为m,通过电流为I的导线,若使导线静止,应该在斜面上施加匀强磁场B的大小和方向为()A. B=mgsinIL,方向垂直斜面向
5、 B. B=mgsinIL,方向垂直水平面向上C. B=mgtanIL,方向竖直向下 D. B=mgsinIL,方向水平向右9. 如图所示,平面直角坐标系的第象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从O点沿着与y轴夹角为的方向进入磁场,运动到A点时的速度方向与x轴的正方向相同,不计粒子的重力,则( )A. 该粒子带正电B. A点与x轴的距离为mv2qBC. 粒子由O点到A点经历的时间为t=m3qBD. 运动过程中粒子的速度不变10. 长为L的水平极板间,有垂直纸面向内的匀强磁场,如图所示,磁感强度为B,板间距离也为L,板不带电,现有质量为m,电
6、量为q的带正电粒子(不计重力),从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场,欲使粒子不打在极板上,可采用的办法是( )A. 使粒子的速度v5BqL4mC. 使粒子的速度vBqLmD. 使粒子速度BqL4mv5BqL4m第卷三、填空题（本大题共6小题，共24.0分）11. (1)地理的南极相当于地磁场的_极,地理的北极相当于地磁场的_极。(2)磁体之间的相互作用规律是：同名磁极相互_,异名磁极相互_。(3)电流之间的相互作用规律是：同向电流相互_,异向电流相互_。(4)丹麦物理学家_发现了电流的磁效应现象。12. 地球本身是一个磁体,N极位于_附近,S极位于_附近13. 如图所示,同一平面
7、内有两根互相平行的长直导线1和2,通有大小相等、方向相反的电流,a、b两点与两导线共面,a点在两导线的中间与两导线的距离均为r,b点在导线2右侧,与导线2的距离也为r.现测得a点磁感应强度的大小为B,则去掉导线1后,b点的磁感应强度大小为_ ,方向_ 14. 两个点电荷甲和乙同处于真空中(1)甲的电量是乙的4倍,则甲对乙的作用力是乙对甲的作用力的_ 倍.(2)若把每个电荷的电量都增加为原来的2倍,那么它们之间的相互作用力变为原来的_ 倍；(3)保持其中一电荷的电量不变,另一个电荷的电量变为原来的4倍,为保持相互作用力不变,则它们之间的距离应变为原来的_ 倍.15. 电子伏(eV)是电学中的一个
8、重要能量单位,1eV=_J。16. 两相同的金属小球(可视为质点)带电量分别为-Q和+3Q,当相距r时,其间作用力为F,将两金属球相接触后再放回原来位置,则其间作用力为_四、计算题（本大题共3小题，共40.0分）17. 如图所示,在一个范围足够大、垂直纸面向里的匀强磁场中,用绝缘细线将金属棒吊起,使其呈水平状态。已知金属棒长L=0.1m,质量m=0.05kg,棒中通有I=10A的向右的电流。(1)若磁场的磁感应强度大小B=0.2T,求此时金属棒受到的安培力F的大小,并判断安培力的方向；(2)若细线拉力恰好为零,求磁场的磁感应强度B的大小。18. 如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40m,
9、金属导轨所在的平面与水平面夹角,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50T、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=4.5V、内阻r=0.50的直流电源。现把一个质量m=0.040kg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R0=2.5,金属导轨电阻不计, g取10m/s2。已知,求：(1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力和导体棒受到的摩擦力；(3)若仅将磁场方向改为竖直向上,求导体棒受到的摩擦力。19. 所示,虚线圆所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。一束电子沿圆形
10、区域的直径方向以速度v射入磁场,电子束经过磁场区后,其运动方向与原入射方向成角。设电子质量为m,电荷量为e,不计电子之间相互作用力及所受的重力,求：(1)电子在磁场中运动轨迹的半径R；(2)电子在磁场中运动的时间t；(3)圆形磁场区域的半径r。2020届南大奥宇高二第一次月考考试物理学科试卷参考答案一、单选题（本大题共7小题，共21.0分）1. C2. C3. A4. C5. C6. B7. C 二、多选题（本大题共3小题，共15.0分）8. AC9. BC10. AB三、填空题（本大题共6小题，没空1.5分，共24.0分）11. (1)北 南 (2)排斥 吸引 (3)吸引 排斥 (4)奥斯特
11、12. 地理南极 地理北极13. B2； 垂直纸面向外14. 1 ；4； 215. 1.610-1916. F3四、计算题（本大题共3小题，每问5分，共40.0分）17. 解：(1)导体棒长为L=0.1m,磁感应强度B=0.2T,电流为I=10A,并且导体棒和磁场垂直,所以导体棒受到的安培力大小为 F=BIL=0.2100.1N=0.2N, 根据左手定则判断安培力向上。(2)悬线拉力恰好为零,金属棒受重力和安培力,由金属棒静止可得 F=BIL=mg 所以B=mgIL=0.5T。答：(1)若磁场的磁感应强度大小B=0.2T,此时金属棒受到的安培力F的大小为0.2N,安培力的方向向上；(2)若细线
12、拉力恰好为零,磁场的磁感应强度B的大小为0.5T。18. 解(1)对导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路,根据闭合电路欧姆定律有：I=ER+r=1.5A(2)导体棒受到的安培力：F安=BIL=0.30N；方向沿斜面向上；导体棒所受重力沿斜面向下的分力由于F1小于F安,故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f ,受力如图根据共点力平衡条件解得：f=0.06N；方向沿斜面向下；(3)对导体棒受力分析如图所示：由于mgsin=BILcos=0.24N所以在安培力作用下导体棒刚好处于平衡,故导体棒受的摩擦力为零。19. 解：(1)电子在磁场中受到的洛伦兹力提供电子做匀速圆周运动的向心力即： qvB=mv2R 由此可得电子做圆周运动的半径为：R=mvqB=mveB(2)如图根据几何关系,可以知道电子在磁场中做圆周运动对圆心转过的角度为：=则电子在磁场中运动的时间：t=2T=22Rv=vmveB=meB(3)由题意知,由图根据几何关系知：tan2=rR得：r=Rtan2=mveBtan2答：(1)电子在磁场中运动轨迹的半径为mveB； (2)电子在磁场中运动的时间为meB；(3)圆形磁场区域的半径为mveBtan2