1、2020 年秋季松滋市第一中学 9 月月考高二物理试卷考试时间：90 分钟 满分：100 分 考试内容：选修 31 全部，其中磁场 80 0 0 ，电场 10 0 0 ，恒定电流 10 0 0一、选择题（本部分共 8 题，每题 3 分，共 24 分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。） 1如图所示，在与磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直的平面内，有一根长为 s 的导线，量得导线的两个端点间的距离ab =d，导线中通过的电流为 I，则下列有关导线受安培力大小和方向的正确表述是 （ ）A大小为 BIs，方向沿 ab 指向 bB大小为 BIs，方向垂直 abC大小为 BId，方向沿 a
2、b 指向 aD大小为 BId，方向垂直 ab2如图所示，地面上的平行轨道 MN 和 PQ 上有一辆平板小车，车上有一个通电线框，G 是电源。图中虚线框 1、2、3、4、5 等是磁感强度大小相等的匀强磁场区域，内有垂直地面向上或向下的磁场，要使小车在图示位置时受到向右的推力，此时 1、2 部分的磁场方向对应下图中的 A.B. CD. 3如图，正四棱柱 abcdabcd的两条棱 bb和 dd上各有一根通有相同恒定电流的无限长直导线， 则 （ ）Aa 点磁场方向平行于 ac 连线Ba、c 两点的磁感应强度相同Cac 连线上由 a 到 c 磁感应强度先增大后减小D穿过矩形 abba和矩形 adda的磁
3、感线条数相等cBIb aIV图 94.在研究磁场对电流作用的实验中，将直导线换成一块厚度（ab 边长）为 d、宽度（bc 边长）为 l 的半导体板。如图 9 所示，当有电流 I 垂直于磁场方向通过半导体板时，连接在半导体板两侧的电压表指针发生偏转，说明半导体板两侧之间存在电压，这个电压叫做霍尔电压 UH。用同种材料制成的不同规格的半导体板进一步实验，记录数据结果如表格所示，由于粗心，表格第一行没有记录全部相关的物理量，只记得第一列为实验次数，第三列为通入的电流强度，第五列为霍尔电压，请用你学过的物理知识并结合表中数据，判断表格中空格处应填写的物理量实验次数通入电流强度 I/A霍尔电压 UH /
4、V12.010-41.010-34.010-11.410-224.010-41.010-34.010-17.010-332.010-41.010-32.010-17.010-3A第二列为板的宽度 lB第四列为板的厚度 dC第二列为磁感应强度 BD第四列为磁感应强度 B5.如图所示，x 轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场，有两个质量相同，电荷量也相同的带正、负电的电荷（不计重力），以相同速度从 O 点射入磁场中，最终均从 x 轴离开磁场，关于正、负电荷在磁场中运动，下列说法正确的是A两电荷所受的洛伦兹力相同B在磁场中正电荷的运动时间等于负电荷的运动时间C两电荷重新回到 x 轴时距 O 点的距离相同D
5、两电荷重新回到 x 轴时速度大小相等，方向不同6.如图所示，两平行板间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B，板长为3𝐿，两板间距离为𝐿.有一个带电量为 q、质量为 m 的粒子，以水平速度 v，从靠近上板边缘处进入该磁场，粒子恰能从下极板右侧边缘离开磁场，不计粒子重力。则( )A. 该粒子带正电B. 该粒子做匀变速曲线运动C. 该粒子在磁场中运动的时间为D.偏角为该粒子离开磁场时速度𝜋 37. 如图所示，abcd 为边长为 L 的正方形，在四分之一圆 abd 区域内有垂直正方形平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B.一个质量为 m、电荷量为
6、 q 的带正电粒子从 b 点沿 ba 方向射入磁场， 结果粒子恰好能通过 c 点，不计粒子的重力，则粒子的速度大小为（ ）8.如图中 PQ 是匀强磁场里的一片金属片，其平面与磁场方向平行，一个粒子从某点以与 PQ 垂直的速度射出，动能是 Ek1 ，该粒子在磁场中的运动轨迹如图所示。今测得它在金属片两边的轨道半径之比是10 : 9 ，若在穿越金属板过程中粒子受到的阻力大小及电荷量恒定，则下列说法正确的是D.该粒子最多能穿越金属板 6 次二、选择题（本部分共 4 题，每题 4 分，共 16 分。在每题列出的四个选项中，至少有两个选项符合要求。） 9.如图（a）所示，扬声器中有一线圈处于磁场中，当音
7、频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动， 发出声音。俯视图（b）表示处于辐射状磁场中的线圈（线圈平面即纸面），磁场方向如图中箭头所示。在图（b）中A当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里B当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外C当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里D当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外10.如图，地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直于纸面向里。一个带电油滴沿着一条与竖直方向成 角的直线 MN 运动。由此可以判断( )A如果油滴带正电，它是从 M 点运动到 N 点B如果油滴带
8、正电，它是从 N 点运动到 M 点C如果水平电场方向向右，油滴是从 M 点运动到 N 点D如果水平电场方向向右，油滴是从 N 点运动到 M 点11.如图所示，粗糙木板 MN 竖直固定在方向垂直纸面向里的匀强磁场中t0 时，一个质量为 m、电荷量为 q 的带正电物块沿 MN 以某一初速度竖直向下滑动，则物块运动的 vt 图象可能是( )12. 如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静止开始自 A 点沿曲线 ACB 运动，到达 B 点时速度为零，C 点是运动的最低点，不计摩擦阻力，则以下说法中正确的是（ ）A液滴一定带正电B液滴在 C 点时的动能最大C从 A 到
9、 C 过程液滴的电势能增大D从 C 到 B 过程液滴的机械能增大三、实验题：本部分共 2 题，把正确的答案书写在空白处，共 14 分。13.某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨 ab 和a1b1 固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的 N 极位于两导轨的正上方，S 极位于两导轨的正下方， 一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。（不计金属导轨的电阻和摩擦） （1）在开关闭合后，金属棒向 （选填“左侧”或“右侧”）移动。 （2）为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议： A. 适当增加两导轨间的距离 B. 保持两个导轨间距不变，换一根更长的金属棒 C
10、. 将滑动变阻器滑片向左移动 D. 把磁铁换成磁性更强的足够大的钕铁硼磁铁 其中正确的是 （填入正确 选择前的字母）。 （3）如果将电路中电流方向反向，磁场也反向，金属棒将会向 （选填“左侧”或“右侧”）移动。 14.在“测量电源的电动势和内阻”的实验中，已知待测电池的电动势约 1.5V，内阻约 1.0。某同学利用图甲所示的电路进行测量，已知实验室除待测电池、开关、导线外，还有下列器材可供选用： 电流表 A1：量程 00.6A，内阻约 0.125 电流表 A2：量程 03A，内阻约 0.025 电压表 V：量程 03V，内阻约 3k滑动变阻器 R1：020，额定电流 2A滑动变阻器 R2：01
11、00，额定电流 1A （ 1）为了调节方便，测量结果尽量准确， 实验中电流表应选用 ，滑动变阻器应选用 （填写仪器的字母代号）。 （2）经过多次测量并记录对应的电流表示数 I 和电压表示数 U，利用这些数据在图乙中画出了 UI 图线。由此得出电源的 电 动 势 E= V； 内 阻 r = 。 （3）该同学实验中发现，在保证所有器材安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片时电压表的示数取不到 1.0V 以下，出现这一现象的原因可能是 ； 改 进 的 方法为 四、计算题：本部分共 4 题，把正确的物理过程、关键的公式规律、正确的数字运算和详细文字说明等正确答案书写在空白处，共 46 分。15（9 分）如
12、图所示，虚线 O1O2 是速度选择器的中线，其间匀强磁场的磁感应强度为 B1，匀强电场的场强为 E（电场线没有画出）。照相底片与虚线 O1O2 垂直，其右侧偏转磁场的磁感应强度为 B2。现有一个离子沿着虚线 O1O2 向右做匀速运动，穿过照相底片的小孔后在偏转磁场中做半径为 R 的匀速圆周运动，最后垂直打在照相底片上（不计离子所受重力）。（1）求该离子沿虚线运动的速度大小 v；q（2）求该离子的比荷；m（3）如果带电量都为 q 的两种同位素离子，沿着虚线 O1O2 射入速度选择器，它们在照相底片的落点间距大小为 d，求这两种同位素离子的质量差Dm 。16.（10 分） 如图所示，在倾角为
13、20579;30的斜面上，固定一宽𝐿0.25𝑚的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器𝑅电源电动势𝐸12𝑉，内阻𝑟1𝛺，一质量𝑚40g 的金属棒𝑎𝑏与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度𝐵0.80𝑇、垂直于斜面向上的匀强磁场中，金属棒的电阻𝑅11𝛺（导轨电阻不计），金属导轨与金属棒之间的最大静摩擦力为0.1𝑁，取𝑔10w
14、898;/𝑠2。（1）调节滑动变阻器的阻值，金属棒恰好无相对运动的趋势，求金属棒所受到的安培力；（2）要保持金属棒在导轨上静止，求滑动变阻器𝑅接入电路中的阻值范围。17（12 分）在研究原子核的内部结构时，需要用能量很高的粒子去轰击原子核。粒子加速器 可以用人工方法使带电粒子获得很大速度和能量。图甲是回旋加速器的结构示意图，D1 和 D2 是两个中空的半径为 R 的半圆型金属盒，两盒之间留有间距为 d 的窄缝，它们之间有一定的电势差。两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为 B。D1 盒的中央 A 处的粒子源可以产生质量为 m、电荷量为+q 的粒子。粒
15、子在两盒之间被电场加速，之后进入磁场后做匀速圆周运动。经过若干次加速后，将粒子从金属盒边缘引出。设粒子在交变电场中运动时电压大小为 U，不考虑粒子离开 A 处时的速度、粒子重力、粒子间的相互作用及相对论效应。 求粒子被引出时的动能 Ek； 求粒子被电场加速的次数 n； 随着粒子在电场中的不断加速，粒子在磁场中的运动速率一次比一次增大，然而粒子每次在金属盒中的运动时间却相同，粒子在交变电场中加速的总时间也可以忽略。已知 10 MeV 以上的回旋加速器中磁感应强度的数量级为 1T，金属盒的直径在 1m 以上，窄缝之间距离约为 0.1cm。请你结合上述参数，通过推导和估算加以分析。18.（15 分）
16、如图所示，在 xOy 平面直角坐标系中，直角三角形ACD 内存在垂直平面向里磁感应强度为 B 的匀强磁场，线段 CO=OD=L，CD 边在 x 轴上，ADC=30。电子束沿 y 轴方向以相同的速度 v0从 CD 边上的各点射入磁场，已知这些电子在磁场中做圆周运动的半径均为 L ，在第四3象限正方形 ODQP 内存在沿 x 轴正方向、大小为E=Bv0 的匀强电场，在 y=L 处垂直于 y 轴放置一足够大的平面荧光屏，屏与 y 轴交点为P。忽略电子间的相互作用，不计电子的重力。求(1)电子的比荷；(2)从 x 轴最右端射入电场中的电子打到荧光屏上的点与P 点间的距离：(3)射入电场中的电子打到荧光屏上的点距P 的最远距离。
