安徽省滁州市定远县育才学校2021-2022学年高二下学期第二次月考物理（解析Word版）

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2021-2022学年度高二第二学期第二次月考试卷物理试题注意事项：1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题满分64分）一、单选题（共40分）1.如图所示，有一边长为的刚性正三角形导线框在竖直平面内，且水平，其重力不计，各边导线材料及粗细完全相同，处在方向垂直导线框所在平面向里的匀强磁场中。在点悬挂一个重力为的物体，在两顶点A、B上加上恒定电压，重物恰好对地面无压力。某时刻A、B间导线的某处突然断开，其他条件不变，则稳定后物体对地面的压力是（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】【分析】【详解】由于AC边于CB边先串联再与AB边并联，则在A、B未断开时，设ACB中的电流为I，则AB边中的电流为2I，由平衡条件可得当某时刻A、B间导线的某处突然断开时，由平衡条件可得联立，解得第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司

1由牛顿第三定律，可知稳定后物体对地面的压力大小为。故选C。2.如图所示，虚线区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，一边长为L的正方形单匝导体框垂直磁场放置，框的右边与磁场边界重合，此时穿过导体框的磁通量为Φ。现将导体框以速度v沿纸面垂直边界拉出磁场，在此过程中（　　）A.穿过导体框的磁通量增加，产生的感应电动势是B.穿过导体框的磁通量减小，产生的感应电动势是C.穿过导体框的磁通量增加，产生的感应电动势是D.穿过导体框的磁通量减小，产生的感应电动势是【答案】D【解析】【分析】【详解】将导体框沿纸面垂直边界拉出磁场的过程中，穿过导体框的磁感线条数减少，磁通量减小，产生的感应电动势是故选D。3.如图所示，导线框ABC与长直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，在导线框由直导线左侧向右匀速靠近直导线过程及在直导线右侧向右匀速远离直导线过程中，导线框中感应电流的方向分别是（　　）A.都是ABCB.都是CBAC.靠近时是ABC，远离时是CBAD.靠近时是CBA，远离时是ABC第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司

2【答案】B【解析】【详解】由题图及安培定则可知，通电直导线在导线左边产生的磁场的方向为垂直纸面向外，在导线右边产生的磁场方向垂直纸面向里，当导线框向直导线靠近时，穿过导线框的垂直纸面向外的磁通量变大，根据楞次定律可知感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里，则感应电流方向为CBA；当导线框在直导线右侧远离直导线时，穿过导线框的垂直纸面向里的磁通量变小，由楞次定律可知感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里，则感应电流方向为CBA，故B正确，ACD错误。故选B。4.中核集团研发的“超导质子回旋加速器”，能够将质子加速至光速的。用如图所示的回旋加速器加速粒子，两D形金属盒接高频交流电极，使粒子通过两D形金属盒间的狭缝时得到加速，两D形金属盒处于方向垂直盒底的匀强磁场中，下列操作能使带电粒子射出时的动能增大的是（　　）A.增大D形金属盒的半径B.减小D形金属盒的半径C.增大狭缝间的加速电压D.减小狭缝间的加速电压【答案】A【解析】【分析】【详解】设D形盒半径为R，则带电粒子速度最大时有解得所以最大动能为故选A。5.如图所示，边长为L的正方形有界匀强磁场ABCD，带电粒子从A点沿AB方向射入磁场，恰好从C点飞出磁场；若带电粒子以相同的速度从AD的中点P垂直AD射入磁场，从DC边的M点飞出磁场（M点未画出）。设粒子从A点运动到C点所用的时间为t1，由P点运动到M点所用时间为t2（带电粒子重力不计），则t1：t2为（　　）第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司

3A.2：1B.4：3C.3：2D.【答案】C【解析】【分析】【详解】由带电粒子从A点沿AB方向射入磁场可知粒子做圆周运动的圆心在AD及其延长线上，又有粒子恰好从C点飞出磁场，故可得：粒子运动半径为L，粒子从A到C转过的中心角θ=90°；那么，P点入射的粒子的半径，根据半径和从A点射入的相等，所以从P点入射的粒子的圆心在AD延长线上距D点处，那么粒子转过的中心角为即θ′=60°运动时间所以故选C。6.如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是(　　)第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司

4A.水平向左B.水平向右C.竖直向下D.竖直向上【答案】D【解析】【详解】首先根据安培定则判断通电螺线管磁场，右端等效为磁铁的N极，左端为S极，则A处产生的磁场方向为水平向左。再根据左手定则判断可知：A受到通电螺线管磁场的作用力的方向为竖直向上，故ABC错误，D正确。故选D。7.如图所示，水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘通电长直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系。四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置，两直导线中的电流大小与变化情况完全相同，电流方向如图所示，当两直导线中的电流都增大时，四个线圈a、b、c、d中产生逆时针方向（俯视）感应电流的是（　　）A.线圈aB.线圈bC.线圈cD.线圈d【答案】A【解析】【详解】A．线圈a中磁场垂直纸面向里，当电流增大时，根据楞次定律线圈a中有逆时针方向的电流，故A正确；BD．b、d区域中的磁通量为零，当电流变化时不可能产生感应电流，故BD错误；C．线圈c中磁场垂直纸面向外，当电流增大时，根据楞次定律可知线圈c中有顺时针方向的电流，故C错误。故选A。8.如图，一束正离子先后经过速度选择器和匀强磁场区域，则在速度选择器中沿直线运动，且在匀强磁场中偏转半径又相等的离子具有相同的（　　）第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司

5A.电量和质量B.质量和动能C.速度和比荷D.速度和质量【答案】C【解析】【详解】在正交的电磁场区域中，正离子不偏转，说明离子受力平衡，在此区域Ⅰ中，离子受电场力和洛伦兹力，由得v＝可知这些正离子具有相同的速度；进入只有匀强磁场的区域Ⅱ时，偏转半径相同，由R＝和v=可知这些正离子具有相同的比荷，故C正确，ABD错误。9.真空中竖直放置一通电长直细金属导线，俯视图如图。以导线为圆心做圆，光滑绝缘管水平放置，两端恰好落在圆周上。半径略小于绝缘管半径的带正电小球自a端以速度向b运动过程中，下列说法正确的是（　　）A.小球先加速后减速B.小球受到的洛伦兹力始终为零C.小球在中点受到的洛伦兹力为零D.小球受到洛伦兹力时，洛伦兹力方向向上【答案】C第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司

6【解析】【分析】【详解】A．根据右手螺旋定则，磁感线如图洛伦兹力不做功，小球速率不变，A错误；BCD．当运动到中点，磁感线与速度平行，不受洛伦兹力，自a到中点洛伦兹力向下，中点至b洛伦兹力向上，BD错误，C正确。故选C。10.如图所示，足够长的导体棒MN固定在相互平行的金属导轨上，导轨宽度为0.5m，通过的电流为1A，导体棒MN与水平导轨的夹角为30°，且处于垂直于纸面向外的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度为0.2T，则导体棒MN所受的安培力大小为（　　）A.0.02NB.0.05NC.0.1ND.0.2N【答案】D【解析】【详解】导体棒MN在导轨间的有效长度为1m，由安培力公式得故选D。二、多选题（共24分）11.如图所示，在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场，MN是一竖直放置的感光板。从圆形磁场最高点P以速度v垂直磁场正对着圆心O射入带正电的粒子，且粒子所带电荷量为q、质量为m，不考虑粒子重力，关于粒子的运动，以下说法正确的是（　　）第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司

7A.粒子在磁场中通过的弧长越长时间也越长B.出磁场的粒子其出射方向的反向延长线也一定过圆心OC.出磁场的粒子一定能垂直打在MN上D.只要速度满足，入射的粒子出射后一定垂直打在MN上【答案】BD【解析】【详解】A．粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有，则速度不同的同种带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期相等，对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中轨迹半径越大，弧长越长，轨迹对应的圆心角越小，由知，运动时间t越小，故A错误；B．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，设轨迹圆心为，粒子出射点为，根据几何知识可知≌则即对着圆心入射的粒子，其出射方向的反向延长线也一定过圆心，故B正确；C．速度不同，半径不同，轨迹对应的圆心角不同，对着圆心入射的粒子，出射后不一定垂直打在MN上，与粒子的速度有关，故C错误；D．速度满足v=时，粒子的轨迹半径为r==R，入射点、出射点、O点与轨迹的圆心构成菱形，射出磁场时的轨迹半径与最高点的轨迹半径平行，粒子的速度一定垂直打在MN板上，故D正确。故选BD。第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司

8【点睛】带电粒子射入磁场后做匀速圆周运动，对着圆心入射，必将沿半径离开圆心，根据洛伦兹力充当向心力，求出时轨迹半径，确定出速度的偏向角。对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中通过的弧长越长，轨迹对应的圆心角越小，即可分析时间关系。12.如图甲所示，把两块磁铁（同时也是导体）N极相对地吸附在电池两端的正负两极上，制成“小火车”。如图乙所示，电池左边为正极，右边为负极。把该“小火车”放进裸铜线绕制的线圈中，线圈和电池会构成闭合电路，“小火车”能自动跑起来。对该装置，下列说法正确的是（　　）A.从左往右看，铜线圈上的电流方向为顺时针B.线圈受到向左安培力C.“小火车”将向左运动D.铜线圈中由电流产生的磁场方向向右【答案】ABD【解析】【详解】AD．从左往右看，电流从电池的正极到负极，则铜线圈上的电流方向为顺时针，铜线圈中由电流产生的磁场方向向右，选项AD正确；BC．因为结合体是放在螺线管里面的，内部磁场方向自左向右，结合体左侧磁铁的S极被螺线管左侧磁极排斥（参考小磁针），而结合体右侧磁铁S极也要和螺线管右侧磁极相吸引，最终结合体两侧磁铁所受总合力向右，即“小火车”将向右运动，根据牛顿第三定律可知，线圈受到向左的安培力，故B正确，C错误；故选ABD。13.如图所示，两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强磁场和匀强电场中，轨道两端高度相同，轨道是光滑的，两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放，M、N为轨道的最低点，下列说法正确的是（）第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司

9A.两小球到达轨道最低点的速度的大小关系为B.两小球到达轨道最低点时轨道对它们的弹力的大小关系为C.小球第一次到达M点的时间大于小球第一次到达N点的时间D.在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电场中不能【答案】ABD【解析】【详解】AC．在磁场中运动的小球，磁场力对小球不做功，整个过程中小球的机械能守恒，而在电场中运动的小球，电场力对小球做负功，到达最低点时的速度较小，所以在电场中运动的时间长，A正确，C错误；B．在磁场中运动的小球，对最低点进行受力分析可知，解得，在电场中运动的小球，对最低点受力分析可知，解得，因为，可得，B正确；D．在磁场中运动小球，磁场力对小球不做功，整个过程中小球的机械能守恒，所以小球可以到达轨道的另一端，而在电场中运动的小球，电场力对小球做负功，所以小球在到达轨道另一端之前速度就减为零了，D正确。故选ABD。14.薄铝板将同一匀强磁场分成Ⅰ、Ⅱ两个区域，高速带电粒子穿过铝板一次，在两个区域运动的轨迹如图，半径R1>R2，假定穿过铝板前后粒子电量和质量保持不变，则该粒子（　　）第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司

10A.从P点出发，从区域Ⅰ穿过铝板后到达区域ⅡB.从Q点出发，从区域Ⅱ穿过铝板后到达区域ⅠC.在Ⅰ、Ⅱ区域内运动的速度大小相同D.在Ⅰ、Ⅱ区域内运动的时间相同【答案】AD【解析】【分析】【详解】ABC．根据，粒子穿过铝板过程中要损失动能，运动速度减小，半径减小，则粒子从P点出发，从区域Ⅰ穿过铝板后到达区域Ⅱ，A正确，BC错误；D．根据，粒子运动周期与速度无关，所以粒子在Ⅰ、Ⅱ区域内运动的时间相同，都等于，D正确。故选AD。15.单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的关系图象如图所示，则(　　)A.在t＝0时刻，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大B.在t＝1×10－2s时刻，感应电动势最大C.在t＝2×10－2s时刻，感应电动势为零D.在0～2×10－2s时间内，线圈中感应电动势的平均值为零【答案】BC【解析】【详解】t=0时刻，线圈中磁通量最大，Φ的变化率达最小，感应电动势最小，故A错误；在t=1×10-2s第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司

11时刻，磁通量为零，但Φ的变化率达最大，感应电动势最大，故B正确；在t=2×10-2s时刻，Φ的变化率为零，感应电动势为零，故C正确；在0-2×10-2s时间内，磁通量变化不为零，线圈中感应电动势的平均值不为零，故D错误．所以BC正确，AD错误．16.如图所示，在水平放置的条形磁铁的N极附近，一个闭合线圈向下运动并始终保持与磁铁垂直。在位置b，N极附近的磁感线正好与线圈平面垂直。在线圈从a到c运动的过程中，下列说法正确的是（　　）A.磁通量先增大后减小B.磁通量先减小后增大C.从左边看，感应电流先逆时针后顺时针D.从左边看，感应电流先顺时针后逆时针【答案】AC【解析】【详解】AB．如图所示，线圈从位置a到位置b的过程中，穿过线圈的磁通量增大，线圈从位置b到位置c的过程中，线圈内穿过的磁通量减小，故A正确，B错误；CD．由以上分析可知，磁通量先增大，则由楞次定律可知，感应电流产生的磁场与原磁场反向，阻碍磁通量的增加，从左边看，由安培定则可知，感应电流先逆时针；后磁通量减少，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场与原磁场同向，阻碍磁通量的减少，从左边看，由安培定则可知，感应电流为逆时针，故C正确，D错误。故选AC。第II卷（非选择题满分36分）三、解答题（共36分）17.如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.5T、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=0.50Ω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R=2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2.。已知sin37°=0.60，cos37°=0.80，求：(1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力大小和方向；(3)导体棒受到的摩擦力大小和方向。第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司

12【答案】(1)；(2)，方向沿斜面向上；(3)0.06N，方向沿斜面向下【解析】【详解】(1)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代人数据解得。(2)导体棒受到的安培力代入数据解得，方向沿斜面向上。(3)导体棒所受重力沿斜面向下的分力为由于F1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f，根据共点力平衡条件有解得，方向沿斜面向下。18.如图甲所示，边长为a的n匝正方形导线框ABCD垂直于磁场放置，磁感应强度方向垂直于纸面向里。（1）若磁感应强度随时间的变化如图乙所示，求0～t1时间内线框产生的感应电动势的大小；（2）若磁感应强度B=B0不变，线框以AB边为轴、CD边向里以角速度ω匀速转过60°角，求这一过程中线框产生的平均感应电动势的大小。【答案】（1）；（2）【解析】【分析】【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律可得，0～t1时间内线框产生的感应电动势大小第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司

13（2）由θ=ωt，可知导线框以角速度ω匀速转过60°角经历的时间为这一过程中线框内磁通量的减小量ΔΦ′=B0a2-B0a2cos60°=B0a2所以这一过程中线框产生的平均感应电动势为19.如图所示平面直角坐标系xOy，在第Ⅰ、Ⅲ象限内有平行于y轴，电场强度大小相同、方向相反的匀强电场，在第Ⅳ象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场．一质量为m，电荷量为q的带电粒子，从y轴上的M(0，d)点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴的N点进入第Ⅳ象限内，又经过磁场垂直y轴进入第Ⅲ象限，最终粒子从x轴上的P点离开．不计粒子所受到的重力．求：(1)匀强电场的电场强度E和磁场的磁感应强度B的大小；(2)粒子运动到P点的速度大小；(3)粒子从M点运动到P点所用的时间．【答案】(1)，(2)(3)【解析】【详解】(1)粒子运动轨迹如图所示．第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司

14设粒子在第Ⅰ象限内运动的时间为t1，粒子在N点时速度大小为v1，方向与x轴正方向间的夹角为θ，则：qE＝ma，联立以上各式得：，v1＝2v0，.粒子在第Ⅳ象限内做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：由几何关系得：联立并代入数据解得：.(2)粒子由M点到P点的过程，由动能定理得：代入(1)中所求数据解得：.(3)粒子在第Ⅰ象限内运动时间：第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司

15粒子在第Ⅳ象限内运动周期：粒子在第Ⅲ象限内运动时有：解得:粒子从M点运动到P点的时间：第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司