徐水区综合高级中学校2021-2022学年高二上学期第二次月考
物理试卷
时间75分钟 分值100分
一、选择题：共11小题，总分48分。1-9为单选，每题4分，10、11 为多选题，每题6分，漏选得3分，多选或错选不得分。
1．在电磁学的发展过程中，许多物理学家做出了贡献，以下说法正确的是（ ）
A．奥斯特认为安培力是带电粒子所受磁场力的宏观表现，提出了著名的洛伦兹力公式
B．法拉第发现了电磁感应现象，并制造了世界上第一台手摇发电机
C．安培通过实验发现了通电导线周围存在磁场，首次揭示了电与磁的联系
D．欧姆在前人工作的基础上通过实验研究总结出了电流通过导体时产生的热量跟电流的关系
2.质量和电荷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做正功，对N做负功
D．M的运行时间大于N的运行时间
3.如图所示的各种情境中，满足磁铁与线圈相互排斥，通过R的感应电流方向从a到b的是( )
4.匝数为100的线圈的面积S＝100 cm2，放在方向如图所示的匀强磁场中。线圈平面与磁场的方向垂直，当磁感应强度由2×10－3 T经过5 s均匀减小到0时，感应电动势的大小为( )
A．4×10－4 V
B．2×10－3 V
C．4×10－2 V
D．0.2 V
5.电磁炉又名电磁灶，是现代厨房革命的产物，它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生，因此热效率得到了极大的提高。是一种高效节能厨具，完全区别于所有传统的有火或无火传导加热厨具。如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图，下列说法正确的是( )
A.电磁炉通电线圈加直流电，电流越大，电磁炉加热效果越好
B．电磁炉原理是通电线圈加交流电后，在锅底产生涡流，进而发热工作
C．在锅和电磁炉中间放一绝缘物质，电磁炉不能起到加热作用
D．电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因是这些材料的导热性能较差
6.如图所示，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电荷量为q的液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动，已知电场强度为E，磁感应强度为B，则油滴的质量和环绕速度分别为（ ）
A．， B．，
C．， D．，
7.在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间t如图乙变化时，正确表示线圈中感应电动势E变化的是图中的( )
8.如图所示，线圈L的自感系数很大，且其电阻可以忽略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，随着开关S闭合和断开的过程中，L1、L2的亮度变化情况是(灯丝不会断)( )．
A．S闭合，L1亮度不变，L2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮； S断开，L2立即不亮，L1逐渐变亮
B．S闭合，L1亮度不变，L2很亮；S断开，L1、L2立即不亮
C．S闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2亮度不变； S断开，L2立即不亮，L1亮一下才灭
D．S闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2则逐渐变得更亮； S断开，L2立即熄灭，L1亮一下才灭
9.如图所示，在直角三角形abc区域(含边界)内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，∠a＝60°，∠b＝90°，边长ac＝L，一个粒子源在a点将质量为2m、电荷量为q的带正电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子中，速度的最大值是( )
A． B．
C． D．
10.(多选)1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示。这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是（ ）
A. 回旋加速器交流电的周期等于带电粒子圆周运动周期的一半
B. 回旋加速器的加速电压越大,带电粒子获得的最大动能越大
C. 利用回旋加速器加速带电粒子,要提高加速粒子的最终能量,应尽可能增大磁感应强度B和D形盒的半径R
D. 粒子每次经过D型盒狭缝时,电场力对粒子做功一样多
11．(多选)一束粒子流由左端平行于极板P1射入质谱仪，沿着直线通过电磁场复合区后，并从狭缝S0进入匀强磁场B2，在磁场B2中分为如图所示的三束，则下列相关说法中正确的是( )
A．速度选择器的P1极板带负电
B．粒子1带负电
C．能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于
D．粒子2的比荷绝对值最大
二、计算题 共52分，要求写出必要的公式和说明，只写结果不得分。
(12分）如图所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距l=0.2m，导轨上端连接着电阻R 1 =1Ω，质量为m=0.01kg、电阻为R 2 =0.2Ω的金属杆ab与导轨垂直并接触良好，导轨电阻不计．整个装置处于与导轨平面垂直的磁感应强度为B=1T的匀强磁场中．ab杆由静止释放，经过一段时间后达到最大速率，取g=10m/s 2 ，求此时：
（1）杆的速率；（2）杆两端电压；（3）电阻R 1 消耗的电功率．
13．（15分）在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=2000，横截面积S=50cm2。螺线管导线电阻r=1.0Ω，R1=4.0Ω，R2=5.0Ω，C=30μF。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。
（1）求螺线管中产生的感应电动势大小；
（2）闭合S，电路中的电流稳定后，求电阻R1的电功率；
（3）电路中的电流稳定后，断开S，求流经R2的电荷量。
14.(10分)如图所示，在磁感应强度B＝1.0 T，方向竖直向下的匀强磁场中，有一个与水平面成θ＝37°角的导电滑轨，滑轨上放置一个可自由移动的金属杆．已知接在滑轨中的电源电动势E＝16 V，内阻r＝1 Ω.ab杆长L＝0.5 m，质量m＝0.2 kg，杆与滑轨间的动摩擦因数μ＝0.5，滑轨与ab杆的电阻忽略不计．求要使杆在滑轨上保持静止，滑动变阻器R的阻值在什么范围内变化？(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
15．(15分)如图所示，一个质量为m＝2.0×10－11 kg，电荷量q＝＋1.0×10－5 C的带电微粒，从静止开始经U1＝100 V电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场，偏转电场的电压U2＝100 V．金属板长L＝20 cm，两板间距d＝10 cm.经偏转后进入右侧匀强磁场．微粒的重力忽略不计，求：
(1)微粒进入偏转电场时的速度v0的大小；
(2)微粒射出偏转电场时的偏转角θ；
(3)若该匀强磁场的宽度D＝10 cm，为使微粒不会由磁场右边界射出，求该匀强磁场的磁感应强度应满足的条件．徐水区综合高级中学校2021-2022学年高二上学期第二次月考
物理答案
1 B 2A 3B 4A 5B 6D 7A 8D 9C 10CD 11BC
12.（12分）（1）金属棒在重力作用下，先做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为零时，速度达到最大，做匀速直线运动，则由平衡条件得
mg=BIL
又感应电流为 I=
感应电动势为 E=BLv
解以上三式得：v= =3m/s
（2）杆两端电压等于电阻R1两端的电压，U=IR 1 =0.5v
（3）电阻R 1 消耗的电功率P 1=I 2 R 1 =0.25W
13（15分）（1）E=4V；
P=0.64W；
14（10分）解：分别画出ab杆在恰好不下滑和恰好不上滑这两种情况下的受力分析图，如图所示．
当ab杆恰好不下滑时，如图甲所示．由平衡条件得
沿斜面方向mgsin θ＝μFN1＋F安1cos θ，
垂直斜面方向FN1＝mgcos θ＋F安1sin θ，
而F安1＝BL，解得R1＝21 Ω.
当ab杆恰好不上滑时，如图乙所示．由平衡条件得
沿斜面方向mgsin θ＋μFN2＝F安2cos θ，
垂直斜面方向FN2＝mgcos θ＋F安2sin θ，
而F安2＝BL，解得R2＝1 Ω.
则要使ab杆保持静止，R的取值范围是1 Ω≤R≤21 Ω.
15解：(1)微粒在加速电场中，由动能定理有
qU1＝mv，
解得v0＝1×104 m/s.
(2)微粒在偏转电场中做类平抛运动，如图所示．
a＝，vy＝at，L＝v0t，
tan θ＝＝＝，
得偏转角θ＝30°.
(3)微粒进入磁场做匀速圆周运动
进入磁场的速度v＝，
qBv＝m，得R＝.
微粒恰好不从右边界射出时，D＝R＋Rsin θ，
得B＝.
解得B＝ T.
为使微粒不会由磁场右边界射出，磁感应强度应满足B′≥ T.
