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英才学校高中部2021-2022学年高二上学期12月第二次月考
物理试题
考试范围：选必二；考试时间：90分钟；100分命题人：兰彦君
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）
请点击修改第I卷的文字说明
一、单选题(共36分)
1．(本题6分)如图所示，一小段通电直导线放置在粗糙的水平面上处于静止状态，电流方向垂直纸面向里。现把一条形磁铁控制在导线的正上方成水平状态，中点与导线的连线虚线正好沿竖直方向，下列说法正确的是（ ）
A．放上磁铁后，地面对导线产生摩擦力
B．放上磁铁后，地面对导线的支持力仍然等于重力
C．若把磁铁沿竖直方向向上移动，地面对导线的支持力越来越小
D．若把磁铁水平向右移动一小段距离，导线仍处于静止状态，则地面对导线的摩擦力向左
2．(本题6分)如图所示，把一重力不计可自由运动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，当通以图示方向的电流时，导线的运动情况是（从上往下看）（ ）
A．顺时针方向转动，同时下降
B．顺时针方向转动，同时上升
C．逆时针方向转动，同时下降
D．逆时针方向转动，同时上升
3．(本题6分)如图，光滑半圆形轨道与光滑曲面轨道在B处平滑连接，前者置于水平向外的匀强磁场中，有一带正电小球从A静止释放，且能沿轨道前进，并恰能通过半圆轨道最高点C，现若撤去磁场，使球从静止释放仍能恰好通过半圆形轨道最高点，则释放高度H′与原释放高度H的关系是（ ）
A．H′=H B．H′＜H C．H′＞H D．无法确定
4．(本题6分)如图所示，两个质量相等的带电粒子a、b在同一位置A以大小相同的速度射入同一匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，经磁场偏转后两粒子都经过B点，AB连线与磁场边界垂直，则（ ）
A．a粒子带正电，b粒子带负电
B．两粒子的轨道半径之比
C．两粒子所带电荷量之比
D．两粒子的运动时间之比
5．(本题6分)如图所示为质谱仪的原理示意图，现让某束离子（可能含有多种离子）从容器A下方的小孔无初速度飘入电势差为U的加速电场。经电场加速后垂直进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，在核乳胶片上形成a、b两条“质谱线”，则下列判断正确的是（ ）
A．a、b谱线的对应离子均带负电 B．a谱线的对应离子的质量较大
C．b谱线的对应离子的质量较大 D．a谱线的对应离子的比荷较大
6．(本题6分)如图，甲是带负电的物块，乙是不带电的足够长的绝缘木板。甲、乙叠放在一起置于光滑的水平地板上，地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场。现用一水平恒力B拉乙木板，使甲、乙从静止开始向左运动，甲电荷量始终保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则在此后运动过程中（ ）
A．甲、乙间的摩擦力始终不变
B．甲、乙间的摩擦力先不变，后增大
C．甲物块最终做匀速直线运动
D．乙木板一直做匀加速直线运动
二、多选题(共24分)
7．(本题6分)如图所示,某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向里，一带电微粒由a点进入场区并刚好能沿ab直线向上运动，下列说法正确的是（ ）
A．微粒一定带负电 B．微粒可能做匀变速运动
C．微粒的电势能一定增加 D．微粒的机械能一定增加
8．(本题6分)质量为m、电荷量为q的微粒，以与水平方向成角的速度v，从O点进入方向如图所示的正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区，该微粒在电场力、洛伦兹力和重力的共同作用下，恰好沿直线运动到A，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．该微粒一定带负电荷
B．微粒从O到A的运动可能是匀变速运动
C．该磁场的磁感应强度大小为
D．该电场的场强为
9．(本题6分)如图，圆形区域内有垂直纸面、大小为B0的匀强磁场，两个比荷（绝对值）相等、带异种电荷的粒子a、b，以不同的速率从M点沿直径MN射入磁场。之后，a、b分别从PQ两点射出磁场。PQ是另一直径的两端点，且∠PON=60°。不考虑粒子间的作用，则（ ）
A．a、b两粒子在磁场中的运动时的时间之比为1：2
B．a、b两粒子射入磁场时的速度之比为：1
C．仅将B0变为B0，a在磁场中运动的时间将变为原来的倍
D．仅将B0变为，a、b在磁场中运动的时间之比将大于3：1
10．(本题6分)如图所示，等腰直角三角形abc区域内（包含边界）有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，在bc的中点O处有一粒子源，可沿与ba平行的方向发射大量速率不同的同种粒子，这些粒子带负电，质量为m，电荷量为q，已知这些粒子都能从ab边离开abc区域，ab=2l，不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用．关于这些粒子，下列说法正确的是
A．速度的最大值为
B．速度的最小值为
C．在磁场中运动的最短时间为
D．在磁场中运动的最长时间为
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
三、解答题(共50分)
11．(本题8分)如图所示，金属杆的质量为m，长为l，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面为θ角斜向上，结果静止于水平导轨上。求：
(1)金属杆受到的摩擦力；
(2)金属杆对导轨的压力。
12．(本题8分)如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在空间，分布着磁感应强度为B＝0.5 T、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＝4.5 V、内阻r＝0.50 Ω的直流电源。现把一个质量为m＝0.040 kg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 Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2.已知sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，求：
(1)通过导体棒的电流；
(2)导体棒受到的安培力大小；
(3)导体棒受到的摩擦力大小。
13．(本题10分)如图，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动，自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直。已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1，并在磁场边界的N点射出；乙种离子在MN的中点射出；MN长为l。不计重力影响和离子间的相互作用。求：
（1）磁场的磁感应强度大小；
（2）甲、乙两种离子的比荷之比。
14．(本题12分)如图所示，在y＞0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y＜0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xOy平面（纸面）向外。一电荷量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y＝h处的点P1时速率为v0，方向沿x轴正方向；然后，经过x轴上x＝2h处的P2点进入磁场，并经过y轴上y＝－2h处的P3点。不计重力。求：
（1）电场强度的大小；
（2）粒子到达P2时的速度；
（3）磁感应强度的大小。
15．(本题12分)如图所示，水平放置的两块长直平行金属薄板a .b间的电势差为U，b板下方足够大的空间内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场．一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从贴近a板的左端以大小为v0的初速度水平射入板间的匀强电场，然后从狭缝P垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板上与P点距离为L的Q点(图中未标出，粒子打到b板后被吸收)．粒子重力不计．求:
(1)粒子穿过狭缝P时的速度大小v；
(2)匀强磁场的磁感应强度大小B．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页绝密★启用前
英才学校高中部2021-2022学年高二上学期12月第二次月考
物理试题
考试范围：选必二；考试时间：90分钟；100分
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）
请点击修改第I卷的文字说明
一、单选题(共36分)
1．(本题6分)如图所示，一小段通电直导线放置在粗糙的水平面上处于静止状态，电流方向垂直纸面向里。现把一条形磁铁控制在导线的正上方成水平状态，中点与导线的连线虚线正好沿竖直方向，下列说法正确的是（ ）
A．放上磁铁后，地面对导线产生摩擦力
B．放上磁铁后，地面对导线的支持力仍然等于重力
C．若把磁铁沿竖直方向向上移动，地面对导线的支持力越来越小
D．若把磁铁水平向右移动一小段距离，导线仍处于静止状态，则地面对导线的摩擦力向左
【答案】C
2．(本题6分)如图所示，把一重力不计可自由运动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，当通以图示方向的电流时，导线的运动情况是（从上往下看）（ ）
A．顺时针方向转动，同时下降
B．顺时针方向转动，同时上升
C．逆时针方向转动，同时下降
D．逆时针方向转动，同时上升
【答案】C
3．(本题6分)如图，光滑半圆形轨道与光滑曲面轨道在B处平滑连接，前者置于水平向外的匀强磁场中，有一带正电小球从A静止释放，且能沿轨道前进，并恰能通过半圆轨道最高点C，现若撤去磁场，使球从静止释放仍能恰好通过半圆形轨道最高点，则释放高度H′与原释放高度H的关系是（ ）
A．H′=H B．H′＜H C．H′＞H D．无法确定
【答案】C
4．(本题6分)如图所示，两个质量相等的带电粒子a、b在同一位置A以大小相同的速度射入同一匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，经磁场偏转后两粒子都经过B点，AB连线与磁场边界垂直，则（ ）
A．a粒子带正电，b粒子带负电
B．两粒子的轨道半径之比
C．两粒子所带电荷量之比
D．两粒子的运动时间之比
【答案】C
5．(本题6分)如图所示为质谱仪的原理示意图，现让某束离子（可能含有多种离子）从容器A下方的小孔无初速度飘入电势差为U的加速电场。经电场加速后垂直进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，在核乳胶片上形成a、b两条“质谱线”，则下列判断正确的是（ ）
A．a、b谱线的对应离子均带负电 B．a谱线的对应离子的质量较大
C．b谱线的对应离子的质量较大 D．a谱线的对应离子的比荷较大
【答案】D
6．(本题6分)如图，甲是带负电的物块，乙是不带电的足够长的绝缘木板。甲、乙叠放在一起置于光滑的水平地板上，地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场。现用一水平恒力B拉乙木板，使甲、乙从静止开始向左运动，甲电荷量始终保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则在此后运动过程中（ ）
A．甲、乙间的摩擦力始终不变
B．甲、乙间的摩擦力先不变，后增大
C．甲物块最终做匀速直线运动
D．乙木板一直做匀加速直线运动
【答案】C
二、多选题(共24分)
7．(本题6分)如图所示,某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向里，一带电微粒由a点进入场区并刚好能沿ab直线向上运动，下列说法正确的是（ ）
A．微粒一定带负电 B．微粒可能做匀变速运动
C．微粒的电势能一定增加 D．微粒的机械能一定增加
【答案】AD
8．(本题6分)质量为m、电荷量为q的微粒，以与水平方向成角的速度v，从O点进入方向如图所示的正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区，该微粒在电场力、洛伦兹力和重力的共同作用下，恰好沿直线运动到A，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．该微粒一定带负电荷
B．微粒从O到A的运动可能是匀变速运动
C．该磁场的磁感应强度大小为
D．该电场的场强为
【答案】AD
9．(本题6分)如图，圆形区域内有垂直纸面、大小为B0的匀强磁场，两个比荷（绝对值）相等、带异种电荷的粒子a、b，以不同的速率从M点沿直径MN射入磁场。之后，a、b分别从PQ两点射出磁场。PQ是另一直径的两端点，且∠PON=60°。不考虑粒子间的作用，则（ ）
A．a、b两粒子在磁场中的运动时的时间之比为1：2
B．a、b两粒子射入磁场时的速度之比为：1
C．仅将B0变为B0，a在磁场中运动的时间将变为原来的倍
D．仅将B0变为，a、b在磁场中运动的时间之比将大于3：1
【答案】AC
10．(本题6分)如图所示，等腰直角三角形abc区域内（包含边界）有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，在bc的中点O处有一粒子源，可沿与ba平行的方向发射大量速率不同的同种粒子，这些粒子带负电，质量为m，电荷量为q，已知这些粒子都能从ab边离开abc区域，ab=2l，不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用．关于这些粒子，下列说法正确的是
A．速度的最大值为
B．速度的最小值为
C．在磁场中运动的最短时间为
D．在磁场中运动的最长时间为
【答案】ACD
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
三、解答题(共50分)
11．(本题8分)如图所示，金属杆的质量为m，长为l，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面为θ角斜向上，结果静止于水平导轨上。求：
(1)金属杆受到的摩擦力；
(2)金属杆对导轨的压力。
【答案】(1) f = BIlsinθ，(2) FN = mg - BIlcosθ
12．(本题8分)如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在空间，分布着磁感应强度为B＝0.5 T、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＝4.5 V、内阻r＝0.50 Ω的直流电源。现把一个质量为m＝0.040 kg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 Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2.已知sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，求：
(1)通过导体棒的电流；
(2)导体棒受到的安培力大小；
(3)导体棒受到的摩擦力大小。
【答案】(1)1.5 A；(2)0.30 N；(3)0.06 N
13．(本题10分)如图，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动，自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直。已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1，并在磁场边界的N点射出；乙种离子在MN的中点射出；MN长为l。不计重力影响和离子间的相互作用。求：
（1）磁场的磁感应强度大小；
（2）甲、乙两种离子的比荷之比。
【答案】（1）；（2）1∶4
14．(本题12分)如图所示，在y＞0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y＜0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xOy平面（纸面）向外。一电荷量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y＝h处的点P1时速率为v0，方向沿x轴正方向；然后，经过x轴上x＝2h处的P2点进入磁场，并经过y轴上y＝－2h处的P3点。不计重力。求：
（1）电场强度的大小；
（2）粒子到达P2时的速度；
（3）磁感应强度的大小。
【答案】（1）；（2）v0，方向与x轴正方向成45°角；（3）
15．(本题12分)如图所示，水平放置的两块长直平行金属薄板a .b间的电势差为U，b板下方足够大的空间内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场．一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从贴近a板的左端以大小为v0的初速度水平射入板间的匀强电场，然后从狭缝P垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板上与P点距离为L的Q点(图中未标出，粒子打到b板后被吸收)．粒子重力不计．求:
(1)粒子穿过狭缝P时的速度大小v；
(2)匀强磁场的磁感应强度大小B．
【答案】(1) (2)
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
