河南省鹤壁市淇滨高级中学2020学年高二物理上学期第三次月考试题（含解析）

河南省鹤壁市淇滨高级中学2020学年高二物理上学期第三次月考试题（含解析）

河南省鹤壁市淇滨高级中学2020学年高二上学期第三次月考物理试题 ‎ 一、单项选择题（10小题）‎ ‎1. 关于电源电动势，以下说法中正确的是（ ）‎ A. 电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，所以当电源接入电路时，电动势将发生变化 B. 在闭合电路中，并联在电源两端电压表的读数是电源的电动势 C. 电源电动势是表示电源将其他形式的能转化为电能本领大小的物理量 D. 电动势越大，说明静电力在电源内部从负极向正极移送单位电荷量的电荷做功越多。‎ ‎【答案】C ‎【解析】解：电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，不会因为接入电路而发生变化,电动势越大,电源将其他形式的能转化为电能的本领越大.A错误、C正确；根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir,得知,当I=0时,U=E,即电源没有接入外电路时两极间的电压等于电源电动势.故B错误；电动势越大说明非静电力在电源内部把单位电荷量的正电荷在电源内从负极移到正极时非静电力做的功越多,D错误。‎ ‎2. 磁场中某点的磁感应强度的方向是（ ）‎ A. 放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向 B. 放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向 C. 放在该点的小磁针静止时N极所指的方向 D. 放在该点的小磁针静止时S极所指的方向 ‎【答案】C ‎【解析】根据左手定则通电直导线所受的磁场力的方向与磁场的方向相互垂直，故A错误；正电荷在该点所受力方向，即为电场强度的方向．故B错误；在该点的小磁针静止时N极所指方向为磁感应强度的方向，故D错误，C正确；故选C.‎ 点睛：磁感应强度的方向这样规定：该点的小磁针静止时N极所指方向为磁感应强度的方向．‎ ‎3. 如图所示，正方形线框abcd位于纸面内，边长为L，过ab中点和cd中点的连线恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为(　　)　‎ A. B. 4BL C. D. 2BL ‎【答案】C ‎【解析】如图,当正方形线圈abcd有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中时,磁通量为：，故C正确，ABD错误。‎ 故选：C。‎ 点睛：在匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量为Φ=BS，图中S为有磁感线穿过的线圈的面积，即为有效面积．‎ ‎4. 物理学中，通过引入检验电流来了解磁场力的特性，对检验电流的要求是（ ）‎ A. 将检验电流放入磁场，测量其所受的磁场力F，导线长度L，通电电流I，应用公式，即可测得磁感应强度B B. 检验电流宜大些 C. 利用检验电流和运用公式 只能应用于匀强磁场 D. 只要满足长度L很短，电流很小，将其垂直放入磁场的条件，公式对任何磁场都适用 ‎【答案】D ‎【解析】用检验电流来了解磁场，要求检验电流对原来磁场的影响很小，可以忽略，所以导体长度L应很短，电流应很小，为了使得效果明显，检验电流应垂直磁场方向放置，故AB错误D正确；磁感应强度的定义式适用于所有磁场，C错误．‎ ‎5. 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 ‎【答案】A ‎【解析】A项：根据洛伦兹力的特点：洛伦兹力方向始终垂直速度方向，所洛伦兹力不做功，故A项错误；‎ B项：由 得 由图可知M运动半径大于N的运动半径，所以M的速率大于N的速率，故B项错误；‎ C项：根据洛伦兹力提供向心力，再由左手定则可知，M带负电，N带正电，故C项正确；‎ D项：M、N在磁场中运行的时间都为 ，故D项错误。‎ 点晴：解决本题关键理解带电粒子在磁场中做圆周运动的半径公式 ，周期公式 ；注意利用左手定则判断负电荷所受洛伦兹力方向时，四个手指应指向负电荷运动的相反方向。‎ ‎6. 线框ABCD从有界的匀强磁场区域穿过，下列说法中正确的是( 　)‎ A. 磁通量不变 B. 磁通量先减小后增大 C. 磁通量先增大后减小 D. 磁通量一直增大 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：进入匀强磁场区域的过程中，穿过ABCD的磁通量增加，在匀强磁场中运动时，穿过ABCD的磁通量保持不变，离开匀强磁场区域的过程中，穿过ABCD的磁通量减小，故磁通量先增大后减小，故选C.‎ ‎7. 如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子（正电子质量和电量与电子大小相等，电性相反）分别以相同速度沿与x轴成角从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为( )‎ A. 1:2 B. 2:1 C. D. 1:1‎ ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：带电粒子以一定的速度垂直进入匀强磁场，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动．粒子受到的洛伦兹力提供向心力；粒子在磁场中运动的周期仅与粒子的比荷及磁场有关，粒子速度的偏向角等于轨迹的圆心角θ，根据求运动时间之比．‎ 正电子进入磁场后，在洛伦兹力作用下向上偏转，而负电子在洛伦兹力作用下向下偏转。‎ 由，知两个电子的周期相等。正电子以30°入射，从y轴离开磁场时，速度方向与y轴的夹角为30∘，则轨迹对应的圆心角为60°，正电子在磁场中运动时间为，同负电子从x轴上射出磁场时，根据几何知识得知，速度与x轴的夹角为60°，则负电子速度的偏向角为 ‎，其轨迹对应的圆心角也为120°，则负电子在磁场中运动时间为，所以正电子与负电子在磁场中运动时间之比为，A正确．‎ ‎8. 如图所示是三根平行直导线的截面图，若它们的电流强度大小都相同，且ab＝ac＝ad，则a点的磁感应强度的方向是(　　)‎ A. 垂直纸面指向纸里 B. 垂直纸面指向纸外 C. 沿纸面由a指向b D. 沿纸面由a指向d ‎【答案】D ‎【解析】解:‎ 用右手螺旋定则判断通电直导线在a点上所产生的磁场方向,如图所示:‎ 直导线b在a点产生磁场与直导线d在a点产生磁场方向相反,大小相等.则合磁场为零;而直导线c在a点产生磁场,方向从b指向d,即为沿纸面由a指向d 故选D.‎ 点睛:磁感应强度既有大小,又有方向,是矢量.它的合成遵循矢量合成的平行四边形法则.‎ ‎9.‎ ‎ 在地球赤道附近地磁场的方向近似为水平向北．在一根东西方向水平架设的直流输电导线中，通有自西向东方向的电流．由于地磁场的作用，该导线受到安培力的方向为(　　)‎ A. 向上 B. 向下 C. 向南 D. 向北 ‎【答案】A ‎【解析】解：左手定则的内容:伸开左手,使拇指与其余四指垂直,并且与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是安培力的方向.磁场的方向从南向北,电流的方向由西向东,所以安培力的方向竖直向上.故A正确,B、C、D错误.‎ 故选A.‎ ‎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 B. 使粒子的速度 C. 使粒子的速度 D. 使粒子速度 ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力据此可以求得粒子做圆周运动的半径和速度的关系，再根据几何关系粒子射出磁场，就是粒子做圆周运动的半径小于（从左侧射出），或大于（从右侧射出）从而求出粒子速度的范围．‎ 如图所示，由题意知，带正电的粒子从左边射出磁场，其在磁场中圆周运动的半径，故粒子在磁场中做圆周运动洛伦兹力提供向心力即，可得粒子做圆周运动的半径，粒子不从左边射出，则，即，带正电的粒子不从右边射出，如图所示，此时粒子的最大半径为R，由图可知,可得粒子圆周运动的最大半径，又因为粒子做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，粒子不从右边射出，则：，即，故欲使粒子不打在极板上，粒子的速度必须满足或，故A正确．‎ 二、多选题(4小题)‎ ‎11. 关于磁感线的描述，下列哪种说法是正确的是（ ）‎ A. 磁感线从磁体的N极出发，终于磁体的S极 B. 磁感线可以用来表示磁场的强弱和方向 C. 磁场中某处的磁感线较密，表示该处的磁场较强 D. 磁感线是闭合曲线 ‎【答案】BCD ‎【解析】A、磁感线在磁体的周围是从磁体的N极出发回到S极．在磁体的内部，磁感线是从磁体的S极出发，回到N极，是闭合曲线，故A错误，D正确；‎ B、磁场的强弱可以利用磁感线的疏密程度来描述，磁场越强，磁感线越密集，磁感线的切线方向即为磁场方向，故BC正确。‎ 点睛：此题考查了磁感线的引入目的，磁场方向的规定，记住相关的基础知识，对于解决此类识记性的题目非常方便。‎ ‎12. 如图所示，一根通有电流I的直铜棒MN，用导线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，此时两根悬线处于紧张状态，下列哪些措施可使悬线中张力为零（ ）‎ A. 适当增大电流 B. 使电流反向并适当减小 C. 保持电流I不变，适当增大B D. 使电流I反向，适当减小 ‎【答案】AC ‎【解析】由图可知，棒处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有方向从M流向N的电流，根据安培左手定则可得，安培力的方向竖直向上，由于此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，必须增加安培力，根据安培力公式：可知，适当增加电流强度，或增大磁场，故AC正确，BD错误。‎ ‎13. 在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线a和b，a、b导线的方向均与磁场方向垂直，但两导线中的电流不同，因此所受的力也不同，如图所示中的几幅图象表示的是导线所受的力F与通过导线的电流I的关系。a、b各自有一组F、I的数据，在图象中各描出一个点。在A、B、C、D四幅图中，正确的是(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】BC ‎【解析】在匀强磁场中，当电流方向与磁场垂直时所受安培力为：F=BIL，由于磁场强度B和导线长度L不变，因此F与I的关系图象为过原点的直线，故BC正确，AD错误。‎ ‎14. 下列关于地磁场的描述中正确的是（ ）‎ A. 指南针总是指向南北，是因为受到地磁场的作用 B. 观察发现地磁场的南北极和地理上的南北极并不重合 C. 赤道上空的磁感线由北指南 D. 地球南、北极的磁感线和海平面平行 ‎【答案】AB ‎...............‎ 三、实验题（3小题）‎ ‎15. 磁体和电流之间、磁体和运动电荷之间、电流和电流之间都可通过磁场而相互作用，此现象可通过以下实验证明：‎ 如图（a）所示，在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便效果明显，通电导线应______．‎ A．平行于南北方向，位于小磁针上方 B．平行于东西方向，位于小磁针上方 C．平行于东南方向，位于小磁针下方 D．平行于西南方向，位于小磁针下方 此时从上向下看，小磁针的旋转方向是_________________（填顺时针或逆时针）．‎ ‎【答案】 (1). A (2). 逆时针 ‎【解析】由于无通电导线时，小磁针S极向南，N极指北，位于南北方向，若导线的磁场仍使小磁针南北偏转，根本无法观察，所以为使实验方便效果明显，导线应平行于南北方向位于小磁针上方，这样当导线中通电时，小磁针能向东西偏转，实验效果比较明显，A正确；‎ 根据安培定则，可知，此时从上向下看，小磁针的旋转方向是逆时针．‎ ‎16. 如图（b）所示是电子射线管示意图.接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线.要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是__________。（填选项代号）‎ A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向 B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向 C．加一电场，电场方向沿z轴负方向 D．加一电场，电场方向沿y轴正方向 ‎【答案】B ‎17. 如图（c）所示，两条平行直导线，当通以相同方向的电流时，它们相互________（填排斥或吸引），当通以相反方向的电流时，它们相互___________（填排斥或吸引），这时每个电流都处在另一个电流的磁场里，因而受到磁场力的作用．也就是说，电流和电流之间，就像磁极和磁极之间一样，也会通过磁场发生相互作用.‎ ‎【答案】 (1). 吸引 (2). 排斥 ‎【解析】若两导线电流同向时，根据右手定则可知左边导线在其右边产生的磁场方向为垂直纸面向外，根据左手定则可得，右边的直导线受到向左的安培力，同理左边的直导线受到向右的安培力，两者相互吸引；若两导线电流反向时，根据右手定则可知左边导线在其右边产生的磁场方向为垂直纸面向外，根据左手定则可得，右边的直导线受到向右的安培力，同理左边的直导线受到向左的安培力，两者相互排斥；‎ 四、计算题（3小题）‎ ‎18. 把一根长为L=10cm的直导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中。‎ ‎（1）当导线中通以的电流时，导线受到的安培力大小为，试求该磁场的磁感应强度的大小B。‎ ‎（2）若该导线中通以的电流，试求此时导线所受安培力大小F，并判断安培力的方向。‎ ‎【答案】（1），（2），安培力方向垂直于导线向上．‎ ‎【解析】（1）根据，得 ‎（2）当导线中电流变化时，导线所在处的磁场不变，则 方向：根据左手定则，导线所受安培力方向垂直于导线向上 ‎19. 如图所示，一根长直导线放在光滑水平的平行金属导轨上，导线长度为0.20m，两导轨间距离为0.15m，匀强磁场垂直纸面向里，B的大小为0.1T，导线的质量为0.3kg，通过导线的电流是0.6A，设导轨足够长．求：‎ ‎（1）导线受到的安培力大小和方向；‎ ‎（2）从静止开始运动2s，导线的末速度大小．‎ ‎【答案】（1）0.0090N，方向向右；（2）．‎ ‎【解析】解：（1）根据安培力的公式：F=BIL=0.1×0.6×0.15=0.0090N，‎ 电流的方向向下，根据左手定则可得安培力的方向向右．‎ ‎（2）根据牛顿第二定律：F=ma 解得：‎ 再由运动学公式v=at 解得：v=at=0.03×2m/s=0.06m/s 答：（1）导线受到的安培力大小是0.0090N，方向向右；‎ ‎（2）从静止开始运动2s，导线的末速度大小是0.06m/s．‎ ‎【点评】本题考查要掌安培力的计算公式以及安培力的方向，其中的第二问，由于导线获得的速度非常小，将导线的运动看做是初速度为0的匀加速直线运动是解题的关键．难度适中．‎ ‎20. 如图所示，在x轴上方有磁感应强度为B的匀强磁场，一个质量为m，电荷量为﹣q的粒子，以速度v从O点射入磁场，已知，粒子重力不计，求：‎ ‎（1）粒子的运动半径，并在图中定性地画出粒子在磁场中运动的轨迹；‎ ‎（2）粒子在磁场中运动的时间；‎ ‎（3）粒子经过x轴和y轴时的坐标．‎ ‎【答案】（1），；（2）；（3）.‎ ‎【解析】试题分析：粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解；根据推论公式和 列式求解时间；画出轨迹，结合几何关系求解粒子经过x轴和y轴时的坐标．‎ ‎（1）粒子做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有，解得 轨迹如图：‎ ‎（2）粒子运动周期：‎ 则粒子运动时间，所以 ‎（3）由几何关系得：，‎ 所以粒子经过x轴和y轴时的坐标分别为：A；‎