2017-2018学年安徽省滁州市定远县育才学校高二（普通班）下学期第一次月考物理试题 解析版

2017-2018学年安徽省滁州市定远县育才学校高二（普通班）下学期第一次月考物理试题 解析版

育才学校2017-2018学年度第二学期第一次月考 高二物理试题（普通班）‎ 一、单项选择题(本题共12个小题，每小题4分，共48分)‎ ‎1. 关于磁场的下列说法不正确的是(　　)‎ A. 磁场和电场一样，是同一种物质 B. 磁场最基本的性质是对处于磁场里的磁体或电流有磁场力的作用 C. 磁体与通电导体之间的相互作用遵循牛顿第三定律 D. 电流与电流之间的相互作用是通过磁场进行的 ‎【答案】A ‎【解析】电场是存在于电荷周围的一种特殊物质，磁场是存在于磁体和电流周围的一种特殊物质，二者虽然都是客观存在的，但有本质的区别，故A错误；磁场最基本的性质是对处于磁场里的磁体或电流有磁场力的作用，故B正确；磁体与通电导体之间的相互作用遵循牛顿第三定律，故C错误；电流与电流之间的相互作用是通过磁场进行的，故D正确。所以BD正确，AC错误。‎ ‎2. 如图所示，一根长直导线穿过载有恒定电流的金属环的中心且垂直于环面，导线和金属环中的电流如图所示，那么金属环所受安培力(　　)‎ A. 沿圆环半径向里 B. 等于零 C. 沿圆环半径向外 D. 水平向左 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：根据安培定则判断通电直导线产生的磁场方向，在根据左手定则判断环形导线受到的安培力的方向．‎ 解：在图中，根据安培定则可知，直线电流的磁场与导线环平行，则环形导线不受安培力．故B正确，A、C、D错误．‎ 故选：B．‎ ‎【点评】解决本题的关键掌握使用安培定则判断电流产生的磁场方向，以及会用左手定则判断安培力方向．‎ ‎3. 长为L的通电直导线放在倾角为θ的光滑斜面上，并处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，如图所示，当B方向竖直向上，电流为I1时导体处于平衡状态，若B方向改为垂直斜面向上，则电流为I2时导体处于平衡状态，电流比值应为(　　)‎ A. cosθ B. C. sinθ D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：若磁场方向竖直向上，则安培力水平方向．由平衡条件可得：mgtanθ=BI1L；若磁场方向垂直于斜面向上，则安培力沿斜面向上．由平衡条件可得：mgsinθ=BI2L，则I1：I2=1：cosθ，故选B．‎ 考点：安培力 ‎【名师点睛】学会区分左手定则与右手定则，前者是判定安培力的方向，而后者是判定感应电流的方向。‎ ‎4. 由磁感应强度的定义式知，磁场中某处的磁感应强度的大小(　　)‎ A. 随着通电导线中电流I的减小而增大 B. 随着IL乘积的减小而增大 C. 随着通电导线所受磁场力F的增大而增大 D. 跟F、I、L无关 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：磁场中某处的磁感应强度的大小是由磁场本身决定的，与检验电流的大小、长度及所受的安培力无关，故选D.‎ 考点：磁感应强度 ‎【名师点睛】此题考查对磁感应强度的理解，要知道磁场中某点的磁感应强度是由 来量度的，但是磁场中某处的磁感应强度的大小是由磁场本身决定的，与检验电流I的大小、长度L及所受的安培力F无关，要理解比值定义法的含义.‎ ‎5. 如图所示，两长直通电导线互相平行，电流方向相同，其截面处于一个等边三角形的A、B处，如图所示，两通电导线在C处的磁感应强度均为B，则C处总磁感应强度为(　　)‎ A. 2B B. B C. 0 D. B ‎【答案】D ‎【解析】解：根据安培定则可知，导线A在C处产生的磁场方向垂直于AC方向向右，导线B在C处产生的磁场方向垂直于BC方向向右，‎ 如图，根据平行四边形定则得到，C处的总磁感应强度为B总=2Bcos30°=．‎ 故选D ‎【点评】本题考查安培定则的应用能力和运用平行四边形定则求合磁感应强度的能力．‎ ‎6. 如图所示，AC是一个用长为L的导线弯成的、以O为圆心的四分之一圆弧，将其放置在与平面AOC垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中．当在该导线中通以由C到A，大小为I的恒定电流时，该导线受到的安培力的大小和方向是(　　)‎ A. BIL，平行于OC向左 B. ，平行于OC向右 C. ，垂直AC的连线指向左下方 D. ，垂直AC的连线指向左下方 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：直导线折成半径为R的圆弧形状，在磁场中的有效长度等于两端点的连线，根据F=BIL求出安培力的大小．‎ 直导线折成半径为R的圆弧形状，在磁场中的有效长度为，又，联立解得，则安培力为，安培力的方向与等效长度的直线垂直，根据左手定则可得，安培力的方向垂直AC的连线指向左下方，B正确．‎ ‎7. 如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是(　　)．‎ A. 棒中的电流变大，θ角变大 B. 两悬线等长变短，θ角变小 C. 金属棒质量变大，θ角变大 D. 磁感应强度变大，θ角变小 ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：导体棒受力如图所示，；棒中电流I变大，θ角变大，故A正确；两悬线等长变短，θ角不变，故B错误；金属棒质量变大，θ角变小，故C错误；磁感应强度变大，θ角变大，故D错误；故选A．‎ 考点：安培力；物体的平衡 ‎【名师点睛】此题考查了安培力及物体的平衡问题；解题时对金属棒进行受力分析、应用平衡条件，根据安培力公式分析即可正确解题。‎ 视频 ‎8. 如图所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上，导轨间距为L，劲度系数为k的轻质弹簧上端固定，下端与水平直导体棒ab相连，弹簧与导轨平面平行并与ab垂直，直导体棒垂直跨接在两导轨上，空间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场．闭合开关K后，导体棒中的电流为I，导体棒平衡时，弹簧伸长量为；调转图中电源极性使棒中电流反向，导体棒中电流仍为I，导体棒平衡时弹簧伸长量为.忽略回路中电流产生的磁场，则磁感应强度B的大小为(　　)‎ A. () B. ()‎ C. () D. ()‎ ‎【答案】D ‎【解析】弹簧伸长量为时，导体棒所受安培力沿斜面向上，根据平衡条件沿斜面方向有：…①；电流反向后，导体棒所受安培力沿斜面向下，根据平衡条件沿斜面方向：…②，联立两式得，D正确．‎ ‎9. 如图所示，在正交的匀强电场和磁场的区域内(磁场水平向内)，有一粒子恰能沿直线飞过此区域(不计粒子重力)(　　)‎ A. 若粒子带正电，E方向应向右 B. 若粒子带负电，E方向应向上 C. 若粒子带正电，E方向应向上 D. 不管粒子带何种电，E方向都向下 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：在复合场中对带电粒子进行正确的受力分析，粒子离子在复合场中沿水平方向直线通过故有，若粒子带正电，则受洛伦兹力向上，而电场力向下，若带负电，则受洛伦兹力向下，而电场力向上，由此可正确解答结果．‎ 在复合场中对带电粒子进行正确的受力分析，在不计重力的情况下，离子在复合场中沿水平方向直线通过故有，若粒子带正电，则受洛伦兹力向上，而电场力向下，所以电场强度的方向向下；若带负电，则受洛伦兹力向下，而电场力向上，所以电场强度的方向向下，D正确．‎ ‎10. 有一小段通电导线，长为1 cm，通入的电流为5 A，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1 N，则该点的磁感应强度B一定是(　　)‎ A. B=2 T B. B≤2 T C. B≥2 T D. 以上情况都有可能 ‎【答案】C ‎【解析】考点：磁感应强度．‎ 分析：在磁场中磁感应强度有强弱，则由磁感应强度来描述强弱．将通电导线垂直放入匀强磁场中，即确保电流方向与磁场方向相互垂直，则所受的磁场力与通电导线的电流与长度乘积之比．‎ 解答：解：长为1cm，电流强度为5A，把它置入某磁场中某点，受到的磁场力为0.1N，‎ 当垂直放入磁场时，则公式B=F/IL 得：B=2T，‎ 若不是垂直放入磁场时，则磁感应强度比2T还要大．‎ 故选：C 点评：磁感应强度的定义式B= F/IL 可知，是属于比值定义法，且导线垂直放入磁场中．即B与F、I、L均没有关系，它是由磁场的本身决定．例如：电场强度E=F/q 一样．同时还要注意的定义式B= F/IL是有条件的．‎ ‎11. 把小磁针N极向东置于地磁场中，放手后小磁针将（从上向下看）(　　)‎ A. 顺时针转 B. 逆时针转 C. 不动 D. 无法判定 ‎【答案】A ‎【解析】在地面上放置一个小磁针，小磁针的N极指向为该位置磁场方向，地磁场的北极为地理的南极，即磁场方向从地理的南极指向地理的北极，故向北偏转，所以应为逆时针转动，B正确．‎ ‎12. 磁体和磁体间、磁体和电流间、电流和电流间相互作用的示意图，以下不正确的是(　　)‎ A. 磁体⇔磁场⇔磁体 B. 磁体⇔磁场⇔电流 C. 电流⇔电场⇔电流 D. 电流⇔磁场⇔电流 ‎【答案】C ‎【解析】电流、磁体周围都存在磁场，磁极之间、电流与电流之间的相互作用是通过磁场发生的， C错误．‎ 二、填空题（每空4分，共12分。把正确答案填写在题中横线上）。 ‎ ‎13. 如图所示，一个质量为m、电荷量为e的粒子从容器A下方的小孔S，无初速度地飘入电势差为U的加速电场，然后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打在照相底片M上．则粒子进入磁场时的速率v＝____________ ，粒子在磁场中运动的时间t ‎＝_____________，粒子在磁场中运动的轨道半径r＝______________。‎ ‎【答案】 (1). (2). (3). ‎ ‎【解析】试题分析：根据动能定理求出粒子进入磁场时的动能，从而可知速度v．根据洛伦兹力提供向心力，可求出粒子的轨道半径r．根据周期公式，计算运动时间。‎ ‎...............‎ 三、计算题（本大题共3小题，共40分。）‎ ‎14. 如图所示，导体杆ab的质量为m，电阻为R，放置在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上，导轨间距为d，电阻不计，系统处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，电源内阻不计，问：若导轨光滑，电源电动势E为多大时才能使导体杆静止在导轨上？‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】试题分析：导体杆静止在导轨上，受到重力、支持力和安培力三个力作用，安培力大小为F=BIL，根据平衡条件和闭合电路欧姆定律结合求解电源的电动势。‎ 对导体棒受力分析如图所示：‎ 由闭合电路欧姆定律得：E=IR 导体杆受力情况如图，则由共点力平衡条件可得F安=mgtanθ ‎ 因为：F安=BId 由以上各式可解得： ‎ 点睛：本题主要考查了情况是关键通电导体在磁场中平衡问题，分析受力情况，特别是正确判断安培力的方向。‎ ‎15. 如图所示，在倾角为θ＝30°的斜面上，固定一宽L＝0.25 m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E＝12 V，内阻r＝1 Ω，一质量m＝20 g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B＝0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)．金属导轨是光滑的，取g＝10 m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求： ‎ ‎（1）金属棒所受到的安培力的大小． ‎ ‎(2)通过金属棒的电流的大小．‎ ‎(3)滑动变阻器R接入电路中的阻值．‎ ‎【答案】(1)0.1 N (2) 0.5 A (3) 23 Ω ‎【解析】试题分析：(1) 金属棒受到重力、安培力和导轨的支持力而处于平衡状态，根据平衡条件，列方程求出安培力；‎ ‎(2) 金属棒与磁场方向垂直，根据安培力公式F=BIL，求出电流；‎ ‎(3) 根据欧姆定律求出滑动变阻器R接入电路中的阻值。‎ ‎(1) 作出金属棒的受力图，如图：‎ ‎   则有F=mgsin30°     F=0.1N；‎ ‎(2) 根据安培力公式F=BIL得；‎ ‎(3) 设变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆E=I（R+r），解得。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎16. 如图所示，在y＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面并指向纸面外，磁感应强度为B，一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xOy平面内，与x轴正方向的夹角为θ，若粒子的电荷量和质量分别为q和m，试求 ‎（1）粒子射出磁场时的位置坐标.‎ ‎（2）在磁场中运动的时间．‎ ‎【答案】(1) －2mv0sinθ/Qb （2）‎ 设粒子的轨道半径为R，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律可得：‎ 设OA的距离为L，由几何关系可得 而A点的坐标为x=-L ③‎ 联立①②③解得 设粒子在磁场中的运动周期为T，则 粒子在磁场中运动轨迹所对的圆心角为α=2（π-θ）‎ 粒子在磁场中的运动时间为t，则 由①⑤⑥⑦可得：‎ 考点：带电粒子在磁场中的运动 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎