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通辽一中2024级高二上学期第二次月考物理试题
试卷分数：100分 考试时间：75分钟
第I卷（选择题）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。选对得4分，选错得0分。
1．下列情境中导体内电流方向如图所示，则描述正确的是（　　）
A．①中给悬挂在蹄形磁体两极间的直导线通电，直导线向磁体外运动
B．②中两条通电直导线相互吸引
C．③中导线环中通过电流时俯视观察到小磁针从图示位置顺时针转动
D．④中可自由转动的小磁针在通电直导线附近静止
2．如图所示，将六分之一圆弧导线固定于方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，圆弧导线两端点A、C连线竖直。若给导线通以方向由A到C、大小为I的恒定电流，圆弧的半径为R，则导线受到的安培力的大小和方向是（ ）
A．，水平向左 B．，水平向右
C．，水平向左 D．，水平向右
3．如图，半径为的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为、电荷量为的带电粒子从圆周上的点沿直径方向射入磁场。若射入磁场时的速度大小为，离开磁场时速度方向偏转，不计重力，则下列说法正确的是（　　）
A．带电粒子在磁场中运动半径为
B．匀强磁场的磁感应强度大小为
C．带电粒子在磁场中运动时为
D．带电粒子在磁场中运动时为
4．如图所示，一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中刚好做匀速圆周运动，其轨道半径为R，已知电场的电场强度为E，方向竖直向下；磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，不计空气阻力，设重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）
A．液滴带正电
B．液滴所受合外力为零
C．液滴受到重力、电场力、洛伦兹力、向心力作用
D．液滴运动的速度
5．回旋加速器工作原理如图所示，置于真空中的两个半圆形金属盒半径为R，两盒间留有一狭缝接有频率为f的高频交流电，加速电压为U，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。若A处粒子源产生的氘核在狭缝中被加速，不考虑相对论效应和重力的影响，不计粒子在电场中的加速时间。则（　　）
A．氘核离开回旋加速器时的最大速率随加速电压U增大而增大
B．氘核被加速后的最大速度可能超过
C．氘核第n次和第次经过两金属盒间狭缝后的轨道半径之比为
D．不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器也能加速粒子
6．如图所示，在直角坐标系中，有一个边长为的正方形区域，点在原点，点和点分别在轴和轴上，该区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，一带正电的粒子质量为，电荷量为，以速度从点沿轴正方向射入磁场，不计粒子重力。下列说法正确的是（　　）
A．若粒子恰好从点射出磁场，则粒子的速度
B．若粒子的速度，则粒子在磁场中运动的时间
C．若粒子的速度，则粒子射出磁场时的速度方向与轴正方向的夹角为
D．若粒子从边射出磁场，则粒子在磁场中运动的时间范围是
7．如图所示为长度相同、平行硬通电直导线a、b的截面图，a导线固定在O点正下方的地面上，b导线通过绝缘细线悬挂于O点，已知，a导线通以垂直纸面向里的恒定电流，b导线通过细软导线与电源相连（忽略b与细软导线之间的相互作用力）。开始时，b导线静止于实线位置，Ob与竖直方向夹角为，将b中的电流缓慢增加，b缓慢移动到虚线位置再次静止，虚线与Ob夹角为（）。通电直导线的粗细可忽略不计，b导线移动过程中两导线始终保持平行。已知通电长直导线周围的磁感应强度大小的计算公式为，式中I为导线上的电流大小，r为某点距导线的距离，k是常数。重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．b中的电流方向为垂直纸面向里
B．b在实线位置时和在虚线位置时，其电流强度之比为1：4
C．b缓慢移动的过程中，细线对b的拉力逐渐变大
D．若在虚线位置将b中电路突然切断，则该瞬间b的加速度为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．下面的四个图显示了磁场对通电直导线或运动电荷的作用力，其中正确的是（ ）
A． B．
D.
D．
9．笔记本电脑机身和显示屏分别安装有磁体和霍尔元件。当显示屏闭合时霍尔元件靠近磁体，屏幕熄灭电脑休眠。如图为显示屏内有金属做成的霍尔元件：宽为a、长为c，元件内的导电粒子电荷量为q，通入方向向右的电流时，粒子定向移动速度为v。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面方向向下的匀强磁场中，此时元件的前后表面间出现电压U，以此控制屏幕的熄灭。下列关于该元件的说法正确的是（　　）
A．前表面的电势比后表面的低
B．前后表面间的电压U与v有关
C．前后表面间的电压U与c成正比
D．电压稳定后，粒子受到的洛伦兹力大小为
10．一质量为m、电量为q的带电粒子以速度从x轴上的A点垂直y轴射入第一象限，第一象限某区域存在磁感强度大小为B的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，粒子离开第一象限时速度方向与x轴正方向夹角θ=60°。如图所示（粒子仅受洛伦兹力），下列说法正确的是（　　）
A．带电粒子带负电荷
B．带电粒子在磁场中的做圆周运动的圆心角为60°
C．如果该磁场区域是圆形，则该磁场的最小面积是
D．如果该磁场区域是矩形，则该磁场的最小面积是
第II卷（非选择题）
三、实验题：本题共2小题，共15分。
11．（6分）用伏安法测某金属丝的电阻（约为）。现有：
A．电压表（量程，内阻约为）
B．电压表（量程，内阻约为）
C．电流表（量程，内阻约为）
D．电流表（量程，内阻约为）
E.滑动变阻器
F.电池组（电动势，内阻约为）
G.导线若干、开关一个。
(1)为减小测量误差，该实验中，电压表应选用 （选填“A”或“B”），电流表应选用 （选填“C”或“D”）。
(2)在图（a）中选择测量的电路原理图 （选填“甲”或“乙”）。
(3)测量的电压表示数、电流表示数如图（b）所示，请利用图中的实验数据绘出电阻的图线 。由图线可得金属丝的阻值 （保留两位有效数字）。
(4)若测量值为，真实值为，那么在操作、读数、计算均正确无误的情况下， （选填“大于”“等于”或“小于”）。
12．（9分）某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻，现在实验室提供了如下的器材：
A．电流表G（量程2mA，内阻）
B．电流表A（量程0.6A，内阻约为0.5Ω）
C．滑动变阻器R（0~10Ω，额定电流2A）
D．定值电阻R0＝900Ω
E．开关S和导线若干
(1)该同学根据实际情况设计了如图1所示的原理图，请你根据原理图用笔画线代替导线连接实物图 。
(2)该同学将电流表G与电阻R0串联组成电压表，此电压表的最大量程 V，利用上述实验原理图测得数据，以电流表A读数为横坐标，以路端电压U为纵坐标，绘出了如图3所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E＝ ，电源的内阻r＝ Ω（保留2位小数）。
(3)由于电流表G的分流引起实验误差，导致电池电动势测量值 ，电池内阻的测量值 （填“偏大”“偏小”或“准确”）。
四、计算题：本题共3小题，共39分。
13．（9分）如图所示，宽为L=0.2m的光滑导轨与水平面成a=37°角，处于磁感应强度大小为B=0.6T、方向垂直于导轨面向上的匀强磁场中，导轨上端与电源和电阻箱连接，电源电动势E=3V，内阻。在导轨上水平放置一根金属棒ab，金属棒与导轨接触良好，当电阻箱的电阻调到时，金属棒恰好能静止。忽略金属棒和导轨的电阻，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）回路中电流的大小；
（2）金属棒受到的安培力；
（3）金属杆ab的质量。
（12分）如图所示，电子自静止开始经M、N板间（两板间的电压为U）的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中（边界上有磁场），电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示。（已知电子的质量为m，电量为e）。求：
(1)电子进入磁场（离开电场）时的速度大小；
(2)电子在磁场中做圆周运动的半径和磁感应强度B的大小；
(3)为使电子能从磁场右侧边界射出，电子进入磁场时的最小速度。
15．（18分）如图，在真空中建立直角坐标系xOy，第一、二象限区域存在方向沿y轴正方向的匀强电场，场强大小为E。在第三、四象限存在方向垂直于xOy平面向里的匀强磁场。一带负电的粒子从y轴上y=3L的P点以某一速度沿x轴正方向射出，经x轴上的Q（图中未标出）点进入磁场，经过Q点时速度方向与x轴正方向的夹角为θ=60°，经过磁场偏转后恰好能回到P点。已知该点电荷质量为m，电荷量为q，不计重力。求
(1)Q点到原点O的距离。
(2)磁场的磁感应强度大小。
(3)粒子从P点出发后经过多长时间回到P点。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C A B D D D D AC BD CD
11．（6分，每空1分）
(1) A D
(2)乙
(3) 4.3/4.4//4.6/4.7
(4)小于
12． 2 1.46V 0.92或0.93 偏小 偏小
13．（1）；（2），方向沿斜面向上；（3）
【详解】（1）由闭合电路的欧姆定律可得
----------2分
（2）金属棒受到的安培力为
----------2分
由左手定则可知，安培力方向沿斜面向上；----------1分
由于金属棒刚好静止，受力分析----------1分 ----------2分
解得----------1分
14．(1)
(2)，
(3)
【详解】（1）电子在加速电场中，由动能定理可得----------2分
解得----------1分
（2）电子在磁场中的运动轨迹如图所示
----------1分
根据几何关系可得----------1分
解得电子在磁场中做圆周运动的半径为----------1分
由洛伦兹力提供向心力得----------2分
解得磁感应强度的大小为----------1分
（3）使电子能从磁场右侧边界射出，则电子在磁场中运动的最小半径为----------1分
则电子进入磁场时的最小速度为----------1分
联立解得----------1分
15．(1)
(2)
(3)（k=1，2，3，4...）
【详解】（1）粒子初速度v0，在电场中运动时间t1后进入磁场，进入磁场时沿y轴方向速度大小为vy，则有----------1分
粒子在电场中做类平抛运动，则有，----------2分
联立解得----------1分
（2）粒子在电场中运动时加速度为a，，----------2分
解得
进入磁场时速度大小为v，根据运动的合成与分解可得----------1分
解得
在磁场中做圆周运动的半径为r，则有----------2分
粒子恰好能回到P点则有
解得----------1分
联立即得----------1分
（3）粒子在第一象限中运动时间t1，x方向做匀速直线运动故，轨迹如图
----------1分
则
其中，----------1分
粒子在磁场中运动周期为T，则有----------1分
几何关系可知粒子在磁场中扫过的圆心角为240°，在磁场中运动时间t2，则粒子在磁场中运动时间为----------1分
----------1分
故（k=1，2，3，4...） ----------2分

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