江西省南昌市2017_2018学年高二物理上学期第二次月考试题

2017－2018学年上学期第二次月考高二物理试题 说明：本试卷分第I 卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，全卷满分110分。

考试用时100分钟注 意 事 项：考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求。

1．答题前，请您务必将自己的姓名、IS 号用书写黑色字迹的0．5毫米签字笔填写在答题纸上，同时用2B 铅笔在规定的位置上认真填涂自己的IS 号。

2．作答非选择题必须用书写黑色字迹的0．5毫米签字笔写在答题纸上的指定位置，在其它位置作答一律无效。

作答选择题必须用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。

如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案，请保持卡面清洁和答题纸清洁，不折叠、不破损。

3．考试结束后，请将答题纸交回监考老师。

一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。

1—7每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对得4分，选错得0分；8—10题每小题给出的四个选择中，至少有两个选项正确，选对得4分，漏选得2分，错选得0分）1. 关于磁场和磁感线的描述，下列说法正确的是( )A. 磁感线从磁体的N 极出发到磁体的S 极终止B. 自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N 极指向螺线管的北极C. 赤道正上空的磁感线由北指南D. 两条磁感线的空隙处不存在磁场2. 如图所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时( )A. 小磁针N 极向里转B. 小磁针N 极向外转C.小磁针在纸面内向左摆动D. 小磁针在纸面内向右摆动3．在赤道正上方某处有一条东西方向水平放置的长直导线，通有从东向西流动的电流，则此通电导线所受地磁场的作用力的方向是()A ．向南B ．向北C ．竖直向上D ．竖直向下4．如图所示，长为2l 的直导线折成边长相等，夹角为60o 的V 形，并置于与其所在平面相I垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B ，当在该导线中通以电流I 时，该V 形通电导线受到的安培力大小为( )A ．0B ．0.5BIlC ．BIlD ．2BIl5．如图所示，a 和b 是从A 点以相同的速度垂直磁场方向射入匀强磁场的两个粒子运动的半圆形径迹，已知两个粒子带电量相同，且r a =2r b ，不计重力的影响，则由此可知（）A ．两粒子均带正电，质量比14=b a m m B ．两粒子均带负电，质量比12=b a m m C ．两粒子均带正电，质量比41=b a m m D ．两粒子均带负电，质量比21=b a m m 6．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示它的核心部分是两个D 形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速。

两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。

如果用同一回旋加速器分别加速氚核31H （）和α粒子42He （），比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有( )A ．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较大B ．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较小C ．加速α粒子的交流电源的周期较大，α粒子获得的最大动能较小D ．加速α粒子的交流电源的周期较小，α粒子获得的最大动能较大7．在直径为d 的圆形区域内存在着匀强磁场，磁感应强度为B ，磁场方向垂直圆面指向纸外。

一电荷量为q 、质量为m 的带正电粒子，从磁场区域的一条直径AC 上的A 点沿纸面射入磁场，其速度方向与AC 成α＝15°角，如图所示，此粒子在磁场区域运动的过程中，速度的方向改变了90°，重力可忽略不计，则该粒子射入时的速度大小v 为()A ． m Bqd 46B ．m Bqd 26C ．m Bqd 43D ．mBqd 23 8．在方向如图所示的匀强电场(场强为E )和匀强磁场(磁感应强度为B )共存的场区中，一电子沿垂直电场线和磁感线的方向以速度v 0射入场区，设电子射出场区时的速度为v ，不计重力的影响，则( )A ．若BE v >0，电子沿轨迹Ⅱ运动，射出场区时，速度0v v < B ．若BE v >0，电子沿轨迹Ⅰ运动，射出场区时，速度0v v > C ．若BE v <0，电子沿轨迹Ⅱ运动，射出场区时，速度0v v < D ．若B E v <0，电子沿轨迹Ⅰ运动，射出场区时，速度0v v >9．如图所示，宽h=2cm 的有界匀强磁场的纵向范围足够大，磁感应强度的方向垂直纸面向里，现有一群正粒子从O 点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场，若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径均为r =5cm ，不计重力的影响，则( )A ．左边界：y>8 cm 有粒子射出B ．左边界：0<y<8 cm 有粒子射出C ．右边界：-4 cm<y<4 cm 有粒子射出D ．右边界：y>4 cm 和y ＜-4 cm 有粒子射出10．1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。

若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，不计重力的影响，则下列相关说法中正确的是( )A ．该束带电粒子带正电B ．速度选择器的上极板带正电C ．在B 2磁场中运动半径越大的粒子，比荷q m越小 D ．在B 2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大二、填写题（本大题共6空，每空3分共18分，请把答案写在答题卷指定的空格上。

）11．如图所示，一面积为S 的长方形线圈有一半处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，这时穿过线圈的磁通量为__________ ，当线圈从图中位置绕轴转过180０过程中穿过这个线圈的磁通量改变了 ________12．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，一质量为m，带电荷量为+q的小物体从倾角为θ的绝缘光滑足够长的斜面上由静止开始下滑，则此物体在斜面Q上运动的最大速度为，此物体在斜面上运动的距离为13．如图所示，质量为m，带电量为q的微粒，以与水平方向成45°角的速度射入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间，匀强磁场的磁感应强度为B，微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动，重力加速度为g，则电场强度大小为__________，微粒的速度大小为___________。

三、计算题（本大题共5小题，共52分，解答本题时，应写出必要的文字说明，方程式和重要的算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数字计算的解答中必须明确写出数值和单位。

）14．（10分）如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与导轨平面成θ角斜向上且和棒ab垂直，质量为m，长为L，通有电流为I的导体棒ab静止在水平导轨上，求：（1）ab受到的摩擦力的大小（2）ab受到的支持力的大小。

（重力加速度为g）15．（10分）如图所示，第一象限的匀强磁场的磁感应强度为B，一质量为m，带电量为－q，不计重力的粒子，从x轴上的P(a，0)点沿纸面方向射入磁场，速度与x轴正方向夹角为60°，并恰好垂直于y轴射出第一象限。

求：(1)带电粒子的速度v；(2)穿过第一象限的时间t。

16．（10分）如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，宽度为d，边界为CD和EF。

一电子从CD边界外侧以速率v0垂直匀强磁场射入，入射方向与CD边界间夹角为θ。

已知电子的质量为m ，电荷量为e ，不计重力的影响，求：（1）为使电子能从磁场的另一侧EF 射出，电子的速率v 0满足什么条件?（2）电子在磁场中运动的最长时间是多少？17．（10分）一个匀强磁场，磁场方向垂直于xy 平面，在xy 平面上，磁场分布在一个圆形区域内。

一个质量为m 、电荷量为q 的带正电的粒子，由原点O 进入磁场，初速为v ，方向沿x 正方向。

粒子飞出磁场后，再过一段时间，经过y 轴上的P 点，此时速度方向与y 轴的夹角为30°，P 到O 的距离为L ，如图所示，不计重力的影响。

求:（1）磁场的磁感强度B 的大小（2）xy 平面上磁场区域的最小面积18. （12分）如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。

左侧匀强电场的场强大小为E 、方向水平向右，电场宽度为L ；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向外；右侧区域匀强磁场的磁感应强度大小也为B ，方向垂直纸面向里，其右边可向右无限延伸。

一个质量为m 、电量为q 、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O 点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O 点，然后重复上述运动过程。

求：（1）带电粒子在匀强磁场中的半径（2）中间磁场区域的宽度d（3）带电粒子从O 点开始运动到第一次回到O 点所用时间t.高二物理月考参考答案1、B2、A3、D4、C5、B6、D ．7、A8、AD9、BC10、ABC ；11、BS 1.5BS 和 —1.5BS 都给分B B12.（1）qB mg θcos （2）θθsin 2cos 2222B q g m 13.qBmg q mg 2 14. （1）f=BILsin θ……5分 （2）F N =mg-BILcos θ……5分15.（1）maqB v 332=（2）qB m t 32π= 解：（1）设磁感应强度为B ，粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r ．粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力，由牛顿第二定律得： qvB=m ……2分粒子运动轨迹如图所示，由几何知识得：r=……2分由①②解得：v =（2）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T ，则T=……1分由图知，粒子在磁场中做圆周运动对应的圆心角为：θ= 粒子在磁场中运动的时间为：t=T ……1分 由②④⑤⑥解得：qB m t 32π=；……2分16、（1）0>v （2） Bem t )22(θπ-=……5分17.（1）B =（2）2121L S π=……5分 18.（1）运动轨迹如图，带电粒子在电场中加速，由动能定理，可得：221mV qEL = 带电粒子在磁场中偏转，由牛顿第二定律，可得： R V m BqV 2= 由以上两式，可得qmEL B R 21=。

……4分 （2）可见在两磁场区粒子运动半径相同，三段圆弧的圆心组成的三角形ΔO 1O 2O 3是等边三角形，其边长为2R 。

所以中间磁场区域的宽度为R d 60sin 0==（3）在电场中 qEmL qE mV a V t 22221===， 在中间磁场中运动时间qB 3m 26T 2t 2π== 在右侧磁场中运动时间qBm T t 35653π==， 则粒子第一次回到O 点的所用时间为qE mL t t t t 22321+=++=。