四川省绵阳南山名校2023-2024学年高二下学期3月月考物...

更新时间：2024-05-13 浏览次数：11 类型：月考试卷

一、本大题12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项是符合题目要求的，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错或不选的得0分。

1. (2024高二下·南山月考) 如图所示，两根绝缘细线吊着一根铜棒，空间存在垂直纸面向外的磁场，棒中通有向右的电流时两线上拉力大小均为F₁ ，若将棒中电流大小变为原来的 $\text{[math]}$ 倍，方向相反，两线上的拉力大小均变为F₂ ，则电流变化后铜棒所受安培力大小为（　　）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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2. (2024高二下·南山月考) 如图所示，虚线上方存在匀强磁场，磁感应强度为B，一群电子以不同速率v从边界上的P点以相同的方向射入磁场，其中某一速率为v₀的电子从Q点射出。已知电子入射方向与边界夹角为θ，则由以上条件可判断（）

A . 该匀强磁场的方向垂直纸面向外 B . 所有电子在磁场中的轨迹相同 C . 不同速率电子在磁场中运动时间均相等 D . 所有电子的速度方向都改变了θ

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3. (2024高二下·南山月考) 如图甲是磁电式电流表的结构示意图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示，边长为L的正方形线圈中通以电流I，线圈中的a导线电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向里，a、b两条导线所在处的磁感应强度大小均为B，则（）

A . 该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向不同 B . 该线圈的磁通量为BL² C . a导线受到的安培力方向向下 D . 线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动

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4. (2024高二下·南山月考) 如图所示，两匀强磁场的磁感应强度 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是（）

A . 同时增大 $\text{[math]}$ 减小 $\text{[math]}$ B . 同时减小 $\text{[math]}$ 增大 $\text{[math]}$ C . 同时以相同的变化率增大 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ D . 同时以相同的变化率减小 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$

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5. (2024高二下·南山月考) 如图，等腰梯形线框abcd是由相同材料、相同横截面积的导线制成，梯形上底和腰长度均为L，且腰与下底夹角为60°。整个线框处在与线框平面垂直的匀强磁场中。现给线框通入图示电流，若下底cd受到的安培力为F，则整个线框受到的安培力为（　　）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . 2F D . $\text{[math]}$ F

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6. (2024高二下·南山月考) 速度选择器装置如图所示， $\text{[math]}$ 粒子（ $\text{[math]}$ ）以速度 $\text{[math]}$ 自O点沿中轴线 $\text{[math]}$ 射入，恰沿 $\text{[math]}$ 做匀速直线运动。所有粒子均不考虑重力的影响，下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 粒子（ $\text{[math]}$ ）以速度 $\text{[math]}$ 自 $\text{[math]}$ 点沿中轴线从右边射入也能做匀速直线运动 B . 电子（ $\text{[math]}$ ）以速度 $\text{[math]}$ 自O点沿中轴线射入，恰沿中轴线 $\text{[math]}$ 做匀速直线运动 C . 氘核（ $\text{[math]}$ ）以速度 $\text{[math]}$ 自O点沿中轴线 $\text{[math]}$ 射入，动能将减小 D . 氚核（ $\text{[math]}$ ）以速度2 $\text{[math]}$ 自O点沿中轴线 $\text{[math]}$ 射入，动能将增大

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7. (2024高二下·南山月考) 回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，设D形盒半径为R。若用回旋加速器加速质子（氢核）时，匀强磁场的感应强度为B，高频交流电的频率为f，质子质量为m，电荷量为e，则下列说法正确的是（　　）

A . 高频交流电频率应为 $\text{[math]}$ B . 质子被加速后的最大动能 $\text{[math]}$ 不可能超过 $\text{[math]}$ C . 不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速 $\text{[math]}$ 粒子（即氦核） D . 粒子第n次加速后的速度大小与第 $\text{[math]}$ 次加速后的速度大小的比值为 $\text{[math]}$

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8. (2024高二下·南山月考) 如图甲所示，在xOy坐标系的一、四象限存在匀强磁场，规定垂直纸面向里为磁场的正方向，磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示，t=0时刻，一个比荷 $\text{[math]}$ 的正电荷从(0， $\text{[math]}$ )处以v₀=1.0×10⁴m/s的速度沿y轴负方向射入磁场，则正电荷从射入磁场至第一次经过x轴所需的时间为（　　）

A . $\text{[math]}$ s B . $\text{[math]}$ s C . $\text{[math]}$ s D . $\text{[math]}$ s

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9. (2024高二下·南山月考) 如图所示，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是（　　）

A . 开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动 B . 开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动 C . 开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动 D . 开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动

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10. (2024高二下·南山月考) 如图所示为磁流体发电机的示意图。等离子体高速射入磁场中，由于磁场对等离子体产生力的作用，A、B两板间就会产生电压。若平行板A、B的正对面积为S，板间距离为d，A、B间的磁感应强度为B，等离子体的流速为v，等效电阻率为ρ，与极板相连的外电阻为R，下列说法正确的是（　　）

A . 该发电机A板为正极，B板为负极 B . 该发电机A板为负极，B板为正极 C . 稳定时电流表的示数为 $\text{[math]}$ D . 仅增加外电阻的阻值，该发电机的输出功率一定增大

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11. (2024高二下·南山月考) 如图所示为一圆形区域的匀强磁场，在O点处有一粒子源，沿半径方向射出速率为v的不同带电粒子，其中带电粒子1从A点飞出磁场，带电粒子2从B点飞出磁场，不考虑带电粒子的重力，则（　　）

A . 带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动半径的比为1∶2 B . 带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷的比为3∶1 C . 带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动周期的比为1∶1 D . 带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间的比为2∶3

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12. (2024高二下·南山月考) 已知长直通电导线在其周围某点产生磁场的磁感应强度与该导线中的电流强度成正比，与该点到导线的距离成反比。如图，两根平行长直通电导线L₁、L₂中的电流强度分别为I和2I，此时L₁受到的磁场力大小为F。现将另一根长直通电导线L₃平行放在L₁外侧，三根导线间距相等且处于同一平面，L₁受到的磁场力大小变为2F，则L₃中的电流强度大小可能是（）

A . 2I B . 4I C . 6I D . 8I

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二、填空题（每空2分，共计16分）

13. (2024高二下·南山月考) 某实验小组使用如图所示的器材探究“电磁感应现象”中影响感应电流方向的因素。
1. （1）在图中用实线代替导线完成实验电路连接；
2. （2）连接好电路后，闭合开关，发现灵敏电流计G的指针向左偏了一下。保持开关闭合，依次进行以下操作：将铁芯迅速插入线圈A时，灵敏电流计指针将向（选填“左”或“右”）偏；然后将滑动变阻器连入电路中的阻值调大，灵敏电流计指针将向（选填“左”或“右”）偏；几分钟后断开开关，灵敏电流计指针将向（选填“左”或“右”）偏。
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14. (2024高二下·南山月考) 霍尔效应是电磁基本现象之一，由于霍尔元件产生的电势差很小，故通常将霍尔元件与放大器电路、温度补偿电路以及稳压电源电路等集成在一个芯片上，称为霍尔传感器，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。图甲为使用霍尔元件来探测检测电流 $\text{[math]}$ 是否发生变化的装置示意图，铁芯竖直放置，霍尔元件放在铁芯右侧，该检测电流在铁芯中产生磁场，其磁感应强度与检测电流强度成正比，霍尔元件所处区域磁场可看做匀强磁场，测量原理如乙图所示，霍尔元件长为a，宽为b，厚度为h，前、后、左、右表面有四个接线柱，通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路。
1. （1）霍尔元件所处位置的磁场方向为（选填“竖直向下”、“竖直向上”、“水平向左”或“水平向右”）；
2. （2）霍尔元件的前后两表面间形成电势差，电势的高低如图乙所示，则材料中的载流子带电（选填“正”或“负”）；
3. （3）已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，霍尔元件的厚度为h，流过霍尔元件左右表面的电流为I，霍尔电势差为U，则霍尔元件所处区域的磁感应强度B的表达式为 $\text{[math]}$ ；
4. （4）当霍尔元件尺寸一定时，霍尔电势差增大，说明检测电流（选填“增大”“减小”）。
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三、本大题3小题，共36分。要求写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。

15. (2024高二下·南山月考) 水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源（不计内阻）。现垂直于导轨搁一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右上方，如图所示，重力加速度为g，求：
1. （1）当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力；
2. （2）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？
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16. (2024高二下·南山月考) 如图，平行的 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 间（含边界）有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，边界 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的夹角 $\text{[math]}$ ，点P处有一离子源，离子源能够向磁场区域发射各种速率的、方向平行于纸面且垂直于 $\text{[math]}$ 的正、负离子，离子运动一段时间后能够从不同的边界射出磁场。已知从边界 $\text{[math]}$ 射出的离子，离子速度为 $\text{[math]}$ 时射出点与P点距离最大为 $\text{[math]}$ ，所有正、负离子的比荷均为k，不计离子的重力及离子间的相互作用。求：
1. （1）射出点与P点最大距离 $\text{[math]}$ ；
2. （2）从边界 $\text{[math]}$ 射出的离子，速度的最大值。
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17. (2024高二下·南山月考) 如图所示，在竖直平面内存在直角坐标系xOy，第二象限有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度为E₁ ，第一象限有水平向右的匀强电场，电场强度为E₂=0.15N/C，在第一象限内，y=4m处有水平绝缘平台PA，右端与半径为R=2m的光滑绝缘竖直半圆弧轨道平滑连接，相切于A点，D为其最高点。质量为m=2×10^-³kg、带正电q=0.1C的可视为质点的小球从x轴上某点Q以与x轴负半轴成60º、大小v₀=10m/s的速度射入第二象限，恰好做匀速直线运动。现在第二象限内小球运动的某段路径上加上垂直于纸面向外的圆形边界的匀强磁场，磁感应强度B=0.2T，小球经过磁场区域后恰好水平向右运动，垂直于y轴从点P（0，4m）无碰撞进入第一象限并沿平台PA方向运动，已知小球与平台的动摩擦因数μ=0.5，平台PA的长度L=2m，重力加速度g=10m/s² ， sin37º=0.6，cos37º=0.8，不计空气阻力，结果可用根号表示。求：
1. （1）电场强度E₁的大小；
2. （2）小球第一次从D点落到平台PA上的位置与A点的距离；
3. （3）小球在圆弧轨道ACD上的最大速度和所加圆形磁场区域的最小面积。
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