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1、河北省故城县高级中学20172018学年高二上学期12月月考物理试题一选择题（1-8为单选题， 9-12为多选题）1. 关于运动电荷和磁场的说法中，正确的是（ ）A. 运动电荷在某点不受洛仑兹力的作用，这点的磁感应强度必为零B. 运动电荷所受洛仑兹力的方向一定垂直于磁场方向，一定垂直于粒子速度方向C. 电子射线受到垂直于它的磁场作用而偏转，这是因为洛仑兹力对电子做功的结果D. 电荷的运动方向、磁感应强度和电荷所受洛仑兹力的方向一定互相垂直【答案】B【解析】若电荷的运动方向与磁场方向平行，则运动电荷不受洛伦兹力作用故A错误根据左手定则，洛伦兹力的方向与磁场方向、粒子的运动方向垂直故B正确，电子射
2、线垂直进入磁场发生偏转，而洛伦兹力方向与速度方向垂直，洛伦兹力对电子不做功故C错误根据左手定则，洛伦兹力的方向与磁场方向、粒子的运动方向垂直，但运动方向与磁场的方向不一定垂直，故D错误故选B【点睛】当带电粒子的速度方向与磁场方向不平行，带电粒子受到洛伦兹力作用，根据左手定则可以得出洛伦兹力的方向2. 如图所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根导体棒a、b、c，长度关系为c最长，b最短，将c弯成一直径与b等长的半圆，将装置置于向下的匀强磁场中，在接通电源后，三导体棒中有等大的电流通过，则三棒受到安培力的大小关系为（ ）A. B. C. D. 【答案】C【解析】设a、b两棒的长度分别为和、c的直
3、径为d由于导体棒都与匀强磁场垂直，则a、b、c三棒所受的安培力大小分别为：、，因，则有：选C【点睛】图中导体棒都与磁场垂直，对直棒的安培力，直接安培力公式F=BIL求解；对于弯棒c，可等效为长度为直径的直棒3. 如图所示，在粗糙的足够长的竖直木杆上套有一个带正电小球，整个装置处在有水平匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场组成的足够大的复合场中，小球由静止开始下滑，在整个运动过程中，关于描述小球运动的vt图象中正确的是（ ）A. B. C. D. 【答案】D【解析】在小球下滑的过程中，对小球受力分析，如图所示【点睛】对小球受力分析，开始时洛伦兹力较小，所以木杆对小球的支持力较大，摩擦力较大，加速度
4、较小，随着速度的增加，分析竖直方向的合力变化，从而判断加速度的变化了解了加速度变化的情况，也就知道了v-t图象的变化规律4. 如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为（ ） A. 1：1 B. 1：2 C. 1：4 D. 4：1【答案】A【解析】根据磁通量的定义，当B垂直于S时，穿过线圈的磁通量为=BS，其中S为有磁感线穿过区域的面积，所以图中a、b两线圈的磁通量相等，所以A正确；BCD错误【名师点睛】本题主要注意磁通量的计算公式中S的含义，它指的是有磁感线穿过区域的垂直面积5. 如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁
5、场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里三个带正电的微粒a，b，c电荷量相等，质量分别为，已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动下列选项正确的是（ ）A. B. C. D. 【答案】B【解析】由题意知，mag=qE，mbg=qE+Bqv，mcg+Bqv=qE，所以，故B正确，ACD错误。【名师点睛】三种场力同时存在，做匀速圆周运动的条件是mag=qE，两个匀速直线运动，合外力为零，重点是洛伦兹力的方向判断。6. 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OO恰好位于垂直纸面向里的匀
6、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=BS，图中S为有磁感线穿过的线圈的面积，即为有效面积7. 如图所示，一带负电的离子束沿图中箭头方向通过两磁极间时，它受的洛伦兹力方向（ ） A. 向下 B. 向上 C. 向N极 D. 向S极【答案】A【解析】由图可知，磁场方向从N极指向S极，根据左手定则可知，让四指指向与正电荷运动方向相同，让磁感线穿过手心，根
7、据大拇指的指向即可判断出洛伦兹力的方向，由此可知负电的离子束所受的洛伦兹力的方向向下，故A正确，BCD错误故选A【点睛】带电粒子在磁场中运动时受到洛伦兹力方向根据左手定则判断，由磁感线方向确定手心方向，由电荷运动方向确定四指指向，由大拇指指向来判断洛伦兹力的方向8. 彼此绝缘、相到垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面，穿过闭合线圈的磁通量可能为零的是（ ）A. B. C. D. 【答案】B【解析】试题分析：由安培定则可以判断，A中I1在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面向里，I2在线圈位置产生的磁场方向向外，穿过线圈的磁通量可能为零，同理可以判断B中，I1在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面向外，I2在
8、线圈位置产生的磁场方向垂直纸面向里，穿过线圈的磁通量可能为零，A、B正确；C中I1、I2在线圈位置产生的磁场方向都垂直纸面向里，D中I1，I2在线圈位置产生的磁场方向都垂直纸面向外，C、D中穿过线圈的磁通量不可能为零考点：通电直导线周围磁场的方向。9. 质量为m的通电细杆ab置于倾角为的平行导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为有电流时ab恰好在导轨上静止，如图所示如图是沿ba的方向观察时的四个平面图，标出了四种不同的匀强磁场方向，其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是（ ）A. B. C. D. 【答案】BD【解析】杆受到的重力竖直向下，安培力水平向右，杆要静止的话，必定要受到沿斜面向
9、上的摩擦力的作用，摩擦力不可能为零，A错误；杆受到向下的重力，水平向左的安培力，和垂直于斜面的支持力的作用，在这三个力的作用下，可以处于平衡状态，摩擦力可以为零，B正确；杆受到的重力竖直向下，安培力也是竖直向下的，支持力垂直于斜面向上，杆要静止的话，必定要受到沿斜面向上的摩擦力的作用，摩擦力不可能为零，C错误；杆受到的重力竖直向下，安培力竖直向上，当着两个力等大反向的时候，杆就处于平衡状态，此时的摩擦力就是零，D正确；故选BD【点睛】根据左手定则，判断出安培力的方向，再判断杆ab的受力是否可以处于平衡状态10. 如图所示，以O为圆心、MN为直径的圆的左半部分内有垂直纸面向里的匀强磁场，三个不计
10、重力、质量相同、带电量相同的带正电粒子a、b和c以相同的速率分别沿ao、bo和co方向垂直于磁场射入磁场区域，已知bo垂直MN，ao、co和bo的夹角都为，a、b、c三个粒子从射入磁场到射出磁场所用时间分别为、，则下列给出的时间关系可能的是（ ）A. B. C. D. 【答案】ACD【解析】粒子带正电，偏转方向如图所示，粒子在磁场中的运动周期相同，在磁场中运动的时间，故粒子在磁场中运动对应的圆心角越大，运动时间越长若粒子的运动半径r和圆形区域半径R满足r=R，则如图甲所示，；当rR时，粒子a对应的圆心角最小，c对应的圆心角最大，则有，故A正确；当时，轨迹如图乙所示，则三个粒子的圆心角相等，则有
11、；同理，当时，圆心角a的最小，b与c相等，则有：，故B错误，CD正确，故选ACD.【点睛】粒子垂直磁场方向射入，洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动；画出运动轨迹，根据求出粒子的运动时间，进而分析可能存在的关系.11. 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极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，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，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是（ ）A. 增大磁场的磁感应强度B. 增大匀强电场间的加速电压C. 增大D形金属盒的半径D. 减小狭缝间的距离【答案】AC【解析
12、】试题分析：回旋加速器利用电场加速和磁场偏转来加速粒子，根据洛伦兹力提供向心力求出粒子射出时的速度，从而得出动能的表达式，看动能与什么因素有关解：由qvB=m，解得v=则动能EK=mv2=，则知带电粒子的最大动能与加速的电压无关，狭缝间的距离无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关，增大磁感应强度和D形盒的半径，可以增加粒子的动能故A、C正确，B、D错误故选：AC【点评】解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用，知道粒子的最大动能与加速的电压无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关12. 如图长L、质量为m的导体棒ab，被两轻质细线水平悬挂，静置于匀强磁场中；当ab中通过如图的恒定电流I时
13、，ab棒摆离原竖直面，在细绳与竖直方向成角的位置再次处于静止状态；已知ab棒始终与磁场方向垂直，则磁感应强度的大小可能是（ ） A. B. C. D. 【答案】AB【解析】若磁场竖直向上，则画出从右侧看逆着电流方向的侧视图，如图甲所示：金属棒在重力、悬线拉力、安培力F三个力的作用下处于平衡状态由共点力平衡条件得：，解得：。若所加磁场的方向应平行于悬线向上，此时所加磁场的磁感应强度最小，则棒平衡时所受的安培力有最小值由于棒的重力恒定，悬线拉力的方向不变，由画出的力的三角形可知（如图乙）安培力的最小值为：，即：，所以，故选项AB正确。点睛：对于安培力的方向与大小如何确定与计算，要知道当安培力的方向
14、与拉力的方向垂直，安培力最小，磁感应强度最小。二填空题（共2小题）13. 如图所示，质量为m、带电量为+q的液滴，处在水平方向的匀强磁场中，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，液滴运动的速度为v，如要液滴在竖直平面内做匀速圆周运动，则施加一电场，其电场方向应是_，电场强度大小为_，液滴绕行方向为_（从纸外往纸内看）【答案】 (1). 竖直向上 (2). (3). 逆时针【解析】液滴带正电，判断在最高点受向下的磁场力，根据左手定则知粒子此时向左运动，即绕行方向为逆时针；液滴做匀速圆周运动，则重力与电场力应平衡，故受向上的电场力，则电场强度方向竖直向上，则，解得：【点睛】对液滴受力分析，液滴做匀速圆
15、周运动，则重力与电场力应平衡，根据左手定则判断绕行方向14. 电磁流量计是一根管道，内部没有任何阻碍流体流动的结构现给你一个非磁性材料做成的圆形管道和一个已知磁感应强度为B的匀强磁场，并让此圆形管道垂直磁场放置回答下列问题：（1）还需选用哪些器材方可测出管中液体的流量：_（2）要测出流量，还需测量的物理量有：_（3）用所给的和测得的物理量写出流量的表达式：_（4）用此装置有哪些优点：_、_（至少说出两点）【答案】 (1). 电压表、刻度尺 (2). 电压、管的直径 (3). (4). 具有测量范围宽 (5). 易与其他自动控制装置配套【解析】因为电磁流量计是一根管道，内部没有任何阻碍液体流动的结构，所以可以用来测量高
