北京市第一六一名校2023-2024学年高二上学期12月月考试题
试卷更新日期：2023-12-20 类型：月考试卷
一、单项选择题（本题共8个小题，每小题4分，共32分，把正确答案涂写在答题卡上相应的位置。）
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1. 下列现象中，属于电磁感应现象的是（ ）A、通电线圈在磁场中转动 B、闭合线圈在磁场中运动而产生电流 C、磁铁吸引小磁针 D、小磁针在通电导线附近发生偏转2. 指南针静止时，其位置如图中虚线所示．若在其上方放置一水平方向的导线，并通以恒定电流，则指南针转向图中实线所示位置．据此可能是（ ）
A、导线南北放置，通有向北的电流 B、导线南北放置，通有向南的电流 C、导线东西放置，通有向西的电流 D、导线东西放置，通有向东的电流3. 如图所示为洛伦兹力演示仪的结构示意图，演示仪中有一对彼此平行且共轴的励磁圆形线圈，通入电流I后，能够在两线圈间产生匀强磁场；玻璃泡内有电子枪，通过加速电压U对初速度为零的电子加速并连续发射。电子刚好从球心O点正下方的S点水平向左射出，电子通过玻璃泡内稀薄气体时能够显示出电子运动的径迹。则下列说法正确的是（ ）
A、若要正常观察电子径迹，励磁线圈的电流方向应为逆时针（垂直纸面向里看） B、若保持U不变，增大I，则圆形径迹的半径变大 C、若同时减小I和U，则电子运动的周期减小 D、若保持I不变，减小U，则电子运动的周期将不变4. 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电源的两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，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，则下列说法中正确的是（ ）
A、只增大狭缝间的加速电压，可增大带电粒子射出时的动能 B、只增大狭缝间的加速电压，可增大带电粒子在回旋加速器中运动的时间 C、只增大磁场的磁感应强度，可增大带电粒子射出时的动能 D、用同一回旋加速器可以同时加速质子（）和氚核（）5. 一种用磁流体发电的装置如图所示。已知等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度喷射入磁感应强度为B的匀强磁场中（速度方向与磁场方向垂直），在磁场中有两块平行金属板A、B，板间距离为d，忽略粒子的重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A、金属板A是电源的正极 B、稳定后，发电机的电动势是Bdv C、其他条件不变，只增大磁感应强度，发电机的电动势减小 D、其他条件不变，只增大等离子体的射入速度，发电机的电动势减小6. 如图所示，在一个圆形区域内有垂直于圆平面的匀强磁场，现有两个质量相等、所带电荷量大小也相等的带电粒子a和b，先后以不同的速率从圆边沿的A点对准圆形区域的圆心O射入圆形磁场区域，它们穿过磁场区域的运动轨迹如图所示。粒子之间的相互作用力及所受重力和空气阻力均可忽略不计，下列说法中正确的是（ ）
A、a、b两粒子所带电荷的电性可能相同 B、射入圆形磁场区域时a粒子的速率较大 C、穿过磁场区域的过程洛伦兹力对a做功较多 D、穿过磁场区域的过程a粒子运动的时间较长7. 如图所示，在xOy坐标系的第一象限内存在匀强磁场。一带电粒子在P点以与x轴正方向成60°的方向垂直磁场射入，并恰好垂直于y轴射出磁场。已知带电粒子质量为m、电荷量为q，OP = a。不计重力。根据上述信息可以得出（ ）
A、带电粒子在磁场中运动的轨迹方程 B、带电粒子在磁场中运动的速率 C、带电粒子在磁场中运动的时间 D、该匀强磁场的磁感应强度8. 如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线悬挂，金属棒中通有由M到N的恒定电流，现在空间中加一匀强磁场，要使金属棒静止且绝缘细线与竖直方向成角，则下列几种情况中磁感应强度最小的是（ ）
A、
B、
C、
D、
二、多项选择题（本题共4个小题，每小题4分，共16分。在每个小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题意的，全部选对得4分，选对但不全得2分，错选得0分。把正确答案涂写在答题卡上相应的位置。）
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9. 实验室经常使用的电流表是磁电式仪表。这种电流表的构造如图甲所示。蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的。当线圈 通以如图乙所示的电流，下列说法正确的是（ ）
A、线圈转动时，在电流确定的情况下，它所受的安培力大小不变 B、线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动 C、当线圈转到如图乙所示的位置，b端受到的安培力方向向上 D、当线圈转到如图乙所示的位置，安培力的作用使线圈沿顺时针方向转动10. 如图所示，矩形闭合线圈竖直放置，是它的对称轴，通电直导线AB与平行。若要在线圈中产生感应电流，可行的做法是（ ）
A、中电流逐渐增大 B、中电流先增大后减小 C、以为轴，线圈绕顺时针转（俯视） D、线圈绕轴逆时针转动（俯视）11. 如图，空间存在水平向右的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，粗糙绝缘的水平面上有一带正电小球，从P点由静止释放后向右运动，运动过程中会经过N点。已知小球质量m、电荷量q，电场强度大小E，磁感应强度大小B，小球与水平面间动摩擦因数μ，重力加速度g，PN=L。则关于小球的运动，下列说法正确的是（ ）
A、小球先做加速运动，后做减速运动，最后静止 B、小球能够达到的最大速度为 C、小球运动到N点时合外力做的功为qEL-μmgL D、若小球带负电，小球先向左做加速运动，最后做匀速直线运动12. 竖直放置的固定绝缘光滑轨道由半径分别为R的四分之一圆周MN和半径r的半圆周NP拼接而成，两段圆弧相切于N点，R>2r，小球带正电，质量为m，电荷量为q。已知将小球由M点静止释放后，它刚好能通过P点，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A、若整个轨道空间加竖直向上的匀强电场E（Eq＜mg），则小球仍能通过P点 B、若整个轨道空间加竖直向下的匀强电场，则小球不能通过P点 C、若整个轨道空间加垂直纸面向里的匀强磁场，则小球一定不能通过P点 D、若整个轨道空间加垂直纸面向外的匀强磁场，则小球可能不能通过P点三、论述和计算题（本题共4个小题，共52分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。）
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13. 如图甲所示，金属杆的质量为 ， 两导轨间距为 ， 通过的电流为 ， 处在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面成角斜向上，此时静止于水平导轨上。由向的方向观察得到图乙所示的平面图，重力加速度为g。
(1)、在乙图中画出电流的方向及金属杆受力的示意图；(2)、求金属杆对导轨的压力大小；(3)、若图中 ， 当磁感应强度变为多大时所受弹力为零。14. 如图所示，质量为m、电荷量为+q的粒子，从容器A下方的小孔S1不断飘入加速电场，其初速度几乎为零，粒子经过小孔S2沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做半径为R的匀速圆周运动，随后离开磁场，不计粒子的重力及粒子间的相互作用．
(1)、求粒子在磁场中运动的速度大小v；(2)、求加速电场的电压U；(3)、粒子离开磁场时被收集，已知时间t内收集到粒子的质量为M，求这段时间内粒子束离开磁场时的等效电流I．15. 如图所示，M 为粒子加速器；N 为速度选择器，两平行导体板之间有方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度为B。从S 点释放一初速度为 0、质量为m、电荷量为 q 的带正电粒子，经M 加速后恰能以速度v 沿直线（图中平行于导体板的虚线）通过N。不计重力。
(1)、求速度选择器N 两板间的电场强度E 的大小和方向；(2)、仍从 S 点释放另一初速度为 0、质量为 2m、电荷量为 q 的带正电粒子，离开 N 时粒子偏离图中虚线的距离为d，通过计算分析说明粒子偏转的方向（“向上”或者“向 下”），并求该粒子离开N 时的动能Ek 。16. 在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，这个现象被称为霍尔效应，所产生的电势差被称为霍尔电势差或霍尔电压。(1)、如图甲所示，将厚度为d的矩形薄片垂直置于磁感应强度为B的匀强磁场中。薄片上有四个电极E、F、M、N，在E、F间通以电流强度为Ⅰ的恒定电流。已知薄片中自由电荷的电荷量为q，单位体积内自由电荷的数量为n。请你推导出M、N间霍尔电压的表达式UH。（推导过程中需要用到、但题目中没有的物理量，要做必要证明）(2)、霍尔元件一般采用半导体材料制成。目前广泛应用的半导体材料分为两大类：一类是“空穴”（相当于带正电的粒子）导电的P型半导体，另一类是电子导电的N型半导体。若图甲中所示为半导体薄片，请你简要说明如何判断薄片是哪类半导体？(3)、利用霍尔效应可以制成多种测量器件。图乙是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘的周边等距离地嵌装着N1个永磁体，相邻永磁体的极性相反。霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。当圆盘匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号图像如图丙所示。若在时间t内，霍尔元件输出的脉冲电压数目为N2 ， 请你导出圆盘转速N的表达式。