湖北省20182019学年武汉外国语学校高二上期末物理试卷

2018-2019学年湖北省武汉外国语学校高二（上）期末物理试卷一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）1.物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用．在下面器件中，利用电磁感应原理工作的是（）A.回旋加速器B.电磁炉C.质谱仪D.示波管2.如图所示，一圆柱形铁芯上沿轴线方向绕有矩形线圈，铁芯与磁极的缝隙间形成了辐向均匀磁场．磁场的中心与铁芯的轴线重合．当铁芯绕轴线以角速度ω顺时针匀速转动的过程中，线圈中的电流变化图象是下图中的哪一个？（从图位置开始计时，NS极间缝隙的宽度不计．以b边的电流进入纸面，a边的电流出纸面为正方向）（）A.B.C.D.3.如图所示，平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻为R，匀强磁场的磁感强度为B，方向与导轨所在平面垂直．一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻不计．当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时，通过电阻R的电流强度是（）A.𝐵𝑑𝑣𝑅sin𝜃B.𝐵𝑑𝑣𝑅C.𝐵𝑑𝑣sin𝜃𝑅D.𝐵𝑑𝑣cos𝜃𝑅4.如图所示，边长为2l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个边长的l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直，导线框和虚线框的对角线重合．从t=0开始，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向移动进入磁场，直到整个导线框离开磁场区域．用I表示导线框中的感应电流，取逆时针方向为正．则下列表示I-t关系的图线中，可能正确的是（）A.B.C.D.5.在水平地面上方有正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平向里．现将一个带正电的金属小球从M点以初速度v0水平抛出，小球着地时的速度为v1，在空中的飞行时间为t1．若将磁场撤除，其它条件均不变，那么小球着地时的速度为v2，在空中飞行的时间为t2．小球所受空气阻力可忽略不计，则关于v1和v2、t1和t2的大小比较，以下判断正确的是（）A.𝑣1𝑣2，𝑡1𝑡2B.𝑣1𝑣2，𝑡1𝑡2C.𝑣1=𝑣2，𝑡1𝑡2D.𝑣1=𝑣2，𝑡1𝑡26.如图所示，均强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直与磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点，通过pa段用时为t．若该微粒经过p点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上．两个微粒所受重力均忽略．新微粒运动的（）A.轨迹为pb，至屏幕的时间将小于tB.轨迹为pc，至屏幕的时间将大于tC.轨迹为pb，至屏幕的时间将等于tD.轨迹为pa，至屏幕的时间将大于t7.如图所示，实线表示处在竖直平面内的匀强电场的电场线，与水平方向成α角，水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿虚线L斜向上做直线运动，L与水平方向成β角，且α＞β，则下列说法中正确的是（）A.液滴一定做匀速直线运动B.液滴可能带负电C.电场线方向一定斜向下D.液滴有可能做匀变速直线运动二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）8.边长为L的正方形金属框在水平恒力F作用下运动，穿过方向如图的有界匀强磁场区域，磁场区域的宽度为d（d＞L）．已知ab边进入磁场时，线框的加速度恰好为零，则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较，有（）A.产生的感应电流方向相反B.所受的安培力方向相反C.进入磁场过程的时间等于穿出磁场过程的时间D.进入磁场过程的发热量少于穿出磁场过程的发热量9.如图所示的电路中，A、B是完全相同的灯泡，L是电阻不计的电感线圈，下列说法中在确的是（）A.当开关S闭合时，A灯先亮，B灯后亮B.当开关S闭合时，A、B灯同时亮，电路稳定后，B灯更亮，A灯熄灭C.当开关S断开时，A灯闪亮一下再媳灭D.当开关S断开时，B灯过一会儿熄灭10.如图所示的电路中，两根光滑金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中，金属棒ab质量为m电阻可略不计，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用，金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑h高度的过程中，以下说法正确的是（）A.作用在金属棒上各力的合力做功为零B.重力做功将机械能转化为电能C.重力与恒力F做功的代数和等于电阻R上产生的焦耳热D.金属棒克服安培力做功等于电阻R上产生的焦耳热三、填空题（本大题共1小题，共6.0分）11.在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按图（a）接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系．当闭合S时，观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在表盘正中央．然后按图（b）所示将电流表与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电池、滑动变阻器和电键S串联成另一个闭合电路．（1）S闭合后，将螺线管A（原线圈）插入螺线管B（副线圈）的过程中，电流表的指针将______偏转；（2）线圈A放在B中不动时，指针将______偏转；（3）线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片P向右滑动时，电流表指针将______偏转．（选填“向左”、“向右”或“不”）四、实验题探究题（本大题共1小题，共8.0分）12.利用伏安法测量干电池的电动势和内阻，现有的器材为：干电池：电动势约为1.5V电压表：量程1V，内阻998.3Ω，电流表：量程1A滑动变阻器：最大阻值50Ω电阻箱：最大阻值99999.9Ω单刀单掷开关1个导线若干①设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方框内，要求在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负．②为了满足本实验要求并保证实验的精确度，电压表量程应扩大为原量程的______倍，电阻箱的阻值应为______Ω．五、计算题（本大题共4小题，共46.0分）13.如图（a）所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路，线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图（b）所示，图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0导线的电阻不计，求0至t1时间内（1）通过电阻R1上的电流大小和方向；（2）通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量．14.如图所示，在某空间实验室中，有两个靠在一起的等大的圆柱形区域，分别存在着等大反向的匀强磁场，磁感应强度B=0.10T，磁场区域半径r=23√3m，左侧区圆心为O1，磁场向里，右侧区圆心为O2，磁场向外。两区域切点为C．今有质量m=3.2×10-26kg．带电荷量q=1.6×10-19C的某种离子，从左侧区边缘的A点以速度v=106m/s正对O1的方向垂直磁场射入，它将穿越C点后再从右侧区穿出。求：（1）该离子通过两磁场区域所用的时间。（2）离子离开右侧区域的出射点偏离最初入射方向的侧移距离为多大？（侧移距离指垂直初速度方向上移动的距离）15.如图（甲）所示，边长为L=25m、质量m=0.50kg的正方形绝缘金属线框，平放在光滑的水平桌面上，磁感应强度B=0.80T的匀强磁场方向竖直向上，金属线框的一边ab与磁场的边界MN重合在水平向左的力F作用下金属线框由静止开始向左运动，在5.0s末从磁场中拉出。测得金属线框中的电演随时间变化的图象如图（乙）所示，已知金属线框的总电阻为R=4.0Ω。（1）t=2.0s时，金属线框的速度？（2）写出力F随时间变化的关系式；（3）已知在5.0s内力F做功1.92J，那么，金属框从磁场拉出过程线框中产生的焦耳热是多少？16.如图所示，电阻忽略不计的、两根平行的光滑金属导轨竖直放置，其上端接一阻值为3Ω的定值电阻R．在水平虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B，磁场区域的高度为d=0.5m．导体棒a的质量ma=0.2kg、电阻Ra=3Ω；导体棒b的质量mb=0.1kg、电阻Rb=6Ω，它们分别从图中M、N处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动，且都能匀速穿过磁场区域，当b刚穿出磁场时a正好进入磁场．设重力加速度为g=10m/s2．（不计a、b之间的作用）求：（1）在整个过程中，a、b两棒克服安培力分别做的功；（2）M点和N点距L1的高度．答案和解析1.【答案】B【解析】解：A、回旋加速器利用磁场使带电粒子旋转，电场使粒子加速。故A错误。B、电磁炉是利用电磁感应原理使产生涡流，将电能最终转化成内能。故B正确。C、质谱仪是利用电场加速，磁场使粒子偏转，不是电磁感应现象。故C错误。D、利用了电场加速和电场偏转的原理。故D错误。故选：B。回旋加速器利用磁场使带电粒子旋转，电场使粒子加速．电磁炉是利用电磁感应原理．质谱仪是利用电场加速，磁场使粒子偏转．示波器利用了电场加速和偏转的原理．本题的解题关键是要理解现代科技装置和产品的工作原理．2.【答案】C【解析】解：在一个周期内，前半个周期内：根据右手定则可知电流从b边进入纸面，a边的电流出纸面，为正值。设ab边长为L1，ad边长为L2，矩形abcd的面积为S，电阻为R，磁感应强度大小为B，则感应电动势大小为：E=2BωL2=BSω感应电流大小为：I==，保持不变。后半个周期内：根据右手定则可知电流从a边进入纸面，b边的电流出纸面，为负值。感应电流大小为：I==，保持不变。故C正确。故选：C。将一个周期分成两个半个周期研究，根据右手定则判断感应电流的方向，确定电流的正负．根据感应电动势公式推导电动势表达式，确定电流大小，然后选择图象．本题考查推导物理图象的能力．物理图象往往从物理规律推导出解析式然后选择图象．对于电流图象要从大小和方向两个方向分析．3.【答案】A【解析】解：ab棒有效的切割长度为：L=产生的感应电动势为：E=BLv=Bv，通过R的电流为：I==。故选：A。题中导体与磁场垂直，根据导体切割电动势公式E=Blv求出感应电动势，l是有效切割长度，再由闭合电路欧姆定律求出感应电流．本题容易产生的错误是认为金属棒的切割长度为d，感应电动势为E=Bdv，通过R的电流为．4.【答案】D【解析】解：AB，导线框完全进入磁场后，没有感应电流产生。故A、B均错误。C、进入和穿出磁场过程，线框有效切割长度变化，感应电动势和感应电流在变化，故C错误。D、线框进入磁场过程，有效切割长度L均匀增大，感应电动势E均匀增大，感应电流I均匀增大。穿出磁场过程，有效切割长度L均匀减小，感应电动势E均匀减小，感应电流I均匀减小，两个过程感应电流的方向相反。故D正确。故选：D。根据感应电流大小和方向，将选项逐一代入，检查是否符合题意来选择．本题采用的是排除法．做选择题常用方法有直判法、排除法、代入法、特殊值法、图象法等等．5.【答案】D【解析】解：因为洛伦兹力对粒子永远不做功，则根据动能定理，磁场存在与否，重力和电场力对小球做功相同，则小球着地时的速率都应该是相等的，即v1=v2．存在磁场时，小球就要受到向右上方的洛伦兹力，有竖直向上的分力，使得小球在竖直方向的加速度小于没有磁场时的加速度，在空中飞行的时间要更长些。即t1＞t2．故D正确。故选：D。未撤除磁场时，小球受到重力、电场力和洛伦兹力，但洛伦兹力不做功．根据动能定理分析速度大小关系．分析洛伦兹力对小球运动影响，分析时间关系．本题中小球在复合场中运动，关键要抓住洛伦兹力不做功，不改变速度大小的特点进行分析．6.【答案】D【解析】解：带电粒子和不带电粒子相碰，动量守恒故总动量不变；而总电量保持不变，则由Bqv=m可得R保持不变，故轨迹应为pa；因周期T=可知，因m增大，故周期增大，因所对应的弧线不变，圆心角不变，故pa所用的时间将大于t；故选：D。由动量守恒定律可得出粒子碰撞后的动量不变，由洛仑兹力与向心力的关系可得出半径表达式，则可得出碰后的轨迹；由周期变化可得出时间的变化．带电粒子在磁场中的运动要注意半径公式和周期公式在选择题中可直接使用，而在计算题中要注意推导使用．7.【答案】A【解析】解：A、带电液滴受竖直向下的重力G、沿电场线方向的电场力F、垂直于速度方向的洛伦兹力f，由于α＞β，这三个力的合力不可能沿带电液滴的速度方向，因此这三个力的合力一定为零，带电液滴做匀速直线运动，不可能做匀变速直线运动，故A正确，D错误