1、- 1 -安平中学 20182019 学年上学期期中考试高二物理试题(考试时间:90 分钟 分值:110 分)一、选择题：本题共 15 个小题，有的小题只有一项符合题目要求，有的小题有多项符合题目要求.全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分.满分共 60 分.1.如图所示，闭合圆形导体线圈放置在匀强磁场中，线圈平面与磁场平行，当磁感应强度逐渐增大时，以下说法正确的是( )A线圈中产生顺时针方向的感应电流 B线圈中产生逆时针方向的感应电流C线圈中不会产生感应电流D线圈面积有缩小的倾向2.如图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的 S
2、 极朝下。在将磁铁的 S 极插入线圈的过程中( )A通过电阻的感应电流的方向由 a 到 b，线圈与磁铁相互排斥B通过电阻的感应电流的方向由 b 到 a，线圈与磁铁相互排斥C通过电阻的感应电流的方向由 a 到 b，线圈与磁铁相互吸引D通过电阻的感应电流的方向由 b 到 a，线圈与磁铁相互吸引3.在水平面内有一固定的 U 型裸金属框架，框架上静止放置一根粗糙的金属杆 ab，整个装置放在竖直方向的匀强磁场中，如图所示。下列说法中正确的是( )- 2 -A只有当磁场方向向上且增强， ab 杆才可能向左移动B只有当磁场方向向下且减弱， ab 杆才可能向右移动C无论磁场方向如何，只要磁场减弱， ab 杆就
3、可能向右移动D当磁场变化时， ab 杆中一定有电流产生，且一定会移动4.如图所示，当导线 ab 在电阻不计的金属导轨上滑动时，线圈 c 向右摆动，则 ab 的运动情况是( )A向左或向右匀速运动 B向左或向右减速运动C向左或向右加速运动 D只能向右匀加速运动5.如图所示，两根相距为 l 的平行直导轨 ab、 cd， b、 d 间连有一固定电阻 R，导轨电阻可忽略不计。 MN 为放在 ab 和 cd 上的一导体杆，与 ab 垂直，其电阻也为 R。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为 B，磁场方向垂直于导轨所在平面(垂直纸面向里)。现对 MN 施力使它沿导轨方向以速度 v 水平向右做匀速运动
4、。令 U 表示 MN 两端电压的大小，下列说法正确的是( )A U Blv，流过固定电阻 R 的感应电流由 b 经 R 到 d12B U Blv，流过固定电阻 R 的感应电流由 d 经 R 到 bC MN 受到的安培力大小 FA ，方向水平向右B2l2v2RD MN 受到的安培力大小 FA ，方向水平向左B2l2vR- 3 -6.（多选）如图甲所示， abcd 是匝数为 100 匝、边长为 10 cm、总电阻为 0.1 的正方形闭合导线圈，放在与线圈平面垂直的图示匀强磁场中，磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如图乙所示，则以下说法正确的是( )A导线圈中产生的是大小和方向都不变的恒定电流B
5、在 t2.5 s 时导线圈产生的感应电动势为 1 VC在 02 s 内通过导线横截面的电荷量为 20 CD在 t1 s 时，导线圈内电流的瞬时功率为 10 W7.（多选）如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器 C 和电阻 R，导体棒 MN 放在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度 B 的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正)， MN 始终保持静止，则 0 t2时间内( )A电容器 C 的电荷量大小始终不变B电容器 C 的 a 板先带正电后带负电C MN 所受安培力的大小始终不变D MN 所受安培力的方向先向右后向左8.如图甲所示,单匝矩形线圈 a
6、bcd 垂直固定在匀强磁场中。规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示,以逆时针方向为电流正方向,以向右方向为安培力正方向,下列关于 bc 段导线中的感应电流 i 和受到的安培力 F 随时间变化的图象正确的是( )- 4 -. 9.如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为 37，宽度为 0.5 m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为 1 。一导体棒 MN 垂直于导轨放置，质量为 0.2 kg，接入电路的电阻为 1 ，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为 0.5。在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为 0.8 T。将导体棒 MN 由静
7、止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒 MN 的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度 g取 10 m/s2，sin 370.6)( )A2.5 m/s 1 W B5 m/s 1 WC7.5 m/s 9 W D15 m/s 9 W10.（多选）如图所示，固定在倾角为 30的斜面内的两根平行长直光滑金属导轨的间距为 d1 m，其底端接有阻值为 R2 的电阻，整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度大小为 B2 T 的匀强磁场中。一质量为 m1 kg(质量分布均匀)的导体杆 ab 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触。现杆在沿斜面向上、垂直于杆的恒力 F10 N 作用下从静止开
8、始沿导轨向上运动距离 L6 m 时，速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。设杆接入电路的电阻为 r2 ，导轨电阻不计，重力加速度大小为 g10 m/s 2。则此过程( )A B C D- 5 -A杆的速度最大值为 5 m/sB流过电阻 R 的电量为 6 CC在这一过程中，整个回路产生的焦耳热为 17.5 JD流过电阻 R 电流方向为由 c 到 d11.（多选）竖直放置的平行光滑导轨，其电阻不计，磁场方向如图所示，磁感应强度B0.5 T，导体 ab 及 cd 长均为 0.2 m，电阻均为 0.1 ，重均为 0.1 N，现用竖直向上的力拉导体 ab，使之匀速上升(与导轨接触良好)，此
9、时释放 cd， cd 恰好静止不动，那么 ab 上升时，下列说法正确的是( )A ab 受到的拉力大小为 0.2 NB ab 向上的速度为 2 m/sC在 2 s 内，拉力做功转化的电能是 0.8 JD在 2 s 内，拉力做功为 0.6 J12.（多选）如图所示，一单边有界磁场的边界上有一粒子源，以与水平方向成 角的不同速率，向磁场中射入两个相同的粒子 1 和 2，粒子 1 经磁场偏转后从边界上 A 点出磁场，粒子 2 经磁场偏转后从边界上 B 点出磁场， OA AB，则( )A粒子 1 与粒子 2 的速度之比为 12B粒子 1 与粒子 2 的速度之比为 14C粒子 1 与粒子 2 在磁场中运
10、动的时间之比为 11D粒子 1 与粒子 2 在磁场中运动的时间之比为 1213.如图所示，有界匀强磁场边界线 SP MN，速率不同的同种带电粒子从 S 点沿 SP 方向同时射入磁场，粒子的带电荷量相同，其中穿过 a 点的粒子速度 v1与 MN 垂直；穿过 b 点的粒子- 6 -速度 v2与 MN 成 60角，设两粒子从 S 到 a、 b 所需时间分别为 t1和 t2，则 t1 t2为(重力不计)( )A13 B43C11 D3214.（多选）在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子 和 ，经电压为 U 的P3电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区
11、域，如图所示。已知离子 P 在磁场中转过 30后从磁场右边界射出。在电场和磁场中运动时，离子 和 ( )3A在电场中的加速度之比为 11B在磁场中运动的半径之比为 21C在磁场中转过的角度之比为 12D离开电场区域时的动能之比为 1315.（多选）如图是一个回旋加速器示意图，其核心部分是两个 D 形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。现分别加速氘核( 12H)和氦核( 24He)，下列说法中正确的是( )A它们的最大速度相同B它们的最大动能相同- 7 -C两次所接高频电源的频率相同D仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能二.计算题：（本题共 3 个小题，共 50 分.要求写
12、出必要的答题过程.）16.（10 分）如图所示，质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子，以初速度 v 沿垂直磁场方向射入磁感应强度为 B 的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动。不计带电粒子所受重力。(1)求粒子做匀速圆周运动的半径 R 和周期 T；(2)为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场，求电场强度 E 的大小。17.（20 分）(1)如图甲所示，两根足够长的平行导轨，间距 L0.3 m，在导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度 B10.5 T。一根直金属杆 MN 以 v2 m/s 的速度向右匀速运动，杆 MN 始终与导轨垂直且接触良好。杆 MN 的电阻 r1
13、1 ，导轨的电阻可忽略。求杆MN 中产生的感应电动势 E1。(2)如图乙所示，一个匝数 n100 的圆形线圈，面积 S10.4 m2，电阻 r21 。在线圈中存在面积 S20.3 m2垂直线圈平面(指向纸外)的匀强磁场区域，磁感应强度 B2随时间 t变化的关系如图丙所示。求圆形线圈中产生的感应电动势 E2。(3)将一个 R2 的电阻分别与图甲和图乙中的 a、 b 端相连接，然后 b 端接地。试判断以上两种情况中，哪种情况 a 端的电势较高？并求出较高的电势 a。- 8 -18.（20 分）如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨 MN、 PQ 固定在同一水平面上，两导轨间距 L1 m，电阻 R0.
14、4 ，导轨上停放一质量 m0.25 kg 、电阻 r0.1 的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度 B0.25 T 的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，现用一外力 F 沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表的示数 U 随时间 t变化的关系如图乙所示。(1)求金属杆运动的加速度；(2)求第 5 s 末外力 F 的瞬时功率。- 9 -高二物理答案（普通班）选择题：每题 4 分，部分 2 分，共 60 分1.C 2.B 3.C 4.B 5.A 6.CD 7.AD 8.B 9.B 10.AC11.AB 12.AC 13.D 14.CD 15.AC 16.（10 分）(1) (2)
15、vBmvqB 2 mqB(1)洛伦兹力提供向心力，有 f qvB mv2R带电粒子做匀速圆周运动的半径 RmvqB匀速圆周运动的周期 T 。2 Rv 2 mqB(2)粒子受电场力 F qE，洛伦兹力 f qvB。粒子做匀速直线运动，则 qE qvB电场强度的大小 E vB。17.（20 分）答案：(1)0.3 V (2)4.5 V (3)与图甲中的导轨相连接 a 端电势高 a0.2 V解析：(1)杆 MN 做切割磁感线的运动，产生的感应电动势 E1 B1Lv0.3 V。(2)穿过圆形线圈的磁通量发生变化，产生的感应电动势 E2 n S24.5 V。 B2 t(3)题图甲中 a b0，题图乙中
16、a b0，所以当电阻 R 与题图甲中的导轨相连接时， a 端的电势较高。此时通过电阻 R 的电流 IE1R r1电阻 R 两端的电势差 a b IRa 端的电势 a IR0.2 V。18.（20 分）答案：(1)2 m/s 2 (2)17.5 W解析：(1) U ， U v，因 U 随时间均匀变化，故 v 也随时间均匀变化，金属RR r BLvRR r杆做匀加速直线运动。k a U t v t BLRR r BLRR r- 10 -解得： a m/s22 m/s 2。k R rBLR 0.4 0.4 0.10.2510.4(2)F F 安 ma BIL ma ma0.25 t0.5B2L2atR rP Fv(0.25 t0.5) at17.5 W。
