2021-2022学年湖北省麻城市实验高级中学高二12月周测物理试题（word版）

湖北省麻城市实验高级中学2021-2022学年高二12月周测物理试卷

一、单选题（本大题共6小题，共24分）

1. 如图所示横截面图，两根平行细导线分别通有大小相等、方向相反的电流，为它们连线中点，则（  ）

A. 点磁感应强度大小为零
B. 点磁感应强度大小不为零，方向沿连线向右
C. 点磁感应强度大小不为零，方向垂直连线向上
D. 点磁感应强度大小不为零，方向垂直连线向下

2. 如图，导体轨道固定，其中是半圆弧，为半圆弧的中点，为圆心。轨道的电阻忽略不计。是有一定电阻。可绕转动的金属杆，端位于上，与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为，现使从位置以恒定的角速度逆时针转到位置并固定过程Ⅰ；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从增加到过程Ⅱ。在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过的电荷量相等，则等于

3.如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，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、、电荷量相等，质量分别为、、。已知在该区域内，在纸面内做匀速圆周运动，在纸面内向右做匀速直线运动，在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是

1.              B.  
2. C.            D.

4.扫描隧道显微镜可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌，为了有效隔离外界震动对的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小震动，如图所示，无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右震动的衰减最有效的方案是

A.  B.  C.  D.

5.如图，某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为的圆面。某时间内该地区的风速是，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，假如这个风力发电机能将此圆内的空气动能转化为电能，则此风力发电机发电的功率约为

A.  B.  C.  D.

二、 多选题（本大题共5小题，共25分）

7.某人站在静浮于水面的船上，从某时刻开始人从船头走向船尾，若不计水的阻力，那么在这段时间内人和船的运动情况是：

A. 人匀速行走，船匀速后退，两者速度大小与它们的质量成反比
B. 人加速行走，船加速后退，而且加速度大小与它们的质量成反比
C. 人走走停停，船退退停停，两者动量总和总是为零
D. 当人在船尾停止运动后，船由于惯性还会继续后退一段距离

8.如图，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。将一小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，小磁针的极朝垂直纸面向里的方向转动
B. 开关闭合并保持一段时间后，小磁针的极指向垂直纸面向里的方向
C. 开关闭合并保持一段时间后，小磁针的极指向垂直纸面向外的方向
D. 开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的极朝垂直纸面向外的方向转动

9.如下图所示的振荡电路正处在振荡过程中，某时刻中的磁场和中的电场如下图所示，可知

A. 电容器中的电场强度正在减小   B. 线圈中磁感应强度正在减小
C. 该时刻电容器带电荷量正在增多   D. 该时刻振荡电流达最大值

10.如图所示，三根相互平行的固定长直导线、和两两等距，均通有电流，中电流方向与中的相同，与中的相反。下列说法正确的是     

A. 所受磁场作用力的方向与、所在平面垂直
B. 所受磁场作用力的方向与、所在平面垂直
C. 、和单位长度所受的磁场作用力大小之比为
D. 、和单位长度所受的磁场作用力大小之比为

11.如图所示是电子电路中经常用到的由半导体材料做成的转换器，它能把如图所示的正弦式交变电压转换成如图所示的方波式电压，转换规则：输入的交变电压绝对值低于，输出电压为；输入的交变电压绝对值大于、等于，输出电压恒为。则

三、实验题（本大题共2小题，共13分）

12.用如图所示的装置做“探究感应电流方向的规律”实验，磁体从靠近线圈的上方静止下落。当磁体运动到如图所示的位置时，流过线圈的感应电流方向为______“从到”或“从到”。在磁体穿过整个线圈的过程中，传感器显示的电流随时间的图象应该是图中的______。

13.“用霍尔元件测量磁场”的实验中，把载流子为带负电的电子的霍尔元件接入电路．如图，电流为，方向向右，长方体霍尔元件长宽高分别为、、，处于竖直向上的恒定匀强磁场中．


 

前后极板、，电势较高的是_________选题“板”或“板”

某同学在实验时，改变电流的大小，记录了不同电流下对应的值，如下表

请根据表格中的数据，在坐标图中画出图像已知该霍尔元件单位体积中自由载流子个数为，一个载流子的电量为则根据图像，由公式，可算出磁场___________保留两位有效数字

有同学认为是霍尔元件的电阻，请问这种想法正确吗？为什么？____________________________________

三、 计算题（本大题共3小题，共38分）

14.如图所示，一圆心为、半径为的光滑半圆弧轨道固定在竖直平面内，其下端与光滑水平面在点相切。在水平面上，质量为的小物块以某一速度向质量也为的静止小物块运动。、发生正碰后，到达半圆弧轨道最高点时对轨道压力恰好为零，沿半圆弧轨道运动到与点等高的点时速度为零。已知重力加速度大小为，忽略空气阻力。
求从半圆弧轨道飞出后落到水平面的位置到点的距离；
当由点沿半圆弧轨道下滑到点时，与夹角为，求此时所受力对做功的功率；
求碰撞过程中和损失的总动能。

15.如图，在的区域存在方向沿轴负方向的匀强电场，场强大小为，在的区域存在方向垂直于平面向外的匀强磁场。一个氕核和一个氘核先后从轴上点以相同的动能射出，速度方向沿轴正方向。已知进入磁场时，速度方向与轴正方向的夹角为，并从坐标原点处第一次射出磁场。的质量为，电荷量为，不计重力。求
第一次进入磁场的位置到原点的距离；
磁场的磁感应强度大小；
第一次离开磁场的位置到原点的距离。

16.如图所示，两根不计电阻、间距为的足够长平行光滑金属导轨，竖直固定在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向里，磁感应强度大小为。导轨上端串联非线性电子元件和阻值为的电阻。元件的图像如图所示，当流过元件的电流大于或等于时，电压稳定为。质量为、不计电阻的金属棒可沿导轨运动，运动中金属棒始终水平且与导轨保持良好接触。忽略空气阻力及回路中的电流对原磁场的影响，重力加速度大小为。为了方便计算，取，。以下计算结果只能选用、、、、表示。
闭合开关，由静止释放金属棒，求金属棒下落的最大速度；
断开开关，由静止释放金属棒，求金属棒下落的最大速度；
先闭合开关，由静止释放金属棒，金属棒达到最大速度后，再断开开关。忽略回路中电流突变的时间，求断开瞬间金属棒的加速度大小。

答案和解析

【答案】

1.  2.  3.  4.  5.  6.  

7.
8.  9.  10.  11.  

12. 从到；。  

13. 板；
图像如图；；

这种说法不对，电流并不是由霍尔电压产生的。  

14. 解：到达半圆弧轨道最高点时对轨道压力恰好为零，则
从半圆弧轨道飞出后做平抛运动
水平方向：
竖直方向：
联立解得
由点沿半圆弧轨道下滑到点，根据机械能守恒由

此时所受力对做功的功率
联立解得
从碰撞后到最高点，根据动能定理
从碰撞后到点，根据动能定理
碰撞过程中动量守恒，规定向右为正方向，则

则碰撞过程中损失的能量
联立解得
答：从半圆弧轨道飞出后落到水平面的位置到点的距离为；
当由点沿半圆弧轨道下滑到点时，与夹角为，此时所受力对做功的功率为；
碰撞过程中和损失的总动能为。  

15. 解：在电场中做类平抛运动，
水平方向：，
竖直方向：，
粒子进入磁场时竖直分速度：，
解得：；
在电场中的加速度：，
进入磁场时的速度：，
在磁场中做圆周运动，运动轨迹如图所示：

由几何知识得：，
在磁场中做匀速圆运动，洛伦兹力提供向心力，
由牛顿第二定律得：，
解得：；
由题意可知：和的初动能相等，即：，
由牛顿第二定律得：，
在电场中做类平抛运动，
水平方向：，
竖直方向：，
进入磁场时的速度：，
，
解得：，，，
在磁场中做圆周运动，圆周运动的轨道半径：，
射出点在原点左侧，进入磁场的入射点到第一次离开磁场的出射点间的距离：，
第一次离开磁场时的位置距离点的距离为：，
解得：；
答：第一次进入磁场的位置到原点的距离为；
磁场的磁感应强度大小为；
第一次离开磁场的位置到原点的距离。  

16. 解：闭合开关，定值电阻与金属棒组成回路，当金属棒的速度达到最大时，
感应电动势：
电流：
导体棒受到的安培力：
当速度稳定后，由平衡条件有：安
联立得：
由于元件的电压达到时，保持不变，随着金属棒速度增加，电流也增加，当元件的电压稳定时，电路中的电流：
此时由平衡条件有：
代入得到：
闭合开关时，金属棒达到最大速度，此时电路中的电流。
断开开关时，由于忽略电流突变的时间，所以电流通过元件，由于，所以元件两端的电压为，则
那么此时电流中的电流
金属棒受到的安培力安
所以此刻的加速度
答：闭合开关，由静止释放金属棒，则金属棒下落的最大速度为；
断开开关，由静止释放金属棒，求金属棒下落的最大速度为；
先闭合开关，由静止释放金属棒，金属棒达到最大速度后，再断开开关。忽略回路中电流突变的时间，则断开瞬间金属棒的加速度大小为。