江西省景德镇市浮梁县第一中学2020-2021学年高一下学期期中考试物理试题+Word版含答案

2020-2021学年下学期高一（1,2）班（直升班）物理期中考试卷

一、选择题（1-8题为单选题，9-12题为多选题  每题4分，共48分）

1. 如图是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀地辐向分布，线圈中a、b两条导线长均为，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。则（ ）

A. 该磁场是匀强磁场        B. 线圈平面总与磁场方向垂直

C. 线圈将逆时针方向转动     D. a、b导线受到的安培力大小总为

2．一正方形导体框abcd，其单位长度的电阻值为r，现将该正方形导体框置于如图所示的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，用不计电阻的导线将导体框连接在电动势为E、不计内阻的电源两端，则关于导体框所受的安培力，下列描述正确的是(    )

A．安培力的大小为，方向竖直向上     B．安培力的大小为，方向竖直向下

C．安培力的大小为，方向竖直向下      D．安培力的大小为，方向竖直向上

3. 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. 向左或向右做匀速运动        B. 向左或向右做减速运动

C. 向左或向右做加速运动        D. 只能向右做匀加速运动

4. 如图所示，用同种材料制成的粗细相同的金属圆环A和B，电阻RA＝2RB；虚线框内有随时间均匀变化的磁场；此磁场在圆环B内时，M、N两点间电势差大小为1.8V，则将该磁场放入A圆环内时，M、N两点间电势差大小为（　 　）

A. 2.7V              B. 1.8V            C. 0.9V            D. 0.3V

5. 如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑半圆形导体框架，Oc为一能绕O在框架上滑动的导体棒，Oa之间连一电阻R ，导体框架与导体棒的电阻均不计，施加外力使Oc以角速度ω逆时针匀速转动，则(    )

A. 通过电阻R的电流方向由a经R到O    B. 导体棒O端电势低于c端的电势

C. 外力做功的功率为            D. 回路中的感应电流大小为

6．电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备，它的基本原理如图(a)所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，当电磁铁线圈电流按图(b)变化时，真空室中产生磁场，电子在真空室中做圆周运动．以图(a)中电流方向为正方向，下列哪一段时间内，电子能在真空室中沿逆时针方向(俯视)做加速圆周运动(　　)

A．0～   B.～

C.～   D.～T

7.如图所示，在倾角为0=37°的斜面上固定两根足够长的平行金属导轨PQ和MN,两导轨间距为L=1m,导轨处于磁场方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度为B=2T,导体棒ab垂直跨放在导轨上并与导轨接触良好，棒的质量为m=0.2kg,棒的中点用绝缘细绳经定滑轮与物体相连，物体的质量M=0.4kg.棒与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，导轨与棒的电阻不计，g取10m/2).为了使物体保持静止，则通过导体棒ab的电流为   (     )（已知 sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)

A.电流从b流向a,      1.0 A≤I≤1.8A　　　B.电流从b流向a       ,I≤1.0A

C.电流从a流向b,     1.0 A≤I≤1.8A　　　　D.电流从a流向b      ,I≥1.8A

8.如图所示，在直角梯形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，BC=CD=2AB=2L.高为2L、宽为L的矩形金属闭合线圈由图中位置以向右的恒定速度匀速通过磁场区域，其长边始终与 CD 平行。以线圈中逆时针方向为电流正方向，线圈在通过磁场过程中电流随时间变化的关系为(   )

9. 如图所示，光滑绝缘轨道竖直放置，其轨道末端切线水平，在其右侧有一正交的匀强电场、磁场区域，电场竖直向上，磁场垂直纸面向里，一带电小球从轨道上的A点由静止滑下，经P点进入场区后，恰好沿水平方向做直线运动。则可判定（　　）

A. 小球在水平方向的运动一定是匀速直线运动

B. 小球可能带正电，也可能带负电

C. 若小球从B点由静止滑下，进入场区后也可以做匀速运动

D. 若小球从B点由静止滑下，进入场区后将立即向下偏

10．如图，匀强磁场中位于P处的粒子源可以沿垂直于磁场向纸面内的各个方向发射质量为m、电荷量为q、速率为v的带正电粒子，P到荧光屏MN的距离为d。设荧光屏足够大，不计粒子重力及粒子间的相互作用。下列判断正确的是(  　）

A．若磁感应强度，则发射出的粒子到达荧光屏的最短时间为

B．若磁感应强度，则同一时刻发射出的粒子到达荧光屏的最大时间差为

C．若磁感应强度，则荧光屏上形成的亮线长度为

D．若磁感应强度，则荧光屏上形成的亮线长度为

11．如图所示，足够长的“U”形光滑金属导轨平面与水平面成θ角（0<θ<90°），其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，ab棒接入电路的部分的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中（　　）

A．b点的电势高于a点的电势

B．ab棒中产生的焦耳热小于ab棒重力势能的减少量

C．下滑的位移大小为

D．受到的最大安培力大小为

12. 如图所示，两宽度均为a的水平匀强磁场区域相距为4a，一个边长为a的正方形金属线框从磁场上方距离为a处由静止自由下落，进入上方和下方的匀强磁场时都恰好做匀速直线运动，已知下落过程中线框平面始终在竖直平面内，则下列说法正确的是（　　）

A. 线框在上、下两个磁场中匀速运动的速度之比为1：2

 B.线框在穿过上、下两个磁场的过程中产生的电能之比为1：4

C. 上、下两个磁场的磁感应强度之比为：1

D. 线框在穿过上、下两个磁场的过程中产生的电流之比为：1

二、实验题（第13题10分 ）

13．图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。

(1)在图中画线连接成实验电路图。

(2)完成下列主要实验步骤中的填空：

①按图接线。

②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1.

③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D________；然后读出________，并用天平称出________。

④用米尺测量________。

(3)用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B＝______。

(4)判定磁感应强度方向的方法是：若______，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。

三、计算题（第14题8分  第15题8分 第16题12分第17题14分）

14.如图所示的xOy平面上，以坐标原点O为圆心的四分之一圆形区域MON内分布着磁感应强度为B=2.0×10-3T的匀强磁场，其中M、N点距坐标原点O为m，磁场方向垂直纸面向里。坐标原点O处有一个粒子源，在纸面内同时向xOy平面均匀地发射比荷为的带正电粒子，它们的速度大小都是v=m/s，与x轴正方向的夹角分布在0~90°范围内(粒子重力不计)。

(1)求平行于x轴射入的粒子，出射点的位置坐标；

(2)若粒子从M点射出，求粒子在磁砀中运动的时间。

15. 如图所示，在光滑绝緣的水平面上，有一个用均匀导线围成的等边三角形线框

abc，其边长为L，总电阻为R。边界MN的右侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。线框保持以恒定速度v0向右进入磁场,其中ab边总保持与MN平行。在线

框进入磁场的过程中。求:

(1)线框ab边刚进入磁场时a、b两点的电势差;

(2)线框中产生的电动势E随时间变化的关系式(自ab边刚进入磁场时计时);

(3)在线框进入磁场的过程中，通过导线截面的总电量。

16．如图所示，在直角坐标系xoy中，第Ⅰ象限存在沿y轴正方向、电场强度为E的匀强电场，第Ⅳ象限存在一个方向垂直于纸面、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域。一质量为m，带电荷量为-q的粒子，以某一速度从A点垂直于y轴射入第Ⅰ象限，A点坐标为（0，h），粒子飞出电场区域后，沿与x轴正方向夹角为60°的B处进入第Ⅳ象限，经圆形磁场后，垂直射向y轴C处。不计粒子重力，求：

(1)从A点射入的速度；

(2)圆形磁场区域的最小面积；

(3)证明粒子在最小圆形磁场中运动时间最长，并求出最长时间。

17.如图所示，两根足够长的光滑金属导轨平行放置在倾角为30°的绝缘斜面上，导轨宽度为L，下端接有阻值为R的电阻，导轨处于方向垂直于斜面向上、磁感应强度大小为B0的匀强磁场中．轻绳一端跨过光滑定滑轮，悬吊质量为m的小物块，另一端平行于导轨系在质量为m的金属棒的中点，现将金属棒从PQ位置由静止释放，金属棒与导轨接触良好且电阻均忽略不计，重力加速度为g.

(1)求金属棒匀速运动时的速度大小；

(2)若金属棒速度为v0且距离导轨底端x时开始计时，磁场的磁感应强度B的大小随时间t发生变化，使回路中无电流，请推导出磁感应强度B的大小随时间t变化的关系式．

2020-2021学年下学期高一（1,2）班物理期中考试卷答案

13．  重新处于平衡状态    电流表的示数I     细沙的质量m2      D的底边长度L             m2>m1   

 14.

15.

16.(1)；(2)；(3)

(1)粒子在电场中做类平抛运动，其加速度大小为竖直方向故在B处有因此，

(2)在B处，根据 ，即     圆形磁场区域的最小面积

由第(2)问作图过程可知，MN是圆形磁场的直径，也是粒子的射入点与射出点的连线，其所对应的弧长最长，故粒子在磁场中运动的时间最长。由几何知识可知，圆心角

又因粒子在磁场中运动的周期故粒子在磁场中运动的时间最

17.解析　(1)金属棒匀速运动时，对物块：FT＝mg    对金属棒有：F安＋mgsin 30°＝FT    又：F安＝B0IL     由欧姆定律：I＝＝      联立解得：v＝

(2)当回路中没有电流时，金属棒不受安培力

对金属棒：FT′－mgsin 30°＝ma      对物块：mg－FT′＝ma  回路中无电流，回路中的磁通量不变，则：B0Lx＝BL(x＋v0t＋at2)   联立解得：B＝.