2021自治区乌兰察布集宁区高二下学期期中考试物理试题含答案

乌兰察布市集宁区2020-2021学年高二下学期期中考试

物理试卷

满分：100分    时间：60分钟

一、单选题（每题5分，共50分）

1．图中画出的是通电导线在磁场中的受力，其中正确的是（　　）

A．  B．   C． D．

2．如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd沿纸面由位置1匀速运动到位置2。则(　　)

A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a

B．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a

C．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向右

D．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右

3．如图所示，水平放置的平行金属导轨MN和PQ之间接有定值电阻R，导体棒ab长为l且与导轨接触良好，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，现使导体棒ab向右匀速运动，下列说法正确的是（　　）

A．导体棒ab两端的感应电动势越来越小  B．导体棒ab中的感应电流方向是a→b

C．导体棒ab所受合力做功为零  D．导体棒ab所受安培力方向水平向右

4．空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上。t=0时磁感应强度的方向如图（a）所示。磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，则在t=0到t=t1的时间间隔内 （　　）

                    
A．圆环所受安培力的方向始终不变

B．圆环中的感应电流始终沿逆时针方向

C．圆环中的感应电流大小为

D．圆环中的感应电动势大小为

5．如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，电阻R2的阻值约等于R1的三倍，则（　　）

A．闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些

B．闭合开关S时，LA、LB慢慢亮起来，LB立即亮，最终LB更亮一些

C．电路接通稳定后，断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭

D．电路接通稳定后，断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB慢慢熄灭，并没有闪亮一下

6．一线圈在匀强磁场中匀速转动，在如图所示的位置时(   )

A．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小

B．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大

C．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大

D．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小

7．如图所示是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的感应电动势的图像，根据图像可知（　　）

A．此感应电动势的瞬时表达式为

B．此感应电动势的瞬时表达式为

C．s时，穿过线圈的磁通量为零

D．s时，穿过线圈的磁通量的变化率最大

8．理想变压器原、副线圈匝数之比为10:1，在原线圈中通以50Hz的正弦式交变电流，则下列说法正确的是（　　）

A．原、副线圈两端的电压之比为10:1

B．原、副线圈中通过的电流之比为10:1

C．原、副线圈的输入、输出功率之比为10:1

D．原、副线圈中交变电流的频率之比为10:1

9．如图所示，电路中三个完全相同的灯泡a、b和c分别与电阻器R、电感线圈L和电容器C串联，当电路两端连接电压为u1=220sin100πt V的交变电源时，三个灯泡亮度恰好相同。若将电路两端接入的交变电源的电压变为u2=220sin120πt V，则关于将要发生的现象下列说法正确的是（　　）

A．a灯亮度变亮 B．b灯变亮

C．c灯更亮 D．三灯亮度都不变

10．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1 ，原线圈输入的交流电如图乙所示，电阻R = 22 Ω ，则（　　）

A．交流电的频率为100 Hz

B．t = 0.005 s时电压表的读数为22V

C．t = 0.01 s时电流表读数为1 A

D．该变压器原线圈的输入功率为22 W

二、解答题（11题14分，12题18分，13题18分）

11．如图所示，水平面上有两根相距0.5 m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R的定值电阻。导体棒ab长l = 0.5 m，其电阻为r，与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B = 0.4 T。现使ab以v = 10 m/s的速度向右做匀速运动。

（1）ab中的感应电动势多大；

（2）ab中电流的方向如何；

（3）若定值电阻R = 3.0 Ω，导体棒的电阻r = 1.0 Ω，则电路中的电流多大。

12．一个理想变压器的初级线圈匝数为220匝，次级线圈匝数为36匝，初级线圈接在交流电源上，电压的瞬时值表达式为，次级线圈只接了一盏电阻恒定为36Ω的电灯，求：

（1）变压器次级线圈输出电压的有效值

（2）变压器的输出功率

（3）变压器初级线圈中的电流

13．带电粒子的质量为m=1.7×10－27kg，电荷量为q=1.6×10－19C，以速度v=3.2×106m/s沿垂直于磁场并垂直于磁场边界的方向进入匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B=0.17T，磁场的宽度为L=10cm，如图所示．

(1)带电粒子离开磁场时的速度多大？

(2)带电粒子在磁场中运动多长时间？

(3)带电粒子在离开磁场时偏离入射方向的距离d为多大？(g取10m/s2)

乌兰察布市集宁区2020-2021学年高二下学期期中考试

物理答案

一、单选题（每题5分，共50分）

1．B   2．B   3．C   4．C   5．C   6．C   7．B   8．A   9．C   10  D

二、解答题（11题14分，12题18分，13题18分）

11．（1）2 V；（2）从b向a；（3）0.5 A

（1）导体棒ab切割磁感线，产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律可知

（2）根据右手定则可知，导体棒ab中电流的方向为从b向a。

（3）若定值电阻R = 3.0 Ω，导体棒的电阻r = 1.0 Ω，根据闭合电路欧姆定律可知

12．(1)36V(2)36W (3)0.16A

（1）由题知，初级线圈电压的有效值为

根据，解得：

（2）变压器的输出功率为

（3）根据，解得：

13．(1)3.2×106m/s；(2)3.3×10－8s；(3)2.7×10－2m。

(1)粒子所受的洛伦兹力

F洛＝qvB≈8.7×10－14N

远大于粒子所受的重力

G=mg=1.7×10－26N

故重力可忽略不计。由于洛伦兹力不做功，所以带电粒子离开磁场时的速度仍为3.2×106m/s；

(2)由

得轨道半径

由题图可知偏转角θ满足

所以

θ==

带电粒子在磁场中运动的周期，可见带电粒子在磁场中运动的时间

所以

(3)带电粒子在离开磁场时偏离入射方向的距离

d=r(1－cosθ)＝0.2×(1－)m≈2.7×10－2m