2021武威二中高二下学期期中考试物理试题含答案

2020-2021学年度高二物理期中考试

第I卷（选择题）

一、单选题(每题3分)

1．下列说法中，符合物理学史实的是（　　）

A．美国物理学家密立根发现电子，并指出：阴极射线是高速运动的电子流

B．俄国物理学家楞次发现了由磁场产生电流的条件和规律-电磁感应定律

C．麦克斯韦发现了电流的磁效应，即电流可以在其周围产生磁场

D．奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流的磁效应

2．在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中（　　）

A．b、d两点的磁感应强度相同 B．a、b两点的磁感应强度相等

C．c点的磁感应强度的值最小 D．b点的磁感应强度的值最大

3．如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中（　　）

A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针

B．感应电流方向一直是逆时针

C．安培力方向始终与速度方向相反

D．安培力方向始终沿竖直方向

4．如图所示，矩形线圈以ad和bc的中点连线为转动轴，在轴的两侧有磁感应强度大小相等、方向相反的两个有理想边界的匀强磁场。线圈由其平面垂直于磁场方向的位置开始匀速转动的过程中（　　）

A．感应电流方向先abcda，后adcba

B．感应电流方向先adcba，后abcda

C．感应电流方向始终为abcda

D．始终无感应电流

5．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

6．一交变电流的图像如图所示，则该交变电流的有效值为（　　）

A． B． C． D．

7．速度相同的一束粒子（不计重力）经速度选择器射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是（　　）

A．该束带电粒子带负电

B．速度选择器的P2极板带正电

C．能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于

D．粒子在磁场中运动半径越大，粒子的比荷越大

8．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示。产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法错误的是（　　）

A．t=0.01s时，线框平面与磁感线相互垂直

B．该线框产生的感应电流每秒钟电流方向改变100次

C．t=0.005s时，线框磁通量最大

D．电动势瞬时值22V时，线圈平面与中性面夹角为45°

9．如图所示的电路中，a，b为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，线圈的电阻不可忽略，E为电源，S为开关。下列说法正确的是（　　）

A．合上开关，a先亮，b逐渐变亮，断开开关，a、b同时熄灭

B．合上开关，b先亮，a逐渐变亮，断开开关，a先熄灭，b后熄灭

C．合上开关，b先亮，a逐渐变亮，断开开关，a、b同时熄灭

D．合上开关，b先亮，a逐渐变亮，断开开关，a、b同时熄灭，但b灯要闪亮一下再熄灭

10．如图所示，在长方形MNPQ中有一垂直纸面向里的匀强磁场。质量和电荷量都相等的带电粒子a、b、c以不同的速率从O点沿垂直于PQ的方向射入磁场。图中实线是它们的轨迹，已知O是PQ的中点。不计粒子重力。下列说法中正确的是（　　）

A．粒子c带负电，粒子a、b带正电

B．射入磁场时，粒子a的速率最小

C．粒子c在磁场中运动的时间最长

D．若匀强磁场磁感应强度增大，其他条件不变，则粒子a在磁场中的运动时间不变

二、多选题(每题4分，漏选得一半分，有错误选项不得分)

11．关于磁场和磁感线，下列说法中正确的是（　　）

A．磁体在空间能产生磁场，磁场使磁体间不必接触便能相互作用

B．在磁场中的某一点，小磁针仅在磁场力作用下静止时南极所指的方向，就是那一点的磁场方向

C．当两个磁体的同名磁极相互靠近时，两条磁感线有可能相交

D．磁体周围的磁感线都是闭合的曲线

12．如图甲所示，一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。线圈内的磁通量随时间t变化的图像如图乙所示，则下列说法中错误的是（　　）

A．t1时刻线圈中的感应电动势为0

B．t2时刻ab的运动方向与磁场方向平行

C．t3时刻线圈平面与中性面垂直

D．t2和t4时刻线圈中感应电流的方向相反

13．如图所示，匀强磁场中有a、b两个闭合线圈，它们用同样的导线制成，匝数均为n匝，线圈半径。磁场方向与两线圈所在平面垂直，磁感应强度B随时间均匀增大。两线圈中产生的感应电动势分别为和，感应电流分别为和。不考虑两线圈间的相互影响。下列说法中正确的是（　　）

A．，感应电流均沿顺时针方向

B．，感应电流均沿逆时针方向

C．，感应电流均沿逆时针方向

D．，感应电流均沿顺时针方向

14．如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m有效长度（等于导轨宽度）为L的金属棒ab。导轨的一端连接电阻R，其他电阻均不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向下，金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止开始向右运动，则（　　）

A．随着ab运动速度的增大，其加速度也增大

B．外力F对ab做的功等于电路中产生的电能

C．当ab棒的速度为v时，ab棒两端的电势差为BLv

D．无论ab做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能

15．如图所示，真空中存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为q的物体以速度v在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）

A．电场强度为 B．物体运动过程中机械能守恒

C．物体逆时针转动 D．磁感应强度为

第II卷（非选择题）

请点击修改第II卷的文字说明

三、实验题（作图4分，填空每空2分，共10分）

16．在研究电磁感应现象的实验中所用器材如图所示。它们是：①电流计；②直流电源；③带铁芯的线圈A；④线圈B；⑤开关；⑥滑动变阻器（用来控制电流以改变磁场强弱）。按实验的要求在实物图上连线（图中已连好一根导线）。（_______）

若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱C和D上，而在开关刚刚闭合时电流表指针右偏，则开关闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动时，电流计指针将___________；（填“左偏”“右偏”或“不偏”）保持滑片不动，待电路稳定后电流计指针将___________；（填“偏”或“不偏”）将A线圈拔出瞬间，电流计指针将___________（填“偏”或“不偏”）

四、解答题（17题8分，18题8分，19题12分，20题12分，共40分）

17．如图所示，空间存在一方向垂直于纸面，磁感应强度为B的正方形匀强磁场区域，一电荷量为的粒子（不计重力）从A点沿AB方向以速度v射入磁场，粒子从BC边上的E点离开磁场，且。求：

（1）磁场的方向；

（2）带电粒子的质量m及其在磁场区域的运动时间t。

18．（10分）如图所示，在同一水平面的两导轨ab,cd相互平行，并在竖直向上的磁场中，磁场的磁感应强度B为1.2T，一根质量为3.6kg、有效长度为2m的金属棒放在导轨上，当金属棒中的电流为5A时，金属棒做匀速运动。

（1）金属棒受到的摩擦力多大？

（2）当金属棒中的电流增大到8A时，金属棒能获得的加速度多大？

19．如图所示，直角坐标系第Ⅰ象限中存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场。一电量为q、质量为m的带正电粒子，在-x轴上点a以速率v0，方向和-x轴方向成60°射入磁场，然后经y轴上坐标为（0，L）的b点垂直于y轴方向进入电场，最后从x轴上x=2L的c点离开电场。不计粒子重力，求：

（1）磁感应强度B的大小；

（2）电场强度E的大小。

20．如图所示，足够长光滑导轨倾斜放置，导轨平面与水平面夹角，导轨间距，其下端连接一个定值电阻，其它电阻不计。两导轨间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度；一质量为的导体棒ab（其电阻不计）垂直于导轨放置，现将导体棒由静止释放，取重力加速度，，。

(1)判断金属棒下滑过程中产生的感应电流方向并求导体棒下滑的最大速度；

(2)求ab棒下滑过程中电阻R消耗的最大电功率；

(3)若导体棒从静止加速到的过程中，通过R的电量，求R产生的热量Q。

参考答案

1．D

2．C

3．A

4．D

5．C

6．D

7．C

8．C

9．C

10．B

11．AD

12．BC

13．BC

14．CD

15．ACD

16．    左偏    不偏    左偏   

【详解】

[1] 将电源、开关、变阻器、线圈A串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，再将电流计与线圈B串联成另一个回路，电路图如图所示

17．（1）垂直纸面向外；（2），

【详解】

（1）粒子沿弧AE运动，从带电粒子所受洛伦兹力的方向可判断出磁场的方向垂直纸面向外；

（2）如图所示，连接AE，作线段AE的中垂线，交AD的延长线于O点，O即为圆心，

由几何关系得

圆心角

由，得

所以粒子在磁场区域的运动时间

18．(1)   (2)

【解析】

试题分析：（1）当金属棒中的电流为5A时，棒匀速运动，则 （2分）

即 （3分）

（2）当金属棒中的电流为8A时，对金属棒受力分析，由牛顿第二定律可知：

  （3分）

解得：  （2分）

考点：本题考查了力的平衡、安培力、牛顿第二定律.

19．（1）；（2）

【详解】

（1）粒子运动轨迹如图所示

设粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r，由几何关系可得

r+rsin30°=L

得               

粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得

解得       

（2）粒子在电场中做类平抛运动，水平方向

2L=v0t

竖直方向

且

qE=ma

解得

20．(1)由a到b，3m/s；(2)0.18W；(3)0.04J

【详解】

(1)由右手定则判断金属棒中的感应电流方向为由a到b

电动势

感应电流

当安培力与重力分力相等时，速度最大，棒ab做匀速运动，即

(2)由前可知

代入

得

(3)由

得

由能量关系有