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宁夏育才中学2016-2017-1高二年级期末考试物理试卷试卷满分100分,考试时间为100分钟一.单项选择(本大题共15小题,每小题2分,共30分每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确,多选、错选或不选不得分)
1.在物理学发展过程中观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用.下列叙述不符合史实的是 A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应该效应揭示了电和磁之间存在联系B.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性提出了分子电流假说C.法拉第在实验中观察到在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中会出现感应电流D.楞次在分析了许多实验事实后提出感应电流应具有这样的方向即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
2.由磁感应强度的定义式B=可知 A.若某处的磁感应强度为零,则通电导线放在该处所受磁场力一定为零B.通电导线放在磁场中某处不受磁场力的作用时,则该处的磁感应强度一定为零C.同一条通电导线放在磁场中某处所受的磁场力是一定的D.磁场中某点的磁感应强度与该点是否放通电导线有关3.如图所示,三根长直通电导线中的电流大小相同,通过b、d导线的电流方向为垂直纸面向里,c导线的电流方向为垂直纸面向外,a点为b、d两点连线的中点,ac垂直bd,且ab=ad=ac则a点的磁场方向为()A.垂直纸面向外B.垂直纸面向里C.沿纸面由a指向bD.沿纸面由a指向d4.通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内,电流方向如图所示,ab边与MN平行,关于MN的磁场对线框的作用,下列叙述正确的是()A.线框有两边所受的安培力方向相同B.线框所受安培力的合力为零C.线框所受安培力的合力方向向右D.线框所受安培力的合力方向向左5.如图所示,长为L的导线AB放在相互平行的金属导轨上,导轨宽度为d,通过的电流为I,垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为B,则AB所受的磁场力的大小为()A.BILB.BIdcosθC.BId/sinθD.BIdsinθ
6.半径为 的圆形空间内,存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子(不计重力)从 点以速度 垂直磁场方向射入磁场中,并从 点射出 ,如图所示,则该带电粒子在磁场中运动的时间为 A. B.C.D.7.右图是磁流体发电机原理示意图A、B极板间的磁场方向垂直于纸面向里,等离子束从左向右进入板间下述正确的是 A.A板电势高于B板,负载R中电流向上B.B板电势高于A板,负载R中电流向上C.A板电势高于B板,负载R中电流向下D.B板电势高于A板,负载R中电流向下
8.如图所示,在正交的匀强电场和磁场的区域内(磁场水平向内),有一离子恰能沿直线飞过此区域(不计离子重力)( )A.不管离子带何种电,电场的方向都向下B.离子所带电荷的电性,决定了电场的方向C.若增大离子电量,离子将向下偏转D.若增大离子电量,离子将向上偏转
9.在匀强磁场中,有一个接有电容器的导线回路,如图所示,已知电容C=30μF,回路的长和宽分别为l1=5cm,l2=8cm,磁感应强度以变化率5×10-2T/s均匀增大,则( )A.电容器上板带正电,电荷量为2×10-9CB.电容器上板带负电,电荷量为6×10-9CC.电容器上板带正电,电荷量为6×10-9CD.电容器上板带负电,电荷量为8×10-9C
10.如图所示,线圈由a位置开始下落,在磁场中受到的磁场力如果总是小于它的重力,则它在a、b、c、d四个位置(在b、d位置时线圈恰好有一半在磁场中)时,加速度的关系为( )A.aaabacad B.aa=acab=ad C.aa=acadab D.aa=acabad
11.矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度B随时间变化的规律如图所示若规定顺时针方向为感应电流I的正方向,下列各图中正确的是( )
12.如图所示,用同样的导线制成的两闭合线圈A、B,匝数均为20匝,半径rA=2rB,在线圈B所围区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场,则线圈A、B中产生感应电动势之比EA∶EB和两线圈中感应电流之比IA∶IB分别为 A.1∶11∶2 B.1∶21∶1C.1∶21∶2D.1∶21∶113.在如图所示的电路中,a、b为两个完全相同的灯泡,L为电阻可忽略不计的自感线圈,E为电源,S为开关关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序,下列说法正确的是 A.合上开关,a先亮,b后亮;断开开关,a、b同时熄灭B.合上开关,b先亮,a后亮;断开开关,a先熄灭,b后熄灭C.合上开关,b先亮,a后亮;断开开关,a、b同时缓慢熄灭D.合上开关,a、b同时亮;断开开关,b先熄灭,a后熄灭
14.一矩形线圈绕垂直于匀强磁场方向、并位于线圈平面内的固定轴转动,线圈中的感应电动势e随时间t的变化情况如图所示,则下列说法中不正确的是( )A.每当感应电动势e变换方向时,穿过线圈的磁通量的绝对值都为最大B.t1和t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为零C.该图是从线圈平面与磁场方向平行时刻开始计时的D.t2和t4时刻穿过线圈的磁通量最大
15.如图是一交变电流随时间变化的图象,则此交变电流电流的有效值为( )A.1AB.5AC.AD.A二.多项选择(本大题共4小题,每小题4分,共16分每小题给出的四个选项中,至少有两个选项正确,全部选对得满分,少选2分,多选、错选得0分)16.一正方形金属线框位于有界匀强磁场区域内,线框平面与磁场垂直,线框的右边紧贴着磁场边界,如图甲所示t=0时刻对线框施加一水平向右的外力F,让线框从静止开始做匀加速直线运动穿过磁场,外力F随时间t变化的图象如图乙所示已知线框质量m=1kg、电阻R=1Ω,摩擦阻力不计以下说法正确的是 A.线框做匀加速直线运动的加速度为2m/s2B.匀强磁场的磁感应强度为2TC.线框穿过磁场的过程中,通过线框的电荷量为CD.线框边长为1m
17.如图所示,空间有一个方向水平的有界匀强磁场区域,一矩形导线框自磁场上方某一高度处自由下落.进入磁场的过程中,导线框平面与磁场方向垂直.则在导线框进入磁场的过程中可能 A.匀速下落B.变加速下落C.变减速下落D.匀加速下落
18.如图是回旋加速器示意图,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.现分别加速氘核和氦核.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C.仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能D.它们在D形盒中运动的周期相同
19.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正确的是A.时穿过线框的磁通量最小B.该交变电动势的有效值为C.该交变电动势的瞬时值表达式为D.电动势瞬时值为22时,线圈平面与中性面的夹角为
三、实验填空题(12分)
20.在“研究电磁感应现象”的实验中,如下图所示,首先要按图(甲)接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向的关系;然后再按图(乙)将电流表与B连成一个闭合回路,将A与电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路在图(甲)中,当闭合S时,观察到电流表指针向左偏(不通电时指针停在正中央)在图(乙)中
(1)将S闭合后,将螺线管A插入螺线管B的过程中,电流表的指针将 (选填“向左”、“向右”或“不发生”,下同)偏转;
(2)螺线管A放在B中不动,将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时,电流表的指针将_____偏转;
(3)螺线管A放在B中不动,突然切断开关S时,电流表的指针将______偏转.
21.如图所示,正弦交变电源与电阻R、交流电压表、交流电流表按照图1所示的方式连接,R=200Ω.图2是交变电源输出电压u随时间t变化的图象.则此交流电的频率为Hz,交流电流表的读数A,R两端电压随时间的变化规律的表达式
四、计算题本题共4小题,共42分22题6分,23题11分,23题11分24题14分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位22.如图所示,相互垂直的匀强电场和匀强磁场,其电场强度和磁感应强度分别为E和B,一个质量为m,带正电荷量为q的油滴,以水平速度v0从a点射入,经一段时间后运动到b.试计算1油滴刚进入叠加场a点时的加速度.2若到达b点时,偏离入射方向的距离为d,此时速度大小为多大?
23.如图所示,直线MN上方有垂直纸面向外的足够大的有界匀强磁场区域,磁感应强度为B,正、负电子同时从O点以与MN成300角的相同速度v射入该磁场区域电子质量为m,电量为e,经一段时间后从边界MN射出求1它们从磁场中射出时,出射点间的距离;2它们从磁场中射出的时间差
24.质量为m=
0.02kg的通电细杆ab置于倾角为θ=37°的平行放置的导轨上,导轨的宽度d=
0.2m,杆ab与导轨间的动摩擦因数μ=
0.4,磁感应强度B=2T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下,如图所示现调节滑动变阻器的触头,求为使杆ab静止不动,通过ab杆的电流范围为多少?杆ab中电流方向为a到b,g取10m/s
225.如图所示,宽度为L的足够长的平行金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的两端连接阻值R的电阻.导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B,一根质量m的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好,导体棒的有效电阻也为R,导体棒与导轨间的动摩擦因数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.导体棒MN的初始位置与导轨最左端距离为L,导轨的电阻可忽略不计.
(1)若用一平行于导轨的恒定拉力F拉动导体棒沿导轨向右运动,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直,求导体棒最终的速度;
(2)若导体棒的初速度为,导体棒向右运动L停止,求此过程导体棒中产生的焦耳热;
(3)若磁场随时间均匀变化,磁感应强度(k0),开始导体棒静止,从t=0时刻起,求导体棒经过多长时间开始运动以及运动的方向.2015-2016第一学期期末高二物理参考答案
一、单项选择题(每题2分,共30分,每题所给出的四个选项中只有一个是正确的)题号123456789101112131415答案CACDCDCACDBACDD
二、多项选择题(每题4分,共16分,每题所给出的四个选项中至少有两个答案是正确的,全选对得2分,选对但选不全得1分,选错或不选得0分)题号16171819答案BCABCADCD201)向右
(2)向右;
(3)向左;2150Hz
1.1AuR=311cos100πtV221对a点的油滴进行受力分析,油滴受到竖直向下的重力和电场力,竖直向上的洛伦兹力作用.由牛顿第二定律qv0B-mg-Eq=ma (2分)得a= (1分)2由动能定理-mg+Eqd=mv2-mv (2分)得v= (1分)23.解析1正、负电子在匀强磁场中圆周运动半径相同但绕行方向不同,分别作出正、负电子在磁场中运动的轨迹如图所示由 (2分)得R= (1分)射出点距离 (1分)所以 (1分)2由 (2分)得 (1分)负电子在磁场中运动时间 (1分)正电子在磁场中运动时间 (1分)所以两个电子射出的时间差 (1分)24 如图甲、乙所示是电流最大和最小两种情况下杆ab的受力分析图,根据甲图列式如下 F1-mgsinθ-Ff1=0, (1分)FN-mgcosθ=0, (1分)Ff1=μFN (1分),F1=BImaxd, (1分)解上述方程得Imax=
0.46A (1分)根据乙图列式如下F2+Ff2-mgsinθ=0, (1分)FN-mgcosθ=0, (1分)Ff2=μFN (1分),F2=BImind (1分)解上述方程得Imin=
0.14A (1分)因此电流范围是
0.14~
0.46A (1分)25
(1)导体棒最终匀速运动,设最终速度为 (1分) (1分) (1分) (1分)
(2)由能量守恒定律得 (2分)回路中产生的总焦耳热 (2分)
(3) (1分) (1分)导体棒恰好运动时 (2分)解得 (1分)由楞次定律得导体棒将向左运动 (1分)adcbMN左右。