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如皋2015-2016学年高二上学期教学质量调研(二)(期中考试)物理试题(选修)


2015~2016学年度高二年级第一学期教学质量调研(二)

物理试题(选修)
满分 :120分 考试时间:100分钟
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分,每小题只有一个选项符合题意。 1. 下列说法中正确的是 A.一切运动电荷在磁场中都要受到磁场力的作用 B.一小段通电导线在某处不受磁场力作用,该处的磁感应强度一定为零 C

.磁场中某处磁感应强度的方向,与通电导线在该处所受磁场力的方向相同 D.磁感应强度的单位可以用 Wb/m2 来表示 2. 长直螺线管中通有电流,沿螺线管中心轴线射入一电子,若螺线管中电流增大,方向不 变,电子在螺线管中心轴线上运动情况是 A.做匀速直线运动 B.做变加速直线运动 C.做变减速直线运动 D.做间距变大的螺旋运动 3. 如图所示,a、b 都是较轻的铝环,a 环闭合,b 环断开,横梁可以绕中间支点自由转动, 开始时整个装置静止.下列说法中正确的是 A.条形磁铁插入 a 环时,横梁不会发生转动 B.只有当条形磁铁 N 极拔出铝环时,横梁才会转动 C.条形磁铁用相同方式分别插入 a、b 环时,两环转动情况相同 D.铝环 a 产生的感应电流总是阻碍铝环与磁铁间的相对运动 4. 如图所示,有界磁场的方向竖直向下,通电直导线 ab 的两端都在磁场的边界之外,当 直导线由水平位置 1 绕端点 a 在竖直平面内转到位置 2,且 b 端仍在磁场右边界之外, 则通电导线所受安培力是 A.数值,方向均保持不变 B.数值不变,方向改变 C.数值变小,方向不变 D.数值变大,方向不变 5. 两个相同的定值电阻 1、2 分别接在正弦交流电和直流电两端,直流电压恒为 U0.当电 阻 1、2 的通电时间分别为 t 和 2t 时,两个电阻上产生的热量均为 Q.则该正弦交流电压 的最大值是 A. 2 U 2 0 B. 2U0

C.U0 D.2U0 6. 如图所示为洛伦兹力演示仪的结构图.励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外,电 子束由电子枪产生, 其速度方向与磁场方向垂直. 电子速度的大小和磁场强弱可分别由 通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节.下列说法正确的是 A. 仅增大励磁线圈中电流,电子束径迹的半径变大 B. 仅提高电子枪加速电压,电子束径迹的半径变大 C. 仅增大励磁线圈中电流,电子做圆周运动的周期将变 大 D. 仅提高电子枪加速电压,电子做圆周运动的周期将变 大
1

7. 小型手摇发电机线圈共 N 匝,每匝可简化为矩形线圈 abcd,磁极间的磁场视为匀强磁 场,方向垂直于线圈中心轴 OO′,线圈绕 OO′匀速转动,如图所示。矩形线圈 ab 边和 cd 边产生的感应电动势的最大值都为 e0,不计线圈电阻,则发电机输出电压 A.峰值是 e0 B.峰值是 2e0 C.有效值是
2 Ne 0 2

D.有效值是 2 Ne0 8. 如图,直角三角形金属框 abc 放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为 B,方向平行于 ab 边向上。当金属框绕 ab 边以角速度 ω 逆时针转动时,a、b、c 三点的电势分别为 Ua、 Ub、Uc.已知 bc 边的长度为 l。下列判断正确的是 A.Ua> Uc,金属框中无电流 B.Ub >Uc,金属框中电流方向沿 a-b-c-a C.Ubc=-1/2Bl? ω,金属框中无电流 D.Ubc=1/2Bl? ω,金属框中电流方向沿 a-c-b-a 二、多项选择题:本题共6小题,每小题5分,共30分。在每小题给出的四个选项中,有多 个正确选项。全部选对的得5分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分。 9. 在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直 的转轴匀速转动,如图 1 所示,产生的交变电动 势的图象如图 2 所示,则 A.t =0.005s 时线框的磁通量变化率为零 B.t =0.01s 时线框平面与中性面重合 C.线框产生的交变电动势有效值为 311V D.线框产生的交变电动势的频率为 50Hz 10.1930 年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示,这台加速器由两个 铜质 D 形盒 D1、D2 构成,其间留有空隙,下列说法正确的是 A.带电粒子由加速器的中心附近进入加速器 N B B.带电粒子由加速器的边缘进入加速器 D1 D C.电场使带电粒子加速,磁场使带电粒子旋转 D.离子从 D 形盒射出时的最大动能与加速电场的电压无关
2



S

11.在一水平通电直导线的正下方,有一半圆形光滑圆弧轨道,一导体圆环自轨道左侧的 A 点无初速度释放,则下列说法中正确的是 I A.圆环中有感应电流产生 A C B.圆环能滑到轨道右侧与 A 点等高处 C C.圆环最终停在轨道的最低点 B D.圆环运动过程中机械能守恒 B

12.我国未来航母上飞机弹射起飞可以利用电磁驱动来实现。电磁驱动原理如图所示,当固
2

定线圈上突然通过直流电流时, 线圈端点的金属环被弹射出去。 现在固定线圈左侧同一 位置,先后放有分别用横截面积相等的铜和铝导线制成形状、大小相同的两个闭合环, 且电阻率 ρ 铜<ρ 铝.合上开关 S 的瞬间 A. 从左侧看环中感应电流沿顺时针方向 B. 铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力 C. 若将铜环放置在线圈右方,环将向左运动 D. 电池正负极调换后,金属环仍能向左弹射 13.如图所示,一个质量为 m、电荷量为+q 的圆环,可在水平放置的足够长的粗糙细杆上 滑动,细杆处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中,不计空气阻力,现给圆环向右的初速 度 v0,在以后的运动过程中,圆环运动的速度图象可能是下图中的

14.如图,由某种粗细均匀的总电阻为 3R 的金属条制成的矩形线框 abcd,固定在水平面内 且处于方向竖直向下的匀强磁场 B 中。一接入电路电阻为 R 的导体棒 PQ,在水平拉力 作用下沿 ab、dc 以速度 v 匀速滑动,滑动过程中 PQ 始终与 ab 垂直,且与线框接触良 好,不计摩擦。在 PQ 从靠近 ad 处向 bc 滑动的过程中 A.PQ 中电流先增大后减小 B.PQ 两端电压先减小后增大 C.PQ 上拉力的功率先减小后增大 D.线框消耗的电功率先增大后减小 三、填空与实验题:本题共 2 小题,共 20 分。将答案填在答题纸相应的位置上。 15. (12分)在研究电磁感应现象的实验中 (1)为了能明显地观察到实验现象,请在如图所示的实 验器材中,选择必要的器材,在图中已连三根线基 础上用实线连接成相应的实物电路图; (2)闭合开关,将原线圈插入副线圈过程中,副线圈中 感应电流与原线圈中电流的绕行方向 (填“相同”或“相反”) ; (3)闭合开关,将原线圈拔出时,副线圈中感应电流与 原线圈中电流的绕行方向 “相反”) 。 16(8分)某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规 律,实验装置如图所示,打点计时器的电源为 50Hz 的交流电 (1)下列实验操作中,不正确的有________
3

(填“相同”或

A.将铜管竖直地固定在限位孔的正下方 B.纸带穿过限位孔,压在复写纸下面 C.用手捏紧磁铁保持静止,然后轻轻地松开让磁铁下落 D.在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源 (2)该同学按照正确的步骤进行试验,将磁铁从管口处释放,打出一条纸带,并对纸带的 数据进行处理,由测量数据可知,磁铁运动速度逐渐增大,最后匀速下落,说明磁铁 受到阻尼作 用的变化情况是____ __. (3)该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管,重复上述实验操作,结果表明磁铁 下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同,对比两次实验结果得出的结论是

四、 计算题: 本题共3小题, 共46分, 解答应写出必要的文字说明、 方程式和重要演算步骤. 只 写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位. 17(15 分)如图所示,在倾角为 α 的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为 L、质量为 m 的 直导体棒,导体棒中通有大小为 I、方向垂直纸面向里的电流,欲使导体棒静止在斜面 上,可以施加方向垂直于导体棒的匀强磁场。求: (1)若匀强磁场的方向在竖直方向,则磁场方向向上还是向下?磁感应强度为多大? (2)若导体棒与斜面间无挤压,则施加的磁场方向如何?磁感应强度为多大? (3)沿什么方向施加匀强磁场可使磁感应强度最小?最小为多少?

× α

18(15 分)质谱仪是用来测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,如图所示,电容器 两极板相距为 d,两板间电压为 U,极板间匀强磁场的磁感应强度为 B1,方向垂直纸面 向外。一束电荷电量相同、质量不同的带正电的粒子,沿电容器的中线平行于极板射入 电容器,沿直线匀速穿过电容器后进入另一磁感应强度为 B2 的匀强磁场,磁场方向垂

4

直纸面向外。结果分别打在感光片上的 a、b 两点,设 a、b 两点之间距离为 ?x ,粒子 所带电荷量为 q,且不计重力,求: (1)粒子进入磁场 B2 时的速度 v 的大小? (2)打在 a、b 两点的粒子的质量之差 ? m ? (3)试比较这两种带电粒子在磁场 B2 中运动时间的大小关系,并说明理由?

19(16 分)如图所示,足够长的光滑平行金属导轨 MN、PQ 与水平面成 θ=30° 角放置,磁 感应强度 B=1.00T 的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨上端 M 与 P 间连接 R=0.30 Ω 的电阻,长 L=0.40 m、电阻 r=0.10 Ω 的金属棒 ab 与 MP 等宽紧贴在导轨上,现使金 属棒 ab 由静止开始下滑,其下滑距离 x 与时间 t 的关系如下表所示,导轨电阻不计,g 取 10 m/s2.求: 时间 t/s 下滑距离 x/m 0 0 0.10 0.02 0.20 0.08 0.30 0.15 0.40 0.25 0.5 0.35 0.60 0.45 0.70 0.55

(1) 在 0~0.4 s 时间内,通过金属棒 ab 截面的电荷量; (2) 金属棒的质量; (3) 在 0~0.7 s 时间内,金属棒 ab 上产生的焦耳热。

高二物理(选修)答案
一、单选题: 1. D 2. A 3. D 4.A 5. D 6 .B 7.D 8 .C 二、多选题:
5

9.BD

10.ACD

11.AC

12.ABD

13.AD

14.CD

三、填空与实验: 15.(12 分)(1)如图所示(每图 3 分) (2)相反(3 分) (3)相同(3 分) 16.(8分)(1)CD (对4分、不全2分、错0分) (2)逐渐增大到等于重力 2分 (3)磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用, 磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用. 2分

四、计算题: 17、 (本题满分 15 分) 解: (1)方向竖直向上 由 BIL = mg tanα ,得 B ? (2)方向水平向左 由 BIL = mg 得 B ? (3)方向垂直斜面向上 由 BIL = mg sinα ,得 B ? 18(本题满分 15 分) 解: (1)两极板间电场强度 E ?

…………(3 分)

mg tan ? IL

…………(2 分) …………(2 分)

mg IL mg sin ? IL

…………(3 分) …………(2 分) …………(3 分)

U d

…………(2 分) …………(2 分) …………(1 分)

粒子在电容器中做直线运动,故 qE ? qvB1 解得 v ?

U dB1
v2 R

(2)带电粒子在匀强磁场 B2 中做匀速圆周运动, 则

Bqv ?m

…………(2 分)

qB2 R1 v qB2 R2 打在 b 处的粒子的质量 m 2 ? v
打在 a 处的粒子的质量 m1 ? 又

…………(2 分)

qB2 ?x qB1 B2 d?x ? …………(1 分) 2v 2U (3)打在 a 处的粒子的运动时间 t1 大于打在 b 处的粒子的运动时间 t 2 …………(1 分) T 2?m 因为 T ? ,t ? …………(1 分) 2 qB qB R qB R m2 ? 2 2 m1 ? 2 1 由 …………(1 分) v v
联立得 △ m=m1-m2=
6

△ x=2R1-2R2

得 m1>m2 故 …………(1 分) …………(1 分)

t1 ? t 2
19、(本题满分 16 分) Δ Φ BL· x 解:(1) 由电磁感应定律可知 E= = Δt Δt I= E BL· x = r+R Δt(r+R) BL· x BL· x ·Δ t= Δt(r+R) r+R

(2 分) (1 分) (1 分) (2 分)

q=I· Δ t=

由表中数据可知 x=0.25 m 解得 q=0.25 C (2) 由表中数据可知:0.3 s 时棒做匀速直线运动 v= Δx =1 m/s Δt E I= E=Blv R+r m=0.08 kg 1 mgx· sin30°=Q+ mv2 2

(1 分) (2 分) (1 分) (1 分) (2 分) (2 分) (1 分)

由平衡条件可知 mgsin30°=BIL 其中 解得

(3) 由能量守恒可知

解得 Q=0.18 J 金属棒 ab 上产生的焦耳热为 Qr=Q/4=0.045 J

7


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