江苏省南通市海安县立发中学2017-2018学年高二上学期期中测试物理(选修)试题
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2017-2018学年海安县立发中学第一学期期中测试高二物理试卷(选修)2017.11.14(总分:120分总时间:100分钟)一、单项选择题(共6题,每题3分,合计18分,每题只有一个选项符合题意)1.关于磁场,下列说法正确的是()A.最早发现通电导线周围存在磁场的科学家是安培B.磁感线与电场线一样都是客观存在的C.磁场中某点磁感应强度的方向,与小磁针N极静止时在该点的受力方向相同D.磁感应强度越大,线圈的面积越大,则穿过线圈的磁通量一定越大2.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.若规定逆时针方向为感应电流i的正方向,下列i-t图中正确的是()A B C D3.如图所示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(21H)和氦核(42He)。
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.两次所接高频电源的频率不相同D.仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能4.如图甲所示,绝缘的水平桌面上放置一金属圆环,在圆环的正上方放置一个螺线管,在螺线管中通入如图乙所示的电流,电流从螺线管a端流入为正,以下说法正确的是()A.从上往下看,0~1 s内圆环中的感应电流沿顺时针方向B.0~1 s内圆环面积有扩张的趋势C.3 s末圆环对桌面的压力小于圆环的重力D.1~2 s内和2~3 s内圆环中的感应电流方向相反5.图甲所示有界匀强磁场Ⅰ的宽度与图乙所示圆形匀强磁场Ⅱ的半径相等,一不计重力的粒子从左边界的M点以一定初速度水平向右垂直射入磁场Ⅰ,从右边界射出时速度方向偏转了θ角,该粒子以同样的初速度沿半径方向垂直射入磁场Ⅱ,射出磁场时速度方向偏转了2θ角。
已知磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度大小分别为B1、B2,则B1与B2的比值为()A.2cos θB.sin θC.tan θD.cos θ6.一通电直导体棒用两根绝缘轻质细线悬挂在天花板上,静止在水平位置(如正面图).现在通电导体棒所处位置加上匀强磁场,使导体棒能够静止在偏离竖直方向 角(如侧面图)的位置.如果所加磁场的强弱不同,则磁场方向的范围是(以下选项中各图,均是在侧面图的平面内画出的)()二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分,每小题有多个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全得2分,错选或不选得0分)7.在图中,EF、GH为平行的金属导轨,其电阻可不计,R为电阻器,C为电容器,AB为可在EF 和GH上滑动的导体横杆.有均匀磁场垂直于导轨平面.若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流,则当横杆AB()A.匀速滑动时,I1≠0,I2=0B.匀速滑动时,I1=0,I2=0C.加速滑动时,I1≠0,I2=0D.加速滑动时,I1≠0,I2≠08.正方形区域ABCD中有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带正电的粒子(不计重力)以一定速度沿AB边中点M垂直于AB边射入磁场,恰从A点射出.则()A.仅把该粒子改为带负电,粒子将从B点射出B.仅增大磁感应强度,粒子在磁场中运动时间将增大C.仅将磁场方向改为垂直向外,粒子在磁场中运动时间不变D.仅增大带正电粒子速度,粒子一定从AD之间的某点射出9.如图所示,空间的某个复合场区域内存在着竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。
质子由静止开始经一加速电场加速后,垂直于复合场的边界进入并沿直线穿过场区,质子(不计重力)穿过复合场区所用时间为t ,从复合场区穿出时的动能为E k ,则 ( )A .若撤去磁场B ,质子穿过场区时间等于t B .若撒去电场E ,质子穿过场区时间大于tC .若撒去磁场B ,质子穿出场区时动能大于E kD .若撤去电场E ,质子穿出场区时动能大于E k10.固定在水平面上的光滑平行金属导轨,间距为L ,右端接有阻值R 的电阻,空间存在方向竖直向上、磁感应强度为B 的匀强磁场.质量为m 、电阻为r 的导体棒ab 与固定弹簧相连,放在导轨上.初始时刻,弹簧恰处于自然长度.给导体棒水平向右的初速度v 0,导体棒开始沿导轨往复运动,在此过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触.已知r =R ,不计导轨电阻,则下列说法中正确的是()A .导体棒开始运动的初始时刻受到的安培力向左B .导体棒开始运动后速度第一次为零时,弹簧弹性势能E p =21m v 20 C .导体棒开始运动的初始时刻导体棒两端的电压为U =BL v 0 D .若导体棒最终停在初始位置,在导体棒整个运动过程中,电阻R 上产生的焦耳热Q =41m v 02三、实验题:(本题共3小题,共32分.把答案填在答题卷相应的横线上或按题目要求作答.) 11.(4分)下图螺旋测微器的读数为________ mm ,游标卡尺的读数为________mm.12.(12分)在如图甲所示的电路中,四节干电池串联,小灯泡A 、B 的规格为“3.8 V ,0.3 A ”.合上开关S 后,无论怎样移动滑动片,A 、B灯都不亮.(1)用多用电表的直流电压挡检查故障①量程应该选;A.2.5 V B.10 V C.50 V D.250 V②测得c、d间电压约为5.8 V,e、f间电压为0,则故障是;A.B灯丝断开B.A灯丝断开C.d、e间连线断开D.B灯被短路(2)接着用多用表测小灯泡电阻①测量前,一定要将电路中的开关S(选填“闭合”或“断开”);②如图乙所示,多用表的选择开关应置于测电阻档的;A.“×1”挡B.“×10”挡C.“×100”挡D.“×1k”挡③将选择开关置于选择好档位上,应该进行最重要的一步是:将两表笔,调节,使指针指在0刻度线上;④某次测试结果如图乙所示,灯泡电阻读数为Ω;13.(16分)某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势(电动势E大约在9V左右,内阻r约为50Ω),已知该电池允许输出的最大电流为l50mA.该同学利用如图甲所示的电路进行实验,图中电压表的内阻约为2kΩ,R为电阻箱.阻值范围0~9999Ω,R0是定值电阻.(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格:A.2Ω B.20Ω C.200Ω D.2000Ω本实验应选______ (填入相应的字母),其作用是.(2)在图已的实物图中,已正确地连接了部分电路,请完成余下电路的连接.(3)该同学完成电路的连接后,闭合开关S,调节电阻箱的阻值;读取电压表的示数,其中电压表的某一次偏转如图丙所示,其读数为_______ .(4)该实验的原理表达式是(用E、r、U、R、R0表示)(5)改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图丁所示的图线,则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为_______V,内阻r为_____Ω.(结果保留两位有效数字)(6)用该电路测电动势与内阻,测量和真实值的关系E测______E真,r测______r真(选填“>”、“<”或“=”)四、计算:(本题共4小题,合计54分)14.(12分)随着科技进步,无线充电已悄然走入人们的生活.图甲为兴趣小组制作的无线充电装置中的受电线圈示意图,已知线圈匝数n=100,电阻r=1Ω,面积S=1.5×10-3m2,外接电阻R=3Ω.线圈处在平行于线圈轴线的匀强磁场中,磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示.求:(1)t=0.01s时线圈中的感应电动势E;(2)0~0.02s内通过电阻R的电荷量q;(3)0~0.03s内电阻R上产生的热量Q.15.(12分)如图所示,一根足够长的光滑绝缘杆MN,与水平面夹角为37°,固定在竖直平面内,垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场充满杆所在的空间,杆与磁场垂直,质量为m的带电小环沿杆下滑到图中的P处时,对杆有垂直杆向下的压力作用,压力大小为0.4mg,已知小环的带电荷量为q,问:(1)小环带什么电?(2)小环滑到P处时的速度多大?(3)小环滑到离P多远处,环与杆之间没有正压力?16.(15分)如图,POQ是折成60°角的固定于竖直平面内的光滑金属导轨,导轨关于竖直轴线对称,OP=OQ=L=m,整个装置处在垂直导轨平面向里的足够大的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律为B=1-8t(T).一质量为1kg、长为L、电阻为1Ω、粗细均匀的导体棒锁定于OP、OQ的中点a、b位置.当磁感应强度变为B1=0.5T 后保持不变,同时将导体棒解除锁定,导体棒向下运动,离开导轨时的速度为v=3.6m/s.导体棒与导轨始终保持良好接触,导轨电阻不计,重力加速度为g=10m/s2.求导体棒:(1)解除锁定前回路中电流的大小及方向;(2)滑到导轨末端时的加速度大小;(3)运动过程中产生的焦耳热.17.(15分)如图所示的平行板之间,存在着相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度B1=0.20 T,方向垂直纸面向里,电场强度E1=1.0×105 V/m,PQ为板间中线.紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内,有一边界线AO,与y轴的夹角∠AOy=45°,边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B2=0.25 T,边界线的下方有水平向右的匀强电场,电场强度E2=5.0×105 V/m,在x轴上固定一水平的荧光屏.一束带电荷量q=8.0×10-19C、质量m=8.0×10-26 kg的正离子从P点射入平行板间,沿中线PQ做直线运动,穿出平行板后从y轴上坐标为(0,0.4 m)的Q点垂直y轴射入磁场区,最后打到水平的荧光屏上的位置C.求:(1)离子在平行板间运动的速度大小.(2)离子打到荧光屏上的位置C的坐标.(3)现只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小,使离子都不能打到x轴上,磁感应强度大小B2′应满足什么条件?O高二物理(选修)期中考试答案一、单项选择:1.C2.B3.A4.A5.D6.C二、多项选择:7.AD 8.AC 9.ABC 10.AD三、实验题:11. 6.578 13.4012.(1)①A ②B(2)①断开②A ③短接,欧姆调零旋钮,电阻(右侧)④713.(1)B 作为保护电阻(2)如图(3)6.5V (4)(5)10 50 (6)< <四、计算题14.(1)E=0.6V (2)q=3×10-3C (3)Q=4.05×10-3J15.(1)负电荷(2)2mg/5qB(3)2m2g/5q2B216.(1)I=3A,顺时针(2)a=7.3m/s2(3)Q=1.02J17. (1) v=5.0×105 m/s,(2)进入磁场后r=0.2 m,作出离子的运动轨迹,交OA边界于N,如图甲所示,轨迹圆弧的圆心角为θ=90°,过N点方向竖直向下,离子垂直电场线进入电场,做类平抛运动,x C=0.6 m.(3)只要粒子能跨过AO边界进入水平电场中,粒子就具有竖直向下的速度而一定打在x轴上.如图乙所示,由几何关系可知使离子不能打到x轴上的最大半径r′= m,设使离子都不能打到x轴上,最小的磁感应强度大小为B0,则qvB0=m,代入数据解得B0= T,B2′≥T.。