2017-2018学年福建省莆田市第六中学高二上学期期中考试物理(A)试题 解析版
- 格式：doc
- 大小：389.50 KB
- 文档页数：17
- 1 -
莆田第六中学2017-2018学年上学期期中测试（A卷）高二物理
一、选择题（本小题有12小题，共48分，其中1-8小题每小题中只有一个选项是正确的，选对得4分，多选或选错得0分；9-12小题每个小题有多个选项是正确的，选对得4分，少选得2分，有一个选项选错得0分）
1. 现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接．下列说法中正确的是( )
A. 开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度
B. 线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转
C. 开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转
D. 开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才会偏转
【答案】C
【解析】电键闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，线圈A中的电流发生变化，穿过B的磁通量发生变化，B中会产生感应电流，电流计指针发生偏转，故A错误；线圈A插入线圈B中后，电键闭合和断开的瞬间穿过B的磁通量都会发生变化，线圈B中会产生感应电流，电流计指针都会偏转，故B错误；开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起穿过B的磁通量都会发生变化，线圈B中会产生感应电流，电流计指针都会偏转，故C正确；电键闭合后，只要滑动变阻器的滑片P移动，不论是加速还是匀速，穿过B的磁通量都会变化，都会有感应电流产生，电流计指针都会偏转，故D错误。所以C正确，ABD错误。
2. 如图所示，一束质量、速度和电荷不全相等的离子，经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后，进入另一个匀强磁场中并分裂为A、B两束，下列说法中正确的是( )
- 2 -
A. 组成A束和B束的离子都带负电
B. 组成A束和B束的离子质量一定不同
C. A束离子的比荷大于B束离子的比荷
D. 速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外
【答案】C
【解析】A、B粒子进入磁场后都向左偏，根据左手定则可以判断A、B束离子都带正电，故A错误；经过速度选择器后的粒子速度相同，粒子所受电场力和洛伦兹力平衡，即qvB=qE，即不发生偏转的粒子具有共同的速度大小，由图可知，进入磁场区分开，轨道半径不等，根据半径公式：可知，半径大的比荷小，所以A束离子的比荷大于B束离子的比荷，但不能说明质量一定不同，故B错误，C正确；在速度选择器中，电场方向水平向右，A、B粒子所受电场力方向向右，所以洛伦兹力方向向左，根据左手定则可知，速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内，故D错误。所以C正确，ABD错误。
3. 在水平面内有一固定的U型裸金属框架，框架上静止放置一根粗糙的金属杆ab，整个装置放在竖直方向的匀强磁场中，如图所示．下列说法中正确的是( )
A. 只有当磁场方向向上且增强，ab杆才可能向左移动
B. 只有当磁场方向向下且减弱，ab杆才可能向右移动
C. 无论磁场方向如何，只要磁场减弱，ab杆就可能向右移动
D. 当磁场变化时，ab杆中一定有电流产生，且一定会移动
【答案】C
- 3 -
4. 质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是( )
A. 洛伦兹力对M、N做正功
B. M的速率小于N的速率
C. M带负电，N带正电
D. M的运行时间大于N的运行时间
【答案】C
【解析】洛伦兹力始终与速度的方向垂直，不做功，故A错误；由左手定则判断出N带正电荷，M带负电荷，故C正确；粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力：，解得：，在质量与电量相同的情况下，半径大说明速率大，即M的速度率大于N的速率，故B错误；粒子的运动周期均为：，可知粒子在磁场中运动半周，即时间为周期的一半，所以M的运行时间等于N的运行时间，故D错误。所以C正确，ABD错误。
5. 如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示．在时间内，直导线中电流向上，则在时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是( )
- 4 -
A. 顺时针，向左 B. 逆时针，向右
C. 顺时针，向右 D. 逆时针，向左
【答案】B
【解析】在时间内，直导线中电流向上，则时间内，直线电流方向也向上，根据安培定则，可知导线右侧磁场的方向垂直纸面向里，电流逐渐增大，则磁场逐渐增强，根据楞次定律，金属线框中产生逆时针方向的感应电流；根据安培左手定则，可知金属框左边受到的安培力方向水平向右，右边受到的安培力水平向左，离导线越近，磁场越强，则左边受到的安培力大于右边受到的安培力，所以金属框所受安培力的合力水平向右．故B正确，ACD错误。
6. 如图所示，质量为m、长度为L的金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂在O、O′点，处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，棒中通以某一方向的电流，平衡时两细线与竖直方向夹角均为θ，重力加速度为g.则( )
A. 金属棒中的电流方向由N指向M
B. 金属棒MN所受安培力的方向垂直于OMNO′平面向上
C. 金属棒中的电流大小为
D. 每条细线所受拉力大小为
【答案】C
【解析】平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ，所以导线受到的安培力水平向右，根据左手定则，可知金属棒中的电流方向由M指向N，故A错误；对棒受力分析，做出沿MN的方向观察的受力图所示：
- 5 -
金属棒MN所受安培力的方向垂直于MN和磁场方向水平向右，与OMNO′平面不垂直，故B错误；根据平衡条件可得：mgtanθ=BIL，解得：，故C正确；根据平衡条件可得：2Tcosθ=mg，解得：，故D错误。所以C正确，ABD错误。
7. 为监测某化工厂的含有离子的污水排放情况，技术人员在排污管中安装了监测装置，该装置的核心部分是一个用绝缘材料制成的空腔，其宽和高分别为b和c，左、右两端开口与排污管相连，如图所示．在垂直于上、下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在空腔前、后两个侧面上各有长为a的相互平行且正对的电极M和N，M、N与内阻为R的电流表相连．污水从左向右流经该装置时，电流表将显示出污水排放情况．下列说法中错误的是( )
A. M板比N板电势低
B. 污水中离子浓度越高，则电流表的示数越小
C. 污水流量越大，则电流表的示数越大
D. 若只增大所加磁场的磁感应强度，则电流表的示数也增大
【答案】B
【解析】根据左手定则，正离子往N板偏，负离子往M板偏，最终M板带负电，N板带正电，M板电势比N板电势低，故A说法正确；最终正负离子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，可得：，污水的流量Q=vbc，所以MN两端间的电势差为：，污水流量越大，电势差越大，电流表示数越大．增加磁感应强度，电势差增大，电流表示数也增大．电势差与污水中的离子浓度无关，故B说法错误，CD说法正确。所以选B。
8. 如图所示，在边长为2a的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一个质量为m、电荷量为－q的带电粒子(重力不计)从AB边的中心O以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60°，若要使粒子能从AC边穿出磁场，则
- 6 - 匀强磁场的大小B需满足( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】粒子刚好达到C点时，其运动轨迹与AC相切，如图所示：
则粒子运动的半径为：r=acot30°=a，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得： ，粒子要能从AC边射出，粒子运行的半径：R＞r，
解得：，故选D．
点睛：本题是考查了粒子在有界磁场中的运动问题，解题的关键是画出粒子的运动轨迹，运用几何知识求解半径，然后应用牛顿第二定律即可正确解题．
9. 回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示．D1和D2是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上．位于D1的圆心处的质子源A能不断产生质子(初速度可以忽略)，它们在两盒之间被电场加速．当质子被加速到最大动能Ek后，再将它们引出．忽略质子在电场中的运动时间，则下列说法中正确的是( )
A. 若只增大交变电压U，则质子的最大动能Ek会变大
- 7 - B. 若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中运行的时间会变短
C. 若只将交变电压的周期变为2T，仍可用此装置加速质子
D. 质子第n次被加速前、后的轨道半径之比为
【答案】BD
【解析】A项，根据 ，可得。则最大动能为，与加速电压无关，故A项错误。
B项，若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中加速次数会减小，导致运行时间变短，故B项正确。
C项，若只将交变电压的周期变为2T，而质子在磁场中运动的周期不变，则两周期不同，所以不能始终处于加速状态，故C项错误。
D项，根据洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，则半径 ，且 ，所以质子第n次被加速前后的轨道半径之比为 ，故D项正确。
综上所述本题答案是：BD
10. 如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随时间变化．下列说法正确的是(
)
A. 当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小
B. 当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大
C. 当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大
D. 当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变
【答案】AD
【解析】试题分析：根据法拉第电磁感应定律，线圈中感应电动势，感应电流，即感应电流，即感应电流大小与磁感应强度变化的快慢有关，与增加减小无关，因此答案BC错AD对。
考点：电磁感应
11. 如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引( )
- 8 -
A. 向右做匀速运动
B. 向左做减速运动
C. 向右做减速运动
D. 向右做加速运动
【答案】BC
【解析】试题分析：导体棒ab向右或向左做匀速运动时，ab中产生的感应电流不变，螺线管产生的磁场是稳定的，穿过c的磁通量不变，c中没有感应电流，线圈c不受安培力作用，不会被螺线管吸引．故A错误．导体棒ab向左做减速运动时，根据右手定则判断得到，ab中产生的感应电流方向从b→a，感应电流减小，螺线管产生的磁场减弱，穿过c的磁通量减小，根据楞次定律得知，c中产生逆时针方向（从左向右看）的感应电流，左侧相当于N极，螺线管右侧是S极，则线圈c被螺线管吸引．故B正确．导体棒ab向右做减速运动时，根据右手定则判断得到，ab中产生的感应电流方向从a→b，感应电流减小，螺线管产生的磁场减弱，穿过c的磁通量减小，根据楞次定律得知，c中产生顺时针方向（从左向右看）的感应电流，左侧相当于S极，螺线管右侧是N极，则线圈c被螺线管吸引．故C正确．导体棒ab向右做加速运动时，根据右手定则判断得到，ab中产生的感应电流方向从a→b，感应电流增大，螺线管产生的磁场增强，穿过c的磁通量增大，根据楞次定律得知，c中产生逆时针方向（从左向右看）的感应电流，左侧相当于N极，螺线管右侧是S极，则线圈c被螺线管排斥．故D错误．故选BC。
