湖北省襄阳市枣阳二中高二物理上学期12月月考试卷（含解析）.doc

2015-2016学年湖北省襄阳市枣阳二中高二（上）月考物理试卷（12月份）一、选择题（每小题4分，共40分，1-6每小题只有一个选项正确，选对得4分，7-10每小题有多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分）1下列四个实验现象中，不能表明电流能产生磁场的是（）a甲图中，导线通电后磁针发生偏转b乙图中，通电导线在磁场中受到力的作用c丙图中，当电流方向相同时，导线相互靠近d丁图中，当电流方向相反时，导线相互远离2水平长直导线中有恒定电流i通过，导线正下方的电子初速度方向与电流方向相同，如图所示，则电子的运动情况是（）a沿路径oa运动b沿路径ob运动c沿路径oc运动d沿路径od运动3如图所示，带负电的金属环绕其轴oo匀速转动时，放在环顶部的小磁针最后将（）an极竖直向上bn极竖直向下cn极水平向左d小磁针在水平面内转动4如图所示，真空中狭长区域内的匀强磁场的磁感应强度为b，方向垂直纸面向里，区域宽度为d，边界为cd和ef，速度为v的电子从边界cd外侧沿垂直于磁场方向射入磁场，入射方向跟cd的夹角为，已知电子的质量为m、带电荷量为e，为使电子能从另一边界ef射出，电子的速率应满足的条件是（）avbvcvdv5关于感应电流的产生，下列说法中正确的是（）a导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流b导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流c穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流d闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流6在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图1所示，当磁场的磁感应强度b随时间t如图2变化时，图中正确表示线圈中感应电动势e变化的是（）abcd7如图是质谱仪的工作原理示意图，带点粒子被加速电场加速后，进入速度选择器，速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为b和e平板s上有可让粒子通过的狭缝p和记录粒子位置的胶片a1a2，平板s下方有强度为b0的匀强磁场，下列表述正确的是（）a质谱仪是分析同位素的重要工具b速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外c粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝p，粒子的比荷越小d能通过狭缝p的带电粒子的速率等于8如图所示，a、b是一对平行金属板，分别接到直流电源两极上，右边有一档板，正中间开有一小孔d，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感强度大小为b，方向垂直纸面向里，在a、b两板间还存在着匀强电场e从两板左侧中点c处射入一束正离子（不计重力），这些正离子都沿直线运动到右侧，从d孔射出后分成3束则下列判断正确的是（）a这三束正离子的速度一定不相同b这三束正离子的比荷一定不相同ca、b两板间的匀强电场方向一定由a指向bd若这三束粒子改为带负电而其它条件不变则仍能从d孔射出9竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为r磁感强度为b的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点a用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒ab，由水平位置紧贴环面摆下（如图）当摆到竖直位置时，b点的线速度为v，则这时ab两端的电压大小为（）a2bavbbavcd10如图所示，一金属方框abcd从离磁场区域上方高h处自由落下，然后进入与线框平面垂直的匀强磁场中，在进入磁场的过程中，可能发生的情况是（）a线框做加速运动，加速度agb线框做匀速运动c线框做减速运动d线框会跳回原处二、实验题（每空2分，共18分）11如图是做探究电磁感应的产生条件实验的器材及示意图（1）在图中用实线代替导线把它们连成实验电路（2）有哪些操作可以使电流表的指针发生偏转12某同学要测量一由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，部分步骤如下：（1）用游标为20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，由图知其长度l为cm；（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图知其直径d为mm；三、计算题（写出必要的文字说明10+10+10+12）13（10分）（2015秋枣阳市校级月考）如图所示，两平行光滑导轨相距为2m，金属棒mn的质量为1kg，电阻r=8，匀强磁场的感应强度b=5t，方向竖直向下，电源电动势e=9v，内阻r=1，当开关s闭合时，mn恰好平衡，求变阻器r1的取值为多少？设=37（取g=10m/s2）14（10分）（2015秋枣阳市校级月考）电子（e，m）以速度v0与x轴成30角垂直射入磁感强度为b的匀强磁场中，经一段时间后，打在x轴上的p点，如图所示，则p点到o点的距离为，电子由o点运动到p点所用的时间为15（10分）（2010秋清远期末）如图，一个质量为m，电荷量为+q的带电粒子从a孔以初速度v0垂直于ao进入磁感应强度为b的匀强磁场中，并恰好从c孔垂直于oc射入匀强电场中，电场方向跟oc平行（ocad），最后打在d点，且od=2 oc不计重力，求：（1）粒子自a运动到d点所需时间；（2）粒子抵达d点时的动能16（12分）（2015秋枣阳市校级月考）如图所示，匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架，框架宽为l，右端接有电阻r，磁感应强度为b，一根质量为m、电阻不计的金属棒以v0的初速度沿框架向左运动，棒与框架的动摩擦因数为，测得棒在整个运动过程中，通过任一截面的电量为q，求：（1）棒能运动的距离；（2）r上产生的热量2015-2016学年湖北省襄阳市枣阳二中高二（上）月考物理试卷（12月份）参考答案与试题解析一、选择题（每小题4分，共40分，1-6每小题只有一个选项正确，选对得4分，7-10每小题有多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分）1下列四个实验现象中，不能表明电流能产生磁场的是（）a甲图中，导线通电后磁针发生偏转b乙图中，通电导线在磁场中受到力的作用c丙图中，当电流方向相同时，导线相互靠近d丁图中，当电流方向相反时，导线相互远离【考点】通电直导线和通电线圈周围磁场的方向【分析】磁场对放入其中的磁极或电流有力的作用，根据此性质可判断电流是否产生了磁场【解答】解：a、甲图中小磁场发生了偏转，说明小磁场受到了磁场的作用，故说明电流产生了磁场，故a正确；b、乙图中由于导线中通以电流使导线受到了安培力的作用，不能说明电流产生了磁场，故b错误；c、两导线相互靠近，是因为彼此处在了对方的磁场中，故说明了电流产生了磁场，故c正确；d、两导线相互远离是因为彼此处在对方产生的磁场中，从而受到了安培力，故d正确；本题选错误的，故选b【点评】磁场与电场相似，我们无法直接感受，只能根据其性质进行分析判断2水平长直导线中有恒定电流i通过，导线正下方的电子初速度方向与电流方向相同，如图所示，则电子的运动情况是（）a沿路径oa运动b沿路径ob运动c沿路径oc运动d沿路径od运动【考点】通电直导线和通电线圈周围磁场的方向；安培定则；左手定则【分析】先用右手定则判断出导线下方的磁场方向及分布情况，再由左手定则判断电子运动时的受力方向，结合半径公式可知半径的变化情况，从而得出正确选项【解答】解：由安培定则可知，导线下方的磁场方向垂直纸面向外，且离导线越远，磁场越弱，如图所示，电子初速度方向与电流方向相同，由左手定则可知受到的洛伦兹力方向向下，由远离导线的方向磁场减弱，由可知电子的运动半径越大，符合条件的是od，所以选项d正确故选d【点评】该题考查的知识点较多，首先是右手定则，知道通电直导线周围的磁场的分布；其次是左手定则，会熟练的判断带电粒子受到的洛伦兹力的方向，尤其是电子的受力方向的判断；再者是当磁场变化后，会用来判断半径的变化3如图所示，带负电的金属环绕其轴oo匀速转动时，放在环顶部的小磁针最后将（）an极竖直向上bn极竖直向下cn极水平向左d小磁针在水平面内转动【考点】通电直导线和通电线圈周围磁场的方向【分析】带负电旋转，则可知电流方向，再由右手螺旋定则可知磁极的方向，再根据磁极间的相互作用可知小磁针的偏转方向【解答】解：带负电金属环，如图所示的旋转则金属环的电流方向与旋转方向相反再由右手螺旋定则可知电流产生的磁极的方向是：右端是n极，左端是s极；小磁针所在处的磁场的方向与oo轴的磁场的方向是相反的，所以小磁针处的磁极的方向：左端n极，右端s极因此小磁针n极水平向左故c正确，abd错误；故选：c【点评】本题考查右手螺旋定则及磁极间的相互作用，要求能熟练准确的应用右手螺旋定则注意电流的方向与负电荷的运动方向相反要注意小磁针所在处的磁场的方向与环形电流的磁场方向是相反的4如图所示，真空中狭长区域内的匀强磁场的磁感应强度为b，方向垂直纸面向里，区域宽度为d，边界为cd和ef，速度为v的电子从边界cd外侧沿垂直于磁场方向射入磁场，入射方向跟cd的夹角为，已知电子的质量为m、带电荷量为e，为使电子能从另一边界ef射出，电子的速率应满足的条件是（）avbvcvdv【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力【专题】带电粒子在磁场中的运动专题【分析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，当其轨迹恰好与ef边相切时，轨迹半径最小，对应的速度最小【解答】解：由题意可知电子从ef射出的临界条件为到达边界ef时，速度与ef平行，轨迹与ef相切，如右图由几何知识得r+rcos=d，r=，解得v0=，vv0，即能从ef射出故选：a【点评】本题考查圆周运动的边界问题的求解方法当入射速率v0很小时，电子会在磁场中转动一段圆弧后又从cd一侧射出，速率越大，轨道半径越大，当轨道与边界ef相切时，电子恰好不能从ef射出5关于感应电流的产生，下列说法中正确的是（）a导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流b导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流c穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流d闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流【考点】感应电流的产生条件【分析】产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，或闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动根据这个条件进行选择【解答】解：a、导体相对磁场运动，若没有切割磁感线，则导体内不会产生感应电流故a错误b、导体做切割磁感线运动时，能产生感应电动势，若导体所在电路不闭合，则导体中就没有感应电流故b错误c、穿过闭合电路的磁感线的条数发生变化，磁通量一定发生变化，则闭合电路中就有感应电流故c正确d、导体做切割磁感线运动，不一定有感应电流产生，只有当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时才有感应电流产生故d错误故选c【点评】感应电流产生的条件细分有两点：一是电路要闭合；二是穿过电路的磁通量发生变化，即穿过闭合电路的磁感线的条数发生变化6在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图1所示，当磁场的磁感应强度b随时间t如图2变化时，图中正确表示线圈中感应电动势e变化的是（）abcd【考点】感生电动势、动生电动势；楞次定律【专题】电磁感应与电路结合【分析】根据法拉第电磁感应定律求出各段时间内的感应电动势，根据楞次定律判断出各段时间内感应电动势的方向【解答】解：在01s内，根据法拉第电磁感应定律，根据楞次定律，感应电动势的方向与图示箭头方向相同，为正值；在13s内，磁感应强度不变，感应电动势为零；在35s内，根据法拉第电磁感应定律， =根据楞次定律，感应电动势的方向与图示方向相反，为负值故a正确，b、c、d错误故选：a【点评】解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律，会根据楞次定律判断感应电动势的方向7如图是质谱仪的工作原理示意图，带点粒子被加速电场加速后，进入速度选择器，速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为b和e平板s上有可让粒子通过的狭缝p和记录粒子位置的胶片a1a2，平板s下方有强度为b0的匀强磁场，下列表述正确的是（）a质谱仪是分析同位素的重要工具b速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外c粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝p，粒子的比荷越小d能通过狭缝p的带电粒子的速率等于【考点】质谱仪和回旋加速器的工作原理【分析】带电粒子经加速后进入速度选择器，速度为v=粒子可通过选择器，然后进入b0，打在s板的不同位置，【解答】解：a、进入b0的粒子满足，知道粒子电量后，便可求出m的质量，所以质谱仪可以用来分析同位素，故a正确；b、根据加速电场，可知粒子带正电，则受电场力向右，所以洛伦兹力向左，由左手定则可判断磁场方向垂直纸面向外，故b正确；c、由，知r越小，荷质比越大，故c错误；d、由qe=qvb，得v=，此时粒子受力平衡，可沿直线穿过选择器，与粒子的电性无关，故d正确；故选：abd【点评】质谱仪工作原理应采取分段分析的方法，即粒子加速阶段，速度选择阶段，在磁场中运动阶段8如图所示，a、b是一对平行金属板，分别接到直流电源两极上，右边有一档板，正中间开有一小孔d，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感强度大小为b，方向垂直纸面向里，在a、b两板间还存在着匀强电场e从两板左侧中点c处射入一束正离子（不计重力），这些正离子都沿直线运动到右侧，从d孔射出后分成3束则下列判断正确的是（）a这三束正离子的速度一定不相同b这三束正离子的比荷一定不相同ca、b两板间的匀强电场方向一定由a指向bd若这三束粒子改为带负电而其它条件不变则仍能从d孔射出【考点】质谱仪和回旋加速器的工作原理；带电粒子在匀强磁场中的运动【专题】带电粒子在复合场中的运动专题【分析】离子在复合场中沿水平方向直线通过故有qe=qvb，所以v=，电性改变后合力仍为0，仍沿直线运动到右侧；三束正离子的在磁场中圆周运动的轨道半径不同，根据r=可知比荷一定不相同根据洛伦兹力的方向可以判定电场力的方向从而判定电场的方向【解答】解：a、3束离子在复合场中运动情况相同，即沿水平方向直线通过故有qe=qvb，所以v=，故三束正离子的速度一定相同故a错误b、3束离子在磁场中有qvb=m，故r=，由于三束正离子的在磁场中圆周运动的轨道半径不同，故比荷一定不相同，故b正确c、由于在复合场中洛伦兹力竖直向上，则电场力一定竖直向下，故匀强电场方向一定竖直向下，即由a指向b，故c正确d、若这三束粒子改为带负电后电场力和洛伦兹力方向都发生改变，由于其它条件不变故合力仍为0，所以仍能从d孔射出，故d正确故选b、c、d【点评】速度选择器是利用电场力等于洛伦兹力的原理进行工作的，故速度选择器只能选择速度而不能选择电性9竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为r磁感强度为b的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点a用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒ab，由水平位置紧贴环面摆下（如图）当摆到竖直位置时，b点的线速度为v，则这时ab两端的电压大小为（）a2bavbbavcd【考点】法拉第电磁感应定律【专题】电磁感应与电路结合【分析】当摆到竖直位置时，先由感应电动势公式e=bl，求出导体棒产生的感应电动势，再根据欧姆定律求解ab两端的电压大小【解答】解：当摆到竖直位置时，导体棒产生的感应电动势为：e=bl=bav；ab两端的电压是路端电压，根据欧姆定律得：ab两端的电压大小为：故d正确故选：d【点评】本题是电磁感应与电路的结合问题，关键是弄清电源和外电路的构造，然后根据电学知识进一步求解，容易出错之处是把ab间的电压看成是内电压，会得到错误答案10如图所示，一金属方框abcd从离磁场区域上方高h处自由落下，然后进入与线框平面垂直的匀强磁场中，在进入磁场的过程中，可能发生的情况是（）a线框做加速运动，加速度agb线框做匀速运动c线框做减速运动d线框会跳回原处【考点】导体切割磁感线时的感应电动势【专题】电磁感应与电路结合【分析】线框进入磁场后，由于电磁感应线框受到向上的安培力作用，根据安培力与重力大小关系，分析线框可能的运动情况安培力大小与线框速度大小成正比，分析加速度的变化情况【解答】解：设线框cc边长为l，整个线框的电阻为r，进入磁场时速度为v，线框受到的安培力：f=bil=bl=bl=；a、如果fmg，线框将加速进入磁场，由牛顿第二定律得：mg=ma，a=g，随速度增大，加速度减小，则线框将做加速度减小的加速运动，故a正确；b、如果f=mg，线框将做匀速直线运动，故b正确；c、如果fmg，线框将做减速运动，由牛顿第二定律得：mg=ma，a=g，随速度增小，加速度减小，则线框将做加速度减小的减速运动，故c正确；d、线框进入磁场，才会受到向上的力，同时受到向上的力是因为有电流，由于克服安培力做功，有一部分机械能转化为电能，所以机械能不守恒所以线框不可能反跳回原处，故d错误故选：abc【点评】本题考查了判断线框的运动性质，对线框正确受力分析、应用安培力公式与牛顿第二定律即可正确解题，解题时要注意安培力大小是否变化二、实验题（每空2分，共18分）11如图是做探究电磁感应的产生条件实验的器材及示意图（1）在图中用实线代替导线把它们连成实验电路（2）有哪些操作可以使电流表的指针发生偏转将开关闭合（或者断开）；将螺线管a插入（或拔出）螺线管b【考点】研究电磁感应现象【专题】定性思想；推理法；电磁感应与电路结合【分析】（1）探究电磁感应现象实验有两套电路；电源、开关、滑动变阻器、螺线管a组成控制电路；螺旋管b与电流计组成实验电路（2）当线圈b中有感应电流产生时，电流表指针发生偏转；根据感应电流产生的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化，分析答题【解答】解：（1）将电流表与大线圈b组成闭合回路，电源、开关、小线圈a组成闭合回路，电路图如图所示（2）、将开关闭合或断开，或、将螺线管a插入（或拔出）螺线管b时穿过线圈b的磁通量发生变化，线圈b中产生感应电流，电流表指针偏转故答案为：（1）电路图如图所示；（2）将开关闭合（或者断开）；将螺线管a插入（或拔出）螺线管b【点评】探究电磁感应现象的实验有两套电路，要知道各电路的阻值与作用本题考查了感应电流产生的条件，难度不大，是一道基础题，知道感应电流产生的条件、分析清楚图示情景即可正确解题12某同学要测量一由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，部分步骤如下：（1）用游标为20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，由图知其长度l为4.830cm；（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图知其直径d为4.705mm；【考点】刻度尺、游标卡尺的使用；螺旋测微器的使用【专题】实验题【分析】游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读【解答】解：游标卡尺的主尺读数为48mm，游标读数为0.056mm=0.30mm，所以最终读数为48.30mm=4.830cm螺旋测微器固定刻度为4.5mm，可动刻度为0.0120.5=0.205mm，所以最终读数为4.705mm故答案为：4.830、4.705【点评】解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读以及螺旋测微器的读数方法，固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读三、计算题（写出必要的文字说明10+10+10+12）13（10分）（2015秋枣阳市校级月考）如图所示，两平行光滑导轨相距为2m，金属棒mn的质量为1kg，电阻r=8，匀强磁场的感应强度b=5t，方向竖直向下，电源电动势e=9v，内阻r=1，当开关s闭合时，mn恰好平衡，求变阻器r1的取值为多少？设=37（取g=10m/s2）【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律【专题】计算题；定量思想；合成分解法；磁场 磁场对电流的作用【分析】金属棒静止在斜面上，由左手定则分析安培力方向，作出棒的受力图，根据平衡条件求出安培力；再利用安培力公式求出电路中电流，最后由欧姆定律求解变阻器r1的取值【解答】解：先根据左手定则判断出安培力的方向，分析棒的受力：金属棒受重力mg、支持力n、安培力f的作用，作出左视力图如图根据平衡条件得 f=mgtan又 安培力 f=bil解得 i=0.75a根据欧姆定律得，i=得：r1=rr=18=3（）答：变阻器r1的取值为3【点评】本题是安培力、欧姆定律与力学知识的综合，关键是安培力的方向分析和大小计算，要作好力图14（10分）（2015秋枣阳市校级月考）电子（e，m）以速度v0与x轴成30角垂直射入磁感强度为b的匀强磁场中，经一段时间后，打在x轴上的p点，如图所示，则p点到o点的距离为，电子由o点运动到p点所用的时间为【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动【专题】带电粒子在磁场中的运动专题【分析】（1）先根据几何关系求出p点到o点的距离等于半径，再根据洛伦兹力提供向心力求出半径；（2）由几何关系得出运动的圆心角，再根据与周期的关系求出运动时间【解答】解：电子在磁场中受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，轨迹如图所示：由图可知：弦切角为30，所以圆心角为60p点到o点的距离等于半径，根据bev0=得：r=所以p点到o点的距离等于圆周运动的周期t=圆心角为60，所以电子由o点运动到p点所用的时间t=故答案为：；【点评】本题是粒子在磁场中圆周运动的轨迹问题，关键是运用几何知识画出轨迹、求出半径15（10分）（2010秋清远期末）如图，一个质量为m，电荷量为+q的带电粒子从a孔以初速度v0垂直于ao进入磁感应强度为b的匀强磁场中，并恰好从c孔垂直于oc射入匀强电场中，电场方向跟oc平行（ocad），最后打在d点，且od=2 oc不计重力，求：（1）粒子自a运动到d点所需时间；（2）粒子抵达d点