江苏省射阳县第二中学高二物理上学期期末考试试题（选修）.doc

射阳县第二中学2015年秋学期期末考试高二物理（选修）试题时间：90分钟 总分：120分一、单项选择题：（每个题目有且仅有一个正确答案，每题3分，共30分）1一段长0.2 m、通有2.5 a电流的直导线，在磁感应强度为b的匀强磁场中所受安培力f的情况，正确的是()a如果b2 t，f一定是1 nb如果f0，b也一定为零c如果b4 t，f有可能是1 nd如果f有最大值，通电导线一定与b平行2如图所示，条形磁铁平放于水平桌面上，在它的正中央上方固定一根直导线，导线与磁场垂直，现给导线中通以垂直于纸面向外的电流，则下列说法正确的是 ()a磁铁对桌面的压力减小b磁铁对桌面的压力增大c磁铁对桌面的压力不变d以上说法都不对3如图所示，一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，环中的感应电流(自左向右看) ()a沿顺时针方向b先沿顺时针方向后沿逆时针方向c沿逆时针方向d先沿逆时针方向后沿顺时针方向4如图所示，一水平导轨处于与水平方向成45角左上方的匀强磁场中，一根通有恒定电流的金属棒，由于受到安培力作用而在粗糙的导轨上向右做匀速运动现将磁场方向沿顺时针缓慢转动至竖直向上，在此过程中，金属棒始终保持匀速运动，已知棒与导轨间的动摩擦因数为，则 ()a金属棒所受摩擦力一直在减小b导轨对金属棒的支持力先变小后变大c磁感应强度先变小后变大d金属棒所受安培力恒定不变5如图所示分别为穿过某一闭合回路的磁通量随时间t变化的图象，关于回路中产生的感应电动势，下列论述正确的是 ()a图a中回路产生的感应电动势恒定不变b图b中回路产生的感应电动势一直在变大c图c中回路在0t1时间内产生的感应电动势小于在t1t2时间内产生的感 应电动势d图d中回路产生的感应电动势先变小再变大6如图，在磁感应强度为b、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆mn在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，mn中产生的感应电动势为e1；若磁感应强度增为2b，其他条件不变，mn中产生的感应电动势变为e2.则通过电阻r的电流方向及e1与e2之比e1e2分别为 ()aca，21 bac，21cac，12 dca，127如图所示，空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向里，一带电油滴p恰好处于静止状态，则下列说法正确的是 ()a若仅撤去磁场，p可能做匀加速直线运动b若仅撤去电场，p可能做匀加速直线运动c若给p一初速度，p不可能做匀速直线运动d若给p一初速度，p可能做匀速圆周运动8速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束，其运动轨迹如图3所示，其中s0as0c，则下列相关说法中正确的是 ()a甲束粒子带正电，乙束粒子带负电b甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷c能通过狭缝s0的带电粒子的速率等于d若甲、乙两束粒子的电荷量相等，则甲、乙两束粒子的质量比为329如图所示，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为a和b，内有带电量为q的某种自由运动电荷导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，内部磁感应强度大小为b.当通以从左到右的稳恒电流i时，测得导电材料上、下表面之间的电压为u，且上表面的电势比下表面的低、由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为 ()a.，负 b.，正c.，负 d.，正10.如图所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上，导轨间距为l，劲度系数为k的轻质弹簧上端固定，下端与水平直导体棒ab相连，弹簧与导轨平面平行并与ab垂直，直导体棒垂直跨接在两导轨上，空间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场闭合开关k后，导体棒中的电流为i，导体棒平衡时，弹簧伸长量为x1；调转图中电源极性使棒中电流反向，导体棒中电流仍为i，导体棒平衡时弹簧伸长量为x2.忽略回路中电流产生的磁场，则磁感应强度b的大小为 ()a.(x1x2) b.(x2x1)c.(x2x1) d.(x2x1)二、多项选择题：（每个题目有至少两个以上的正确答案，选错的不得分，漏选的得2分，全对的得5分，共30分）11如图所示，质量为m、长为l的直导线通有垂直纸面向外的电流i，被一绝缘线拴着并处在匀强磁场中，导线能静止在倾角为的光滑斜面上，则磁感应强度b的大小和方向可能是 ()a大小为，方向垂直斜面向上b大小为，方向垂直纸面向里c大小为，方向水平向右d大小为，方向沿斜面向下12光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关s与内阻不计、电动势为e的电源相连，右端与半径为l20 cm的两段光滑圆弧导轨相接，一根质量m60 g、电阻r1 、长为l的导体棒ab，用长也为l的绝缘细线悬挂，如图8121所示，系统空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度b0.5 t，当闭合开关s后，导体棒沿圆弧摆动，摆到最大高度时，细线与竖直方向成53，摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态，导轨电阻不计，sin 530.8，g10 m/s2则()a磁场方向一定竖直向下b电源电动势e3.0 vc导体棒在摆动过程中所受安培力f3 nd导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 j13如图所示为一个质量为m、带电荷量为q的圆环，可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动，细杆处于磁感应强度为b的匀强磁场中，圆环以初速度v0向右运动直至处于平衡状态，则圆环克服摩擦力做的功可能为 ()a0 b.mv02c. d.m14如图所示，一个电阻值为r，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2r的电阻r1连接成闭合回路线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度b随时间t变化的关系图线如图(b)所示图线与横、纵轴的截距分别为t0和b0.导线的电阻不计在0至t1时间内，下列说法中正确的是 ()ar1中电流的方向由a到b通过r1b电流的大小为c线圈两端的电压大小为d通过电阻r1的电荷量15如图所示，足够长的光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个定值电阻r，匀强磁场垂直于导轨所在平面，将ab棒在导轨上无初速度释放，当ab棒下滑到稳定状态时，速度为v，电阻r上消耗的功率为p.导轨和导体棒电阻不计下列判断正确的是()a导体棒的a端比b端电势低bab棒在达到稳定状态前做加速度减小的加速运动c若磁感应强度增大为原来的2倍，其他条件不变，则ab棒下滑到稳定状态时速度将变为原来的d若换成一根质量为原来2倍的导体棒，其他条件不变，则ab棒下滑到稳定状态时的功率将变为原来的4倍16如图所示，足够长的光滑斜面上中间虚线区域内有一垂直于斜面向上的匀强磁场，一正方形线框从斜面底端以一定初速度上滑，线框越过虚线进入磁场，最后又回到斜面底端，则下列说法中正确的是 ()a上滑过程线框中产生的焦耳热等于下滑过程线框中产生的焦耳热b上滑过程线框中产生的焦耳热大于下滑过程线框中产生的焦耳热c上滑过程线框克服重力做功的平均功率等于下滑过程中重力的平均功率d上滑过程线框克服重力做功的平均功率大于下滑过程中重力的平均功率三、计算题：（共60分，其中17题9分，18题12分，19题12分，20题13分，21题14分，请在规定的答题区域答题，否则不给分）17如图所示，在倾角为30的斜面上，固定一宽l0.25 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器r.电源电动势e12 v，内阻r1 ，一质量m20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好整个装置处于磁感应强度b0.80 t、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)金属导轨是光滑的，取g10 m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：(1)金属棒所受到的安培力的大小(2)通过金属棒的电流的大小(3)滑动变阻器r接入电路中的阻值18如图甲所示，光滑斜面的倾角30，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长l11 m，bc边的边长l20.6 m，线框的质量m1 kg，电阻r0.1 ，线框受到沿光滑斜面向上的恒力f的作用，已知f10 n斜面上ef线(efgh)的右方有垂直斜面向上的均匀磁场，磁感应强度b随时间t的变化情况如图乙的bt图象所示，时间t是从线框由静止开始运动时刻起计时的如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef线和gh线的距离x5.1 m，取g10 m/s2.求：(1)线框进入磁场前的加速度；(2)线框进入磁场时匀速运动的速度v；(3)线框整体进入磁场后，ab边运动到gh线的过程中产生的焦耳热19如图所示，一带电粒子质量为m2.01011 kg、电荷量q1.0105 c，从静止开始经电压为u1100 v的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，粒子射出电场时的偏转角60，并接着沿半径方向进入一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，粒子射出磁场时的偏转角也为60.已知偏转电场中金属板长l2 cm，圆形匀强磁场的半径r10 cm，重力忽略不计求：(1)带电粒子经u1100 v的电场加速后的速率；(2)两金属板间偏转电场的电场强度e；(3)匀强磁场的磁感应强度的大小20如图所示，在坐标系第一象限内有正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度e1.0103 v/m，方向未知，磁感应强度b1.0 t，方向垂直纸面向里；第二象限的某个圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场b(图中未画出)一质量m11014 kg、电荷量q11010 c的带正电粒子以某一速度v沿与x轴负方向成60角的方向从a点进入第一象限，在第一象限内做直线运动，而后从b点进入磁场b区域一段时间后，粒子经过x轴上的c点并与x轴负方向成60角飞出已知a点坐标为(10，0)，c点坐标为(30，0)，不计粒子重力(1)判断匀强电场e的方向并求出粒子的速度v；(2)画出粒子在第二象限的运动轨迹，并求出磁感应强度b；(3)求第二象限磁场b区域的最小面积21如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨相距为1 m，导轨平面与水平面的夹角37，其上端接一阻值为3 的灯泡d.在虚线l1、l2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场，且磁感应强度b1 t，磁场区域的宽度为d3.75 m，导体棒a的质量ma0.2 kg、电阻ra3 ；导体棒b的质量mb0.1 kg、电阻rb6 .它们分别位于图中m、n处由静止释放b棒，b棒刚进入磁场时，由静止释放a棒，b棒恰能匀速穿过磁场区域，当b棒刚穿出磁场时a棒正好进入磁场g10 m/s2， sin 370.6，cos 370.8.(1)当b棒进入磁场时的速度；(2)当a棒进入磁场区域时，求灯泡的实际功率；(3)假设a棒穿出磁场前已达到匀速运动状态，求a棒通过磁场区域的过程中，回路所产生的总热量班级_ 姓名_ 学号_ 考试号_ 座位号_装订线2015秋射阳二中高二物理第三次阶段检测答题纸三、计算题：（共60分）17、（9分）18、（12分）19、(12分)20、（13分）21、（14分）2015秋射阳二中高二（理科）物理第三次阶段检测参考答案单选1-10 c a c c c c d b c d 多选11-16 bc ab abd bd bd bd17.解析(1)金属棒静止在金属导轨上受力平衡，如图所示f安mgsin 30，代入数据得f安0.1 n.(2)由f安bil，得i0.5 a.(3)设滑动变阻器接入电路的阻值为r0，根据闭合电路欧姆定律得：ei(r0r)，解得r0r23 .答案(1)0.1 n(2)0.5 a(3)23 18.解析(1)线框进入磁场前，线框仅受到拉力f、斜面的支持力和线框重力，由牛顿第二定律得：fmgsin ma线框进入磁场前的加速度a5 m/s2(2)因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动，ab边进入磁场切割磁感线，产生的电动势ebl1v，形成的感应电流i，受到沿斜面向下的安培力f安bil1，线框受力平衡，有fmgsin ，代入数据解得v2 m/s(3)线框abcd进入磁场前时，做匀加速直线运动；进入磁场的过程中，做匀速直线运动；线框完全进入磁场后至运动到gh线，仍做匀加速直线运动进入磁场前线框的运动时间为t1 s0.4 s进入磁场过程中匀速运动时间为t2 s0.3 s线框完全进入磁场后线框受力情况与进入磁场前相同，所以该阶段的加速度大小仍为a5 m/s2，该过程有，xl2vt3at32，解得t31 s因此线框整体进入磁场后，ab边运动到gh线的过程中，线框中有感应电流的时间t4t1t2t30.9 s0.8 s，e v0.25 v此过程产生的焦耳热q j0.5 j答案(1)5 m/s2(2)2 m/s(3)0.5 j 19.解析(1)带电粒子经加速电场加速后速度为v1，根据动能定理：qu1mv12v1 1.0104 m/s(2)带电粒子在偏转电场中只受电场力作用，做类平抛运动在水平方向粒子做匀速直线运动水平方向：v1带电粒子在竖直方向做匀加速直线运动，加速度为a，出电场时竖直方向速度为v2，且v2at，a由几何关系tan ，e10 000 v/m(3)设带电粒子进磁场时的速度大小为v，则v2.0104 m/s由粒子运动的对称性可知，入射速度方向过磁场区域圆心，则出射速度反向延长线过磁场区域圆心，粒子在磁场中的运动轨迹如图所示则轨迹半径为rrtan 600.3 m由qvbm，得b0.13 t答案(1)1.0104 m/s(2)10 000 v/m(3)0.13 t20.解析(1)粒子在第一象限内做直线运动，速度的变化会引起洛伦兹力的变化，所以粒子必做匀速直线运动这样，电场力和洛伦兹力大小相等，方向相反，电场e的方向与微粒运动的方向垂直