2017-2018学年河北省石家庄市鹿泉一中高二3月月考物理试题（Word版）

2017-2018学年河北省石家庄市鹿泉一中高二3月月考物理试题（Word版）

2017-2018 学年河北省石家庄市鹿泉一中高二 3 月月考 物理试题 一、单项选择题 1、每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来，地磁场可以改变射线中大多数带电粒子 的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义．假设有一 个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将 （　　） A．向东偏转 B．向南偏转 C．向西偏转 D．向北偏转 2、如图所示，为一圆形区域的匀强磁场，在 O 点处有一放射源，沿半径方向射出速度为 v 的不同带电粒子，其中带电粒子 1 从 A 点飞出磁场，带电粒子 2 从 B 点飞出磁场，不 考虑带电粒子的重力，则（　　） A．带电粒子 1 的比荷与带电粒子 2 的比荷比值为 1：3 B．带电粒子 1 的比荷与带电粒子 2 的比荷比值为 ：1 C．带电粒子 1 与带电粒子 2 在磁场中运动时间比值为 2：1 D．带电粒子 1 与带电粒子 2 在磁场中运动时间比值为 2：3 3、两个相同的回旋加速器，分别接在加速电压 U1 和 U2 的高频电源上，且 U1＞U2，有 两个相同的带电粒子分别在这两个加速器中运动，设两个粒子在加速器中运动的时间分别 为 t1 和 t2，获得的最大动能分别为 Ek1 和 Ek2，则（ ） A．t1＜t2，Ek1＞Ek2 B．t1=t2，Ek1＜Ek2 C．t1＞t2，Ek1=Ek2 D．t1＜t2，Ek1=Ek2 4、设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，已知一离子在 电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自 A 点沿曲线 ACB 运动，到达 B 点时速度为零， C 点是运动的最低点，忽略重力，以下说法正确的是（ ） A、该粒子必带正电荷 B、A 点和 B 点位于同一高度 C、离子在 C 点时速度最大 D、离子到达 B 点时，将沿原曲线返回 A 点 5、关于电路中感应电动势的大小，下列说法中正确的是( ) A．跟穿过电路的磁通量成正比 B．跟穿过电路的磁通量的变化量成正比 C．跟穿过电路的磁通量的变化率成正比 D．跟电路的总电阻成正比 6、如图所示,矩形线框与长直导线在同一平面内,当矩形线框从长直导线的左侧运动到右侧的 过程中线框内感应电流的方向为(　　)。 A.先顺时针,后逆时针 B.先逆时针,后顺时针 C.先顺时针,后逆时针,再顺时针 D.先逆时针,后顺时针,再逆时针 7、如图甲所示，一矩形线圈放在随时间变化的匀强磁场内．以垂直线圈平面向里的磁场为 正，磁场的变化情况如图乙所示，规定线圈中逆时针的感应电流为正，则线圈中感应电流的 图象应为（） A. B． C D． 8、如图所示，两平行的虚线间的区域内存在着有界匀强磁场，有一较小的三角形线框 abc 的 ab 边与磁场边界平行，现使此线框向右匀速穿过磁场区域，运动过程中始终保持速度方 向与 ah 边垂直．则下列各图中哪一个可以定性地表示线框在上述过程中感应电流随时间变 化的规律？（　　） A． B． C． D． 9、如图所示，A、B 都是很轻的铝环，分别吊在绝缘细杆的两端，杆可绕竖直轴在水平面 内转动，环 A 是闭合的，环 B 是断开的．若用磁铁分别靠近这两个圆环，则下面 说法正确的是( 　) A．图中磁铁 N 极接近 A 环时，A 环被吸引，而后被推开 B．图中磁铁 N 极远离 A 环时，A 环被排斥，而后随磁铁运动 C．用磁铁的任意一磁极接近 A 环时，A 环均被排斥 D．用磁铁 N 极接近 B 环时，B 环被推斥，远离磁铁运动 10、 如图，金属框 abcd 置于匀强磁场中，金属棒 MN 可在 abcd 上无摩擦地滑动，MN 以 1m/s 的速度向左匀速运动，作用在 MN 上的外力恒为 4N，方向向左，这时回路的电功率为 （ ） A.2W B.20W C.4W D.无法求出 二、多项选择题 11、如图所示，左右边界分别为 PP′、QQ′的匀强磁场的宽度为 d，磁感应强度大小为 B 方 向垂直纸面向里。一个质量为 m、电荷量大小为 q 的微观粒子，沿与左边界 PP′成 θ=45°方 向以速度 v0 垂直射入磁场。不计粒子重力，欲使粒子不从边界 QQ′射出，v0 的最大值可能 是 A． B． C． D． O 0.1 0 0.20 0.30 0.4 0 0.502.0 4.0 6.0 8.0 10.0 I2 /A I 1 / mA 丙 12、如图所示，矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外．下述过程中 使线圈产生感应电流的是 （　　） A．以 bc 为轴转动 45° B．以 ad 为轴转动 45° C．将线圈向下平移 D．将线圈向左平移 13、如图，线圈 M 和线圈 N 绕在同一铁芯上．M 与电源、开关、滑动变阻器相连，P 为滑 动变阻器的滑动端，开关 S 处于闭合状态．N 与电阻 R 相连．下列说法 正确的是（ ） A．当 P 向右移动，通过 R 的电流为 b 到 a B．当 P 向右移动，通过 R 的电流为 a 到 b C．断开 S 的瞬间，通过 R 的电流为 b 到 a D．断开 S 的瞬间，通过 R 的电流为 a 到 b 14、一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外．一个矩形闭合导线框 abcd，沿纸面 由位置 1（左）匀速运动到位置 2（右）．则（） A． 导线框进入磁场时，感应电流方向为 a→b→c→d→a B． 导线框离开磁场时，感应电流方向为 a→b→c→d→a C． 导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右 D．导线框进入磁场时，受到的安培力方向向左 三 实验题 15．某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现，里面除了一节 1.5V 的干 电池外，还有一个方形的电池（层叠电池），如图甲所示。 为了测定该电池的电动势和内电阻，实验室提供了下列器材： A．电流表 G（滿偏电流 10mA，内阻 10Ω） B．电流表 A（0～0.6 A～3A，内阻未知） C．滑动变阻器 R（0～100Ω，1A） D．定值电阻 R0（阻值 990Ω） E．开关与导线若干 （1）请根据实验器材，自行设计电路画在方框乙中． （2）丙图为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的 I1-I2 图线（I1 为电 流表 G 的示数，I2 为电流表 A 的示数），则由图线可以得到被测电池的电动势 E＝　 　 V ，内阻 r= Ω． 四、计算题 甲 16、如图所示，足够长的光滑导轨竖直放置，匀强磁场的磁感应强度 B＝2.0T，方向垂直于 导轨平面向外，导体棒 ab 长 L＝0.2 m（与导轨的宽度相同，接触良好），其电阻 r＝1.0 Ω， 导轨电阻不计。当导体棒紧贴导轨匀速下滑时，两只均标有“3V，1.5 W”字样的小灯泡恰好 正常发光。求： （1）通过导体棒电流的大小和方向； （2）导体棒匀速运动的速度大小。 17、如图，相距为 L=0.5m 的两条足够长的粗糙平行金属导轨与水平面的夹角为 θ=37°，上 端接有定值电阻 R=3.5Ω，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为 B=2T．将质量为 m=0.5Kg 内阻为 r=0.5Ω 的导体棒由静止释放，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨与 金属棒间的动摩擦因数 μ=0.25．不计导轨的阻，（g=10m/s2，sin37°=0.6， sin53°=0.8），求： （1）导体棒运动的最大速度； （2）若导体棒从释放至其运动达到最大速度时沿导轨下滑 x=20m，此过程中金属棒中产生 的焦耳热为多少？ 18．如图所示，一带电微粒质量为 m=2.0×10-11kg、电荷量 q=+1.0×10-5C，从静止开始经电 压为 U1=100V 的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，微粒射出电场时的 偏转角 θ=30º，并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为 D=34.6cm 的匀强磁场区域。已 知偏转电场中金属板长 L=20cm，两板间距 d=17.3cm，重力忽略不计。求： ⑴带电微粒进入偏转电场时的速率v1； ⑵偏转电场中两金属板间的电压U2； ⑶为使带电微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度 B 至少多大？ 物 理 月 考 答 案 1、解：地球的磁场由南向北，当带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来时，根据左 手定则可以判断粒子的受力的方向为向东，所以粒子将向东偏转，所以 A 正确．故选 A． 2、解：粒子在磁场中做圆周运动，由数学知识可知，粒子做圆周运动转过的圆心角分别是：φ A=60°，φB=120°，设粒子的运动轨道半径为 rA，rB，rA=Rtan30°= R，rB=Rtan60 °= R，A、洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m ， ，则粒子 1 与 粒子 2 的比荷值为： ，故 A 错误；B 正确； C、粒子运动的周期， ，粒子运动的时间： = 带电粒子 1 与带电粒子 2 在磁场中运动时间比值为 ，故 CD 错误； 故选：B． 3、D 4、ABC 5、C 6、C 4、7、解：在 0～t1 时间内，根据法拉第电磁感应定律 E= 知，磁场均匀增大，则感 应电流为定值，根据楞次定律知，感应电流的方向为逆时针方向，为正值．在 t1～t2 时间 内，磁感应强度不变，则感应电流为零，在 t2～t4 时间内，磁感应强度的变化率相同，则 感应电流大小相等，根据楞次定律知 t2～t3t3～t4 时间内，感应电流的方向相同，为顺时 针方向，为负值，因为磁感应强度的变化率比 0～t1 时间内小，则感应电流小．故 B 正确， A、C、D 错误．故选 B．　 8、解：开始时进入磁场切割磁感线，根据右手定则可知，电流方向为逆时针，当开始出磁 场时，回路中磁通量减小，产生的感应电流为顺时针；不论进入磁场，还是出磁场时，由于 切割的有效长度变小，导致产生感应电流大小变小，故 ABC 错误，D 正确； 故选：D． 9C 10、C 【试题分析】 在本题中 R1、r、R2 都为未知数，好像无法解答，但细心观察后发现，由于 MN 做匀速直线 运动，则 MN 的机械能保持不变.又由于金属棒 MN 无摩擦地滑动，故在滑动过程中没有内能 产生.根据能量守恒，拉力做了多少功，转化的电能就为多少，所以回路的电功率就等于拉 力的功率. P=Fv=4N・1m/s=4W 故选项 C 正确 11、AC 12、解：A、以 bc 边为轴转动 45°，穿过线圈的磁通量仍为Φ=B ，保持不变，没有感应电 流产生，不符合题意．故 A 错误．B、以 ad 边为轴转动 45°，穿过线圈的磁通量从Φ=B 减 小到零，有感应电流产生，符合题意．故 B 正确．C、将线圈向下平移时，穿过线圈的磁通 量不变，没有感应电流产生，不符合题意．故 C 错误．D、将线框向左拉出磁场，穿过线圈 的磁通量减小，有感应电流产生，符合题意．故 D 正确．故选 BD 13、AD 14、考点： 导体切割磁感线时的感应电动势；右手定则． 分析： 线框进入时 dc 边切割磁感线，出来时 ab 边切割磁感线，因此根据右手定则可以 判断出电流方向，注意完全进入时，磁通量不变，无感应电流产生；然后根据左手定则判断 安培力方向．也可以利用楞次定律直接判断电流和受力方向． 解答： 解：线框进入磁场时，磁通量增大，根据右手定则判断可知感应电流方向为 a→d →c→b→a，由左手定则判断可知，导线 cd 所受的安培力方向水平向左； 同理线框离开磁场时，电流方向为 a→b→c→d→a，安培力方向水平向左，故 BD 正确，AC 错误． 故选 BD． 15.略 16（1）每个小灯泡中的电流为 则导体棒中的电流为 I＝2I1＝1.0 A 方向为 b→a （2）ab 产生的感应电动势 E＝U＋Ir＝（3＋1×1.0）V＝4 V 由 E＝BLv 可得：导体棒匀速运动的速度 v＝ ＝10 m/s 17、【解答】解：（1）当导体棒匀速运动时速度最大，设最大速度为 vm． 此时棒所受的安培力 F=BIL=B L= 根据平衡条件得：mgsinθ=μmgcosθ+F 联立得：vm= = m/s=8m/s； （2）导体棒从释放至其运动达到最大速度的过程中，棒的重力势能减小，转化为焦耳热、 摩擦生热和棒的动能，设回路产生的焦耳热为 Q，根据能量守恒定律： Q+μmgcosθ•x+ =mgsinθ•x 解得：Q=mgsinθ•x﹣μmgcosθ•x﹣ =0.5×10×sin37°×20﹣0.25×0.5×10× cos37°×20﹣ ×0.5×82=24J 所以此过程中金属棒中产生的焦耳热为 Qr= Q= ×24J=3J 答：（1）导体棒运动的最大速度为 8m/s；（2）金属棒中产生的焦耳热为 3J． 18 解析：⑴带电微粒经加速电场加速后速度为 v，根据动能定理 =1.0×104m/s ⑵带电微粒在偏转电场中只受电场力作用，做类平抛运动。在水平方向微粒做匀速直线运动 水平方向： 带电微粒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 竖直方向： 由几何关系 得 U2 =100V ⑶带电微粒进入磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，设微 粒轨道半径为 R，由几何关系知 设微粒进入磁场时的速度为 v/ 由牛顿运动定律及运动学规律 得 ， B=0.1T 若带电粒子不射出磁场，磁感应强度 B 至少为 0.1T。 2 11 2 1 mvqU = m qUv 1 1 2= t Lv =1 dm qU m Eqa 2== 1 2 2 v L dm qUatv ⋅== 1 2 2 1 2 2 2 2tan dU LU dmv LqU v v ===θ θtan2 1 2 L dUU = DRR =+ 2 DR 3 2= 0 1 30cos vv =′ R vmBvq 2′=′ 0 1 30cos 3 2 v Dq m qR vmB ⋅ + =′=