物理卷·2018届河南省灵宝市第一高级中学高二上学期第二次月清（2016-12）

物理卷·2018届河南省灵宝市第一高级中学高二上学期第二次月清（2016-12）

灵宝一高 2016—2017 学年度上期第二次月清考试 高二物理 命题人：崔革平 审题人：裴黎朋 第 I 卷（选择题） 一、选择题（本题共 12 道小题，每小题 4 分，共 48 分；1-8 小题每题只有一个选项是正确 的，9-12 小题为不定项选择题，不选或错选的得 0 分，选不全的得 2 分） 1．下列关于磁感应强度的说法中,正确的是 ( ) A.某处磁感应强度的方向就是一小段通电导线放在该处时所受磁场力的方向 B.小磁针 N 极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向 C. 把长度为 L、电流为 I 的一小段电流元放入磁场中的 A 点,电流元在 A 点受到的磁场力 为 F,则 A 点的磁感应强度为 B=F/IL D.由 B=F/IL 可知，磁场中某点的磁感应强度 B 一定与电流元所受磁场力 F 成正比 2．如图所示,两根垂直纸面平行放置的直导线 a 和 b,通有等值电流。在纸面 上距 a、b 等远处有一点 P,若 P 点合磁感应强度 B 的方向水平向左,则导线 a、 b 中的电流方向是( ) A.a 中向纸里,b 中向纸外 B.a 中向纸外,b 中向纸里 C.a、b 中均向纸外 D.a、b 中均向纸里 3． 如图所示,A 为电磁铁,C 为胶木秤盘,A 和 C(包括支架)的总质量为 M,B 为铁片,质量为 m,当电磁铁通电,铁片被吸引加速上升的过程中,轻绳 OO’ 上拉力 F 的大小为( ) A.F=Mg B.mg(M+m)g 4．来自宇宙的质子流,以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点,则这些质子在进入 地球周围的空间时,将( ) A.竖直向下沿直线射向地面 B.相对于预定地点,稍向东偏转 C.在南半球，相对于预定地点,稍向西偏转 D.在北半球，相对于预定地点,稍向北偏转 5．如图所示，在匀强磁场中的矩形金属轨道上有等长的两根金属棒 ab 和 cd，它们以相同 的速度匀速运动，则( ) A．断开开关 S，ab 中有感应电流 B．闭合开关 S，ab 中有感应电流 C．无论断开还是闭合开关 S，ab 中都有感应电流 D．无论断开还是闭合开关 S，ab 中都没有感应电流 6．圆形导体线圈 a 平放在水平桌面上，在 a 的正上方固定一竖直螺线管 b，二者轴线重合， 螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器 的滑片 P 向下滑动，下列表述正确的是 ( ) A．线圈 a 中将产生顺时针方向(俯视)的感应电流 B．穿过线圈 a 的磁通量变小 C．线圈 a 有扩张的趋势 D．线圈 a 对水平桌面的压力 N 将增大 7．如图所示，磁场垂直于纸面向外，磁场的磁感应强度随 x 按 B＝B0＋kx(x>0，B0、k 为常 量)的规律均匀增大．位于纸面内的正方形导线框 abcd 处于磁场中，在外力作用下始终保持 dc 边与 x 轴平行向右匀速运动．若规定电流沿 a→b→c→d→a 的方向为正方向，则从 t＝0 到 t＝t1 的时间间隔内， 下列选项中关于该导线框 中产生的电流 i 随时间 t 变 化 的 图 像 正 确 的 是 ( ) 8．如图所示，由均匀导线制成的半径为 R 的圆环，以速度 v 匀速进 入一磁感应强度大小为 B 的有界匀强磁场，边界如图中虚线所示．当 圆环运动到图示位置(∠aOb＝90°)时，a、b 两点的电势差为 ( ) A. 2BRv B. 2 2 BRv C. 2 4 BRv D.3 2 4 BRv 9．飞机在我国上空匀速巡航,机翼保持水平,飞行高度保持不变。由于地磁场 的作用,金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼末端处的电势为φ1,右方机翼 末端处的电势为φ2, 已知在北半球地磁场的竖直分量向下，则( ) A.若飞机从西往东飞,φ1 比φ2 高 B.若飞机从东往西飞,φ2 比φ1 高 C.若飞机从南往北飞,φ1 比φ2 高 D.若飞机从北往南飞,φ2 比φ1 高 10．如图所示,电灯 A 和 B 与固定电阻的电阻均为 R,L 是自感系数很大线圈。当 S1 闭合、S2 断开且电路稳定时,A、B 亮度相同,再闭合 S2,待电路稳定后将 S1 断开,下列说法正确的是 ( ) 19. B 立即熄灭 B.A 灯将比原来更亮一些后再熄灭 C.有电流通过 B 灯,方向为 c→d D.有电流通过 A 灯,方向为 a→b 11．如图所示，相距为 L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有 定值电阻 R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为 B.将质量为 m 的导体棒由静止释放， 当速度达到 v 时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的 功率恒为 P，导体棒最终以 2v 的速度匀速运动．导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计 导轨和导体棒的电阻，重力加速度为 g.下列选项正确的是 ( ) A．P＝2mgvsinθ B．P＝3mgvsinθ C．当导体棒速度达到v 2 时加速度大小为 g 2 sinθ D．在导体棒速度达到 2v 以后匀速运动的过程中，R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功 12．如图所示，一粗糙的平行金属轨道平面与水平面成θ角，两轨道上端与一电阻 R 相连， 该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上．质量为 m 的金属杆 ab 以初速度 v0 从 轨道底端向上滑行，滑行到某高度 h 后又返回到底端．若运动过程中金属杆始终保持与导轨 垂直且接触良好，轨道与金属杆的电阻均忽略不计．则下列说法正确的是 ( ) A．金属杆上滑过程与下滑过程通过电阻 R 的电荷量一样多 B．金属杆上滑过程中克服重力、安培力与摩擦力所做的功之和大于 1 2 mv2 0 C．金属杆上滑过程与下滑过程因摩擦而产生的内能一定相等 D．金属杆在整个过程中损失的机械能等于装置产生的焦耳热 第 II 卷（非选择题） 二、实验探究题（每空 2 分，共 8 分） 13．某兴趣小组的一同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈 A、线圈 B、电流计及开关 按图示方式连接来研究电磁感应现象． （1）将线圈 A 插入线圈 B 中，闭合开关瞬间，线圈 B 中感应电流产生的磁场与线圈 A 中 电流产生的磁场的方向 （选填“相同”或“相反”）。 （2）该同学发现：在线圈 A 放在线圈 B 中的情况下，将开关接通的瞬间电流计指针向左 偏转，则开关闭合后将变阻器的滑动片 P 快速向接线柱 C 移动过程中，电流计指针 将 （选填“左偏”、“右偏”或“不偏”）。若要看到电流计指针向右偏，请你 说出两种具体做法：① ； ② 。 三、解答题（本题共 4 小题,第 14 题 8 分,；第 15 题 14 分、第 16 题 10 分、第 17 题 12 分, 共 44 分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和运算过程，有数值计算的题结果必须写 出数值和单位。） 14．(8 分) 如图所示,在同一水平面的两导轨相互平行,并在竖直向上的磁场中 一根质量为 3.6 kg、有效长度为 2 m 的金属棒放在导轨上,当金属棒中的电流 为 5 A 时,金属棒做匀速运动;当金属棒中的电流增大到 8 A 时,金属棒能获得 2 m/s2 的加速度。则磁场的磁感应强度为多少? 15．(14 分) 在平面直角坐标系 xOy 中,第Ⅰ象限存在沿 y 轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存 在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为 B。一质量为 m、电荷量为 q 的带正电的粒子从 y 轴正半轴上的 M 点以速度 v0 垂直于 y 轴射入电场,经 x 轴上的 N 点与 x 轴正方向成θ=60°角射入磁场,最后从 y 轴负半轴上的 P 点 垂直于 y 轴射出磁场,如图所示。不计粒子重力,求: (1)M、N 两点间的电势差 UMN; (2)粒子在磁场中运动的轨道半径 r; (3)粒子从 M 点运动到 P 点的总时间 t。 16．(10 分) 如图所示,两根足够长的光滑直金属导轨 MN、PQ 平行放置在倾角为θ的绝缘斜 面上,两导轨间距为 l,M、P 两点间接有阻值为 R 的电阻。一根质量为 m 的均匀直金属杆 ab 放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上。导轨和 金属杆的电阻可忽略。让金属杆 ab 沿导轨由静止开始下滑,经过一段时间后,金属杆达到最 大速度 vmax,在这个过程中,电阻 R 上产生的热量为 Q。导轨和金属杆接触良好,重力加速度为 g。求: (1)金属杆达到最大速度时安培力的大小。 (2)磁感应强度的大小。 (3)金属杆从静止开始至达到最大速度的过程中杆下降的高度。 17．(12 分)如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距 l＝0.5m， 左端接有阻值 R＝0.3Ω的电阻．一质量 m＝0.1kg、电阻 r＝0.1Ω的金属棒 MN 放置在导轨 上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度 B＝0.4T．金属棒在水平向右 的外力作用下，由静止开始以 a＝2m/s2 的加速度做匀加速运动，当金属棒的位移 x＝9m 时 撤去外力，金属棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比 Q1∶Q2＝2∶1.导轨足够长且电阻不计，金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保 持良好接触．求： (1)金属棒在匀加速运动过程中，通过电阻 R 的电荷量 q； (2)撤去外力后回路中产生的焦耳热 Q2； (3)外力 F 做的功 WF. 高二物理参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 B A D B B D A D AC AD AC AC 13. （8 分）答案: （1）相反；（2 分）（2）左偏（2 分）；①滑动变阻器滑片向左滑动（2 分）； ②断开开关的瞬间（2 分） 14. （8 分） 解析当金属棒中的电流为 5A 时,由平衡条件得；BI1L-F 阻=0 ①（3 分） 当金属棒中的电流为 8A 时:对金属棒由牛顿第二定律可得：BI2L-F 阻=ma ②（3 分） 由①②整理方程组可得： 磁感应强度 TTLII maB 2.12)58( 26.3 )( 12   （2 分） 15. （14 分）解析: (1)设粒子过 N 点时的速度为 v,有 v0/v=cosθ ①（1 分） 粒子从 M 点运动到 N 点的过程,由动能定理得： 2 02 12 2 1 MN mvmvqU  ②（2 分） q2 mv3U 2 0 MN  ③（1 分） (2)粒子在磁场中以 O’为圆心做匀速圆周运动,半径为 O’N,有 qvB= r mv2 ④（2 分） qB mv2r 0 ⑤（2 分） (3)由几何关系得 ON=rsinθ ⑥（1 分） 设粒子在电场中运动的时间为 t1,有 ON=v0t1 ⑦（1 分） qB m3t1  ⑧（1 分） 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 qB m2T  ⑨（1 分） 设粒子在磁场中运动的时间为 t2,有 qB3 m2T2t2   ⑩（1 分） t=t1+t2, qB3 m2m33t  。（1 分） 16．（10 分）解析:(1)当达到最大速度时, 由平衡条件得： 金属杆所受安培力 Fmax=mgsin θ。（2 分） (2)当杆达到最大速度时,感应电动势为 Emax=Blvmax （1 分） 感应电流为 Imax= R Blv R EI maxmax max  （1 分） 由 Fmax=BImaxl 得： max 2 sin vl mgB  （2 分） (3)设金属杆从静止开始至达到最大速度的过程中下降的高度为 h 由能量守恒定律得：mgh= 2 maxm2 1 v +Q （2 分） 得 mg mvQ 2 2h 2 max （2 分） 17．（12 分）解析：(1)设金属棒匀加速运动的时间为Δt，回路的磁通量的变化量为ΔΦ， 回路中的平均感应电动势为 E ，由法拉第电磁感应定律得： E ＝ΔΦ Δt = t B  lx ①（1 分） 设回路中的平均电流为 I ，由闭合电路欧姆定律得： I ＝ E R＋r ②（1 分） 则通过电阻 R 的电荷量为 q＝ I Δt ③（1 分） 联立①②③式，得 q＝ Blx R＋r =4.5C （1 分） (2)设撤去外力时金属棒的速度为 v，由运动学公式得 v2＝2ax ④（1 分） 撤去外力后由能量守恒定律得： Q2＝1 2 mv2 ⑤（2 分） 联立④⑤式，代入数据得 Q2＝1.8J （1 分） (3)由题意知，撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比 Q1∶Q2＝2∶1，可得 Q1＝3.6J （2 分） 在金属棒运动的整个过程中外力 F 克服安培力做功， 由功能关系可知 WF＝Q1＋Q2=5.4J（2 分）