2019-2020学年浙江省宁波市北仑中学高二上学期期中考试物理（2-10班）试题 Word版

2019-2020学年浙江省宁波市北仑中学高二上学期期中考试物理（2-10班）试题 Word版

北仑中学2019学年第一学期高二年级期中考试物理试卷 ‎（高二2-5班,走班）‎ ‎ 一、单项选择题（共10题，共30分）‎ ‎1、下列图中，A图是真空冶炼炉可以冶炼高质量的合金；B图是充电器工作时绕制线圈的铁芯中会发热；C图是安检门可以探测人身是否携带金属物品；D图是工人穿上包含金属丝的织物制成的衣服可以高压带电作业，不属于涡流现象的是(　 　)‎ ‎2、一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向为由a到b的电流，则导线ab受到安培力作用后的运动情况为(　 　)‎ A．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管 B．从上向下看顺时针转动并远离螺线管 C．从上向下看逆时针转动并远离螺线管 D．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管 ‎3、如图,表示磁流体发电机的发电原理：将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和带负电的微粒,而从整体来说呈中性)沿图中所示方向喷射入磁场,磁场中有两块金属板A、B,这时金属板上就聚集了电荷,在磁极配置如图中所示的情况下,下述说法正确的是(　 　)‎ A．A板带正电 B．有电流从b经电阻流向a C．金属板A、B间的电场方向向下 D．等离子体发生偏转的原因是离子所受电场力大于所受洛伦兹力 ‎4、如图所示为法拉第圆盘发电机．半径为r的导体圆盘绕竖直轴以角速度ω旋转，匀强磁场方向竖直向上，磁感应强度为B，电刷a与圆盘表面接触，接触点距圆心为，电刷b与圆盘边缘接触，两电刷间接有阻值为R的电阻，忽略圆盘电阻与接触电阻，则(　 　)‎ A．a、b两点间的电势差为Br2ω ‎ B．通过电阻R的电流为 C．通过电阻R的电流方向为从上到下 D．圆盘在ab连线上所受的安培力与ab连线垂直，与旋转方向相同 ‎5、MN板两侧都是磁感应强度为B的匀强磁场,方向如图所示,带电粒子从a位置以垂直磁场方向的速度开始运动,依次通过小孔b、c、d,已知ab=bc=cd,粒子从a运动到d的时间为t,则粒子的比荷为(　 　)‎ A．　 　 　B．　　 　 C． 　　　D．‎ ‎6、如图，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过。现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ。设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则(　 　)‎ A．T1>mg，T2>mg B．T1mg，T2mg ‎7、一台发电机输出的电功率为50 kW，输出电压为250 V，现欲用变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为8Ω，若不考虑输电线路的感抗和容抗对输电的影响，则(　 　)‎ A．输送电压越高，输电线上损失的功率越大 B．若升压变压器的变压比为1:4，输电线上损失的功率为20 kW C．若升压变压器的变压比为1:8，输电线上损失的功率为10 kW D．若不用升压变压器，输电线上损失的功率将达到320 kW ‎8、如图所示，两块竖直放置的金属板间距为d，用导线与一匝数为n的线圈连接。线圈内部分布有方向水平向左的匀强磁场。两板间有一个一定质量、电荷量为+q的油滴在与水平方向成30°角斜向右上方的恒力F的作用下恰好处于平衡状态，则线圈内磁场的变化情况和磁通量的变化率分别是(　 　)‎ A．磁场正在增强，=‎ B．磁场正在减弱，=‎ C．磁场正在减弱，=‎ D．磁场正在增强，=‎ ‎9、如图所示，在水平地面上方有一沿水平方向且垂直纸面向里的匀强磁场．现将一带电小球以一定初速度v0竖直上抛，小球能上升的最大高度为h，设重力加速度为g，不计空气阻力，则下列判断正确的是(　 　)‎ A．h一定大于 B．h一定等于 C．h一定小于 D．h可能等于 ‎10、如图甲所示，MN左侧有一垂直纸面向里的匀强磁场。现将一边长为l、质量为m、电阻为R的正方形金属线框置于该磁场中，使线框平面与磁场垂直，且bc边与磁场边界MN重合。当t＝0时，对线框施加一水平拉力F，使线框由静止开始向右做匀加速直线运动；当t＝t0时，线框的ad边与磁场边界MN重合。图乙为拉力F随时间变化的图线。由以上条件可知，磁场的磁感应强度B的大小为(　 　)‎ A．B＝ 　　　　　 B．B＝ C．B＝ D．B＝ 二、不定项选择题（共7题，共28分）‎ ‎11、中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了：“方家(术士)以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图5所示．结合上述材料，下列说法正确的是(　 　)‎ A．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理南极附近 B．结合地球自转方向，可以判断出地球是带负电的 C．地球表面任意位置的磁场方向都与地面平行 D．因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显 ‎12、如图所示,一个质量为m、电荷量为q的带电小球从M点自由下落,M点距场区边界PQ高为h,边界PQ下方有方向竖直向下、电场强度为E的匀强电场,同时还有垂直于纸面的匀强磁场,小球从边界上的a点进入复合场后,恰能做匀速圆周运动,并从边界上的b点穿出,重力加速度为g,不计空气阻力,则以下说法正确的是(　 　)‎ A．小球带负电荷,匀强磁场方向垂直于纸面向里 B．小球的电荷量与质量的比值=‎ C．小球从a运动到b的过程中,小球和地球系统机械能守恒 D．小球在a、b两点的速度相同 ‎13、矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示，下列结论正确的是( 　 　 )‎ A．在t=0.1s和t=0.3s时，电动势最大 B．在t=0.2s和t=0.4s时，电动势改变方向 C．电动势的最大值是157 V D．在t=0.4s时，磁通量变化率达到最大，其值为3.14 Wb/s ‎14、如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光，要使灯泡变亮，可以采取的方法有(　 　)‎ A．向下滑动P B．增大交流电源的电压 C．增大交流电源的频率 D．减小电容器C的电容 ‎15、如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u=20sin100πtV，氖泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法中正确的有(　 　)‎ A．开关接通后，氖泡的发光频率为100Hz B．开关接通后，电压表的示数为100V C．开关断开后，电压表的示数不变 D．开关断开前后，变压器的输入功率不变 ‎16、如图所示，以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，∠A＝60°，AO＝a，在O点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电粒子，粒子的比荷为，发射速度大小都为v0，且满足v0＝.发射方向用图中的角度θ表示．对于粒子进入磁场后的运动(不计重力作用)，下列说法正确的是(　 　)‎ A．粒子有可能打到A点 B．以θ＝60°飞入的粒子在磁场中运动时间最短 C．以θ<30°飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等 D．在AC边界上只有一半区域有粒子射出 ‎17、两磁感应强度均为B的匀强磁场区Ⅰ、Ⅲ，方向如图所示，两区域中间为宽为s的无磁场区Ⅱ，有一边长为L(L>s)、电阻为R的均匀正方形金属线框abcd置于Ⅰ区域，ab边与磁场边界平行，现拉着金属线框以速度v向右匀速运动，则(　 　)‎ A．当ab边刚进入中间无磁场区域Ⅱ时，ab两点间的电压为 B．当ab边刚进入磁场区域Ⅲ时，通过ab边的电流大小为，方向由a→b C．把金属线框从ab边刚进入Ⅱ区域到完全拉入Ⅲ区域过程中，‎ 拉力所做功为 ‎ D．从cd边刚进入Ⅱ区域到刚进入Ⅲ区域的过程中，回路中产生的焦耳热 三、实验题（每空2分，共10分）‎ ‎18、在“探究法拉第电磁感应现象”的实验中，已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整正确，则N连接到________(选填“a”“b”“c”或“M”)，M连接到________(选填“a”“b”“c”或“N”).正确连接电路后，开始实验探究，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动时，灵敏电流计指针向右偏转.由此可以判断__________.‎ A.线圈A向上移动或滑动变阻器滑动端P向左加速滑动，都能引起灵敏电流计指针向左偏转 B.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起灵敏电流计指针向右偏转 C.滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使灵敏电流计指针静止在中央 D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断灵敏电流计指针偏转的方向 ‎19、为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，需要选用下列仪器中的________.‎ A.220 V的交流电源 B.学生电源 C.交流电压表 D.交流电流表 在实验中，某同学保持原线圈的电压以及副线圈的匝数不变，仅增加原线圈的匝数，副线圈两端的电压将________(选填“增大”“减小”或“不变”).‎ 四、计算题（共3题，20题各12分，21题10分，22题10分，共32分）‎ ‎20、如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T，边长L＝10 cm的正方形线圈共100匝，线圈总电阻r＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度ω＝2π rad/s，外电路中的电阻R＝4 Ω，求：(计算结果可以用π表示)‎ ‎(1)感应电动势的最大值；‎ ‎(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°时的瞬时感应电动势；‎ ‎(3)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°的过程中产生的平均感应电动势；‎ ‎(4)交流电压表的示数；‎ ‎(5)线圈转动一周产生的总热量；‎ ‎(6)从图示位置开始的周期内通过R的电荷量．‎ ‎21、两条平行的金属导轨相距L＝1 m，金属导轨的倾斜部分与水平方向的夹角为37°，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中．金属棒MN和PQ的质量均为m＝0.2 kg，电阻分别为RMN＝1 Ω和RPQ＝2 Ω.MN置于水平导轨上，与水平导轨间的动摩擦因数μ＝0.5，PQ置于光滑的倾斜导轨上，两根金属棒均与导轨垂直且接触良好．从t＝0时刻起，MN棒在水平外力F1的作用下由静止开始以a＝1 m/s2的加速度向右做匀加速直线运动，PQ则在平行于斜面方向的力F2作用下保持静止状态．t＝3 s时，PQ棒消耗的电功率为8 W，不计导轨的电阻，水平导轨足够长，MN始终在水平导轨上运动．求：‎ ‎(1)磁感应强度B的大小；‎ ‎(2)t＝0～3 s时间内通过MN棒的电荷量；‎ ‎(3)求t＝6 s时F2的大小和方向；‎ ‎(4)若改变F1的作用规律，使MN棒的运动速度v与位移 x满足关系：v＝0.4x，PQ棒仍然静止在倾斜轨道上．求MN棒从静止开始到x＝5 m的过程中，系统产生的热量．‎ ‎22、如图所示，平行板电容器两金属板A、B板长L＝32 cm，两板间距离d＝32 cm，A板的电势比B板高．电荷量q＝10－10 C、质量m＝10－20 kg的带正电的粒子，以初速度v0＝2×106 m/s沿电场中心线垂直电场线飞入电场．随后，粒子在O点飞出平行板电容器(速度偏转角为37°)，并进入磁场方向垂直纸面向里且边长为CD＝24 cm的正方形匀强磁场区域． (sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，粒子的重力不计)‎ ‎(1)求A、B两板间的电势差；‎ ‎(2)粒子穿过磁场区域后打在放置于中心线上的荧光屏CD上，求磁感应强度的范围．‎ 一、单项选择题 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ 答案 D D B B A A B B C B 二、不定项选择题 题号 ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ ‎14‎ ‎15‎ ‎16‎ ‎17‎ 答案 BD AB CD BC AC AD BC 三、实验题 ‎18、(1)a　c　B　 19、BC　减小 四、计算题 ‎20、(1)感应电动势的最大值为 Em＝nBSω＝100×0.5×0.12×2π V＝3.14 V ‎(2)由图示位置转过60°时的瞬时感应电动势为 e＝Emcos 60°＝3.14×0.5 V＝1.57 V ‎(3)由图示位置转过60°的过程中产生的平均感应电动势为 ＝n＝n＝100× V≈2.60 V ‎(4)交流电压表的示数为外电路两端电压的有效值，即 U＝R＝× V≈1.78 V ‎(5)线圈转动一周产生的总热量为 Q＝T≈0.99 J ‎(6)在周期内通过电阻R的电荷量为 q＝×＝×＝× C≈0.087 C ‎21、解析　(1)当t＝3 s时，设MN的速度为v1，则 v1＝at＝3 m/s E1＝BLv1 E1＝I(RMN＋RPQ) P＝I2RPQ 代入数据得：B＝2 T.‎ ‎(2)＝ q＝Δt＝ 代入数据可得：q＝3 C ‎(3)当t＝6 s时，设MN的速度为v2，则 v2＝at＝6 m/s E2＝BLv2＝12 V I2＝＝4 A F安＝BI2L＝8 N 规定沿斜面向上为正方向，对PQ进行受力分析可得：‎ F2＋F安cos 37°＝mgsin 37°‎ 代入数据得：F2＝－5.2 N(负号说明力的方向沿斜面向下)‎ ‎(4)MN棒做变加速直线运动，当x＝5 m时，v＝0.4x＝0.4×5 m/s＝2 m/s 因为速度v与位移x成正比，所以电流I、安培力也与位移x成正比，‎ 安培力做功W安＝－BL··x＝－ J Q＝－W安＝ J．‎ ‎22、　 (1)带电粒子射出电场时在电场方向上的速度为：‎ vy＝v0tan 37°①‎ vy＝at②‎ 在电场中，由牛顿第二定律可得：qE＝q＝ma③‎ 在电场中垂直于电场方向上有：L＝v0t④‎ 联立①②③④可得A、B两板间的电势差为：U＝300 V⑤‎ ‎(2)粒子进入磁场的速度为：v＝⑥‎ 带电粒子射出电场时在电场方向上的位移为：y＝at2⑦‎ 解得：y＝12 cm.‎ 粒子要打在CD上，当磁感应强度最大时，运动轨迹如图线1所示，设此时的磁感应强度为B1，半径为R1，由几何关系可得：y＝R1＋R1cos 37°⑧‎ 由洛伦兹力提供向心力可得：qvB1＝m⑨‎ 粒子要打在CD上，当磁感应强度最小时，假设运动轨迹与右边界相切且从CD射出，‎ 设此时的半径为R2，由几何关系可得：‎ CD＝R2＋R2sin 37°⑩‎ 解得R2＝15 cm，又由于R2cos 37°＝12 cm＝y，故粒子圆心恰好在CD上，且从D点射出磁场，如图线2所示，假设成立，设此时的磁感应强度为B2‎ 由洛伦兹力提供向心力可得：qvB2＝m⑪‎ 联立以上各式并代入数据可得磁感应强度的范围为： T≤B≤ T．‎