2019-2020学年江苏省启东中学高二上学期第一次质量检测物理试题 Word版

2019-2020学年江苏省启东中学高二上学期第一次质量检测物理试题 Word版

江苏省启东中学2019~2020学年度第一学期第一次月考 高 二 物 理 ‎（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）‎ 一、单项选择题．本题共6小题，每小题3分，共计18分．每小题只有一个选项符合题意 ‎1．将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中 产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是(　　)‎ A．穿过线圈的磁通量大小与线圈的匝数无关 B．感应电动势的大小与线圈的匝数无关 C．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 D．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同 ‎2．如图所示，半径为r的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场边界上A点有一粒子源，源源不断地向磁场发射各种方向(均平行于纸面)且速度大小相等的带正电的粒子(重力不计)，已知粒子的比荷为k，速度大小为2kBr。则粒子在磁场中运动的最长时间为(　　)‎ A． B． C． D． ‎3．磁流体发电机原理如图所示，等离子体高速喷射到加有强磁场的管道内，正、负离子在洛伦兹力作用下分别向A、B两金属板偏转，形成直流电源对外供电。下列说法正确的是(　　)‎ A．仅减小两板间的距离，发电机的电动势将增大 B．仅增强磁感应强度，发电机的电动势将减小 C．仅增加负载的阻值，发电机的输出功率将增大 D．仅增大磁流体的喷射速度，发电机的总功率将增大 Q M a b v2‎ N P B v1‎ R ‎ ‎ ‎4．如图所示，两条相距为L的平行光滑金属导轨位于同一水平面内，一质量为m的金属杆垂直导轨放置，正以速度v1向左匀速运动，金属杆左侧有一矩形匀强磁场区域MNPQ，磁感应强度大小为B，方向竖直向上，正以速度v2(v2＜v1)向右匀速运动，定值电阻阻值为R，金属杆电阻为，其余电阻不计．当金属杆刚进入磁场区域时(　　)‎ ‎ A．金属棒ab两端的电势差 B．金属棒ab的加速度大小为 C．流过电阻R的电流大小为 ‎ D．如只改变磁场方向，金属棒ab所受安培力的大小不变，方向改变 ‎5．如图所示，a、b都是较轻的铝环，a环闭合，b环断开，横梁可以绕中间支点自由转动，开始时整个装置静止．下列说法中正确的是(　　)‎ a b O ‎ ‎ A．条形磁铁插入a环时，横梁不会发生转动 B．只有当条形磁铁N极拔出铝环时，横梁才会转动 C．条形磁铁用相同方式分别插入a、b环时，两环转动情况相同 D．铝环a产生的感应电流总是阻碍铝环与磁铁间的相对运动 ‎6．在城市建设施工中，经常需要确定地下金属管线的位置，如图所示有一种探测方法是，首先给金属长直管线通上电流，再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行以下操作：①用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点，记为a；②在a点附近的地面上，找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF；③在地面上过a点垂直于EF 的直线上，找到磁场方向与地面夹角为60°的b、c 两点,测得b 、c两点距离为L．由此可确定金属管线(　　)‎ 水平地面 金属管线 I ‎ ‎ A．平行于EF ，深度为L B．平行于EF ，深度为 ‎ C．平行于EF ，深度为 D．垂直于EF ，深度为L ‎ ‎ 二、多项选择题．本题共6小题，每小题4分，共计24分．每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分．‎ ‎ ‎ A B C L S ‎7‎ ‎．超导现象是当今高科技的热点，当一块磁体靠近超导体时，超导体会产生强大的电流并且对磁体有排斥作用，这种排斥作用可以使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车利用的就是这种原理，下列说法正确的是(　　)‎ A．超导体产生强大电流的原因是超导体中磁通量的变化率很大 B．超导体产生强大电流的原因是超导体中电阻极小 C．超导体中电流产生的磁场方向与磁体的磁场方向相同 D．超导体对磁体的力与磁体的重力平衡 ‎8．如图所示电路中，A、B为两个相同灯泡，L为自感系数较大、电阻可忽略不计的电感线圈，C为电容较大的电容器，下列说法中正确的有(　　)‎ A．接通开关S，A立即变亮，最后A、B一样亮 B．接通开关S，B逐渐变亮，最后A、B一样亮 C．断开开关S，A、B都立刻熄灭 D．断开开关S，A立刻熄灭，B逐渐熄灭 ‎ ‎ ‎9．如图为用来冶炼合金钢的冶炼炉，炉外有线圈，将金属材料置于冶炼炉中，当线圈中通以电流时用感应加热的方法使炉内金属发热．下列说法中正确的有(　　)‎ A．线圈中通以恒定电流，金属材料中也能产生感应电流 B．线圈中通以交流电，在金属材料中会产生感应电流 C．感应加热是利用金属材料中的涡流冶炼金属的 D．感应加热是利用线圈电阻产生的焦耳热冶炼金属的 P b a ‎ ‎ ‎10．如图所示，圆形导体线圈a平放在绝缘水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管、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向上滑动，下列说法中正确的有(　　)‎ A．穿过线圈a的磁通量增大 B．线圈a对水平桌面的压力小于其重力 C．线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流 甲 M N a i t t1‎ t2‎ t3‎ t4‎ ‎0‎ 乙 b c d ‎ ‎ D．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流 ‎11．如图甲，在同一水平桌面上放有一长直导线MN 和一矩形导线框abcd，导线MN固定，导线框在 MN的右侧．导线MN中通有电流i，i的变化如 图乙所示，规定从N到M为电流正方向．导线 MN通电过程中导线框始终静止，则(　　)‎ A．0~t1时间内，导线框中产生adcba方向感应电流，且大小不变 B．0~t1时间内，导线框受到水平向左的摩擦力，且大小不变 C．t1~t3时间内，导线框产生的感应电流方向不变，受到摩擦力的方向也不变 D．在t1时刻导线框中感应电流改变方向，在t2时刻导线框不受摩擦力 ‎12．如图所示，一个理想边界为PQ、MN的足够大的匀强磁场区域，磁场宽度为d，方向垂直纸面向里．O点处有一体积可忽略的电子发射装置，能够连续不断、均匀地在该平面内向磁场内各个方向发射速度大小相等的电子，当电子发射速率v0时，所有电子恰好都不能从MN边界射出磁场，则当电子发射速率为4v0时(　　)‎ ‎ ‎ M v d N P Q O A．电子的运动半径为 4d B．从MN边界射出的电子数占总电子数的三分之二 ‎ C．MN 边界上有电子射出的总长度为2d ‎ D．电子在磁场中运动的最长时间为 三、计算题：本题共4小题，共计58分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中明确写出数值和单位．‎ ‎13．(13分)如图所示，匀强磁场中有一个用软导线制成的单匝闭合线圈，线圈平面与磁场垂直．已知线圈的面积S=‎0.3m2‎、电阻R=0.6 Ω，磁场的磁感应强度B=0.2 T．现同时向两侧拉动线圈，线圈的两边在Δt=1.0s时间内合到一起．求线圈在上述过程中 ‎ B ‎(1)感应电动势的平均值E； ‎ ‎(2)感应电流的平均值I，并在图中标出电流方向； ‎ ‎(3)通过导线横截面的电荷量q．‎ ‎14．(15分)如图所示，足够长的金属导轨固定在水平面上，金属导轨宽度L＝‎1.0 m，导轨上放有垂直导轨的金属杆P，金属杆质量为m＝‎0.1 kg，空间存在磁感应强度B＝0.5‎ ‎ T、竖直向下的匀强磁场。连接在导轨左端的电阻R＝3.0 Ω，金属杆的电阻r＝1.0 Ω，其余部分电阻不计。某时刻给金属杆一个水平向右的恒力F，金属杆P由静止开始运动，图乙是金属杆P运动过程的v－t图象，导轨与金属杆间的动摩擦因数μ＝0.5。在金属杆P运动的过程中，第一个2 s内通过金属杆P的电荷量与第二个2 s内通过P的电荷量之比为3∶5。g取‎10 m/s2。求：‎ ‎(1)水平恒力F的大小；‎ ‎(2)第一个2s内的位移；‎ ‎(3)前4 s内电阻R上产生的热量。‎ ‎15．(15分)如图所示，在坐标系xOy的第一象限内斜线OC的上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，第四象限内存在磁感应强度大小未知、方向垂直纸面向里的匀强磁场，第三象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，在x轴负半轴上有一接收屏GD，GD＝2OD＝d，现有一带电粒子(不计重力)从y轴上的A点，以初速度v0水平向右垂直射入匀强磁场，恰好垂直OC射出，并从x轴上的P点(未画出)进入第四象限内的匀强磁场，粒子经磁场偏转后又垂直y轴进入匀强电场并被接收屏接收，已知OC与x轴的夹角为37°，OA＝d，求：‎ ‎(1)粒子的电性及比荷；‎ ‎(2)第四象限内匀强磁场的磁感应强度B′的大小；‎ ‎(3)第三象限内匀强电场的电场强度E的大小范围。‎ ‎16．(15分)如图甲，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ＝37°角固定，M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B＝0.5 T。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆ab，测得最大速度为vm。改变电阻箱的阻值R，得到vm与R的关系如图乙所示。已知轨距为L＝‎2 m，重力加速度g取‎10 m/s2，轨道足 够长且电阻不计。求：‎ ‎(1)杆ab下滑过程中感应电流的方向及R＝0时最大感应电动势E的大小；‎ ‎(2)金属杆的质量m和阻值r；‎ ‎(3)当R＝4 Ω时，求回路瞬时电功率每增加1 W的过程中合外力对杆做的功W。‎ 江苏省启东中学2019~2020学年度第一学期第一次月考 高二物理参考答案 ‎（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）‎ 一、单项选择题．本题共6小题，每小题3分，共计18分．每小题只有一个选项符合题意 ‎1．A 2．C 3．D 4．C 5．D 6．B 二、多项选择题．本题共6小题，每小题4分，共计24分．每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分．‎ ‎7．BD 8．ABD 9．BC 10．BD 11．AD 12．BCD 三、计算题：本题共4小题，共计58分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中明确写出数值和单位．‎ ‎13．(13分)‎ 解：(1)感应电动势的平均值 ，(1分)‎ D 磁通量的变化△Φ=B△SF，D=D  (1分)‎ 解得， (1分)‎ 代入数据得=0.06 V。 (2分)‎ ‎(2)平均电流  (1分)‎ 代入数据得=0.1 A (1分)‎ ‎（电流方向见右图） (2分)‎ ‎(3)电荷量  ， (2分)‎ 代入数据得q=0.1 C (2分)‎ ‎14．(15分)‎ 解：(1)由图乙可知金属杆P先做加速度减小的加速运动，2 s后做匀速直线运动 当t＝2 s时，v＝‎4 m/s，此时感应电动势E＝BLv 感应电流I＝ (1分)‎ 安培力F′＝BIL＝ (1分)‎ 根据牛顿运动定律有F－F′－μmg＝0 (1分)‎ 解得F＝0.75 N。 (2分)‎ ‎(2)通过金属杆P的电荷量q＝t ＝·t (1分)‎ 其中＝＝ (1分)‎ 所以q＝∝x(x为P的位移) (1分)‎ 设第一个2 s内金属杆P的位移为x1，第二个2 s内P的位移为x2‎ 由图象知x2＝‎8 m (1分)‎ 又由于q1∶q2＝3∶5‎ 得x1＝‎4.8 m (1分)‎ ‎(3)前4 s内由能量守恒定律得F(x1＋x2)＝mv2＋μmg(x1＋x2)＋Qr＋QR (2分)‎ 其中Qr∶QR＝r∶R＝1∶3 (1分)‎ 解得QR＝1.8 J。 (2分)‎ ‎15．(15分)‎ 解：(1)粒子运动轨迹如图所示，由左手定则可知粒子带负电 由图知粒子在第一象限内运动的轨道半径R＝d (1分) ‎ 由洛伦兹力提供向心力得qv0B＝m (2分)‎ 联立得＝ (2分)‎ ‎(2)由图知OP＝d，所以粒子在第四象限内做圆周运 动的半径为r＝＝ (2分)‎ 同理qv0B′＝，联立得B′＝ (2分)‎ ‎(3)粒子在匀强电场中做类平抛运动，由图知 OQ＝r＋rsin 37°＝2d (1分)‎ 当电场强度E较大时，粒子击中D点，‎ 由类平抛运动规律知＝v0t，2d＝·t2 (1分)‎ 联立得Emax＝ (1分)‎ 当电场强度E较小时，粒子击中G点，‎ 由类平抛运动规律知＝v0t，2d＝·t2 (1分)‎ 联立得Emin＝， (1分)‎ 所以≤E≤ (1分)‎ ‎16．(15分)‎ 解：(1)杆中电流方向从b→a(或aMPba) (1分)‎ 由图可知，当R＝0时，杆最终以v＝‎2 m/s匀速运动， ‎ 产生电动势E＝BLv (1分)‎ 代入数值，解得E＝2 V (2分)‎ ‎(2)设最大速度为vm，杆切割磁感线产生的感应电动势 E＝BLvm，由闭合电路的欧姆定律：I＝ (1分)‎ 杆达到最大速度时满足mgsin θ－BIL＝0 (1分)‎ 解得vm＝R＋r (1分)‎ 由图象可知：‎ 斜率为k＝ m/(s·Ω)＝‎1 m/(s·Ω)， (1分)‎ 纵截距为v0＝‎2 m/s，得到：r＝v0，＝k (1分)‎ 解得：m＝‎0.17 kg，r＝2 Ω。 (1分)‎ ‎(3)由题意：E＝BLv P＝ 得P＝ (2分)‎ ΔP＝－ (1分)‎ 由动能定理得W＝mv－mv (1分)‎ W＝ΔP，W＝0.5 J (1分)‎