河北省武邑中学2020学年高二物理上学期周考试题（11

河北省武邑中学2020学年高二物理上学期周考试题（11

河北省武邑中学2020学年高二物理上学期周考试题（11.20，含解析） ‎ 一、选择题 ‎1．如图所示，两个圆形线圈P和Q，悬挂在光滑绝缘杆上，通以方向相同的电流，若，P、Q受到安培力大小分别为，则P和Q A．相互吸引，‎ B．相互排斥，‎ C．相互排斥，‎ D．相互吸引，‎ ‎【答案】D 考点：考查了安培力 ‎【名师点睛】解决本题的关键掌握同向电流、异向电流的关系．同向电流相互吸引，异向电流相互排斥．‎ ‎2．如图所示为电流天平，它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为L，处于匀强磁场内，磁感应强度大小为B，方向与线圈平面垂直。当线圈中通过方向如图所示的电流I时，调节砝码使两臂达到平衡，然后使电流反向，大小不变，这时为使天平两臂再达到新的平衡，则需 A．在天平右盘中增加质量的砝码 B．在天平右盘中增加质量的砝码 C．在天平左盘中增加质量的砝码 D．在天平左盘中增加质量的砝码 ‎【答案】D 考点：考查了安培力，共点力平衡条件 ‎【名师点睛】开始时电流逆时针，根据左手定则，底边安培力的方向竖直向上，保持电流大小不变，使电流方向反向，则安培力变为竖直向下，相当于右边多了两个安培力的重量，即．‎ ‎3．有两根长直导线a、b相互平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图，在图中所示的平面内，O点为两根导线连接的中点，M、N为两根导线附近的两点，它们在两导线连接的中垂线上，且与O点的距离相等。若两导线中通有大小相等，方向相同的恒定电流I，则关于线段MN 上各点的磁感应强度的说法中正确的是 A．M点和N电的磁感应强度大小相等，方向相反 B．M点和N电的磁感应强度大小相等，方向相反 C．在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零 D．在线段MN上只有一点的磁感应强度为零 ‎【答案】BD 考点：通电直导线和通电线圈周围磁场的方向．‎ ‎【名师点睛】根据安培定则判断两根导线在M、N两点产生的磁场方向，根据平行四边形定则，进行合成，确定大小和方向的关系．在线段MN上只有O点的磁感应强度为零．‎ ‎4．如图是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，线圈中a、b两条导线长均为，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B，则 A．该磁场是匀强磁场 B．线圈平面总与磁场方向垂直 C．线圈将逆时针转动 D．线圈将逆时针转动 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：该磁场明显不是匀强磁场，匀强磁场应该是一系列平行的磁感线，方向相同，故A错误；由图可知，线圈平面总与磁场方向平行，故B错误；由左手定则可知，a受到的安培力向上，b受到的安培力向下，故线圈顺时针旋转，故C错误D正确．‎ 考点：磁电式电流表 ‎【名师点睛】在学过的测量工具或设备中，每个工具或设备都有自己的制成原理；对不同测量工具的制成原理，是一个热点题型，需要重点掌握．‎ ‎5．磁流体发电机是一项新兴技术，如图所示，平行金属板之间有一个很强的磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体，沿图中所示方向喷入磁场，图中虚线框部分相当于发电机，把两个极板与用电器相连，则 A．用电器中的电流方向从A到B B．用电器中的电流方向从B到A C．若只增大磁场，发电机的电动势增大 D．若只增大喷入粒子的速度，发电机的电动势增大 ‎【答案】ACD 考点：考查了带电粒子在复合场中的运动 ‎【名师点睛】正确受力分析和运动过程分析是解决动力学问题的关键，先根据左手定则判断等离子体的正离子（或负离子）所受洛伦兹力的方向，从而知道金属板的电势高低，进一步受力分析结合牛顿第二定律可得出最终等离子体做匀速直线运动，根据洛伦兹力等于电场力即可得出结论．‎ ‎6．如图所示，在一平面正方形MNPQ区域内有一匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度为B，一质量为m，电荷量为q的粒子以速度v从Q点沿着边QP夹角为30°的方向垂直进入磁场，从QP边界射出，已知OP边长为a，不计粒子的重力，下列说法正确的是 A．该粒子带正电 B．运动过程中粒子的速度不变 C．粒子在磁场中运动的时间为 D．粒子的速度的最大值为 ‎【答案】C 考点：考查了带电粒子在匀强磁场中的运动 ‎【名师点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式，周期公式，运动时间公式，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题，‎ ‎7．平面OM和平面ON之间的夹角为30°，其横截面（纸面）如图所示，平面OM上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，一带电粒子的质量为m，电荷量为q（q>0）。粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场，速度与OM成30°，已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场。不计重力，粒子离开磁场的出射点到两平米交线O的距离为 A． B． C． D．‎ ‎【答案】D 考点：考查了带电粒子在匀强磁场中的运动 ‎【名师点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式，周期公式，运动时间公式，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题，‎ ‎8．如图所示，正六边形abcdef区域内有垂直纸面的匀强磁场。一带正电的粒子从f点沿fd方向射入磁场区域，当速度大小为时，从b点离开磁场，在磁场中运动的时间为，当速度大小为时，从c点离开磁场，在磁场中运动的时间为，不计粒子重力，则 A． B．‎ C． D．‎ ‎【答案】A 考点：考查了带电粒子在匀强磁场中的运动 ‎【名师点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式，周期公式，运动时间公式，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题，‎ ‎9．如图所示，倾角为=37°的足够长的固定斜面处于垂直斜面向里的匀强磁场中，一带正电小物块从斜面顶端由静止开始沿斜面向下滑动，运动时间与速度图像如图所示，（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，），则下列说法正确的是 A．小物块下滑的加速度为 B．小物块最终将飞离斜面做曲线运动 C．小物块下滑过程中机械能守恒 D．如小物块质量为0.1kg，则t=0.25s时，重力的功率为1.5W ‎【答案】C 考点：考查了洛伦兹力，速度时间图像，功率的计算 ‎【名师点睛】物体受的洛伦兹力方向垂直于斜面向下，与运动方向垂直，小物块下滑过程中机械能守恒，且不会飞离斜面，从时间与速度图像知物体的加速度．‎ ‎10．如图所示，空间的某一区域存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动，从C点离开区域；如果将磁场撤去，其他条件不变，则粒子从B点离开区域，如果将电场撤去，其他条件不变，则这个粒子从D点离开场区，已知BC=CD，设粒子在上述三种情况下，从A到B，从A到C和从A到D所用的时间分别是，离开三点时的动能分别是 ‎，粒子重力忽略不计，以下关系正确的是 A．‎ B．‎ C．‎ D．‎ ‎【答案】BC 考点：考查了带电粒子在复合场中的运动 ‎【名师点睛】根据粒子在电场力作用下做类平抛运动，由运动的合成与分解，可得；当在洛伦兹力作用下，做匀速圆周运动时，时间与路程长短有关．根据动能定理，结合电场力做功，从而可确定动能的大小关系．‎ 二、实验题 ‎11．用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图所示，此示数为__________mm。用游标为50分度的卡尺（测量值可准确到0.02mm）测定某圆柱体的直径时，卡尺上的示数如图所示，可读出圆柱的直径为_________mm。‎ ‎【答案】8.125mm；42.12mm ‎【解析】‎ 试题分析：螺旋测微器的固定刻度读数为8mm，可动刻度读数为：0.01×11.6mm=0.116mm，所以最终读数为：8mm+0.116mm=8.116mm．游标卡尺的主尺读数为42mm，游标尺上第10个刻度与主尺上某一刻度对齐，故其读数为0.02×6mm=0.12mm，所以最终读数为：42mm+0.12mm=42.12mm；‎ 考点：考查了螺旋测微器和游标卡尺读数 ‎【名师点睛】解决本题的关键掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法，游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读；螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．‎ ‎12．某同学要测量一节干电池的电动势和内阻。‎ ‎（1）实验室除提供开关S和导线外，还有以下器材可供选择：‎ A．电压表V（量程3V，内阻）‎ B．电流表G（量程3mA，内阻）‎ C．电流表A（量程3A，内阻约为0.5Ω）‎ D．滑动变阻器：（阻值范围0~10Ω，额定电流2A）‎ E．（阻值范围0~1000Ω，额定电流1A）‎ F．定值电阻：‎ 该同学依据器材画出了如图1所示的原理图，他没有选用电流表A的原因是____________________________________。‎ ‎（2）该同学将电流表G与定值电阻并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是____A。‎ ‎（3）为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用滑动变阻器______（填写器材的符号）；‎ ‎（4）该同学利用上述实验原理测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图2所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E=_____V（结果保留三位有效数字），电源的内阻r=______（结果保留两位有效数字）；‎ ‎【答案】（1）电流表量程太大（2）（3）（4）；‎ ‎【解析】‎ 考点：测量电源电动势和内阻实验 ‎【名师点睛】测量电源的电动势和内电阻的实验，采用改装的方式将表头改装为量程较大的电流表，再根据原实验的研究方法进行分析研究，注意数据处理的方法．‎ 三、计算题 ‎13．如图所示，宽度为d的有界匀强磁场，磁感应强度为B，和是它的两条边界，现有质量为m，电荷量绝对值为q的带电粒子沿图示方向垂直磁场射入，要使粒子不能从边界射出，则粒子入射速率v的最大值可能是多少。‎ ‎【答案】或 ‎【解析】‎ 试题分析：题目中只给出粒子“电荷量为q”，未说明是带哪种电荷．若带正电荷，轨迹是如图所示上方与NN′相切的圆弧，如图1所示．‎ 考点：考查了带电粒子在匀强磁场中的运动 ‎【名师点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式，周期公式，运动时间公式，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题，‎ ‎14．如图所示，在xoy坐标系中，x轴上N点到O点的距离是12cm，虚线NP与x轴负向的夹角是30°，第I象限内NP的上方有匀强磁场，磁感应强度B=1T，第IV象限有匀强电场，方向沿y轴正向，以质量m=8，电荷量q=1带正电粒子，从电场中M（12，-8）点由静止释放，经电场加速后从N点进入磁场，又从y轴上P点穿出磁场，不计粒子重力，取，求：‎ ‎（1）粒子在磁场中运动的速度v；‎ ‎（2）粒子在磁场中运动的时间t；‎ ‎（3）匀强电场的电场强度E。‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ 考点：考查了带电粒子在组合场中的运动 ‎【名师点睛】带电粒子在组合场中的运动问题，首先要运用动力学方法分析清楚粒子的运动情况，再选择合适方法处理．对于匀变速曲线运动，常常运用运动的分解法，将其分解为两个直线的合成，由牛顿第二定律和运动学公式结合求解；对于磁场中圆周运动，要正确画出轨迹，由几何知识求解半径 ‎15．如图，在xoy平面第一象限整个区域分布匀强电场，电场方向平行y轴向下，在第四象限内存在有界匀强磁场，左边界为y轴，右边界为的直线，磁场方向垂直纸面向外。质量为m，带电量为+q的粒子从y轴上P点以初速度垂直y轴射入匀强电场，在电场力作用下从x轴上Q点以与x轴正方向成45°角进入匀强磁场，已知OQ=d，不计粒子重力，求：‎ ‎（1）P点坐标；‎ ‎（2）要使粒子能再进入电场，磁感应强度B的取值范围；‎ ‎（3）要使粒子能第二次进入磁场，磁感应强度B的取值范围。‎ ‎【答案】（1）（0，）（2）（3）‎ ‎（2）粒子刚好能再进入电场的轨迹如图所示，设此时的轨迹半径为，则 解得：‎ 令粒子在磁场中的速度为v，则 根据牛顿第二定律解得：‎ 要使粒子能再进入电场，磁感应强度B的范围 ‎（3）假设粒子刚好从处磁场边界与电场的交界D处第二次进入磁场，设粒子从P到Q的时间为t，‎ 考点：考查了带电粒子在组合场中的运动 ‎【名师点睛】带电粒子在组合场中的运动问题，首先要运用动力学方法分析清楚粒子的运动情况，再选择合适方法处理．对于匀变速曲线运动，常常运用运动的分解法，将其分解为两个直线的合成，由牛顿第二定律和运动学公式结合求解；对于磁场中圆周运动，要正确画出轨迹，由几何知识求解半径 ‎