物理卷·2018届浙江省余姚中学高二上学期期中考试（2016-11）

物理卷·2018届浙江省余姚中学高二上学期期中考试（2016-11）

浙江省余姚中学2016-2017学年高二上学期期中考试 物理试题 一、单项选择题（本大题共10小题，每题3分，共30分.在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得3分，选错的得0分）‎ ‎1．在下图中标出了磁场B的方向、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确的是（　　）‎ ‎2.如图所示是等腰直角三棱柱abcd为正方形，边长为L，它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，下面说法中不正确的是（ ）‎ A．通过bcf平面的磁通量为零 B．通过dcfe平面的磁通量大小为 C．通过abfe平面的磁通量大小为零 D．通过abcd平面的磁通量大小为 ‎3.如图，由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框，垂直匀强磁场放置，将AB两点接入电压恒定的电源两端，通电时，线框受到的安培力为1.2N，若将ACB边移走，则余下线框受到的安培力大小为（ ）‎ A.0.6‎N B. 0.8N C. 1.2N D.1.6N ‎4.如图所示，金属板M、N水平放置，相距为d，其左侧有一对竖直金属板P、Q，板P上小孔S正对板Q上的小孔O，M、N间有垂直纸面向里的匀强磁场，在小孔S处有一带负电粒子，其重力和初速度均不计，当变阻器的滑动触头在AB的中点时，带负电粒子恰能在M、N间做直线运动，当滑动变阻器滑片向A点滑动过程中，则（　　）‎ A．粒子在M、N间运动过程中，动能一定不变 B．粒子在M、N间运动过程中，动能一定减小 C．粒子在M、N间仍做直线运动 D．粒子可能沿M板的右边缘飞出 ‎5.如图所示，接有理想伏特表的三角形导线框abc，在匀强磁场中向右运动，问：框中有无感应电流？a、b两点问有无电势差？伏特表有无读数（示数不为零称有读数）（　　）‎ A．无、无、无 B．无、有、有 C．无、有、无 D．有、有、有 ‎6.如图所示，电灯的灯丝电阻为2Ω，电池电动势为2V，内阻不计，线圈匝数足够多，其直流电阻为3Ω．先合上电键K，过一段时间突然断开，则下列说法中正确的有（　　）‎ A．电灯立即熄灭 B．电灯立即先暗再熄灭 C．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相同 D．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相反 ‎7.磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为，式中B是磁感应强度，μ是磁导率，在空气中μ为一已知常数．以通电螺线管（带有铁芯）为例，将衔铁吸附在通电螺线管的一端，若将衔铁缓慢拉动一小段距离△d，拉力所做的功就等于间隙△d中磁场的能量．为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，某研究性学习小组用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力缓慢将铁片与磁铁拉开一段微小距离△L，并测出拉力大小为F，如图所示．由此可以估算出该条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B为（　　）‎ A． B． C. D． ‎ ‎8.狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感线呈均匀辐射状分布（如图甲所示），距离它r处的磁感应强度大小为（k为常数），其磁场分布与负点电荷Q的电场（如图乙所示）分布相似．现假设磁单极子S和负点电荷Q均分别固定且相距较远，有带电小球分别在S极和Q附近做匀速圆周运动．则关于小球做匀速圆周运动的判断错误的是（　　）‎ A．若小球带正电，其运动轨迹平面可在S的正上方，如图甲所示 B．若小球带正电，其运动轨迹平面可在Q的正下方，如图乙所示 C．若小球带负电，其运动轨迹平面可在S的正上方，如图甲所示 ‎ D．若小球带负电，其运动轨迹平面可在Q的正下方，如图乙所示 ‎9.如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里，‎ abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l，t=0时刻，bc边与磁场区域左边界重合．现令线圈以向右的恒定速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线是图中的 ）‎ ‎10.如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化电流i，电流随时间变化的规律如图乙所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则（　　）‎ A．t1时刻FN＞G，P有收缩的趋势 B．t2时刻FN=G，此时穿过P的磁通量为0‎ C．t3时刻FN=G，此时P中无感应电流 D．t4时刻FN＜G，此时穿过P的磁通量最小 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确，全选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分）‎ ‎11.某同学学习了磁场相关知识后动手制作了一个《电子秋千》．两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上，与两个铜线圈P、Q组成一闭合回路，两个磁性很强的条形磁铁如图放置，当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟着摆动，仿佛在荡秋千．以下说法正确的是（　　）‎ A．P向右摆动的过程中，P中的电流方向为顺时针方向（从右向左看）‎ B．P向右摆动的过程中，Q也会向右摆动 C．P向右摆动的过程中，Q会向左摆动 D．若用手左右摆动Q，P会始终保持静止 ‎12.利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域．如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差．下列说法中正确的是（　　）‎ A．若元件的载流子是自由电子，则D侧面电势高于C侧面电势 B．若元件的载流子是自由电子，则C侧面电势高于D侧面电势 C．在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直 D．在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平 ‎13.某空间存在水平方向的匀强电场（图中未画出），带电小球沿如图所示的直线斜向下由A点沿直线向B点运动，此空间同时存在由A指向B的匀强磁场，则下列说法正确的是（　　）‎ A．小球一定带正电 B．小球可能做匀速直线运动 C．带电小球一定做匀加速直线运动 D．运动过程中，小球的机械能增大 ‎14.如图甲所示，电阻不计且间距L=1m的光滑平行金属导轨竖直放置，上端接一阻值R=2Ω的电阻，虚线OO′下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场，现将质量m=0.1kg、电阻不计的金属杆ab从OO′上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平．已知杆ab进入磁场时的速度v0=1m/s，下落0.3m的过程中加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示，g取10m/s2，则（　　）‎ A．匀强磁场的磁感应强度为2T B．杆ab下落0.3m时金属杆的速度为1m/s C．杆ab下落0.3m的过程中R上产生的热量为0.2J D．杆ab下落0.3m的过程中通过R的电荷量为0.25C 三、填空题：（每空2分，图2分，计16分）‎ ‎15.把一线框从一匀强磁场中拉出，如图所示．‎ 第一次拉出的速率是 v，第二次拉出速率是 2v，其它条件不变，则前后两次拉力大小之比是 ，拉力功率之比是 ，线框产生的热量之比是 ，通过导线截面的电量之比是 。‎ ‎16.（1）下图是做探究电磁感应的产生条件实验的器材及示意图．‎ ‎①在图中用实线代替导线把它们连成实验电路．‎ ‎②由哪些操作可以使电流表的指针发生偏转 Ⅰ ‎ Ⅱ ‎ ‎（3）假设在开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，灵敏电流计的指针向 偏转．（填“左”或“右”）。‎ 四、计算题：（第17题10分，第18题14分，第1,9题14分，共38分）‎ ‎17.（10分）如图所示，PQ和EF为水平放置的平行金属导轨，间距为L=1.0m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m=20g，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连，物体c的质量M=30g．在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度g取10m/s2．若导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍,若要保持物体c静止不动.‎ 应该在棒中通入多大的电流；电流的方向如何.‎ ‎18.（14分）如图所示，一面积为S的单匝圆形金属线圈与阻值为R的电阻连接成闭合电路，不计圆形金属线圈及导线的电阻．线圈内存在一个方向垂直纸面向里、磁感应强度大小均匀增加且变化率为k的磁场Bt．电阻R两端并联一对平行金属板M、N，两板间距为d，N板右侧xOy坐标系（坐标原点O在N板的下端）的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场边界OA和y轴的夹角∠AOy=45°，AOx区域为无场区．在靠近M板处的P点由静止释放一质量为m、带电荷量为+q的粒子（不计重力），经过N板的小孔，从点Q（0，l ）垂直y轴进入第一象限，经OA上某点离开磁场，最后垂直x轴离开第一象限．求：‎ ‎（1）平行金属板M、N获得的电压U；‎ ‎（2）yOA区域内匀强磁场的磁感应强度B；‎ ‎（3）粒子从P点射出到到达x轴的时间.‎ ‎19.（14分）如图所示，在倾角θ=37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的匀强磁场区域MNPQ，磁感应强度B的大小为5T，磁场宽度d=0.55m，有一边长L=0.4m、质量m1=0.6kg、电阻R=2Ω的正方形均匀导体线框abcd通过一轻质细线跨过光滑的定滑轮与一质量为m2=0.4kg的物体相连，物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.4，将线框从图示位置由静止释放，物体到定滑轮的距离足够长．（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：‎ ‎（1）线框abcd还未进入磁场的运动过程中，细线中的拉力为多少;‎ ‎（2）当ab边刚进入磁场时，线框恰好做匀速直线运动，求线框刚释放时ab边距磁场MN边界的距离x多大;‎ ‎（3）在（2）问中条件下，若cd边恰离开磁场边界PQ时，速度大小为2m/s，求整个运动过程中ab边产生的热量为多少.‎ 余姚中学2016学年度第一学期 高二物理期中试卷答案 ‎1.C 2.D 3.B 4.B 5.C 6.B 7.D 8.D 9.B 10.A 11.AB 12.AC 13.CD 14.AD ‎15. 1：2 1：4 1：2 1：1‎ ‎16. ①电路图如图所示；②Ⅰ将开关闭合（或者断开）；将螺线管A插入（或拔出）螺线管B；‎ ‎（2）右．‎ ‎17.解：因为导轨粗糙，设导体棒的最大静摩擦力大小为，且=0.5mg=0.1N， （1分）‎ M的重力为G=Mg=0.3N，可知最大静摩擦小于M的重力，即要保持导体棒静止，则安培力方向必须水平向左，则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a到b． （2分）‎ 若安培力大于M的重力时，电流较大，设此时电流为I1，‎ 则由平衡条件有 BI1L-Mg≤fm=0.1N， （2分） 解得，I1≤2A （1分） ‎ 若培力小于于M的重力时，电流较小，设此时电流为I2，‎ 则由平衡条件有 Mg-BI2L≤fm=0.1N， （2分） 解得:I2≥1A （1分） ‎ 即ab棒中电流为1A≤I≤2A． （1分）‎ ‎18.解：‎ ‎【解析】 试题分析：（1）根据法拉第电磁感应定律，闭合线圈产生的感应电动势为： （2分）‎ 因平行金属板M、N与电阻并联，故M、N两板间的电压为：U=UR=E=kS （1分）‎ ‎（2）带电粒子在M、N间做匀加速直线运动，由动能定理得： （1分）‎ 带电粒子进入磁场区域的运动轨迹如图所示，由洛伦兹力提供向心力得： （1分）‎ 由几何关系可得： r+rcot45°=l （1分）‎ 以上联立解得： （1分） ‎ ‎（3）粒子在电场中有： （1分）‎ 由牛顿第二定律得： （1分）‎ 粒子在磁场中， 运动时间： （1分）‎ 粒子在第一象限的无场区中，有 （1分）‎ 由几何关系得： （1分）‎ 粒子从P点射出到到达x轴的时间为： （1分）‎ 以上联立可解得： （1分）‎ ‎19.解：（1）m1、m2运动过程中，把m1、m2看做一个整体为研究对象 由牛顿第二定律得：m1gsin θ﹣μm2g=（m1+m2）a （1分） ‎ 代入数据解得：a=2m/s2 （1分）‎ 隔离m1，以m1为研究对象，由牛顿第二定律：m1gsin θ﹣FT = m1a （1分） ‎ 代入数据解得：T=2.4N （1分）‎ ‎（2）线框进入磁场恰好做匀速直线运动，以整体有： （2分）‎ 代入数据解得：v=1m/s （1分） ‎ ab到MN前线框做匀加速运动，由速度位移公式有：v2=2ax 代入数据解得：x=0.25m（2分）‎ ‎（3）线框从开始运动到cd边恰离开磁场边界PQ时，由能量守恒定律得：‎ ‎ （2分）‎ 代入数据解得： （1分）‎ 所以： （2分）‎