高二年级调研考试物理试题.docx
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高二年级调研考试物理试题
河北景县中学高二年级10月调研考试物理试卷
(考试时间:
90分钟;满分110分)
一、选择题(1-7为单项选择,8-15为多项选择。
选择题每个4分,部分2分,共60分,错选不得分。
)
1.中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:
“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如图。
结合上述材料,下列说法不正确的是( )
A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B.地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近
C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用
2.
如图,一通电直导线,设导线中每米长度内有n个自由电荷,每个自由电荷的电荷量为e,它们的定向移动速度均为v,现加一磁场,其方向与导线垂直,磁感应强度为B,则磁场对长度为L的一段导线的安培力的大小应是( )
A.neBLvB.
C.
D.
3.
如图所示,三根彼此绝缘的无限长直导线的一部分ab、cd、ef构成一个等边三角形,O为三角形的中心,M、N分别为O关于导线ab、cd的对称点。
当三根导线中通以大小相等,方向如图所示的电流时,M点磁感应强度的大小为B1,O点磁感应强度的大小为B2,若将导线ab中的电流撤去,而保持另两根导线中的电流不变,则N点磁感应强度的大小为( )
A.B1+B2B.B1-B2
C.
(B1+B2)D.
(3B2-B1)
4.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置,且两个线圈的圆心重合,如图所示。
当两线圈中通以图示方向的电流时,从左向右看,线圈L1将( )
A.不动 B.顺时针转动
C.逆时针转动 D.在纸面内平动
5.如图所示,水平导线中有水平向左的电流I通过,导线正下方的电子初速度的方向与电流I的方向相同,则电子将()
A.沿路径a运动
,轨迹半径始终不变
B.沿路径a运动,轨迹半径越来越大
C.沿路径a运动,轨迹半径越来
越小
D.沿路径b运动,轨迹半径越来越小
6.
如图所示,在x>0、y>0的空间有方向垂直于xOy平面向里的匀强磁场。
现有两个质量及电荷量均相同的带电粒子,由x轴上的P点以不同的初速度平行于y轴射入此磁场,然后分别从y轴上的M、N两点射出磁场,不计粒子重力及它们间的相互作用。
比较两粒子的运动,下列判断正确的是( )
A.从N点射出的粒子初速度较大
B.从N点射出的粒子在磁场中的加速度较大
C.从M点射出的粒子在磁场中的角速度较大
D.从M点射出的粒子在磁场中运动时间较短
7.
如图所示,以O为圆心、MN为直径的圆的左半部分内有垂直纸面向里的匀强磁场,三个不计重力、质量相同、电荷量相同的带正电粒子a、b和c以相同的速率分别沿aO、bO和cO方向垂直于磁场射入磁场区域,已知bO垂直MN,aO、cO和bO的夹角都为30°,a、b、c三个粒子从射入磁场到射出磁场所用时间分别为ta、tb、tc,则下列给出的时间关系可能正确的是( )
A.ta
C.ta=tb 多选 8.如图所示,两个倾角分别为30°和60°的光滑斜面固定于水平面上,并处于方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中.两个质量均为m、带电荷量均为+q的小滑块甲和乙分别从两个斜面顶端由静止释放,运动一段时间后,两小滑块都将飞离斜面,在此过程中( ) A.甲滑块飞离斜面瞬间的速度比乙滑块飞离斜面瞬间的速度大 B.甲滑块在斜面上运动的时间比乙滑块在斜面上运动的时间短 C.甲滑块在斜面上运动的位移与乙滑块在斜面上运动的位移大小相同 D.两滑落块在斜面上运动的过程中,重力的平均功率相等 9. 如图所示,空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场,一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端无初速度放置一质量m=0.1kg、电荷量q=+0.2C的滑块,滑块与绝缘木板之间动摩擦因数μ=0.5,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。 t=0时对木板施加方向水平向左,大小F=0.6N的恒力,g取10m/s2。 则( ) A.木板和滑块一直做加速度为2m/s2的匀加速运动 B.滑块开始做加速度减小的变加速运动,最后做速度为10m/s的匀速运动 C.木板先做加速度为2m/s2的匀加速运动,再做加速度增大的运动,最后做加速度为3m/s2的匀加速运动 D.t=5s末滑块未脱离木板且有相对运动 10.如图是一个医用回旋加速器示意图,其核心部分是两个D形金属盒,两金属盒置于匀强磁场中,并分别与高频电源相连。 现分别加速氘核 H)和氦核 He),下列说法中正确的是( ) A.它们的最大速度相同 B.它们的最大动能相同 C.两次所接高频电源的频率相同 D.仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能 11. 如图所示,有3块水平放置的长薄金属板a、b和c,a、b之间相距为l。 紧贴b板下表面竖直放置半径为R的半圆形塑料细管,两管口正好位于小孔M、N处。 板a与b、b与c之间接有电压可调的直流电源,板b与c之间还存在方向垂直纸面的匀强磁场(图中未标出)。 当体积为V0、密度为ρ、电荷量为q的带电油滴,等间隔地以速度v0从a板上的小孔竖直向下射入,调节板间电压Uba=U1、Ubc=U2时,油滴穿过b板M孔进入细管,恰能与细管无接触地从N孔射出。 忽略小孔和细管对电场的影响,不计空气阻力。 则以下说法正确的是( ) A.油滴带负电,板b与c之间的磁场方向向外 B.油滴进入M孔的速度为 C.b、c两板间的电场强度E为 D.b、c两板间的磁感应强度为 12. 如图所示,在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中,有一竖直足够长固定绝缘杆MN,小球P套在杆上,已知P的质量为m、电荷量为+q,电场强度为E,磁感应强度为B,P与杆间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。 小球由静止开始下滑直到稳定的过程中( ) A.小球的加速度一直减小 B.小球的机械能和电势能的总和保持不变 C.下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是v= D.下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是v= 13. 汤姆孙提出的测定带电粒子的比荷 的实验原理如图所示,带电粒子经过电压为U的加速电场加速后,垂直于磁场方向进入宽为l的有界匀强磁场,某次测定中发现带电粒子穿过磁场时发生的偏转位移为d= 已知匀强磁场的磁感应强度为B,粒子重力不计,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,π≈3,则下列说法正确的是( ) A.带电粒子的比荷为 B.带电粒子的偏转角为θ=37° C.带电粒子在磁场中运动的时间约为 D.带电粒子运动的加速度大小为 14. 如图所示,一轨道由两等长的光滑斜面AB和BC组成,两斜面在B处用一光滑小圆弧相连接,P是BC的中点,竖直线BD右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场,B处可认为处在磁场中,一带电小球从A点由静止释放后能沿轨道来回运动,C点为小球在BD右侧运动的最高点,则下列说法正确的是( ) A.C点与A点在同一水平线上 B.小球向右或向左滑过B点时,对轨道压力相等 C.小球向上或向下滑过P点时,其所受洛伦兹力相同 D.小球从A到B的时间是从C到P时间的 倍 15. 为了测量某化工厂的污水排放量,技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计,该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为a=1m、b=0.2m、c=0.2m,左、右两端开口,在垂直于前、后面的方向加磁感应强度为B=1.25T的匀强磁场,在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N作为电极,污水充满装置以某一速度从左向右匀速流经该装置时,测得两个电极间的电压U=1V,且污水流过该装置时受到阻力作用,阻力Ff=kLv,其中比例系数k=15N·s/m2,L为污水沿流速方向的长度,v为污水的流速。 下列说法中正确的是( ) A.金属板M电势不一定高于金属板N的电势,因为污水中负离子较多 B.污水中离子浓度的高低对电压表的示数也有一定影响 C.污水的流量(单位时间内流出的污水体积)Q=0.16m3/s D.为使污水匀速通过该装置,左、右两侧管口应施加的 压强差为Δp=1500Pa 2、实验题(共16分)(16题10分,每空2分;17题6分,每空2分) 16.(10分)气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵将压缩空气通过导轨的众多小孔高速喷出,在导轨与滑块之间形成薄薄一层气垫,使滑块悬浮在导轨上。 由于气垫的摩擦力极小,滑块在导轨上的运动可近似为没有摩擦的运动。 用固定在气垫导轨上的光电门A、B和光电计时装置,以及带有挡光条的滑块C、D来验证动量守恒定律。 已知挡光条的持续挡光宽度为l,实验装置如图所示,采用的实验步骤如下: a.调节气垫导轨底座螺母,观察导轨上的气泡仪,使导轨成水平状态; b.在滑块C、D间放入一个轻质弹簧,用一条橡皮筋捆绑住三者成一水平整体,静置于导轨中部; c.将光电门尽量靠近滑块C、D两端; d.烧断捆绑的橡皮筋,使滑块C、D在弹簧作用下分离,分别通过光电门A、B; e.由光电计时器记录滑块C第一次通过光电门A时挡光条持续挡光的时间tC,以及滑块D第一次通过光电门B时挡光条持续挡光的时间tD。 (1)实验中还应测量的物理量是 ; (2)根据上述测量的实验数据及已知量,验证动量守恒定律的表达式是 ;实验中算得的C、D两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的主要原因是 ; (3)利用上述实验数据 (填写“能”或“不能”)测出被压缩弹簧的弹性势能的大小。 如能,请写出计算表达式: 。 若不能,说明理由: 。 17.(6分)利用霍尔效应可以测量磁感应强度。 如图甲所示,将导体置于磁场中,沿垂直磁场方向通入电流,在导体中垂直于电流和磁场的方向上会产生一个纵向电势差UH,这种现象叫霍尔效应。 导体材料中单位体积内的自由电荷数目为n,自由电荷所带电荷量为q,将k= 定义为霍尔系数。 利用霍尔系数k已知的材料制成探头,其工作面(相当于图甲中垂直磁场的abb'a'面)的面积可以做到很小,因此可用来较精确测量空间某一位置的磁感应强度。 图乙为一种利用霍尔效应测磁感应强度的仪器,其中的探头固定在探杆的前端,且使探头的工作面与探杆垂直。 这种仪器既可以控制通过探头的电流I的大小,又可以测出探头所产生的霍尔电势差UH,并自动计算出探头所测位置磁场的磁感应强度大小。 (1)在利用上述仪器测量磁感应强度的过程中,对探杆的放置方位有何要求? (2)计算所测位置磁感应强度,除了k、I、UH外,还需要知道哪个物理量 。 (请填写下面选项前的字母) A.探头沿磁场方向的厚度l B.探头产生电势差两面间的距离h C.探头沿电流方向的长度l0 用上述物理量表示所测磁感应强度大小B= 。 三、计算题(共34分,计算题要有必要的公式和文字说明,否则不得全分) 18.(8分) 如图所示,在水平地面上固定一对与水平面倾角为α的光滑平行导电轨道,轨道间的距离为l,两轨道底端的连线与轨道垂直,顶端接有电源。 将一根质量为m的直导体棒ab放在两轨道上,且与两轨道垂直。 已知通过导体棒的恒定电流大小为I,方向由a到b,在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场,使导体棒在轨道上保持静止。 (1)求磁场对导体棒的安培力的大小; (2)如果改变导轨所在空间的磁场方向,试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度B的最小值和方向。 19.(12分) 如图所示,在xOy平面的第Ⅱ象限内有半径为R的圆分别与x轴、y轴相切于P、Q两点,圆内存在垂直于xOy面向外的匀强磁场。 在第Ⅰ象限内存在沿y轴负方向的匀强电场,电场强度为E。 一带正电的粒子(不计重力)以速率v0从P点射入磁场后恰好垂直y轴进入电场,最后从M(3R,0)点射出电场,出射方向与x轴正方向夹角为α,且满足α=45°,求: (1)带电粒子的比荷; (2)磁场磁感应强度B的大小; (3)粒子从P点射入磁场到M点射出电场的时间。 20.(14分) 如图所示,在xOy平面坐标系中,直线MN与y轴成30°角,M点的坐标为(0,a),在y轴与直线MN之间的区域内,存在垂直xOy平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。 电子束以相同速度v0从y轴上- a≤y≤0的区间垂直于y轴和磁场射入磁场。 已知从O点射入磁场的电子在磁场中的运动轨迹恰好与直线MN相切,忽略电子间的相互作用和电子的重力。 (1)求电子的比荷; (2)若在xOy坐标系的第Ⅰ象限加上沿y轴正方向、大小为E=Bv0的匀强电场,在x0= a处垂直于x轴放置一荧光屏,计算说明荧光屏上发光区的形状和范围。
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