学年山西大学附属中学高二月考物理试题.docx
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学年山西大学附属中学高二月考物理试题
2014-2015学年山西大学附属中学高二3月月考物理试题
1.如图所示为两组同心闭合线圈的俯视图,若内线圈的电流I1为图中所示的方向,则当I1增大时,外线圈中的感应电流I2的方向及I2受到的安培力F的方向为()
A.I2顺时针方向,F沿半径指向圆心
B.I2顺时针方向,F沿半径背离圆心向外
C.I2逆时针方向,F沿半径指向圆心
D.I2逆时针方向,F沿半径背离圆心向外
2.如图所示为质谱仪的工作原理示意图,带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器,速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E,平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2,平板S下方有强度为B0的匀强磁场。
下列表述错误的是()
A.质谱仪是分析同位素的重要工具
B.能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/B
C.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷q/m越大
D.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
3.如图所示为一个质量为m、带电荷量为+q的小圆环,可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,细杆于磁感应强度为B的匀强磁场中。
现给圆环向左的初速度v0,在以后的运动过程中,圆环运动的速度—时间图象可能是图乙中的()
4.如图所示,A、B为不同金属制成的质量相等的正方形线框,A的边长是B的2倍,A的电阻是B的4倍,当它们的下边在同一高度竖直下落,垂直进入如图所示的磁场中,A框恰能匀速下落,那么()
A.B框一定匀速下落
B.进入磁场后,A、B中感应电流强度之比是2:
1
C.两线框全部进入磁场的过程中,通过截面的电量不相等
D.两线框全部进入磁场的过程中,消耗的电能之比为1:
1
5.用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框,以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场,如图所示.在每个线框进入磁场的过程中,M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud.下列判断正确的是( )
A.Ua<Ub<Uc<UdB.Ua<Ub<Ud<UcC.Ua=Ub<Uc=UdD.Ub<Ua<Ud<Uc
6.如图甲所示,有两个相邻的有界匀强磁场区域,磁感应强度的大小均为B,磁场方向相反,且与纸面垂直,磁场区域在x轴方向宽度均为a,在y轴方向足够宽。
现有一高为a的正三角形导线框从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域。
若以逆时针方向为电流的正方向,在图乙中,线框中感应电流i与线框移动距离x的关系图象正确的是()
二、多选题(共7题,每题5分;全部选对得5分,选对但不全得3分,有错或不选得0分)
8.半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体杆,单位长度电阻均为R0。
圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B。
杆在圆环上以速度v0平行于直径CD向右做匀速直线运动。
杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心O开始,杆的位置由θ确定,如图所示。
则()
A.θ=0时,杆产生的电动势为2Bav
B.θ=
时,杆产生的电动势为
C.θ=
时,杆受的安培力大小为
D.θ=0时,杆受的安培力大小为
9.如图所示,x轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场.有两个质量相同,电荷量也相同的带正、负电的离子(不计重力),以相同速度从O点射入磁场中,射入方向与x轴均夹θ角.则正、负离子在磁场中()
A.运动时间相同
B.运动轨道半径相同
C.重新回到x轴时速度大小和方向均相同
D.重新回到x轴时距O点的距离相同
10.如图所示,两虚线之间的空间内存在着正交或平行的匀强电场E和匀强磁场B,有一个带正电小球(电量为+q,质量为m)从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由落下,那么,带电小球不可能沿直线通过下列哪个混合场()
11.如图所示,水平的平行虚线间距为d,其间有磁感应强度为B的匀强磁场。
一个正方形线框边长为l(d>l),质量为m,电阻为R。
开始时,线框的下边缘到磁场上边缘的距离为h。
将线框由静止释放,其下边缘刚进入磁场时,线框的加速度恰为零。
则线框进入磁场过程和从磁场下边穿出磁场过程相比较,有()
A.产生的感应电流的方向相同
B.所受的安培力的方向相反
C.进入磁场的过程中产生的热量小于穿出磁场的过程中产生的热量
D.进入磁场过程所用的时间大于穿出磁场过程中所用的时间
12.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、b、c,左右两端开口,在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场,在前后两个内侧固定有金属板作为电极,污水充满管口从左向右流经该装置时,电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积),下列说法正确的是()
A.若污水中正离子较多,则前表面比后表面电势高
B.前表面的电势一定低于后表面的电势,与哪种离子多少无关
C.污水中离子浓度越高,电压表的示数将越大
D.电压表示数U与污水流量Q成正比,与a、b无关
13.如图所示,宽h=4cm的有界匀强磁场,纵向范围足够大,磁感应强度的方向垂直纸面向内,现有一群正粒子从O点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场,若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径均为r=10cm,则()
A.右边界-8cm B.右边界y<8cm有粒子射出 C.左边界y>8cm有粒子射出 D.左边界0 三、计算题(14题13分,15、16题各14分;请写出具体的解题步骤) 14.如图所示的坐标系,x轴沿水平方向,y轴沿竖直方向.在x轴上方空间的第一、第二象限内,既无电场也无磁场;在第三象限,存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xy平面(纸面)向里的匀强磁场;在第四象限,存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场场强相等的匀强电场.一质量为m、电荷量为q的带电质点,从y轴上y=h处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限,然后经过x轴上x=-2h处的P2点进入第三象限,带电质点恰好能做匀速圆周运动.之后经过y轴上y=-2h处的P3点进入第四象限.已知重力加速度为g.求 (1)粒子到达P2点时速度的大小和方向; (2)第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小; (3)带电质点在第四象限空间运动过程中最小速度的大小和方向. 15.如图所示,在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨,导轨间距为L,长为3d,导轨平面与水平面的夹角为θ,在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层。 匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向与导轨平面垂直。 质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放,在滑上涂层之前已经做匀速运动,并一直匀速滑到导轨底端。 导体棒始终与导轨垂直,且仅与涂层间有摩擦,接在两导轨间的电阻为R,其他部分的电阻均不计,重力加速度为g。 求: (1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ; (2)导体棒匀速运动的速度大小v; (3)整个运动过程中,电阻产生的焦耳热Q。 16.如图甲所示,光滑绝缘水平面上,磁感应强度B=2T的匀强磁场以虚线MN为左边界,MN的左侧有一质量m=0.1kg,bc边长L1=0.2m,电阻R=2Ω的矩形线圈abcd。 t=0时,用一恒定拉力F拉线圈,使其由静止开始向右做匀加速运动,经过时间1s,线圈的bc边到达磁场边界MN,此时立即将拉力F改为变力,又经过1s,线圈恰好完全进入磁场。 整个运动过程中,线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示.求: (1)求线圈bc边刚进入磁场时的速度v1; (2)写出第2s内变力F随时间t变化的关系式; (3)若从开始运动到线圈完全进入磁场,线圈中产生的热量为0.0875J,求此过程拉力所做的功。 山西大学附中高二年级2015年3月物理模块诊断(答案版) 1.如图所示为两组同心闭合线圈的俯视图,若内线圈的电流I1为图中所示的方向,则当I1增大时,外线圈中的感应电流I2的方向及I2受到的安培力F的方向为() A.I2顺时针方向,F沿半径指向圆心 B.I2顺时针方向,F沿半径背离圆心向外 C.I2逆时针方向,F沿半径指向圆心 D.I2逆时针方向,F沿半径背离圆心向外 2.如图所示为质谱仪的工作原理示意图,带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器,速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E,平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2,平板S下方有强度为B0的匀强磁场。 下列表述错误的是() A.质谱仪是分析同位素的重要工具 B.能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/B C.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷q/m越大 D.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里 3.如图所示为一个质量为m、带电荷量为+q的小圆环,可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,细杆于磁感应强度为B的匀强磁场中。 现给圆环向左的初速度v0,在以后的运动过程中,圆环运动的速度—时间图象可能是图乙中的(C) 4.如图所示,A、B为不同金属制成的质量相等的正方形线框,A的边长是B的2倍,A的电阻是B的4倍,当它们的下边在同一高度竖直下落,垂直进入如图所示的磁场中,A框恰能匀速下落,那么() A.B框一定匀速下落 B.进入磁场后,A、B中感应电流强度之比是2: 1 C.两线框全部进入磁场的过程中,通过截面的电量不相等 D.两线框全部进入磁场的过程中,消耗的电能之比为1: 1 5.用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框,以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场,如图所示.在每个线框进入磁场的过程中,M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud.下列判断正确的是( ) B.Ua<Ub<Uc<UdB.Ua<Ub<Ud<UcC.Ua=Ub<Uc=UdD.Ub<Ua<Ud<Uc 6.如图甲所示,有两个相邻的有界匀强磁场区域,磁感应强度的大小均为B,磁场方向相反,且与纸面垂直,磁场区域在x轴方向宽度均为a,在y轴方向足够宽。 现有一高为a的正三角形导线框从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域。 若以逆时针方向为电流的正方向,在图乙中,线框中感应电流i与线框移动距离x的关系图象正确的是() 7.如图所示的电路中,a、b、c为三盏完全相同的灯泡,L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈,E为电,S为开关。 关于三盏灯泡,下列说法正确的是() A.合上开关,c、b先亮,a后亮 B.合上开关一会后,a、b一样亮 C.断开开关,b、c同时熄灭,a缓慢熄灭 D.断开开关,c马上熄灭,b闪一下后和a一起缓慢熄灭 8.半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体杆,单位长度电阻均为R0。 圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B。 杆在圆环上以速度v0平行于直径CD向右做匀速直线运动。 杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心O开始,杆的位置由θ确定,如图所示。 则() A.θ=0时,杆产生的电动势为2Bav B.θ= 时,杆产生的电动势为 C.θ= 时,杆受的安培力大小为 D.θ=0时,杆受的安培力大小为 9.如图所示,x轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场.有两个质量相同,电荷量也相同的带正、负电的离子(不计重力),以相同速度从O点射入磁场中,射入方向与x轴均夹θ角.则正、负离子在磁场中() A.运动时间相同 B.运动轨道半径相同 C.重新回到x轴时速度大小和方向均相同 D.重新回到x轴时距O点的距离相同 10.如图所示,两虚线之间的空间内存在着正交或平行的匀强电场E和匀强磁场B,有一个带正电小球(电量为+q,质量为m)从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由落下,那么,带电小球不可能沿直线通过下列哪个混合场(AB) 11.如图所示,水平的平行虚线间距为d,其间有磁感应强度为B的匀强磁场。 一个正方形线框边长为l(d>l),质量为m,电阻为R。 开始时,线框的下边缘到磁场上边缘的距离为h。 将线框由静止释放,其下边缘刚进入磁场时,线框的加速度恰为零。 则线框进入磁场过程和从磁场下边穿出磁场过程相比较,有() A.产生的感应电流的方向相同 B.所受的安培力的方向相反 C.进入磁场的过程中产生的热量小于穿出磁场的过程中产生的热量 D.进入磁场过程所用的时间大于穿出磁场过程中所用的时间 12.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、b、c,左右两端开口,在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场,在前后两个内侧固定有金属板作为电极,污水充满管口从左向右流经该装置时,电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积),下列说法正确的是() A.若污水中正离子较多,则前表面比后表面电势高 B.前表面的电势一定低于后表面的电势,与哪种离子多少无关 C.污水中离子浓度越高,电压表的示数将越大 D.电压表示数U与污水流量Q成正比,与a、b无关 13.如图所示,宽h=4cm的有界匀强磁场,纵向范围足够大,磁感应强度的方向垂直纸面向内,现有一群正粒子从O点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场,若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径均为r=10cm,则() A.右边界-8cm B.右边界y<8cm有粒子射出 C.左边界y>8cm有粒子射出 D.左边界0 14.如图所示的坐标系,x轴沿水平方向,y轴沿竖直方向.在x轴上方空间的第一、第二象限内,既无电场也无磁场;在第三象限,存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xy平面(纸面)向里的匀强磁场;在第四象限,存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场场强相等的匀强电场.一质量为m、电荷量为q的带电质点,从y轴上y=h处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限,然后经过x轴上x=-2h处的P2点进入第三象限,带电质点恰好能做匀速圆周运动.之后经过y轴上y=-2h处的P3点进入第四象限.已知重力加速度为g.求 (1)粒子到达P2点时速度的大小和方向; (2)第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小; (3)带电质点在第四象限空间运动过程中最小速度的大小和方向. (1)2 与x轴负方向成45°角 解析 (1)质点从P1到P2,由平抛运动规律 h= gt2 方向与x轴负方向成45°角. (2)质点从P2到P3,重力与电场力平衡,洛伦兹力提供向心力Eq=mg (3)质点进入第四象限,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀减速直线运动. 当竖直方向的速度减小到0,此时质点速度最小,即v在水平方向的分量 vmin=vcos45°= 方向沿x轴正方向. 15.如图所示,在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨,导轨间距为L,长为3d,导轨平面与水平面的夹角为θ,在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层。 匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向与导轨平面垂直。 质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放,在滑上涂层之前已经做匀速运动,并一直匀速滑到导轨底端。 导体棒始终与导轨垂直,且仅与涂层间有摩擦,接在两导轨间的电阻为R,其他部分的电阻均不计,重力加速度为g。 求: (1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ; (2)导体棒匀速运动的速度大小v; (3)整个运动过程中,电阻产生的焦耳热Q。 (1)tanθ (2) (3)2mgdsinθ- 解析: (1)在绝缘涂层上 受力平衡 mgsinθ=μmgcosθ 解得 μ=tanθ (2)在光滑导轨上 感应电动势 E =BLv 感应电流I= 安培力 F安=BIL 受力平衡F安=mgsinθ 解得v= (3)摩擦生热 QT=μmgdcosθ 能量守恒定律 3mgdsinθ=Q+QT+ mv2 解得Q=2mgdsinθ- 16.如图甲所示,光滑绝缘水平面上,磁感应强度B=2T的匀强磁场以虚线MN为左边界,MN的左侧有一质量m=0.1kg,bc边长L1=0.2m,电阻R=2Ω的矩形线圈abcd。 t=0时,用一恒定拉力F拉线圈,使其由静止开始向右做匀加速运动,经过时间1s,线圈的bc边到达磁场边界MN,此时立即将拉力F改为变力,又经过1s,线圈恰好完全进入磁场。 整个运动过程中,线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示.求: (1)求线圈bc边刚进入磁场时的速度v1; (2)写出第2s内变力F随时间t变化的关系式; (3)若从开始运动到线圈完全进入磁场,线圈中产生的热量为0.0875J,求此过程拉力所做的功。 【答案】 (1)0.5m/s (2)F=F安+ma2=(0.08t+0.06)N.(3) 【解析】 试题分析: (1)由图乙可知,线圈刚进入磁场时的感应电流I1=0.1A, 由 及得 (2)由图乙知,在第2s时间内,线圈中的电流随时间均匀增加,线圈中的速度随时间均匀增加,线圈所受安培力随时间均匀增加,且大小F安=BIL1=(0.08t-0.04)N t=2s时线圈的速度v2= =1.5m/s 线圈在第2s时间内的加速度a2= =1m/s2 由牛顿定律得F=F安+ma2=(0.08t+0.06)N. (3)ad边进入磁场前瞬间感应电流I2=0.3A, 时线圈的速度 由能量守恒可知 考点: 法拉第电磁感应定律、牛顿第二定律、能量转化与守恒定律
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- 学年 山西大学 附属中学 二月 物理试题