山东省宁阳一中学年高二物理上学期期中试题270.docx
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山东省宁阳一中学年高二物理上学期期中试题270
山东省宁阳一中2019-2020学年高二物理上学期期中试题
一、选择题(本题共20小题,每小题3分,共60分。
其中1至11每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求,12至20题有多个选项符合题目要求。
全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1、在一个圆纸盒里藏放着一个条形磁铁,在盒子周围放置一些小磁针(小磁针涂黑端为N极),这些小磁针静止时的指向如图甲所示,则图乙中能正确反映盒中条形磁铁放置情况的是( )
甲
乙
2、下列实验,表明电子在磁场中偏转的是( )
3、如图所示,一圆形区域内存在匀强磁场,AC为直径,O为圆心,一带电粒子从A沿AO方向垂直射入磁场,初速度为v1,从D点射出磁场时的速率为v2,则下列说法正确的是(粒子重力不计)( )
A.v2>v1,v2方向的反向延长线必过圆心
B.v2=v1,v2方向的反向延长线必过圆心
C.v2>v1,v2方向的反向延长线可能不过圆心
D.v2=v1,v2方向的反向延长线可能不过圆心
4、如图所示,MN为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)。
一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出,从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O。
已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变,不计重力。
铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为( )
A.2
B
5、首先发现电流的磁效应和电磁感应现象的物理学家分别是( )
A.安培和法拉第B.法拉第和楞次
C.奥斯特和安培D.奥斯特和法拉第
6、如图所示,一正方形线圈的匝数为n,边长为a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中,在Δt时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B均匀地增大到2B。
在此过程中,线圈中产生的感应电动势为( )
A
7、如图所示,L为一自感系数很大的有铁芯的线圈,电压表与线圈并联接入电路,在下列情况中,有可能使电压表损坏的是(电压表量程为3V)( )
A.开关S闭合的瞬间
B.开关S闭合电路稳定时
C.开关S断开的瞬间
D.以上情况都有可能损坏电压表
8、如图所示,在O点正下方有一个具有理想边界的磁场,磁场宽度大于铜球的直径。
铜球在A点由静止释放,向右摆至最高点B,不考虑空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.A、B两点在同一水平线上
B.A点高于B点
C.A点低于B点
D.铜球做等幅摆动
9、如图所示,一个半球壳放在匀强磁场中,磁感线的方向与半球底面垂直,设半球壳表面积为S1,底面积为S2,半球面上的磁感应强度为B1,底面处的磁感应强度为B2,穿过它们的磁通量分别为Φ1和Φ2,则下列说法中正确的是( )
A.由于Φ1=Φ2,且S1>S2,所以B1 B.由于B1=B2,且S1>S2,所以Φ1>Φ2 C.Φ1=Φ2,B1=B2 D.因为半球面是一曲面,无法判断上述结论是否正确 10、如图所示,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中点,O为圆心。 轨道的电阻忽略不计,OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆,M端位于PQS上,OM与轨道接触良好。 空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B。 现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程Ⅰ);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B'(过程Ⅱ)。 在过程Ⅰ、Ⅱ中,流过OM的电荷量相等, A 11、如图所示,在同一水平面内有两根平行长导轨,导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域,区域宽度均为l,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。 一边 12、如图所示,在直线MN的右边分布着匀强磁场,现让正、负电子先后从A点垂直于磁感线射入磁场,初速度v0与MN夹角α=30°,则( ) A.它们在磁场中运动的圆周半径相等 B.它们射出磁场时的速度相同 C.它们射出磁场时的点与A点的距离相同 D.它们在磁场中运动的时间比t1∶t2=1∶3 13、电荷量与质量都相同的两个粒子,以不同速率垂直于磁感线方向射入同一匀强磁场中,两粒子运动的轨迹如图所示,关于两粒子的运动速率v、在磁场中的运动时间t及圆周运动周期T、角速度ω的关系表达正确的是( ) A.v1>v2B.t1 C.T1>T2D.ω1=ω2 14、如图所示,垂直纸面的正方形匀强磁场区域内,有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd,现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场,不计导体框重力的影响。 则导体框从两个方向移出磁场的过程中( ) A.导体框中产生的感应电流方向相同 B.导体框中产生的焦耳热相同 C.导体框ad边两端的电势差相同 D.通过导体框横截面的电荷量相同 15、如图所示,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。 将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态,下列说法正确的是( ) A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动 B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向 C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向 D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动 16、1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示,这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成,其间留有空隙。 下列说法正确的是( ) A.离子由加速器的中心附近进入加速器 B.离子由加速器的边缘进入加速器 C.离子从磁场中获得能量 D.离子从电场中获得能量 17、下面关于物体动量和冲量的说法正确的是( ) A.物体所受合外力冲量越大,它的动量也越大 B.物体所受合外力冲量不为零,它的动量一定要改变 C.物体动量增量的方向,就是它所受冲量的方向 D.物体所受合外力越大,它的动量变化就越快 18、如图所示,铁块压着一张纸条放在水平桌面上,第一次以速度v抽出纸条后,铁块落在水平地面上的P点,第二次以速度2v抽出纸条,则( ) A.铁块落地点在P点左边 B.铁块落地点在P点右边 C.第二次纸条与铁块的作用时间比第一次短 D.第二次纸条与铁块的作用时间比第一次长 19、如图所示,在光滑的水平面上有一静止的斜面,斜面光滑,现有一个小球从斜面顶点由静止释放,在小球下滑的过程中,以下说法正确的是( ) A.斜面和小球组成的系统动量守恒 B.斜面和小球组成的系统仅在水平方向上动量守恒 C.斜面向右运动 D.斜面静止不动 20、如图所示,木块a和b用一根轻弹簧连接起来,放在光滑水平面上,a紧靠在墙壁上.在b上施加向左的水平力使弹簧压缩.当撤去外力后,下列说法正确的是( ) A.a尚未离开墙壁前,a和b组成的系统动量守恒 B.a尚未离开墙壁前,a和b组成的系统动量不守恒 C.a离开墙壁后,a、b组成的系统动量守恒 D.a离开墙壁后,a、b和弹簧组成的系统机械能守恒 二、实验题 21、(每问2分共6分)在“研究电磁感应现象”的实验中,所需的实验器材如图所示。 现已用导线连接了部分实验电路。 (1)请画实线作为导线从箭头1和2处连接其余部分电路。 (2)实验时,将线圈L1插入线圈L2中,闭合开关的瞬间,观察到检流计的指针发生偏转,这个现象揭示的规律是 。 (3)某同学设想使线圈L1中电流逆时针(俯视)流动,线圈L2中电流顺时针(俯视)流动,可行的实验操作是 。 A.抽出线圈L1 B.插入软铁棒 C.使变阻器滑片P左移 D.断开开关 22、(每空2分共4分)如图所示,放在蹄形磁铁两极之间的导体棒ab,当通有自b到a的电流时受到向右的安培力作用,则磁铁的上端是 极。 若磁铁上端是S极,导体棒中的电流方向自a到b,则导体棒受到的安培力方向向 。 三、计算题 23、(8分)矩形线圈abcd,长ab=20cm,宽bc=10cm,匝数n=200,线圈回路总电阻R=50Ω,整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过,磁感应强度B随时间的变化规律如图所示,求: (1)线圈回路的感应电动势; (2)在t=0.3s时线圈ab边所受的安培力。 24、(10分)如图,从离子源产生的甲、乙两种离子,由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动,自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁场左边界竖直。 已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1,并在磁场边界的N点射出;乙种离子在MN的中点射出;MN长为l。 不计重力影响和离子间的相互作用。 求: (1)磁场的磁感应强度大小; (2)甲、乙两种离子的比荷之比。 25、(12分)一质量为0.5kg的小物块放在水平地面上的A点,距离A点5m的位置B处是一面墙,如图所示,物块以v0=9m/s的初速度从A点沿AB方向运动,在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s,碰后以6m/s的速度反向运动直至静止,g取10m/s2. (1)求物块与地面间的动摩擦因数μ; (2)若碰撞时间为0.05s,求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F; (3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W. 26、(选做不记入总分10分)如图所示,空间被分成若干个区域,分别以水平线aa'、bb'、cc'、dd'为界,每个区域的高度均为h,其中区域Ⅱ存在垂直于纸面向外的匀强磁场,区域Ⅲ存在垂直于纸面向里且与区域Ⅱ的磁感应强度大小相等的匀强磁场。 竖直面内有一边长为h、质量为m的正方形导体框,导体框下边与aa'重合并由静止开始自由下落,导体框下边刚进入bb'就做匀速直线运动,之后导体框下边越过cc'进入区域Ⅲ,导体框的下边到达区域Ⅲ的某一位置时又开始做匀速直线运动,求: 从导体框下边刚进入bb'时到下边刚出dd'时的过程中,导体框中产生的热量。 (已知重力加速度为g,导体框始终在竖直面内运动且下边始终水平) 宁阳一中2018级高二年级上学期模块考试 物理试题答案2019.10 一、选择题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C C B D D B C B C B 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 D ABC ABD AD AD AD BCD AC BC BCD 部分解析 2、题图A是研究安培力的,题图B是研究电流的磁效应的,题图D是研究电磁感应现象,只有题图C表明电子在磁场中偏转。 3、粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,所以v2=v1,轨迹圆与磁场边界圆相交,根据对称性,v1的方向过圆心,那么v2方向的反向延长线必过圆心,选项B正确 4、设铝板上方和下方的磁感应强度为B1和B2,由题意可知,粒子在铝板上方与下方的运动半径和动能之比分别为r1∶r2=2∶1,Ek1∶Ek2=2∶1,又r B B1∶B2 5、1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应;1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象,选项D正确。 6、由法拉第电磁感应定律,E= B正确。 7、当开关断开的瞬间,线圈的自感作用导致电流依然存在,且由于自感系数很大,自感电动势很大。 同时自感线圈与电压表形成了一个回路,注意现在的电流方向,对线圈而言,电流方向没有改变,但通过电压表的电流方向改变了,相当于电压表正负极接反了,所以最容易损坏,故C正确。 8、铜球进入磁场和出磁场的过程中,都有涡流产生,阻碍铜球的摆动,从而有机械能转化为内能,A点高于B点,A、C错误,B正确;往复运动一段时间,由于铜球的一部分机械能转化为电能,最终转化为内能,其摆动幅度逐渐减小,当铜球完全进入磁场后,铜球最终将在磁场中做等幅摆动,D错误。 9、因为磁场是匀强磁场,故B1=B2;根据磁通量的定义可知,Φ1=Φ2。 10、根据q q1 q2 q1=q2, 解得B' B正确。 11、在0~0.5l过程中,前、后两边均切割磁感线,产生相同方向(顺时针)、等大不变的电动势,产生顺时针方向、大小不变的电流;在0.5l~l过程中,前、后两边均切割磁感线,产生反向、等大不变的电动势,线框中总电动势为零,电流为零;在l~1.5l过程中,前、后两边均切割磁感线,产生相同方向(逆时针)、等大不变的电动势,产生逆时针方向、大小不变的电流,选项D正确。 12、带电粒子在磁场中运动的圆周半径r A正确;如图所示为正、负电子运动轨迹,两段运动圆弧若拼接在一起,恰为一个圆周,由几何关系可得两粒子出射速度方向相同,且由洛伦兹力不做功可得速度大小相等,故B正确;由图可知C正确;由于正电子转过60°,负电子转过300°,所以它们在磁场中运动时间之比t1∶t2=1∶5,D错误。 13、由ω T T1=T2,ω1=ω2,故C错误,D正确;由1、2两粒子偏转角分别为90°和180°,知B正确;由半径公式r r1>r2,知v1>v2,可得A正确。 14、由楞次定律知选项A正确;根据E=Blv知,两次拉导体框的速度不同,感应电动势不同,向右拉出时Uda Uad C错误;又I 所以电流不同,而q=It 选项D正确;由Q 导体框中产生的焦耳热不同,所以选项B错误。 15、如图甲所示,闭合开关瞬间右边线圈有电流通过,左边线圈内磁通量增强。 由楞次定律可知,增反减同,左边线圈感应磁场方向向左。 根据右手螺旋定则可得直导线中电流方向为从南到北。 由此可得直导线上方磁场为垂直纸面向里,则磁针N极朝垂直纸面向里的方向转动,故A项正确。 甲乙 开关闭合并保持一段时间后,电路稳定,线圈内无磁通量变化,则直导线中无电流,小磁针恢复南北指向,故B、C项错误;如图乙所示,开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,左边线圈内磁通量减小,由增反减同得其感应磁场方向向右。 由右手螺旋定则可得直导线中电流由北到南,直导线上方磁场为垂直纸面向外,则小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动,故D项正确。 16、回旋加速器的两个D形盒之间分布着周期性变化的电场,不断地给离子加速使其获得能量;而D形盒处分布着恒定不变的磁场,具有一定速度的离子在D形盒内受到洛伦兹力提供的向心力而做圆周运动;洛伦兹力不做功,故不能使离子获得能量,C错。 离子源在回旋加速器的中心附近。 所以正确选项为A、D。 17、由Ft=Δp知,Ft≠0,Δp≠0,即动量一定变化,Ft越大,Δp越大,但动量不一定大,它还与初态的动量有关,故A错误,B正确;冲量不仅与Δp大小相等,而且方向相同,所以C正确;由F= 知,物体所受合外力越大,动量的变化率 越大,即动量变化越快,D正确. 18、以不同的速度抽出纸条时,铁块所受摩擦力相同,抽出纸条的速度越大,铁块与纸条相互作用的时间越短,铁块受到合力的冲量越小,故铁块获得的速度越小,铁块平抛的水平位移越小,所以选项A、C正确. 19、小球加速下滑,系统竖直方向上有向下的加速度,竖直方向合力不为零,故系统动量不守恒,但系统水平方向上合力为零,故系统水平方向上动量守恒,因小球下滑过程中水平方向的速度在增大,由动量守恒定律可得,斜面水平向右的速度也在增加,故B、C正确. 20、在a尚未离开墙壁前,a、b系统水平方向受墙壁的弹力,合外力不为零,故动量不守恒,选项A错误,选项B正确;a离开墙壁后,系统只受重力和支持力作用,合外力为零,a、b组成的系统动量守恒,选项C正确;a离开墙壁后,a、b和弹簧组成的系统所受外力不做功,系统机械能守恒,选项D正确. 二、实验题 21、 (1)将箭头1、线圈L1、箭头2依次连接起来组成闭合回路。 线圈L2与检流计连接起来组成闭合回路。 (2)闭合开关的瞬间,流过线圈L1的电流瞬间增大,产生的磁感应强度增大,穿过线圈L2的磁通量增大,线圈L2中产生感应电动势,有感应电流流过检流计;该实验表明“穿过闭合电路中的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流”。 (3)要使两线圈中的电流方向相反,只需使线圈L1产生的磁通量逐渐增大,可行的方法有插入软铁棒或增大线圈L1中的电流(即使变阻器滑片P左移),选项B、C正确。 答案: (1)如图所示 (2)穿过闭合电路中的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流 (3)BC 22、N右 三、计算题 23、从图像可知,与线圈平面垂直的磁场是随时间均匀增大的,穿过线圈平面的磁通量也随时间均匀增大,线圈回路中产生的感应电动势是不变的,可用法拉第电磁感应定律来求。 (1)磁场的变化率 E= V=2V。 (2)闭合电路中的电流I A=0.04A 当t=0.3s时,B=20×10-2T ab边受到的安培力为F=nBIl=200×20×10-2×0.04×0.2N=0.32N。 24、 (1)设甲种离子所带电荷量为q1、质量为m1,在磁场中做匀速圆周运动的半径为R1,磁场的磁感应强度大小为B,由动能定理有q1U= m1 ① 由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有 q1v1B=m1 ② 由几何关系知2R1=l③ 由①②③式得B= ④ (2)设乙种离子所带电荷量为q2、质量为m2,射入磁场的速度为v2,在磁场中做匀速圆周运动的半径为R2。 同理有q2U= m2 ⑤ q2v2B=m2 ⑥由题给条件有2R2= ⑦ 由①②③⑤⑥⑦式得,甲、乙两种离子的比荷之比 =1∶4。 ⑧ 25、 (1)由动能定理,有-μmgs= mv2- mv 可得μ=0.32. (2)由动量定理: 有FΔt=mv′-mv可得F=130N. (3)由动能定理-W=0- mv′2可得W=9J. 26、导体框从aa'到bb'过程中,设刚进入bb'时导体框的速度为v,mgh v 导体框进入bb'开始做匀速直线运动 所以mg 导体框下边到达区域Ⅲ的某一位置时又开始做匀速直线运动 mg 由②③得v' 从导体框下边刚进入bb'时到下边刚出dd'时的过程中,设产生的热量为Q 由动能定理: 2mgh-Q Q=2mgh Q
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