2016至2017学年河北省衡水中学高二上学期期中考试物理试卷.pdf

20162016 至至 20172017 学年河北省衡水中学高二上学期期中考试物理试卷学年河北省衡水中学高二上学期期中考试物理试卷一、选择题（均为不定项选择题，全部选对得4 分，部分得 2 分）1图中a、b、c、d 为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示，可以判断出a、b、c、d 四根长直导线在正方形中心O 处此时的磁感应强度方向是A向上B向下C向左D向右2线圈 ab 中的电流如图所示，设电流从a 到 b 为正方向，那么在 0t0这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，从左向右看，它的方向是A顺时针B逆时针C先顺时针后逆时针D先逆时针后顺时针3如图所示，导线AB 可在平行导轨 MN 上滑动，接触良好，导轨电阻不计，电流计中有如图所示方向感应电流通过时，AB 的运动情况是A向右加速运动B向右减速运动C向右匀速运动D向左减速运动4如图所示，正方形线圈abcd 位于纸面内，边长为L，匝数为N，过ab 中点和 cd 中点的连线OO恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为BL2NBL222ABCBLDNBL225如图所示，几位同学在做“摇绳发电”实验：把一条长导线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上，形成闭合回路，两个同学迅速摇动AB 这段“绳”，假设图中情景发生在赤道，地磁场方向与地面平行，由南指向北，图中摇“绳”同学是沿东西方向站立的，甲同学站在西边，手握导线的A 点，乙同学站在东边，手握导线的 B 点，则下列说法正确的是A当“绳”摇到最高点时，“绳”中电流最大B当“绳”摇到最低点时，“绳”受到的安培力最大C当“绳”向下运动时，“绳”中电流从 A 流向 BD在摇“绳”过程中，A 点电势总是比 B 点电势高6如图（甲）所示，两平行导轨与水平面成角倾斜放置，电源、电阻、金属细杆及导轨组成闭合回路，细杆与导轨间的摩擦不计，整个装置分别处在如图（乙）所致的匀强磁场中，其中可能使金属细杆处于静止状态的是7如图所示，矩形金属框置于匀强磁场中，ef 为一导体棒，可在 ab 和 cd 间滑动并接触良好，设磁感应强度为 B，ef 长为 L，在t时间内向左匀速滑过距离d，由电磁感应定律E n是可知，下列说法正确的tA当 ef 向左滑动时，左侧面积减小Ld，右侧面积增加Ld，因此E 2BLdtB当 ef 向左滑动时，左侧面积减小Ld，右侧面积增加Ld，相互抵消，因此 E=0C在公式E nBLd中，在切割情况下，BS，S应是导线切割扫过的面积，因此E tt计算tD在切割的情况下，只能用E=BLv 计算，不能用E n8把圆形导线圈用细线挂在通电直导线附近，使两者在同一竖直平面内，其中直导线固定，线圈可以自由活动，如图所示，当原线圈中通入图示方向的电流时，线圈将A发生转动，同时靠近直导线B发生转动，同时离开直导线C远离直导线D靠近直导线9如图，一束质量、速度和电荷量不完全相等的离子，经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后，进入另一个匀强磁场中并分裂成A、B 束，下列说法中正确的是A组成 A、B 束的离子都带正电B组成 A、B 束的离子质量一定不同C速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外DA 束离子的比荷q大于 B 束离子的比荷m10如图所示，金属杆 ab 静放在水平固定“U”形金属框上，整个装置处于竖直向上的磁场中，当磁感应强度均匀增大时，杆 ab 总保持静止，则A杆中感应电流大小保持不变B杆中感应电流方向是从b 到 aC金属杆所受安培力逐渐增大D金属杆受三个力作用而保持平衡11如图所示，三条平行虚线位于纸面内，中间虚线两侧有方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度等大反向。菱形闭合导线框 ABCD 位于纸面内且对角线AC 与虚线垂直，磁场宽度与对角线 AC 长均为 d，现使线框沿 AC 方向匀速穿过一磁场，以逆时针方向为感应电流的正方向，则从C 点进入磁场到 A 点离开磁场的过程中，线框中电流 i 随时间 t 的变化关系，以下可能正确的是12如图所示，带异种电荷的粒子a、b 以相同的动能同时从O 点射入宽度为 d 的有界匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30和 60，且同时到达 P 点，a、b 两粒子的质量之比为A1：2B2：1C3：4D4：313如图所示，等腰直角三角形区域内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在 x 轴上且长为 L，高为 L，纸面内一边长为 L 的正方形导线框沿 x 轴正方向以速度 v 匀速穿过匀强磁场区域，在 t=0 时恰好位于图中所示的位置。下列说法正确的是A穿过磁场过程中磁通量最大值为12BL2B穿过磁场过程中感应电动势的最大值为C线框中产生的电流始终沿顺时针方向1BLv2D穿过磁场过程中线框受到的安培力始终向左14如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动，现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速。在圆盘减速过程中，以下说法正确的是A处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高B若所加磁场反向，处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高C若所加磁场反向，圆盘将加速转动D若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动15如图所示，边长为 L 的正方形导线框 abcd 固定在匀强磁场中，一金属棒PQ 架在导线框上并以恒定速度 v 从 ad 滑向 bc；已知导线框和金属棒由单位长度电阻为R0的均匀电阻丝组成，磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，PQ 滑动过程中始终垂直导线框的ab、dc 边，且与导线框接触良好，不计一切摩擦，则APQ 中的电流方向由 P 到 Q，大小先变大后变小BPQ 中的电流方向由 Q 到 P，大小先变小后变大C通过 PQ 的电流的最大值为ImaxD通过 PQ 的电流的最小值为Imin第 II 卷非选择题二、填空题Bv2R0Bv2R016 某实验小组研究两个未知元件X 和 Y 的伏安特性，使用的器材包括电压表（内阻约为 3k）、电流表（内阻约为 1）、定值电阻等（1）使用多用电表测元件X 的电阻，选择“1”欧姆档测量，示数如图甲（a）所示，读数为_，据此应选择图甲中的_（填“（b）”或“（c）”）电路进行实验。（2）连接所选电路，闭合 S；滑动变阻器的滑片P 从左向右滑动，电流表的示数逐渐_（填“增大”或“减小”）；依次记录电流及相应的电压，将元件X 换成元件 Y，重复实验。（3）如图乙（a）是根据实验数据作出的U-I 图线。（4）该小组还借助 X 和 Y 中的线性元件和阻值R=21 的定值电阻，测量待测电池的电动势E 和内阻 r，电路如图乙（b）所示。闭合S1和S2，电压表读数为 3.00V；断开S2，读数为 1.00V。利用图乙（a）可算得 E=_V，r=_。（结果均保留 2 位有效数字，视电压表为理想电压表）三、计算题17如图所示，光滑导轨与水平面成角，导轨宽 L，匀强磁场磁感应强度为B。金属杆长也为L，质量为m，水平放在导轨上，当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止，求：（1）B 至少为多大？这时B 的方向如何？（2）若保持 B 的大小不变而将 B 的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？18 如图（a）所示，两条间距为 h 的水平虚线之间存在方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度大小按图（b）中 B-t 图像变化（图中B0已知）。现有一个“日”字形刚性金属线框 ABCDEF，它的质量为 m，EF 中间接有一开关 S，开关S 闭合时三条水平边框的电阻均为R，其余各边电阻不计，AB=CD=EF=了，AD=DE=h，用两根轻质的绝缘细线把线框竖直悬挂住，AB 恰好在磁场区域M1N1和M2N2的正中间，开始开关S 处于断开状态。t0（未知）时刻细线恰好松弛，此后闭合开关同时剪断两根细线，当 CD 边刚进入磁场上边界M1N1时线框恰好做匀速运动（空气阻力不计）。求：（1）t0的值；（2）线框 EF 边刚离开磁场下边界M2N2时的速度；19水平面上两根足够长的金属导轨平面固定放置，间距为L，一端通过导线与阻值为R 的电阻连接，导轨上放一质量为 m 的金属杆（如左下图），金属杆与导轨的电阻忽略不计，均匀磁场竖直向下，用与导轨平行的恒定拉力 F 作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动，当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v也会变好，v 和 F 的关系如图，（取重力加速度g10m/s）2（1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？（2）若 m=0.5kg，L=0.5m，R=0.5，磁感应强度 B 为多大？（3）由 v-t 图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？20在坐标系 xOy 中，有三个等大，相切的圆形区域，分别存在着方向如图所示的匀强磁场，磁感应强度大小都为B0 0.10T，圆形区域半径r 2 3m，三个圆心 A、B、C 构成一个等边三角形ABC，B、C35点都在 x 轴上，且 y 轴与圆 C 相切，圆形区域 A 内磁场垂直纸面向里，圆形区域B、C 内磁场垂直纸面向外，在之间坐标系的第I、IV 象限内分布着场强大小E=1.010N/C 的竖直方向的匀强电场，现有质量m=3.21026kg，带电荷量 q=-1.61019C的某种负离子，从圆形磁场区域A 的左侧边缘以水平速度v=106m/s沿正对圆心 A 的方向垂直磁场射入，求：（1）该粒子通过磁场区域所用的时间；（2）离子离开磁场区域的出射点到离子进入磁场时速度方向所在直线的距离是多大？（3）若在匀强电场区域内竖直放置一个小挡板MN，欲使粒子打到挡板MN 上的位置时离子进入磁场时速度方向所在直线与 MN 的交点，则挡板 MN 应放在何处？匀强电场的方向如何？参考答案1C2A3AD4A5C6B7C8D9AD10AC11D12C13AD14AD15BD16（1）10，b；（2）增大；（4）3.2，0.5017（1）只有当安培力方向沿导轨平面向上时安培力才最小，B 也最小根据左手定则，这时 B 应垂直于导轨平面向上，大小满足BI1L mgsin，解得B（2）当 B 的方向改为竖直向上时，这时安培力的方向变为水平向右，沿导轨方向合力为零，得BI2Lcos mgsin，解得I2mgsinI1LI1cos1B0LhB LhBS20，18（1）由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为E ttt02t0线框中的电流I EE，R R2R线框受到的安培力F B0IL，细线恰好松弛，细线拉力为零，B02L2h线框处于平衡状态，由平衡条件得B0IL mg，解得t0；4mgR（2）当 CD 边到达 M1N1时线框恰好做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得B0IL mg，电流I ERR22E，3RCD 棒切割磁感线产生的电动势E B0Lv，解得v 3mgR；222B0L19（1）金属杆在匀速运动之前，水平方向受到拉力F 和向左的滑动摩擦力f 和安培力FA，B2L2v由F安可知，安培力大小与速度大小成正比，开始阶段，拉力大于安培力和滑动摩擦力之和，R金属杆做加速运动，随着速度的增大，安培力增大，合力减小，加速度减小，故金属杆在匀速运动之前做加速度减小的变加速直线运动EB2L2v（2）杆产生的感应电动势E BLv，感应电流I，杆所受的安培力F安 BIL，RRB2L2vR f，则得v 22F f，当杆匀速运动时，合力为零，则有F F安 f，代入得F RB L由图线 2 得直线的斜率k 2,则得RR0.5 k 2，解得B 1T；2222B L2L20 5（3）v-F 图象横轴截距表示物体受到的摩擦力；由图示图象可知，由图象的截距得f 2N，滑动摩擦力f mg，则得f2 0.4；mg0.51020（1）离子在磁场中做匀速圆周运动，在A、C 两区域的运动轨迹是对称的，如图所示，v2设离子做圆周运动的半径为R，圆周运动的周期为 T，由牛顿第二定律得qvB mR又T 2Rmv2m，解得R，T，将已知量代入得R 2mvqBqB设为离子在区域 A 中的运动轨迹所对应圆心角的一半，由几何关系可知离子在区域A 中运动轨迹的圆心恰好在 B 点，则tanr330R3T 4.19106s3则离子通过磁场区域所用的时间为t（2）由对称性可知：离子从原点O 处水平射出磁场区域，由图可知侧移为d 2rsin 2 2m（3）欲使离子打到挡板MN 上时偏离最初入射方向的侧移为零，则离子在电场中运动时受到的电场力方向应向上，所以匀强电场的方向向下；离子在电场中做类平抛运动，加速度大小为：a 沿 y 方向的位移为y Eq 5.01011m/s2，m12at d2沿 x 方向的位移为x vt，解得x 2 2m，所以 MN 应放在距 y 轴2 2m的位置