辽宁省辽阳市集美学校高二物理上学期期中试题

集美高中2022～2022学年度上学期月考试卷高二物理一、单选题（共7道题，每题4分，共28分）1．在地球赤道上空，沿东西方向水平放置一根通以由西向东电流的直导线，则此导线受到的安培力方向()A．竖直向上B．竖直向下C．由南向北D．由西向东2．如图所示，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好和槽中的水银接触，按图示连接电路，通电后，会看到弹簧上下跳动，关于这个现象，下列说法正确的是：A．弹簧上下跳动的原因是通电后弹簧受到电场力B．将滑动变阻器的滑片向左移动时，弹簧将跳动得更加明显C．将电源的正、负极对调一下，弹簧的跳动现象将消失D．若换一劲度系数更大的弹簧，则弹簧将跳动得更加明显3．两相邻的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ的磁感应强度大小分别为B和2B，方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子（不计重力），在匀强磁场Ⅰ区域中运动一段圆弧后，又进入Ⅱ区域的匀强磁场继续运动，则A．速率加倍，周期减半B．角速度加倍，轨道半径减半C．速率不变，加速度减半D．速率不变，周期不变4．如图，在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于纸面向里．许多质量为m带电量为＋q的粒子，以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向，由小孔O射入磁场区域．不计重力，不计粒子间的相互作用．下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，其中．哪个图是正确的：（）A．B．C．D．-17-\n集美高中2022～2022学年度上学期月考试卷高二物理一、单选题（共7道题，每题4分，共28分）1．在地球赤道上空，沿东西方向水平放置一根通以由西向东电流的直导线，则此导线受到的安培力方向()A．竖直向上B．竖直向下C．由南向北D．由西向东2．如图所示，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好和槽中的水银接触，按图示连接电路，通电后，会看到弹簧上下跳动，关于这个现象，下列说法正确的是：A．弹簧上下跳动的原因是通电后弹簧受到电场力B．将滑动变阻器的滑片向左移动时，弹簧将跳动得更加明显C．将电源的正、负极对调一下，弹簧的跳动现象将消失D．若换一劲度系数更大的弹簧，则弹簧将跳动得更加明显3．两相邻的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ的磁感应强度大小分别为B和2B，方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子（不计重力），在匀强磁场Ⅰ区域中运动一段圆弧后，又进入Ⅱ区域的匀强磁场继续运动，则A．速率加倍，周期减半B．角速度加倍，轨道半径减半C．速率不变，加速度减半D．速率不变，周期不变4．如图，在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于纸面向里．许多质量为m带电量为＋q的粒子，以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向，由小孔O射入磁场区域．不计重力，不计粒子间的相互作用．下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，其中．哪个图是正确的：（）A．B．C．D．-17-\n集美高中2022～2022学年度上学期月考试卷高二物理一、单选题（共7道题，每题4分，共28分）1．在地球赤道上空，沿东西方向水平放置一根通以由西向东电流的直导线，则此导线受到的安培力方向()A．竖直向上B．竖直向下C．由南向北D．由西向东2．如图所示，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好和槽中的水银接触，按图示连接电路，通电后，会看到弹簧上下跳动，关于这个现象，下列说法正确的是：A．弹簧上下跳动的原因是通电后弹簧受到电场力B．将滑动变阻器的滑片向左移动时，弹簧将跳动得更加明显C．将电源的正、负极对调一下，弹簧的跳动现象将消失D．若换一劲度系数更大的弹簧，则弹簧将跳动得更加明显3．两相邻的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ的磁感应强度大小分别为B和2B，方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子（不计重力），在匀强磁场Ⅰ区域中运动一段圆弧后，又进入Ⅱ区域的匀强磁场继续运动，则A．速率加倍，周期减半B．角速度加倍，轨道半径减半C．速率不变，加速度减半D．速率不变，周期不变4．如图，在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于纸面向里．许多质量为m带电量为＋q的粒子，以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向，由小孔O射入磁场区域．不计重力，不计粒子间的相互作用．下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，其中．哪个图是正确的：（）A．B．C．D．-17-\n5．如图所示，空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，一带负电的物块在水平外力F作用下沿粗糙水平面向右做匀加速直线运动，下列关于外力F随时间变化的图象可能正确的是（）A．B．C．D．6．如图所示，厚度为h，宽度为d的金属导体，当磁场方向与电流方向垂直时，在导体上下表面会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。下列说法正确的是(　　)A．上表面的电势高于下表面电势B．仅增大h时，上下表面的电势差增大C．仅增大d时，上下表面的电势差减小D．仅增大电流I时，上下表面的电势差减小7．如图所示，两块水平放置的金属板间距离为d，用导线与一个n匝线圈连接，线圈置于方向竖直向上的磁场B中。两板问有一个质量为m，电荷量为+q的油滴恰好处于平衡状态，则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是A．正在减弱：B．正在增强：C．正在减弱：D．正在增强：二、多选题（共5道题，每题4分，共20分）8．如图，通电导体棒质量为m，置于倾角为的导轨上，导轨和导体棒之间不光滑，有电流时杆静止在导轨上，下图是四个侧视图，标出了四种匀强磁场的方向。（表示电流方向垂直纸面向里），其中摩擦力可能为零的是（　　　）A．B．C．D．9．矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图所示，t=0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。若规定导-17-\n线框中感应电流逆时针方向为正，安培力方向取向上为正。则在0～4s时间内，线框中的感应电流I、ab边所受安培力F随时间变化的图象正确的是（）A．B．C．D．10．有两束均由质子和氘核混合组成的粒子流，第一束中的质子和氘核具有相同的动量，第二束中的质子和氘核具有相同的动能。现打算将质子和氘核分开，有以下一些做法，这些方法中可行的是（）A．让第一束粒子流垂直电场方向进入匀强电场后穿出B．让第一束粒子流垂直磁场方向进入匀强磁场后穿出C．让第二束粒子流垂直电场方向进入匀强电场后穿出D．让第二束粒子流垂直磁场方向进入匀强磁场后穿出。-17-\n11．质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．如图所示为质谱仪的原理示意图．现利用这种质谱议对氢元素进行测量．氢元素的各种同位素从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场．加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中．氢的三种同位素最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条“质谱线”．关于三种同位素进入磁场时速度的排列顺序以及a、b、c三条“质谱线”的排列顺序，下列判断正确的是（ ）A．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氕、氘、氚B．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕C．a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氕，氘、氚D．a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕12.如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为R，L1和L2为相同的灯泡，每个灯泡的电阻和定值电阻的阻值均为R，电压表和电流表均为理想电表，K为单刀双掷开关，当开关由1位置扳到2位置时（）A．电压表读数将变大B．电源内阻的发热功率将变大C．电流表的读数将变小D．L2亮度将变亮三、实验题（共16分）13.（4分）英国物理学家法拉第在1831年发现了“磁生电”现象．现在某一课外活动小组的同学想模仿一下法拉第实验，于是他们从实验室里找来了两个线圈A、B，两节干电池、电键、电流计、滑动变阻器等器材，如图所示．请同学们帮助该活动小组，用笔画线代替导线，将图中的器材连接成实验电路。14.（12分）某物理兴趣小组设计了如图甲所示的欧姆表电路，通过控制电键S和调节电阻箱，可使欧姆表具有和两种倍率。所用器材如下：A．干电池：电动势E=1.5V，内阻r=0.5ΩB．电流表G：满偏电流，内阻C．定值电阻D．电阻箱R2和R3：最大阻值均为999.9Ω-17-\nE．电阻箱R4：最大阻值为9999F．电键一个，红、黑表笔各1支，导线若干（1）该实验小组按图甲正确连接好电路。当电键S断开时，将红、黑表笔短接，调节电阻箱R2=______ ，使电流表达到满偏，此时闭合电路的总电阻叫做欧姆表的内阻R内，则R内=_________ ，欧姆表的倍率是_________（选填或）。（2）闭合电键S。第一步：调节电阻箱R2和R3，当R2=_________ 且R3=_________ 时，将红、黑表笔短接，电流表再次满偏；第二步：在红、黑表笔间接入电阻箱R4，调节R4，当电流表指针指向图乙所示的位置时，对应的欧姆表的刻度值为_________ 。四、解答题（共36分）15.（12分）质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．如图所示为一种质谱仪的示意图．已知离子的质量为m，带电量为q,重力不计.速度选择器中电场强度为E，匀强磁场的磁感应强度为B1。(1)为了使离子从静止开始经加速电场后沿直线穿过速度选择器，加速电压U应多大？(2)离子进入匀强磁场区域B2后，要使离子打在乳胶底片上的位置距离射入点O的距离为L，B2应为多大？(3)离子在匀强磁场区域B2中运动的时间多长？16.（10分）如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L=0.4m，上端接有电阻R=0.3Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感强度B=0.5T。现将质量m=0.05kg-17-\n、电阻r=0.1Ω的金属杆ab，从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的v-t图像如图乙所示，0-1s内的v-t图像为过原点的直线，2s后的v-t图像为平行于t轴的横线，不计空气阻力，g取10m/s2，求：(1)金属杆ab刚进入磁场时感应电流的大小；(2)已知金属杆ab在t=2s时在磁场中下落了h=6.65m，则杆从静止下落2s的过程中电阻R产生的热量是多少？17.（14分）如图所示，一个半径为的圆形金属导轨固定在水平面上，一根长为r的金属棒ab的a端位于圆心，b端与导轨接触良好从a端和圆形金属导轨分别引出两条导线与倾角为、间距l=0.5m的平行金属导轨相连。质量、电阻的金属棒cd垂直导轨放置在平行导轨上，并与导轨接触良好，且棒cd与两导轨间的动摩擦因数为导轨间另一支路上有一规格为“”的小灯泡L和一阻值范围为的滑动变阻器整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为金属棒ab、圆形金属导轨、平行导轨及导线的电阻不计，从上往下看金属棒ab做逆时针转动，角速度大小为ω。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知，。当ω=40rad/s时，求金属棒ab中产生的感应电动势E1，并指出哪端电势较高；在小灯泡正常发光的情况下，求ω与滑动变阻器接入电路的阻值间的关系；已知通过小灯泡的电流与金属棒cd是否滑动无关在金属棒cd不发生滑动的情况下，要使小灯泡能正常发光，求ω的取值范围．-17-\n-17-\n高二物理答题纸13.-17-\n14.（1）_________________________________________（2）_________________________________________15．-17-\n16.17.1.-17-\nA1.B2.B3.B4.D5.C6.A7.AB8.AC9.AD10.AD11.BD12.14.15.【答案】（1）（2）（3）【解析】【分析】-17-\n（1）离子沿直线穿过速度选择器，则，可求出离子加速后的速度，对加速过程应用动能定理求出加速电压；（2）离子进入匀强磁场区域B2后，做匀速圆周运动，据几何关系求出离子做圆周运动的半径，再据离子在磁场中的半径公式求出磁场的磁感应强度；（3）据几何关系分析离子在磁场中运动时间与周期的关系，再据离子在磁场中的周期公式求出离子在磁场中运动的时间。【详解】（1）离子沿直线穿过速度选择器，则，解得：对离子在加速电场中的加速过程应用动能定理得：，解得：（2）由几何关系可得：离子进入磁场区域B2后，洛伦兹力提供向心力，则：解得：（3）离子进入磁场区域B2后，做匀速圆周运动，设运动的时间为，则又解得：【点睛】速度选择器、质谱仪、回旋加速器是高频考点，对粒子在三个器材中的受力情况和运动规律要熟练掌握。16.【答案】(1)I1=5A(2)QR=3.9J【解析】【分析】-17-\n本题首先通过对图像的分析，得到金属杆刚开始做匀加速直线运动，可以利用运动学公式与闭合电路的相关知识求解，其次抓住图中匀速可以列出平衡式子，对于非匀变速可以从能量角度列示求解。【详解】（1）由图乙可知，t=1s时，金属杆进入磁场v1=gtE1=BLv1联立以上各式，代入数据得I1=5A（2）由第1问，v1=10m/s，2s后金属杆匀速运动，由：mg=BI2LE2=BLv2，代入数据得：v2=5m/s金属杆下落过程有：代入数据得QR=3.9J【点睛】本题强化对图像的认识，图像中两段运动比较特殊，一段是匀加速，一段是匀速，这个是解题的突破口，可以用运动学公式结合电路相关公式求解问题。对于非匀变速突出从能量角度找突破口列示求解。17.【答案】（1）3.2V，b端电势较高（2）（3）【解析】【详解】由法拉第电磁感应定律得：由右手定则知，b端电势较高由并联电路的特点可知，当小灯泡正常发光时，有：-17-\n代入数据后解得：由于，所以当棒cd中无电流时，其无法静止当较小，棒cd恰要向下滑动时，对其进行受力分析，受力示意图如图甲所示x轴有：，y轴有：且棒cd所受安培力通过棒cd的电流联立以上五式可得：当较大，棒cd恰要向上滑动时，对其进行受l力分析，受力示意图如图乙所示同理可得：所以要使棒cd静止，由中结果可知：-17-\n因为，即解得小灯泡正常发光时，。综上所述，【点睛】本题重点考查了电磁感应定律的切割式、闭合电路的欧姆定律及平衡条件的应用，解答时，要注意临界状态的判断和变阻器调节范围的结合。-17-