1、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
2、场时的速率为v2,则下列说法正确的是(粒子重力不计)()A.v2v1,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.v2v1,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.2B.2C.1D.225、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()
3、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t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.Ba22t B.nBa22t C.nBa2t D.2nBa2t7、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3 V)()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
4、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1和2,则下列说法中正确的是()A.由于1=2,且S1S2,所以B1S2,所以12C.1=2,B1=B2D.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
5、。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);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)。在过程、中,流过OM的电荷量相等,则BB等于()A.54 B.32 C.74 D.211、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。一边为32l的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动。线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是(
6、)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=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t1t2=1313、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、角速度的关系表达正确的是()A.v1v2B.t1T2D.1=214、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,
7、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
8、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、
9、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
10、力后，下列说法正确的是()Aa尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量守恒Ba尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量不守恒Ca离开墙壁后，a、b组成的系统动量守恒Da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
11、圈L1B.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=20 cm,宽bc=10 cm,匝数n=200,线圈回路总电阻R=50 ,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=0.3 s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
12、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0.5 kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5 m的位置B处是一面墙，如图所示，物块以v09 m/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7 m/s，碰后以6 m/s的速度反向运动直至静止，g取10 m/s2.(1)求物块与地面间的动摩擦
13、因数；(2)若碰撞时间为0.05 s，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,其中区域存在垂直于纸面向外的匀强磁场,区域存在垂直于纸面向里且与区域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,导体框的下边到达区域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
14、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12345678910CCBDDBCBCB11121314151617181920DABCABDADADADBCDACBCBCD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
15、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r1r2=21,Ek1Ek2=21,又r=mvqB,Ek=12mv2,可得B=2mEkqr,故B1B2=22,D项正确。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=nt=n2B-Bta22=nBa22t,选项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
16、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,1=2。10、根据q=R得,q1=B14r2R=Br24R, q2=(B-B)r22R,因为q1=q2,解得B=32B,故B正确。11、在00.5l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
17、变的电动势,产生顺时针方向、大小不变的电流;在0.5ll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l1.5l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=mvqB,可知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t1t2=15,D错误。1
18、3、由=2T和周期公式T=2mqB可知T1=T2,1=2,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=mvqB,且r1r2,知v1v2,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=34E1=9Blv4,向上拉出时Uad=14E2=Blv4,所以选项C错误;又I=ER,导体框的电阻一样,所以电流不同,而q=It=BlvRlv=Bl2R,因此两次通过导体框横截面的电荷量相同,选项D正确;由Q=E2Rt=B2l2v2Rlv=B2l3vR知,导体框中产生的焦耳热不同,所以选项B错误。15、如
19、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
20、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Ftp知，Ft0，p0，即动量一定变化，Ft越大，p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p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
21、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
22、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)BC22
23、、 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)磁场的变化率为Bt,则感应电动势为E=nt=nBtS=2001510-20.30.02 V=2 V。(2)闭合电路中的电流I=ER=250 A=0.04 A当t=0.3 s时,B=2010-2 Tab边受到的安培力为F=nBIl=2002010-20.040.2 N=0.32 N。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
24、=12m1v12由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有q1v1B=m1v12R1由几何关系知2R1=l由式得B=4Ulv1。(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=12m2v22q2v2B=m2v22R2 由题给条件有2R2=l2由式得,甲、乙两种离子的比荷之比为q1m1q2m2=14。25、(1)由动能定理，有mgsmv2mv 可得0.32.(2)由动量定理：有Ftmvmv 可得F130 N.(3)由动能定理W0 mv2 可得W9 J.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=12mv2,所以v=2gh导体框进入bb开始做匀速直线运动时mg=BIhI=BhvR所以mg=B2h2vR导体框下边到达区域的某一位置时又开始做匀速直线运动时mg=2BIhI=2BhvR,所以mg=4B2h2vR由得v=v4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=12mv2-12mv2Q=2mgh+1532mv2,所以Q=4716mgh。11
