云南省楚雄州双柏一中学年高二下学期期中考试物理试题.docx

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云南省楚雄州双柏一中学年高二下学期期中考试物理试题

云南省楚雄州双柏县一中2017-2018学年下学期期中考试

高二物理

本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间120分钟。

学校：

___________姓名：

___________班级：

___________考号：

___________

分卷I

一、单选题（共12小题,每小题3.0分,共36分）

1.显像管原理的示意图如图所示，当没有磁场时，电子束将打在荧光屏正中的O点，安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转．设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，若使电子打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点，下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是（　　）

A．

B．

C．

D．

2.力是物体与物体间的相互作用，对于磁铁与附近的铁钉，下列说法中正确的是（　　）

A．施力物体只有磁铁，受力物体只有铁钉

B．只有当磁铁和铁钉接触时，才会产生力的作用

C．磁铁和铁钉虽然没有接触，但也会产生力的作用

D．磁铁对铁钉有吸引作用，而铁钉不会吸引磁铁

3.如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，说法正确的是（　　）

A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次

B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流

C．图示位置ab边的感应电流方向为a→b

D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零

4.如图所示，A是长直密绕通恒定电流的电螺线管，小线圈B与电流表连接，并沿A的轴线Ox从O点自左向右匀速穿过螺线管A，能正确反映通过电流表中电流I随x变化规律的是（　　）

A．

B．

C．

D．

5.如图所示，光滑水平面上存在一有界匀强磁场，圆形金属线框在水平拉力的作用下，通过磁场的左边界MN.在此过程中，线框做匀速直线运动，速度的方向与MN成θ角．下列说法正确的是（　　）

A．线框内感应电流沿顺时针方向

B．线框内感应电流先增大后减小

C．水平拉力的大小与θ无关

D．水平拉力的方向与θ有关

6.一交流发电机的感应电动势e＝Emsinωt，如将线圈的匝数增加一倍，电枢的转速也增加一倍，其他条件不变，感应电动势的表达式将变为（　　）

A．e′＝2Emsin2ωtB．e′＝2Emsin4ωt

C．e′＝4Emsin2ωtD．e′＝4Emsin4ωt

7.关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是（　　）

A．磁感线从磁体的N极出发，终止于S极

B．磁感线可以表示磁场的方向和强弱

C．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱

D．因为异名磁极相互吸引，所以放入通电螺线管内的小磁针的N极一定指向螺线管的S极

8.有一带电量为＋q，质量为m的带电粒子，沿如图所示的方向，从A点沿着与磁场边界夹角成30°、并且垂直磁场的方向，进入到磁感应强度为B的匀强磁场中，已知磁场的上部没有边界，若离子的速度为v，则该粒子离开磁场时，距离A点的距离（　　）

A．

B．

C．

D．

9.如图所示，带负电的粒子在匀强磁场中运动．关于带电粒子所受洛伦兹力的方向，下列各图中判断正确的是（　　）

A．

B．

C．

D．

10.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为电源，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、c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

11.下列关于磁场的说法中正确的是（　　）

A．沿着磁感线方向，磁场一定越来越弱

B．小磁针在磁场中静止时S极所指的方向即为磁场的方向

C．磁感线是直线的地方磁感应强度一定不变

D．磁感线的切线方向就是磁场的方向

12.一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中．通过线圈内的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大

B．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变

C．t2、t4时刻线圈中磁通量最大

D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最小

二、多选题（共4小题,每小题4.0分,共16分）

13.（多选）图甲是一台小型发电机的构造示意图，线圈共有N匝，逆时针转动，产生的电动势e随时间t变化的正弦图象如图乙所示．发电机线圈的内电阻不计，外接灯泡的电阻为12Ω，则（　　）

A．电压表的示数为6

V

B．灯泡消耗的电功率为3W

C．在t＝0.01s时刻，穿过每一匝线圈的磁通量为

（Wb）

D．若其他条件不变，仅将线圈的转速提高一倍，则线圈产生的电动势的表达式为e＝12

sin100πt（V）

14.（多选）如图所示，不同元素的二价离子经加速后竖直向下射入由正交的匀强电场和匀强磁场组成的粒子速度选择器，恰好都能沿直线穿过，然后垂直于磁感线进入速度选择器下方另一个匀强磁场，偏转半周后分别打在荧屏上的M、N两点．下列说法中正确的有（　　）

A．这两种二价离子一定都是负离子

B．速度选择器中的匀强磁场方向垂直于纸面向里

C．打在M、N两点的离子的质量之比为OM∶ON

D．打在M、N两点的离子在下面的磁场中经历的时间相等

15.（多选）如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒．导体棒中通有大小为I、方向垂直纸面向里的电流，欲使导体棒静止在斜面上，可以施加方向垂直于导体棒的匀强磁场，则（　　）

A．若匀强磁场的方向在竖直方向，则磁场方向向下，磁感应强度B＝

B．若导体棒与斜面间无挤压，则施加的磁场方向向上

C．若使施加的匀强磁场磁感应强度最小，则磁场方向应垂直斜面向上

D．磁感应强度最小值为B＝

16.（多选）如图所示，接在照明电路中的自耦变压器的副线圈上通过输电线接有三个灯泡L1、L2和L3，输电线的等效电阻为R.当滑动触头P向上移动一段距离后，下列说法正确的是（　　）

A．等效电阻R上消耗的功率变小

B．三个灯泡都变暗

C．原线圈两端的输入电压增大

D．原线圈中电流表示数减小

分卷II

三、计算题

17.如图所示，水平导体棒AB被两根竖直细线悬挂，置于垂直纸面向里的匀强磁场中，已知磁场的磁感应强度B＝0.5T，导体棒长L＝1m，质量m＝0.5kg，重力加速度g＝10m/s2。

当导体棒中通以从A到B的电流时，

（1）判断导体棒所受安培力的方向；

（2）当电流I＝2A时，求导体棒所受安培力的大小F；

（3）导体棒中通过的电流I′为多大时，细线中拉力为1N.

18.如图甲所示，两根质量均为0.1kg完全相同的导体棒a、b，用绝缘轻杆相连置于由金属导轨PQ、MN架设的斜面上．已知斜面倾角θ为53°，a、b导体棒的间距是PQ、MN导轨的间距的一半，导轨间分界线OO′以下有方向垂直斜面向上的匀强磁场．当a、b导体棒沿导轨下滑时，其下滑速度v与时间的关系图象如图乙所示．若a、b导体棒接入电路的电阻均为1Ω，其他电阻不计，取g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，试求：

（1）PQ、MN导轨的间距d；

（2）a、b导体棒与导轨间的动摩擦因数；

（3）匀强磁场的磁感应强度B的大小．

19.如图所示，在空间建立直角坐标系xOy，匀强磁场垂直于xOy平面向里．带电粒子以初速度v0从a点垂直于y轴进入匀强磁场，运动中经过b点，且Oa＝Ob.若撤去磁场，加一个与y轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度v从a点垂直于y轴进入电场，粒子仍能通过b点．粒子重力不计，那么电场强度E与磁感应强度B的比值为多少？

20.内蒙古是我国北部的风能富集区，拥有得天独厚的风力资源．为了有效地利用自然环保能源，缓解城市用电压力，在2008年北京奥运会之前分两期兴建了总装机容量为1.2×105千瓦的风力发电厂．建成后，采用120kV电压向北京输电．如果从内蒙古到北京的输电线电阻的总阻值约为5Ω.

（1）求输电导线损耗的功率；

（2）把输电电压提高到240kV时，求输电导线损耗的功率．

答案解析

1.【答案】A

【解析】电子偏转到a点时，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外，对应的B－t图的图线就在t轴下方；电子偏转到b点时，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，对应的B－t图的图线应在t轴上方，A正确．

2.【答案】C

【解析】磁体与磁体是通过磁场作用的，所以磁铁和铁钉不一定要接触才会产生力的作用，故B错．力的作用是相互的，因此，磁铁和铁钉互为施力物体和受力物体，故A错．由于铁钉被磁化而具有磁性，铁钉也会吸引磁铁，故D错，所以应选C.

3.【答案】C

【解析】线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生呈周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次．线圈处于题图位置时，ab边向右运动，由右手定则，ab边的感应电流方向为a→b；线圈平面与磁场方向平行时，ab、cd边垂直切割磁感线，线圈产生的电动势最大，也可以这样认为，线圈处于竖直位置时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大．只有C正确．

4.【答案】C

【解析】螺线管A产生磁场的磁感线分布如下：

从左向右越靠近螺线管A磁感线越密集，螺线管A内部磁感线分布均匀，越远离螺线管A磁感线分布越稀疏．当线圈B从左向右匀速接近并穿过A时，根据法拉第电磁感应定律，单位时间内穿过线圈B的磁通量先增加后不变然后减小，则线圈B内产生的感应电流先正向增加后为0再反向增加，则只有C选项正确．

5.【答案】B

【解析】圆形金属线框出磁场过程中，磁通量一直在减小，根据楞次定律增反减同，感应电流磁场和原磁场同向，根据右手定则判断感应电流为顺时针方向，但是题目没有告诉是进磁场还是出磁场，A错．线框进出磁场过程，切割磁感线的有效长度是磁场中线框的首尾连接的线段，如图所示，当圆形线框的圆心处于MN时有效切割长度最大，感应电流最大，安培力最大，拉力最大，所以感应电流先增大后减小，B对．速度和有效切割长度不垂直，夹角为θ，安培力F＝BIL＝B

L，拉力的大小等于安培力，与θ有关，C错．有效长度始终是沿MN方向，因此安培力方向不变，拉力方向与安培力反向，与θ无关，D错．

6.【答案】C

【解析】e＝Emsinωt＝NBSωsinωt，现N′＝2N，ω′＝2ω，则Em′＝4Em，所以感应电动势的瞬时值表达式将变为e′＝4Emsin2ωt.

7.【答案】B

【解析】在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发指向S极，在磁体内部，磁感线从磁体S极出发指向N极，故选项A错误；磁感线较密的地方，磁场较强，反之较弱，曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致，选项B正确，选项C错误；在通电螺线管内，磁场方向从S极指向N极，而小磁针静止时N极指向磁场方向，故放在通电螺线管内的小磁针N极指向N极，选项D错误．

8.【答案】A

【解析】带正电的粒子射入磁场后，由于受到洛伦兹力的作用，粒子将沿如图所示的轨迹运动，设从B点射出磁场，A、B间的距离为L，射出时速度的大小仍为v，射出方向与磁场边界的夹角仍为30°.

由于洛伦兹力提供向心力，则：

qvB＝m，R为圆轨道的半径，解得：

R＝

圆轨道的圆心位于A、B的中垂线上，由几何关系可得：

＝Rsin30°

解得L＝

＝

9.【答案】A

【解析】根据左手定则可知A图中洛伦兹力方向应该向下，故A正确；B图中洛伦兹力方向向上，故B错误；C图中所受洛伦兹力方向向里，故C错误；D图中受洛伦兹力方向向外，故D错误．故选A.

10.【答案】A

【解析】开关S闭合瞬间，因线圈L的自感作用，阻碍电流的增大，则b、c先亮，a后亮，故A正确；合上开关一会儿后，因线圈中电流恒定，相当于导线，所以a、b一样亮，c的电流是a、b的电流之和，故c比a、b更亮，故B错误；断开开关S的瞬间，线圈相当于电源，L和a、b组成的回路中有电流，a、b一起缓慢熄灭，而c没有电流，则马上熄灭．a、b、c为三盏完全相同的灯泡，则a与b的电流是相等的，b不能闪亮一下．故C、D错误．故选A.

11.【答案】D

【解析】磁感线的方向不能描述磁场的强弱，只能根据磁感线的疏密来表示磁场的强弱，故A错误；物理学中规定，小磁针在磁场中静止时，N极所指的方向即为磁场的方向，故B错误；磁感线是直线的地方磁感应强度方向不变，但不能说明大小不变，故C错误；磁感线的切线方向是该点的磁场方向，故D正确．

12.【答案】B

【解析】t1、t3时刻通过线圈的磁通量Φ最大，磁通量变化率

＝0，此时感应电动势、感应电流均为零，线圈中感应电流方向改变，选项A错误，B正确；t2、t4时刻线圈中磁通量为零，磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，选项C、D错误．

13.【答案】BC

【解析】电动势的最大值为：

Em＝6

，电压表测量的为有效值，故示数为

＝6V，故A错误；灯泡消耗的功率为：

P＝

＝

＝3W，故B正确；在t＝0.01s的时刻，电动势为0，则为中性面，穿过线圈的磁通量最大．由Em＝NBSω可知，BS＝

＝

，故C正确；周期为0.02s，则瞬时电动势的表达式为e＝Emsin（

t），e＝6

sin100πt（V）．转速提高一倍后，最大值变成12

V，ω＝2πn，故角速度变为原来的2倍，表达式应为：

e＝12

sin200πt，故D错误．

14.【答案】ABC

【解析】根据左手定则可得，粒子受到向右的洛伦兹力，所以粒子都带负电，A正确，

粒子在速度选择器中需要满足洛伦兹力等于电场力，而粒子带负电，所以电场力方向向右，故洛伦兹力方向向左，故根据左手定则可得速度选择器中的匀强磁场方向垂直于纸面向里，B正确，

根据公式r＝

可得m＝

，经过速度选择器的粒子的速度都是相同的，B，r相同，所以质量比等于半径比，故打在M、N两点的离子的质量之比为OM∶ON，C正确，两种粒子在磁场中的运动时间都为周期的一半，根据公式T＝

，两种粒子的质量不同，所以周期不同，故运动时间不同，D错误．

15.【答案】CD

【解析】当磁场方向竖直向下时，由左手定则可知，安培力的方向水平向左，棒不可能平衡，故A错误；

施加的磁场方向向上时，通电导体棒受到重力和水平向右的安培力，故必须受到斜面对导体棒的支持力，故B错误；

根据共点力平衡可知，安培力的最小值为F＝mgsinα，此时所加的磁场方向垂直于斜面向上，故C正确；

由C可知，BIL＝mgsinα，解得磁感应强度最小值为B＝

，故D正确．

16.【答案】ABD

【解析】当滑动触头P向上移动一段距离后，原、副线圈的匝数比增大，使得副线圈电压减小，副线圈中的电流减小，相应的原线圈电流也减小，则等效电阻R上消耗的功率变小；三个灯泡都变暗；原线圈中电流表示数减小；原线圈两端的输入电压是不变的，C错误．

17.【答案】

（1）竖直向上

（2）1N（3）6A

【解析】

（1）通过左手定则可知受到的安培力竖直向上；

（2）导体棒长为

，磁感应强度

，电流为2A，并且导体棒和磁场垂直，所以导体棒受到的安培力大小为：

；

（3）若悬线拉力恰好为

，则：

所以有：

18.【答案】

（1）1.2m　

（2）0.083　（3）0.83T

【解析】

（1）由图乙可知导体棒b刚进入磁场时a、b和轻杆所组成的系统做匀速运动，当导体棒a进入磁场后才再次做加速运动，因而b棒匀速运动的位移即为a、b棒的间距，依题意可得：

d＝2vt＝2×3×（0.6－0.4）m＝1.2m

（2）设进入磁场前导体棒运动的加速度为a，由图乙得：

a＝

＝7.5m/s2，因a、b一起运动，故可看作一个整体，其受力分析如图所示．

由牛顿第二定律得：

2mgsinθ－μ2mgcosθ＝2ma

解得：

μ＝

≈0.083

（3）当b导体棒在磁场中做匀速运动时，有：

2mgsinθ－μ2mgcosθ－BId＝0

I＝

联立解得：

B≈0.83T.

19.【答案】2v

【解析】设Oa＝Ob＝d，因为带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，所以圆周运动的半径正好等于d，

由牛顿第二定律得，qv0B＝m

即r＝

＝d

得到：

B＝

如果换成匀强电场，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速运动，则

d＝

2

解得：

E＝

所以有：

＝2v.

20.【答案】

（1）5×106W　

（2）1.25×106W

【解析】

（1）I＝

＝

A＝103A，

P＝I2R＝（103）2×5W＝5×106W，

（2）I′＝

＝

A＝500A，

P＝I′2R＝（500）2×5W＝1.25×106W.