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