贵州省兴义九中高二上学期期中考试(物理).doc

贵州省兴义九中09-10学年高二上学期期中考试
物 理
考试时间：100分钟 试卷满分：120分
一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共计l5分，每小题只有一个选项．．．．．．符合题意。

1．有一带电量为＋q ，重为G 的小球，从两竖直的带电平行板上方h 高 处自由落下，两极板间匀强磁场的磁感应强度为B ，方向如图示，则 带电小球通过有电场和磁场的空间时（ ） A ．一定做曲线运动 B ．不可能做曲线运动 C ．有可能做匀速运动
D ．有可能做匀加速直线运动
2．如图，水平地面上方有正交的匀强磁场和匀强电场，电场竖直向下，磁 场垂直纸面向里，半圆形铝框从直径处于水平位置时开始下落，不计阻 力，a 、b 两端落到地面的次序是( )
A ．a 先于b
B ．b 先于a
C ．a 、b 同时落地
D ．无法判定
3．如图所示，长方体容器的三条棱的长度分别为a 、b 、h ，容器内装 有NaCl 溶液，单位体积内钠离子数为n ，容器的左、右两壁为导体 板，将它们分别接在电源的正、负极上，电路中形成的电流为I ，整 个装置处于垂直于前后表面的磁感应强度为B 的匀强磁场中，则液体 的上、下两表面间的电势差为（ ）
A ．0
B ．
neb BI C ．nea BI D ．neb
BI 2 4．有一负载电阻R ，当它接到U ＝30Ｖ直流电源上时，消耗的功率为P ，有一台理想变压器，它的输入电
压u =300 sin ω t V ．若把上述负载接到此变压器副线圈的两端时，消耗功率为P/2，则变压器原、副线圈的匝数比为 ( )
A ． 103∶
1
B ．102∶
1
C ． 10∶1
D ．10∶2
5．电磁流量计广泛应用于可导电流体在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面积的流体的体积）。

为了简化，假设流量计是如图所示的横截面积为长方体的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为a 、b 、c ，流量计的两端与输送液体的管道相连接（图中虚线），图中流量计的上下两面是金属材料。

现于流量计所在处加磁感强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面，当导电液体稳定的流经流量计时，在管外将流量计上下两面分别与一串联了电阻R 的电流表的两端相连。

I 表示测得的电流值，已知液体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为 (
A ．
)(a c bR B I ρ+ B ．)
(c
b
aR B I
ρ
+
C
．)
(b
a cR B
I ρ+ D ．)(a
bc R B
I ρ+ 二、多项选择题：本题共
4小题，每小题4分，共计
l6
分．每小题有多个选项符合题意，全部选对的得
4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分．
6．世界上海拔最高、线路最长的青藏铁路全线通车，青藏铁路安装的一种电磁装置可以向控制中心传输信号，以确定火车的位置和运动状态，其原理是将能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面，如图甲所示（俯视图），当它经过安放在两铁轨间的线圈时，线圈便产生一个电信号传输给控制中心．线圈边长分别为l 1和l 2，匝数为n ，线圈和传输线的电阻忽略不计．若火车通过线圈时，控制中心接收到线圈两端的电压信号u 与时间t 的关系如图乙所示（ab 、cd 均为直线），t 1、t 2、t 3、t 4是运动过程的四个时刻，则火车( )
A ．在t 1~t 2时间内做匀加速直线运动
B ．在t 3~t 4时间内做匀减速直线运动
C ．在t 1~t 2时间内加速度大小为
21
121()
u u nBl t t --
D ．在t 3~ t 4时间内平均速度的大小为
34
1
2u u nBl + 7．如图所示，下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖 直放置，管底有一带电的小球。

整个装置以水平向右的速度 匀速运动，垂直于磁场方向进入方向水平的匀强磁场，由于 外力的作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从 上端开口飞出，小球的电荷量始终保持不变，则从玻璃管进 入磁场到小球运动到上端开口的过程中( )
A ．洛仑兹力对小球做正功
B ．洛仑兹力对小球不做功
C ．小球运动轨迹是抛物线
D ．小球运动轨迹是直线
8．如图中所示虚线所围的区域内，存在电场强度为E 的匀强电场和磁感应强度为B 的匀强磁场，已知从左侧水平射入的电子，穿过这一区域时未发生偏转，设重力忽略不计，则在这个区域中的E 和B 的方向可能是（ ）
A ．E 和
B 都沿水平方向，并与电子运动方向相同 B ．E 和B 都沿水平方向，并与电子运动方向相反
C ．E 竖直向上，B 垂直于纸面向外
D ．
E 竖直向上，B 垂直于纸面向里
9．如图所示装置中，cd 杆原来静止。

当ab 杆做如下哪些运动时，cd 杆将向右移动？( )
A ．向右匀速运动
B ．向右加速运动
C ．向左加速运动
D ．向左减速运动
三、简答题：（本题共2题，每空4分，共计20分）把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答．
乙
甲
u --u
10．（1）在如图所示的电路中，a 、b 为两个完全相同的灯泡，L 为自感线圈，E 为电源，S 为开关。

关于
两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是( )
A ．合上开关，a 先亮，b 后亮；断开开关，a 、b 同时熄灭
B ．合上开关，b 先亮，a 后亮；断开开关，a 先熄灭，b 后熄灭
C ．合上开关，b 先亮，a 后亮；断开开关，a 、b 同时熄灭
D ．合上开关，a 、b 同时亮；断开开关，b 熄灭，a 后熄灭 （2）图为"研究电磁感应现象"的实验装置， 如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向 右偏了一下，那么合上电键后( ) A ．将原线圈迅速插入副线圈时，电流计指针 向右偏转一下
B ．将原线圈插入副线圈后，电流计指针一直偏 在零点右侧
C ．原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电流计指针向右偏转一下
D ．原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电流计指针向左偏转一下
11．(1)磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫作能量密度，其值为B 2
/2
μ，式中B 是磁感应强度，μ是磁导率，在空气中μ为一已知常数.为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B ，一学生用一根端面面积为A 的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P ，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离△l ，并测出拉力F ，如图所示.因为F 所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度B 与F 、A 之间的关系为B=________.
(2)如图, 螺线管匝数n ＝1500匝，横截面积S ＝20cm 2
， 导线的电阻r ＝1.5Ω，R 1＝3.5Ω，R 2＝25Ω。

穿过螺线 管的磁感应强度B 按右图所示规律变化。

则R 2的电功 率为_____ W ；A 点的电势为____ V 。

四、计算题或推导证明题：本题共5题，共计69分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位． 12．（12分）一段粗细均匀的导体长为L ，横截面积为S ，如图所示，导体单位体积内的自由电子数为n ，
电子电量为e ，通电后，电子定向运动的速度大小为v 。

（1）请用n 、e 、S 、v 表示流过导体的电流大小I （要有推导过程）。

（2）若再在垂直导体的方向上加一个空间足够大的 匀强磁场，磁感应强度大小为B ，试根据导体所受安培力推导出导体中某一自由电子所受的洛伦兹力大小的表达式。

13．(14分) 用一根长L =0.8m 的轻绳，吊一质量为m =1.0g 的带电小球，放在磁感应强度B =0.1T ，方向如
图所示的匀强磁场中，把小球拉到悬点的右端，轻绳刚好水平拉直，将小球由静止释放，小球便在垂直于磁场的竖直平面内摆动，当小球第一次摆到低点时，悬线的拉力恰好为零（重力加速度g 取
10m/s 2
）。

试问：
(1)小球带何种电荷？电量为多少？
(2)当小球第二次经过最低点时，悬线对小球的拉力多大？
14． (15分)如图所示cd 、ef 为水平光滑金属导轨，空间存在垂直导轨平面竖直向下的匀强磁场，金属
棒ab 搁在导轨上，构成一边长为L 的正方形abed ，ab 棒的电阻为r ，其余电阻不计，开始时磁感应强度为B 0 。

（1）若磁感应强度恒为B 0，金属棒以恒定速度v 沿导轨向左运动，求棒中感应电流大小和方向。

（2）在上述（1）过程中金属棒始终保持棒匀速，需加垂直于棒的水平拉力多大？
（3）若从t=0时刻起，磁感应强度由B 0逐渐减小，同时棒以恒定速度v 沿导轨向左运动，要使棒上无电流通过，则磁感应强度满足什么关系（B-t
15． (16分) 如图所示，OACO 为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O 、C 处分别接有短电阻丝（图中粗
线表示），R 1= 4Ω、R 2=8Ω（导轨其它部分电阻不计）。

导轨OAC 的形状满足方程)3
sin(
2x y π
=（单
位：m）。

磁感强度B=0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面。

一足够长的金属棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在导轨上从O点滑动到C点，棒与导轨接触良好且始终保持与OC导轨垂直，不计棒的电阻。

求：
（1）外力F的最大值；
（2）金属棒在导轨上运动时电阻丝R1上消耗的最大功率；
（3）在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系。

16．（12分）如图所示，在光滑水平面上有一物体在与初速度v0方向相反的恒力作用下做匀变速直线运动，已知v0=20m/s，加速度大小a=5m/s2，求：
（1）物体经过多长时间开始返回？
（2）从开始运动起，物体经过多长时间回到出发点？
（3）回到出发点时的速度多大？
（4）从开始运动起，6s末物体的速度．
参考答案
一、单项选择题
1-5 ABACA
二、多项选择题
6. ACD
7. BC
8. ABC
9. BD 三、简答题 10．（1） C （2） AD 11．(1)
A
F
2μ （2） 1 、 -5 四、计算题或推导证明题 12．（1）导体中电流大小：I=q/t
取t 时间，该时间内通过导体某一截面的自由电子数为nSVt 该时间内通过导体该截面的电量为nSVte 代入上式得： I=q/t= nSVe
（2）该导体处于垂直于它的匀强磁场中所受到的安培力： F=ILB
又I= nSVe 代入上式得：F=BneSVL
安培力是洛伦兹力的宏观表现，即某一自由电子所受的洛伦兹力 f=F/N
式中N 为该导体中所有的自由电子数 N=nSL 由以上几式得：f=eVB
13．(1) q =7.5×10-2
C 带负电.
(2) F =0.06N 14． （1）I ＝B 0LV/r
(2)F=B 02L 2
V/r (3)B=B 0L/(L+Vt) 15．（1）0.3N ；
（2）1W ；
（3）))(3
5sin(43)3sin(2A t vt R Bv R I π
πε
=⨯=
=
总总
） 16．（1）4s （2）8s （3）20m/s （4）10m/s ，与v 0反向。