河北省衡水中学2012-2013学年高二第三次调研考试物理试题

河北省衡水中学2012-2013学年高二第三次调研考试物理试
题
选择题（每小题4分，共60分。

下列每小题所给选项至少有一项符合题意，请将正确答案的序号填涂在答题卡上。

全部选对得4分，对而不全得2分）
1、如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场边界,有两个质量、电荷量均相等的正、负离子(不计重力),从O点以相同的速度射入磁场中,射入方向均与边界成
θ角,则正、负离子在磁场运动过程中,下列判断正确的是( )
A、运动的轨道半径相同
B、重新回到磁场边界时速度的大小和方向都相同
C、运动的时间相同
D、重新回到磁场边界的位置与O点距离相等
2、如图，P环位于螺线管的中垂面处，当P环中感应电流为顺时针方向(右视)
且受背离圆心向外的作用力时，则螺线管中电流的方向及大小变化是( )
A、b→a，减小
B、b→a，增大
C、a→b，减小
D、a→b，增大
3、如图所示，一有限范围的匀强磁场，宽度为d，将一个边长为L的正方形导
线框以速度υ匀速地通过磁场区域，若d>L，则在线框中产生感应电流的时间
应等于（）
A、2d/υ；
B、2L/υ；
C、(d–L)/υ；
D、(d–2L)/υ；
4、如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中，一
定能在轨道回路里产生感应电流的是( )
A、ab向右运动，同时使θ减小
B、使磁感应强度B减小，θ角同时也减小
C、ab向左运动，同时增大磁感应强度B
D、ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)
5、如图所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场中有由两个大小不等的圆环M、N连接而成的导线框。

沿图中箭头方向用外力将N环拉扁，该过程中，关于M环中感应电流的说法中正确的是
A 、有顺时针方向的感应电流产生，且M 环有扩张的趋势
B 、有逆时针方向的感应电流产生，且M 环有扩张的趋势
C 、有顺时针方向的感应电流产生，且M 环有收缩的趋势
D 、有逆时针方向的感应电流产生，且M 环有收缩的趋势
6、如图所示，AOC 是光滑的直角金属导轨，AO 沿竖直方向，OC 沿水平方向，ab 是一根金属直棒，如图立在导轨上，它从静止开始在重力作用下运动，运动过程中b 端始终在OC 上，a 端始终在AO 上，直到ab 完全落在OC 上.整个装置放在一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，则ab 棒在运动过程中（ ）
A 、感应电流方向始终是b →a
B 、感应电流方向先是b →a ，后变为a →b
C 、受磁场力方向与ab 垂直，如图中箭头所示方向
D 、受磁场力方向与ab 垂直，开始如图中箭头所示方向，后来变为与箭头所示方向相反 7、如下图所示，将甲图中开关S 闭合后电流表指针由中央向左偏转，当把一个线圈A 和这个电流表串联起来(图乙)，将一个条形磁铁B 插入或拔出线圈时，线圈中产生感应电流，经观察发现，电流表指针由中央位置向右偏，这说明( )
A 、如果磁铁的下端是N 极，则磁铁正在远离线圈
B 、如果磁铁的下端是S 极，则磁铁正在远离线圈
C 、如果磁铁的下端是N 极，则磁铁正在靠近线圈
D 、如果磁铁的下端是S 极，则磁铁正在靠近线圈
8、如图所示，O 1O 2是矩形导线框abcd 的对称轴，其左方有垂直于纸面向外的匀强磁场，右方无磁场。

关于导线框abcd 中的感应电流方向，下列说法中正确的是
A.若将abcd 向纸外平移，abcd 中将产生逆时针方向的感应电流
B.若将abcd 向右平移，abcd 中将产生逆时针方向的感应电流
C.将abcd 以ab 为轴转动60º，abcd 中将产生逆时针方向的感应电流
D.将abcd 以cd 为轴转动60º，abcd 中将产生逆时针方向的感应电流
9、两个环A 、B 置于同一水平面上，其中A 是边缘均匀带电的绝缘环，B 是导体环。

当A 以如图所示的方向绕中心转动时，B 中产生如图所示方向的感应电流。

则 （ ）
A 、A 可能带正电且转速减小
B 、A 可能带正电且转速恒定
C 、A 可能带负电且转速减小
D 、A 可能带负电且转速增大 10、如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v 从A 点沿直径AOB 方向射入磁场，经过△t 时间从C 点射出磁场，OC 与OB 成60°角。

现将带电粒子的速度变为v/3，仍从A 点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为 ( )
A 、t ∆21
B 、 t ∆2
C 、t ∆3
1 D 、t ∆3
11、如图所示，宽h =2cm 的有界匀强磁场，纵向范围足够大，磁感应强度的方向垂直纸面向内，现有一群正粒子从O 点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场，若粒子在磁场中 做匀速圆周运动的轨道半径均为r =5cm ，则（ ） A 、右边界:-4cm <y <4cm 有粒子射出 B 、右边界:y >4cm 和y <-4cm 有粒子射出 C 、左边界:y >8cm 有粒子射出 D 、左边界:0<y <8cm 有粒子射出
12、如图所示，在半径为R 的圆形区域内充满磁感应强度为B 的匀强磁场，MN 是一竖直放置的感光板．从圆形磁场最高点P 以速率v 垂直磁场射入大量的带正电的粒子，且粒子所带电荷量为q 、质量为m 。

不考虑粒子间的相互作用力，关于这些粒子的运动以下说法正确的是( )
A ．只要对着圆心入射，出射后均可垂直打在MN 上
B ．即使是对着圆心入射的粒子，其出射方向的反向延长线也不一定过圆心
C ．对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中通过的弧长越长，时间也越长
D ．只要速度满足v ＝qBR
m
，沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN 上
13、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，若使高速电子流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
14、关于电磁感应现象，下列说法中正确的是
A．楞次最早找到了产生电磁感应现象的条件
B．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生
C．导体棒做切割磁感线运动时，导体棒中不一定有感应电流
D．法拉第成功研究了感应电流的方向与磁通量变化之间的关系
15、如图所示，边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界
OA上有一粒子源S。

某一时刻，从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子（不计粒子的重力及粒子间的相互作用），所有粒子的初速度大小相同，经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场。

已知∠AOC=60°，从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最短时间等于T/6（T为粒子在磁场中运动的周期），则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间为（）A．T/3 B．T/2 C．2T/3 D．5T/6
2012—2013学年度上学期三调考试
高二物理试卷（理）卷Ⅱ（非选择题共50分）
注意事项：1．答卷Ⅱ前考生务必将自己的姓名、班级、考号填在答卷纸密封线内规定的地方。

2．答卷Ⅱ时用兰黑色钢笔或圆珠笔直接填写在试卷规定的地方。

二、填空题（共10分，每空2分）
16、图中当条形磁铁向下运动时闭合导线绕制的螺旋管内产生如图所示的感应电
流，请在图中完成螺旋管的绕向。

17、在电磁感应现象实验中，研究磁通量变化与感应电流方向的关系时，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）请画实线作为导线连接其余部分电路；
（2）实验时，将L1插入线圈L2中，合上开关瞬间，
观察到电流计的指针发生（填“偏转”或“不
偏转”）；
（3）某同学设想使一线圈中电流逆时针流动，另一线
圈中感应电流顺时针流动（线圈L1和L2的绕向一致），
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
18、如图所示，空间存在垂直于纸面的均匀磁场，在半径为a的圆形区
域内、外，磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B.一半径为b，电阻
为R的圆形导线环放置在纸面内，其圆心与圆形区域的中心重合．则穿
过半径为b的圆形区域的磁通量（以向纸面内为正）
19（8分）、如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m，a、b间的电
场强度为E=5.0×105N/C，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10-18C的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v0 =1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q处(图中未画出).求P、Q之间的距离L.
20(8分)、一种半导体材料称为“霍尔材料”，用它制成的元件称为“霍尔元件”，这种材料有可定向移动的电荷，称为“载流子”，每个载流子的电荷量大小为q=1.6×10-19C,霍尔元
件在自动检测、控制领域得到了广泛应用，如录像机中用来测量录像
磁鼓的转速、电梯中用来检测电梯门是否关闭以及自动控制升降电动
机的电源的通断等.在一次实验中，一块霍尔材料制成的薄片宽ab=1.0
×10-2 m、长bc=4.0×10-2 m、厚h=1.0×10-3 m,水平放置在竖直向上
的磁感应强度B=2.0 T的匀强磁场中，bc方向通有I=3.0A的电流，如图所示，由于磁场的作用，稳定后，在沿宽度方向上产生1.0×10-5 V的横向电压.
(1)薄板中载流子定向运动的速率为多大？
(2)这块霍尔材料中单位体积内的载流子个数为多少？
21(12分)、如图甲所示，在两平行金属板的中线OO ′
某处放置一个粒子源，粒子源沿OO
′
方向连续不断地放出速度v 0=1.0×105
m /s 的带正电的粒子.在直线MN 的右侧分布范围足够大的匀强磁场，磁感应强度B =0.01πT ，方向垂直纸面向里，MN 与中线OO ′
垂直.两平行金属板的电压U 随时间变化的U －t 图线如图乙所示.已知带电粒子的荷质比
kg C m
q
/100.18⨯=，粒子的重力和粒子之间的作用力均可忽略不计，若t =0.1s 时刻粒子源放出的粒子恰能从平行金属板边缘离开电场(设在每个粒子通过电场区域的时间内，可以把板间的电场看作是恒定的).求:
(1)在t =0.1s 时刻粒子源放出的粒子离开电场时的速度大小和方向. (2)从粒子源放出的粒子在磁场中运动的最短时间和最长时间.
22(12分)、如图所示，在竖直平面内放置一长为L的薄壁玻璃管，在玻璃管的a端放置一个直径比玻璃管直径略小的小球，小球带电荷量为-q、质量为m。

玻璃管右边的空间存在着匀强电场与匀强磁场的复合场。

匀强磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度为B；匀强电场方向竖直向下，电场强度大小为mg/q。

电磁场的左边界与玻璃管平行，右边界足够远。

玻璃管带着小球以水平速度v0垂直于左边界向右运动，由于水平外力的作用，玻璃管进入磁场后速度保持不变，经一段时间后小球从玻璃管b端滑出并能在竖直平面内自由运动，最后从左边界飞离电磁场。

设运动过程中小球的电荷量保持不变，不计一切阻力。

求：（1）小球从玻璃管b端滑出时速度的大小
（2）从玻璃管进入磁场至小球从b端滑出的过程中，外力F随时间t变化的关系
（3）通过计算求出小球离开磁场时的速度方向
高二物理三调答案
20、 (1)稳定时载流子在沿宽度方向上受到的磁场力和电场力平衡
U qvB q
ab
,
(4分) 5
42
U 1.010v m /s 510m /s Bab 2.01.010
---⨯===⨯⨯⨯
(2)由电流的微观解释可得：I=nqvS.S=ab ·h
故n=I/qvS=3.75×1027 个/m 3
(2)带电粒在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期
s qB
m
T 61022-⨯=
π 不同时刻释放的粒子在电场中的偏转角θ不同，进入磁场后在磁场中运动的时间不同，θ大的在磁场中的偏转角大，运动时间长.
t =0时刻释放的粒子，在电场中的偏转角为0，在磁场中运动的时间最短:
s T
t 611012
-⨯==
t =0.1s 时刻释放的粒子，在电场中的偏转角最大为450
，在磁场中运动的时间最长:
s T t 62105.14
3
-⨯==
22（12分）、 （1）由/E mg q ＝得，Eq mg =，即重力与电场力平衡………………… 如图所示，所以小球管中运动的加速度为：
0y
F Bv q a m m
== …………………
设小球运动至b 端时的y 方向速度分量为v y ， 则：2
2y v aL = ……………………
解得小球运动至b 端时速度大小为
v = ………
（2）由平衡条件可知，玻璃管受到的水平外力为：
F=F x =Bv y q …………………………………………………………………
0y Bv q
v at t m
==
⋅ ……………………………………………………………… 解得外力随时间变化关系为： 22
0B v F q t m
=⋅ ………………………。