河北省安平中学2018-2019学年高二物理上学期期中试卷普通班【word版】.doc

安平中学2018—2019学年上学期期中考试
高二物理试题
(考试时间:90分钟分值:110分)
一、选择题：本题共15个小题，有的小题只有一项符合题目要求，有的小题有多项符合题目要求.全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.满分共60分.
1.如图所示，闭合圆形导体线圈放置在匀强磁场中，线圈平面与磁场平行，当磁感应强度逐渐增大时，以下说法正确的是()
A．线圈中产生顺时针方向的感应电流
B．线圈中产生逆时针方向的感应电流
C．线圈中不会产生感应电流
D．线圈面积有缩小的倾向
2.如图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下。

在将磁铁的S极插入线圈的过程中()
A．通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互排斥
B．通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥
C．通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互吸引
D．通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互吸引
3.在水平面内有一固定的U型裸金属框架，框架上静止放置一根粗糙的金属杆ab，整个装置放在竖直方向的匀强磁场中，如图所示。

下列说法中正确的是()
A．只有当磁场方向向上且增强，ab杆才可能向左移动
B．只有当磁场方向向下且减弱，ab杆才可能向右移动
C．无论磁场方向如何，只要磁场减弱，ab杆就可能向右移动
D．当磁场变化时，ab杆中一定有电流产生，且一定会移动
4.如图所示，当导线ab在电阻不计的金属导轨上滑动时，线圈c向右摆动，则ab的运动情况是()
A．向左或向右匀速运动B．向左或向右减速运动
C．向左或向右加速运动D．只能向右匀加速运动
5.如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一固定电阻R，导轨电阻可忽略不计。

MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R。

整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面(垂直纸面向里)。

现对MN施力使它沿导轨方向以速度v水平向右做匀速运动。

令U表示MN两端电压的大小，下列说法正确的是()
A．U＝1
2Blv，流过固定电阻R的感应电流由b经R到d
B．U＝Blv，流过固定电阻R的感应电流由d经R到b
C．MN受到的安培力大小F A＝B2l2v
2R，方向水平向右
D．MN受到的安培力大小F A＝B2l2v
R，方向水平向左
6.（多选）如图甲所示，abcd是匝数为100匝、边长为10 cm、总电阻为0.1 Ω的正方形闭合导线圈，放在与线圈平面垂直的图示匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，则以下说法正确的是()
A．导线圈中产生的是大小和方向都不变的恒定电流
B．在t＝2.5 s时导线圈产生的感应电动势为1 V
C．在0～2 s内通过导线横截面的电荷量为20 C
D．在t＝1 s时，导线圈内电流的瞬时功率为10 W
7.（多选）如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R，导体棒MN放在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B 的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正)，MN始终保持静止，则0～t2时间内()
A．电容器C的电荷量大小始终不变
B．电容器C的a板先带正电后带负电
C．MN所受安培力的大小始终不变
D．MN所受安培力的方向先向右后向左
8.如图甲所示,单匝矩形线圈abcd 垂直固定在匀强磁场中。

规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示,以逆时针方向为电流正方向,以向右方向为安培力正方向,下列关于bc 段导线中的感应电流i 和受到的安培力F 随时间变化的图象正确的是( )
.
9.如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37°，宽度为0.5 m ，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1 Ω。

一导体棒MN 垂直于导轨放置，质量为0.2 kg ，接入电路的电阻为1 Ω，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5。

在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8 T 。

将导体棒MN 由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN 的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6)( )
A ．2.5 m/s 1 W
B
．5 m/s 1 W
C ．7.5 m/s 9 W
D ．15 m/s 9 W
10.（多选）如图所示，固定在倾角为θ＝30°的斜面内的两根平行长直光滑金属导轨的间距为d ＝1 m ，其底端接有阻值为R ＝2 Ω的电阻，整个装置处在垂直斜面向上、磁感应
A B C D
强度大小为B＝2 T的匀强磁场中。

一质量为m＝1 kg(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触。

现杆在沿斜面向上、垂直于杆的恒力F＝10 N作用下从静止开始沿导轨向上运动距离L＝6 m时，速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。

设杆接入电路的电阻为r＝2 Ω，导轨电阻不计，重力加速度大小为g＝10 m/s2。

则此过程()
A．杆的速度最大值为5 m/s
B．流过电阻R的电量为6 C
C．在这一过程中，整个回路产生的焦耳热为17.5 J
D．流过电阻R电流方向为由c到d
11.（多选）竖直放置的平行光滑导轨，其电阻不计，磁场方向如图所示，磁感应强度B ＝0.5 T，导体ab及cd长均为0.2 m，电阻均为0.1 Ω，重均为0.1 N，现用竖直向上的力拉导体ab，使之匀速上升(与导轨接触良好)，此时释放cd，cd恰好静止不动，那么ab 上升时，下列说法正确的是()
A．ab受到的拉力大小为0.2 N
B．ab向上的速度为2 m/s
C．在2 s内，拉力做功转化的电能是0.8 J
D．在2 s内，拉力做功为0.6 J
12.（多选）如图所示，一单边有界磁场的边界上有一粒子源，以与水平方向成θ角的不同速率，向磁场中射入两个相同的粒子1和2，粒子1经磁场偏转后从边界上A点出磁场，粒子2经磁场偏转后从边界上B点出磁场，OA＝AB，则()
A．粒子1与粒子2的速度之比为1∶2
B．粒子1与粒子2的速度之比为1∶4
C．粒子1与粒子2在磁场中运动的时间之比为1∶1
D．粒子1与粒子2在磁场中运动的时间之比为1∶2
13.如图所示，有界匀强磁场边界线SP∥MN，速率不同的同种带电粒子从S点沿SP方向同时射入磁场，粒子的带电荷量相同，其中穿过a点的粒子速度v1与MN垂直；穿过b点的粒子速度v2与MN成60°角，设两粒子从S到a、b所需时间分别为t1和t2，则t1∶t2为(重力不计)()
A．1∶3B．4∶3
C．1∶1 D．3∶2
P和+3P，经电压为U 14.（多选）在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子+
的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，如图所示。

已知离子P＋在磁场中转过θ＝30°后从磁场右边界射出。

在电场和磁P和+3P()
场中运动时，离子+
A．在电场中的加速度之比为1∶1
B．在磁场中运动的半径之比为2∶1
C．在磁场中转过的角度之比为1∶2
D．离开电场区域时的动能之比为1∶3
15.（多选）如图是一个回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。

现分别加速氘核(12H)和氦核(24He)，下列说法中正确的是()
A．它们的最大速度相同
B．它们的最大动能相同
C．两次所接高频电源的频率相同
D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能
二.计算题：（本题共3个小题，共50分.要求写出必要的答题过程.）
16.（10分）如图所示，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v沿垂直磁场方向射入磁感应强度为B的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动。

不计带电粒子所受重力。

(1)求粒子做匀速圆周运动的半径R和周期T；
(2)为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场，求电场强度E的大小。

17.（20分）(1)如图甲所示，两根足够长的平行导轨，间距L＝0.3 m，在导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B1＝0.5 T。

一根直金属杆MN以v＝2 m/s的速度向右匀速运动，杆MN始终与导轨垂直且接触良好。

杆MN的电阻r1＝1 Ω，导轨的电阻可忽略。

求杆MN中产生的感应电动势E1。

(2)如图乙所示，一个匝数n＝100的圆形线圈，面积S1＝0.4 m2，电阻r2＝1 Ω。

在线圈中存在面积S2＝0.3 m2垂直线圈平面(指向纸外)的匀强磁场区域，磁感应强度B2随时间t变化的关系如图丙所示。

求圆形线圈中产生的感应电动势E2。

(3)将一个R＝2 Ω的电阻分别与图甲和图乙中的a、b端相连接，然后b端接地。

试判断以上两种情况中，哪种情况a端的电势较高？并求出较高的电势φa。

18.（20分）如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L＝1 m，电阻R＝0.4 Ω，导轨上停放一质量m＝0.25 kg 、电阻r＝0.1 Ω的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B＝0.25 T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示。

(1)求金属杆运动的加速度；
(2)求第5 s末外力F的瞬时功率。

高二物理答案（普通班）
选择题：每题4分，部分2分，共60分
1.C
2.B
3.C
4.B
5.A
6.CD
7.AD
8.B
9.B 10.AC
11.AB 12.AC 13.D 14.CD 15.AC
16.（10分）(1)mv qB 2πm qB (2)vB
(1)洛伦兹力提供向心力，有f ＝qvB ＝m v 2R
带电粒子做匀速圆周运动的半径R ＝mv qB
匀速圆周运动的周期T ＝2πR v ＝2πm qB 。

(2)粒子受电场力F ＝qE ，洛伦兹力f ＝qvB 。

粒子做匀速直线运动，则qE ＝qvB 电场强度的大小E ＝vB 。

17.（20分）答案：(1)0.3 V (2)4.5 V (3)与图甲中的导轨相连接a 端电势高 φa ＝0.2 V
解析：(1)杆MN 做切割磁感线的运动，
产生的感应电动势E 1＝B 1Lv ＝0.3 V 。

(2)穿过圆形线圈的磁通量发生变化，
产生的感应电动势E 2＝n ΔB 2Δt S 2＝4.5 V 。

(3)题图甲中φa >φb ＝0，题图乙中φa <φb ＝0，所以当电阻R 与题图甲中的导轨相连接时，a 端的电势较高。

此时通过电阻R 的电流I ＝E 1R ＋r 1
电阻R 两端的电势差φa －φb ＝IR
a 端的电势φa ＝IR ＝0.2 V 。

18.（20分）答案：(1)2 m/s 2 (2)17.5 W
解析：(1)U ＝ε·R R ＋r ＝BLvR R ＋r
，U ∝v ，因U 随时间均匀变化，故v 也随时间均匀变化，金属杆做匀加速直线运动。

k ＝ΔU Δt ＝Δv Δt ·BLR R ＋r ＝a ·BLR R ＋r
解得：a ＝k R ＋r BLR ＝＋
0.25×1×0.4 m/s 2＝2 m/s 2。

(2)F ＝F 安＋ma ＝BIL ＋ma ＝B 2L 2at R ＋r
＋ma ＝0.25t ＋0.5 P ＝Fv ＝(0.25t ＋0.5)at ＝17.5 W 。