河北省邢台市第一中学高二物理上学期第三次月考试题

邢台一中2016-2017学年上学期第三次月考
高二年级物理试题
第Ⅰ卷（选择题 共60分）
一、选择题(1--10小题为单选题，11—15小题为多选题，每小题4分，共60分。

) 1．有关磁场的下列叙述，正确的是（ ）
A ．磁感线越密的地方磁感应强度越大，磁通量也越大
B ．顺着磁感线的方向，磁感应强度越来越小
C ．安培力的方向一定与磁场方向垂直
D ．在回旋加速器中，磁场力使带电粒子的速度增大
2．如图所示，AC 、BD 为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O ，半径为R.电荷量分别为＋Q 、－Q 的两点电荷放在圆周上，它们的位置关于AC 对称，＋Q 与O 点的连线和OC 间
的夹角为60°.下列说法正确的是( )． A ．O 点的场强大小为
2kQ
R
，方向由O 指向D
B ．O 点的场强大小为
2
R
，方向由O 指向D C ．A 、C 两点的电势关系是φA <φC
D ．电荷量为q 的正电荷在A 点的电势能大于在C 点的电势能
3．如图，带电平行金属板中匀强电场方向竖直向上，匀强磁场方向垂
直纸面向里，带电小球从光滑绝缘轨道上的a 点由静止滑下，经过1/4圆弧轨道从端点P （切线水平）进入板间后恰好沿水平方向做直线运动，现使带电小球从比a 点稍低的b 点由静止滑下，在经过P 点进入板
间的运动过程中
A ．带电小球的动能将会减小
B ．带电小球的电势能将会增大
C ．带电小球所受洛伦兹力将会减小
D ．带电小球所受电场力将会增大
4．如图所示电路中，电源的电动势为E ，内阻为r ，R 1为滑动变阻器，R 2为定值电阻，电流表和电压表均为理想电表，闭合电键S ，当滑动变阻器R 1的滑动触头P 向右滑动时，电表的示数都发生变化，电流表示数变化量的大小为△I 、电压表V 、V 1和V 2示数变化量的大小分别为△U 、△U 1和△U 2，下列说法错误的是（ ）
A ．△U 1>△U 2
B ．△U 1/△I 变小
C ．△U 2/△I 不变
D ．△U/△I 不变
5．如图所示，在平面直角坐标系中有一底角是60°的等腰梯形，坐标系中有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中O（0，0）点电势为6V，A（1，）点电势为3V，B（3，）点电势为0V，则由此可判定（）
A．C点的电势为3V
B．C点的电势为6V
C．该匀强电场的电场强度大小为100V/m
D．该匀强电场的电场强度大小为100V/m
6．如图所示，一束电子以大小不同的速率沿图示方向飞入横截面为一正方形的匀强磁场区，在从
ab边离开磁场的电子中，下列判断正确的是（）
A．从b点离开的电子速度最小
B．从b点离开的电子在磁场中运动时间最长
C．从b点离开的电子速度偏转角最大
D．在磁场中运动时间相同的电子，其轨迹线一定重合
7．如图所示，有一正三角形铝框 abc处在水平向外的非匀强磁场中，场中各点的磁感应强度 B y=B0－cy，y为该点到地面的距离，c为常数，B0为一定值。

铝框平面与磁场垂直，底边bc水平（空气阻力不计），将铝框由静止释放，在铝框下落到地面前的过程中（）A．回路中的感应电流沿顺时针方向，底边bc两端间的电势差为0
B．铝框回路中的磁通量变大，有逆时针方向的感应电流产生
C．底边bc受到的安培力向上，折线bac受到的安培力向下，铝框下落时的加速度大小可能等于g D．铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度g
8．如图所示，有两个相邻的有界匀强磁场区域，磁感应强度的大小均为B，磁场方向相反，且与纸面垂直，磁场区域在x轴方向宽度均为a，在y轴方向足够宽．现有一高为a的正三角形导线框从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域．若以逆时针方向为电流的正方向，在下图中，线框中感应电流i与线框移动距离x的关系图象正确的是（）
A． B．
C ．
D ．
9．法拉第发明了世界上第一台发电机—法拉第圆盘发电机；铜质圆盘竖直放置在水平向左的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各有一个铜电刷与其紧贴，用导线将电刷与电阻R 连接起来形成回路．转动摇柄，使圆盘如图示方向转动．已知匀强磁场的磁感应强度为B ，圆盘半径为r ，圆盘匀速转动的角速度为ω．下列说法正确的是（ ）
A ．圆盘产生的电动势为
12B ωr 2
，流过电阻R 的电流方向为从b 到a B ．圆盘产生的电动势为12
B ωr 2
，流过电阻R 的电流方向为从a 到b
C ．圆盘产生的电动势为B ωπr 2
，流过电阻R 的电流方向为从b 到a D ．圆盘产生的电动势为B ωπr 2，流过电阻R 的电流方向为从a 到b
10．如图所示，相距为d 的两条水平虚线之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，正方形线圈abcd 边长为L （L<d ），质量为m 、电阻为R ，将线圈在磁场上方h 高处由静止释放，cd 边刚进入磁场时速度为v 0，cd 边刚离开磁场时速度也为v 0，则线圈穿过磁场的
过程中（从cd 边刚进入磁场起一直到ab 边离开磁场为止）：
A.感应电流所做的功为mgd
B.感应电流所做的功为mg （d －L ）
C.线圈的最小速度一定是2)(2d L h g -+
D.线圈的最小速度可能为mgR/B 2L 2
11．如图所示，甲带负电，乙是不带电的绝缘物块，甲乙叠放在一起，置于粗糙的水平地板上，地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场，现加一水平向左的匀强电场，发现甲、乙无相对滑动一起向
右加速运动．在加速运动阶段（ ） A ．甲、乙两物块间的摩擦力不变 B ．甲、乙两物块做加速度减小的加速运动 C ．乙物块与地面之间的摩擦力不断变大
d
D ．甲、乙两物体可能做匀加速直线运动
12．如图是创意物理实验设计作品《小熊荡秋千》。

两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C 、D 固定在铁架台上，与两个铜线圈P 、Q 组成一闭合回路，两个磁性很强的条形磁铁如图放置，当用手左右摆动线圈P 时，线圈Q 也会跟着摆动，仿佛小熊在荡秋千。

以下说法正确的是 A ．P 向右摆动的过程中，P 中的电流方向为顺时针方向（从右向左看） B ．P 向右摆动的过程中，Q 也会向右摆动 C ．P 向右摆动的过程中，Q 会向左摆动 D ．若用手左右摆动Q ，P 会始终保持静止
13．如图所示，一个电阻值为R 、匝数为n 的圆形金属线圈与阻值为2R 的电阻R 1连接成闭合回路．线圈的半径为r 1．在线圈中半径为r 2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B 随时间t 变化的关系图线如图（b ）所示．图线与横、纵轴的交点坐标分别为t 0和B 0．导线的电阻不计．在0至t 1时间内，下列说法正确的是（ ）
A ．R 1中电流的方向由a 到b 通过R 1
B ．电流的大小为
C ．线圈两端的电压大小为
D ．通过电阻R 1的电荷量
14．如图所示，边长为L 的正方形导线框abcd 固定在匀强磁场中，一金属棒PQ 架在导线框上并以恒定速度v 从ad 滑向bc ；已知导线框和金属棒由单位长度电阻为R 0的均匀电阻丝组成，磁场的磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里，PQ 滑动过程中始终垂直导线框的ab 、dc 边，且与导线框接触良好，不计一切摩擦，则（ ）
A ．PQ 中的电流方向由P 到Q ，大小先变大后变小
B ．PQ 中的电流方向由Q 到P ，大小先变小后变大
C ．通过PQ 的电流的最大值为max 0
2Bv
I R
D ．通过PQ 的电流的最小值为min 0
2Bv
I R
15．如图所示，匀强磁场的方向垂直于光滑的金属导轨平面向里，极板间距为d 的平行板电容器与总阻值为2R 0的滑动变阻器通过平行导轨连接，电阻为R 0的导体棒MN 可在外力的作用下沿导轨从左向右做匀速直线运动。

当滑动变阻器的滑动触头位于a 、b 的中间位置且导体棒MN 的速度为v 0时，位于电容器中P 点的带电油滴恰好处于静止状态。

若不计摩擦和平行导轨及导
线的
电阻，各接触处接触良好，重力加速度为g ，则下列判断正确的是（ ）
A ．油滴带正电荷
B ．若将上极板竖直向上移动距离d ，油滴将向上加速运动，加速度a = g/2
C ．若将导体棒的速度变为2v 0，油滴将向上加速运动，加速度a = g
D ．若保持导体棒的速度为v 0不变，而将滑动触头置于a 端，同时将电容器上极板向上移动距离d/3，油滴仍将静止
第Ⅱ卷（实验题 计算题 共50分）
二、实验题（共12分，每空2分。

请把正确答案填写在答题纸相应的位置上）
16．目前汽车上都有车载电瓶作为备用电源，用久以后性能会下降，表现之一为电瓶的电动势变小，内阻变大。

某兴趣小组将一块旧的车载电瓶充满电，准备利用下列器材测量电瓶的电动势和内电阻。

A ．待测电瓶，电动势约为3 V ，内阻约几欧姆 B ．直流电压表V 1、V 2，量程均为3 V ，内阻约为3 k Ω C ．定值电阻R 0未知
D ．滑动变阻器R ，最大阻值R m
E ．导线和开关
（1）根据如图甲所示的实物连接图，在图乙方框中画出相应的电路图。

（2）实验之前，需要利用该电路图测出定值电阻R0，方法是先把滑动变阻器R调到最大阻值R m，再闭合开关，电压表V1和V2的读数分别为U10，U20，则R0＝_________（用U10、U20、R m表示）
（3）实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2，描绘出U1一U2图象如图丙所示，图中直线斜率为k，与横轴的截距为a，则电瓶的电动势E＝________，内阻r＝__________（用k、a、R0表示）。

17．如图所示为一种可测量磁感应强度的实验装置：磁铁放在水平放置的电子测力计上，两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场的影响可忽略不计，此时电子测力计的示数为G1。

将一直铜条AB水平且垂直于磁场方向静置于磁场中，两端通过导线与一电阻连接成闭合回路，此时电子测力计的示数为G2。

现使铜棒以竖直向下的恒定速率v在磁场中运动，这时电子测力计的示数为G3，测得铜条在匀强磁场中的长度为L，回路总阻值为R。

铜条始终未与磁铁接触。

（1）下列判断正确的是（）
A.G1＜G2＜G3
B.G1＝G2＜G3
C.G1＝G2＞G3
D.G1＜G2＝G3
（2）由以上测得量可以写出磁感应强度B大小的表达式为____________。

三、计算题（18题10分，19题12分，20题16分，共38分。

解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

) 18（10分）．某地区多发雾霾天气，PM2.5浓度过高，为防控粉尘污染，某同学设计了一种除尘方案，用于清除带电粉尘．模型简化如图所示，粉尘源从A 点向水平虚线上方(竖直平面内)各个方向均匀喷出粉尘微粒，每颗粉尘微粒速度大小均为v ＝10 m/s ，质量为m ＝5×10
－10
kg ，电荷量为q ＝＋1×10
－7
C ，粉尘源正上方有一半径R ＝0.5 m 的圆形边界匀强磁场，磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外
且大小为B ＝0.1 T 的，磁场右侧紧靠平行金属极板MN 、PQ ，两板间电压恒为U 0，两板相距d ＝1 m ，板长l ＝1 m 。

不计粉尘重力及粉尘之间的相互作用，假设MP 为磁场与电场的分界线。

（已知
8.037cos =o ，6.037sin =o ，）求：
（1）微粒在磁场中的半径r 并判断粒子出磁场的速度方向；
（2）若粉尘微粒100%被该装置吸收，平行金属极板MN 、PQ 间电压至少多少？
19（12分）．如图所示，MN 、PQ 为间距L=0.5 m 的足够长平行导轨，NQ⊥MN。

导轨平面与水平面间的夹角θ=37°，NQ 间连接有一个R=5 Ω 的电阻。

有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B 0=1 T 。

将一根质量为m=0.05 kg 的金属棒ab 紧靠NQ 放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计。

现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ 平行。

已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，当金属棒滑行至cd 处时已经达到稳定速度，cd 距离NQ 为s=2 m 。

试解答以下问题：（g=10 m/s 2
，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）当金属棒滑行至cd 处时回路中的电流多大？ （2）金属棒达到的稳定速度是多大？
（3）当金属棒滑行至cd 处时回路中产生的焦耳热是多少？
20（16分）．相距L ＝1．5 m 的足够长金属导轨竖直放置，质量为m 1＝1 kg 的金属棒ab 和质量为m 2＝0．27 kg 的金属棒cd 均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图（a ）所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同。

ab 棒光滑，cd 棒与导轨间动摩擦因数为μ＝0．75，两棒总电阻为1．8Ω，导轨电阻不计。

t = 0时刻起，ab 棒在方向竖直向上、大小按图（b ）所示规律变化的外力F 作用下，由静止沿导轨向上匀加速运动，同时也由静止释放cd 棒。

g 取10 m/s 2
（1）求磁感应强度B 的大小和ab 棒加速度大小；
（2）已知在2 s 内外力F 做功40 J ，求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热； （3）求出cd 棒达到最大速度所对应的时刻t 1。

1
2
t/s
F/N
高二年级物理试题参考答案
16【答案】（1）如图所示；
（2）错误！未找到引用源。

m
R U U U R 10
10
200-=
（3）错误！未找到引用源。

1-=
k ka
E
1
0-=
k R r 错误！未找到引用源。

17【答案】（1）B
（2）
18（10分）【答案】(1)0.5m ，水平向右 （2）1V 【解析】
试题分析：(1)粉尘微粒在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，设轨道半径为r ，则有r v m
qvB 2
=得
m qB mv
r 5.0==
假设粉尘微粒从B 点打出，轨道圆的圆心为O ′，由r ＝R 可知四边形AOBO ′为菱形，所以OA ∥OB ′，BO ′一定是竖直的，速度方向与BO ′垂直，因此速度方向水平向右 (2)粉尘微粒进入电场做类平抛运动，
水平方向有vt l =l ＝vt 竖直方向有
2
21
,at y md qU a ==
22
2mdv qUl y =
把y ≥d 代入解得V U 1≥
19（12分）【答案】（1）0.2A （2）2m/s （3）0.1J 【解析】
试题分析：（1）导体匀速运动时：mgsin θ=f+F F=B 0IL
f=μF N =μmgcos θ 解得I=0.2A （2）I=E/R
E=BLv 解得v=2m/s
（3）21
2mgs sin mv Q mgcos s
θμθ⋅=++⋅ 解得：Q=0.1J
20（16分）【答案】（1）1．2T ；1m/s 2
（2）18J （3）2s 【解析】试题分析：（1）经过时间t ，金属棒ab 的速率at v =
回路中的感应电流为
R BLv
R E I ==
对金属棒ab ，由牛顿第二定律得，a m BIL g m F 11-=-
即 a m at R
L B g m F 12
21-=-
由图b 可知：t 1=0 时，F 1=11N ； t 2 = 2 s 时，F 2 =14．6N ， 代入上式解得：2
/1s m a = T B 2.1=
（2）在2s 末金属棒ab 的速率s
m at v t /2==
所发生的位移
m at s 2212
==
由动能定理得：2
121t F mv W gs m W =
--克安
又
克安
W Q = 联立以上方程，解得：J Q 18=
（3）由题意可知：cd 棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当cd 棒所受重力与滑动摩擦力相等时，速度达到最大；然后做加速度逐渐增大的减速运动，最后停止运动。

当cd 棒速度达到最大时，有
N F g m μ=2
又安F F N = BIL F =安 m BLv E I R R =
= v m =at 1 整理得s t 21=。