山东省滕州市第二中学新校2014-2015学年高二物理上学期期中试题

山东省滕州市第二中学新校2014-2015学年高二物理上学期期中试
题
一、选择题：〔此题共有12个小题，每题所给出的四个选项中至少有一个是正确的，全选对得4分，选对但选不全得2分，选错或不选得0分，总分为48分。

〕
1．〔多项选择〕在高纬度地区的高空，大气稀薄，常出现五颜六色的弧状、带状或幕状的极其美丽壮观的发光现象，这就是我们常说的“极光〞．“极光〞是由太阳发射的高速带电粒子受地磁场的影响，进入两极附近时，撞击并激发高空中的空气分子和原子引起的．假设我们在北极地区突然发现正上方的高空出现了射向地球的沿顺时针方向生成的紫色弧状极光〔显示带电粒子的运动轨迹〕．如此关于引起这一现象的高速带电粒子的电性与弧状极光的弯曲程度的说法中，正确的答案是
A．高速粒子带负电 B．高速粒子带正电
C．轨迹半径逐渐减小D．轨迹半径逐渐增大
2．〔多项选择〕有一种电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如下列图。

其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符。

不必考虑墨汁的重力，为了使打在纸上的字迹缩小，如下措施可行的是
A．减小墨汁微粒的质量B．减小墨汁微粒所带的电荷量
C．增大偏转电场的电压D．增大墨汁微粒的喷出速度
3．〔多项选择〕如下列图，在倾角为 的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m 的直导体棒。

当导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可加平行纸面的匀强磁场中，如下有关磁场的描述中正确的答案是:〔〕
A ．假设磁场方向竖直向上，如此
IL mg B θtan =
B ．假设磁场方向平行斜面向上，如此
IL mg B αsin =
C ．假设磁场方向垂直斜面向上，如此
IL mg B αsin =
D ．假设磁场方向垂直斜面向上，如此
IL mg B αcos =
4．如下列图，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都一样的带电粒子a 、b 、c ，以不同的速率对准圆心O 沿着AO 方向射入磁场，其运动轨迹如图。

假设带电粒子只受磁场力的作用，如此如下说法正确的答案是〔〕
A ．a 粒子动能最大
B ．c 粒子速率最大
C ．c 粒子在磁场中运动时间最长
D ．它们做圆周运动的周期
c
b a T T T <<
5．如图，半径为 R 的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面〔纸面〕，磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面向外。

一电荷量为q 〔q>0〕，质量为m 的粒子沿平行于直径ab 的方向射入磁场区域，射入点与ab 的距离为R/2。

粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为600。

，如此粒子的速率为〔不计重力〕〔〕
A ．m qBR 2
B ．m qBR
C ．m qBR 23
D ．m qBR 2
6．如下列图，为速度选择器原理图，Dl 和 D2是两个平行金属板，分别连在电源的两极上，其间有一定的电场强度为E ，同时在这空间加有垂直于电场方向的磁场，磁感应强度为B 。

Sl 、S2为两个小孔，且Sl 与S2连线方向与金属板平行。

速度沿Sl 、S2连线方向从Sl 飞入的带电粒子只有做直线运动才可以从S2飞出，假设让一束不同粒子沿Sl 与S2连线方向从Sl 孔飞入，如此如下说法正确的答案是〔〕
A ．能够从S2孔飞出的粒子必为同种粒子
B ．能够从S2孔飞出的粒子必具有一样的速度
C ．能够从S2孔飞出的粒子假设改为从S2孔飞入，也必能从S1孔飞出
D ．只有从S2孔飞出的带正电的粒子，假设改为从S2孔飞入，才能从S1孔飞出 7．如下列图，在竖直向下的匀强磁场中，将水平放置的金属棒ab 以水平速度v 抛出，且棒与磁场垂直，不计下落过程的空气阻力，如此棒在运动过程中产生的感应电动势大小的变化是〔〕
A ．越来越大
B ．越来越小
C ．保持不变
D ．无法判断
8．如图〔甲〕所示，长直导线右侧的矩形线框与长直导线位于同一平面内。

以导线中向上电流为正，当长直导线中的电流发生如图〔乙〕所示的变化时，线框中感应电流与线框所受
安培力的方向是：〔〕
A．感应电流方向一直逆时针，线框受合力方向先向右后向左
B．感应电流方向一直顺时针，线框受合力方向先向左后向右
C．感应电流方向先顺时针后逆时针，线框受合力方向一直向左
D．感应电流方向先逆时针后顺时针，线框受合力一直向右
9．如下列图，两块水平放置的平行金属板间距为d，定值电阻的阻值为R，竖直放置线圈的匝数为n，绕制线圈导线的电阻为R，其他导线的电阻忽略不计．现在竖直向上的磁场B 穿过线圈，在两极板中一个质量为m，电量为q，带正电的油滴恰好处于静止状态，如此磁场B的变化情况是〔〕
A．均匀增大，磁通量变化率的大小为2mgd nq
B．均匀增大，磁通量变化率的大小为mgd nq
C．均匀减小，磁通量变化率的大小为2mgd nq
D．均匀减小，磁通量变化率的大小为mgd nq
10．〔多项选择〕如下列图，光滑的“〞形金属导体框竖直放置，质量为m的金属棒MN 与框架接触良好．磁感应强度分别为B1、B2的有界匀强磁场方向相反，但均垂直于框架平面，分别处于abcd和cdef区域．现从图示位置由静止释放金属棒MN，当金属棒刚进入磁场B1区域时，恰好做匀速运动．以下说法正确的答案是〔〕
A．假设B2=B1，金属棒进入B2区域后将加速下滑
B．假设B2=B1，金属棒进入B2区域后仍将保持匀速下滑
C．假设B2＜B1，金属棒进入B2区域后可能先加速后匀速下滑
D．假设B2＞B1，金属棒进入B2区域后可能先匀减速后匀速下滑
11．如下列图，有一闭合的等腰直角三角形导线ABC．假设让它沿BA的方向匀速通过有明显边界的匀强磁场〔场区宽度大于直角边长〕，以逆时针方向为正，从图示位置开始计时，在整个过程中，线框内的感应电流随时间变化的图象是图中的：〔〕
12．〔多项选择〕如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角〔0＜θ＜90°〕,其中MN和PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。

金属棒ab棒接入电路的电阻为R，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，使棒ab由静止开始沿导轨下滑，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，它的速度大小为v，如此金属棒ab在这一过程中：〔〕
A．棒ab运动的平均速度大小为1
2
ν
B．滑行距离为
qR
BL
C．产生的焦耳热为qBLνD．受到的最大安培力大小为
22
sin
B L
R
ν
θ
卷Ⅱ
二、填空题：〔此题有2个小题，每空4分，共12分，请把正确答案填在答题纸上。

〕13．某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈L、小灯泡A 、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如下列图的电路．检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象．虽经屡次重复，仍未见教师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是: ．
A．电源的内阻较大B．小灯泡电阻偏大
C．线圈电阻偏大D．线圈的自感系数较大
14．如图是用来加速带电粒子的盘旋加速器的示意图，其核心局部是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连，以达到加速粒子的目的。

D形盒的半径为R，匀强磁场的磁感应强度为B，一个质量为m、电荷量为q的粒子在加速器的中央从速度为零开始加速。

根据盘旋加速器的这些数据，可知该粒子离开盘旋加速器时获得的动能为；假设提高高频电源的电压，粒子离开盘旋加速器的动能将。

〔填“增大〞、“减小〞或“不变〞〕
三、计算题：〔此题共3小题，15题8分，16题14分，17题18分，共40分。

解答要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。

〕
15．〔8分〕如图，一个轮形的发电机模型，处于磁感强度为B的匀强磁场中作匀速转动，轮轴通过圆心O且与磁场方向平行，轮半径是L．转动的角速度是ω，外电路连接一只平行
板电容器，两板水平放置．板间距离是d ，板间有一个质量m 的带负电的微粒恰好处于平衡，如此：
〔1〕发电机转轮是逆时针转动还是顺时针转动? 〔2〕带电微粒的电量是多大?
16．〔14分〕如下列图，两根足够长的光滑金属导轨MN 、PQ 间距为L=0．5m ，其电阻不计，两导轨与其构成的平面均与水平面成30°角。

完全一样的两金属棒ab 、cd 分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，两棒的质量均为0．02kg ，电阻均为R=0．1Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=0．2T ，棒ab 在平行于导轨向上的力F 作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd 恰好能保持静止。

取g=10m/s2，问：
〔1〕通过cd 棒的电流I 是多少，方向如何？ 〔2〕棒ab 受到的力F 多大？ 〔3〕力F 的功率P 是多少？
17．〔18分〕如下列图，在平面坐标系xOy 内，第二三象限内存在沿y 轴正方向的匀强电场，第一四象限内存在半径为L 的圆形匀强磁场，磁场圆心在M 〔L,0〕点，磁场方向垂直于坐标平面向外，一带正电的粒子从第三象限中的Q 〔-2L,-L 〕点以速度
v 沿x 轴正方向射出，
恰好从坐标原点O 进入磁场，从P 〔2L,0〕点射出磁场，不计粒子重力，求：
〔1〕电场强度与磁感应强度大小之比。

〔2〕粒子在磁场与电场中运动时间之比。

2014-2015学年度山东省滕州市二中新校高二第一学期高二期中考试 考试物理试题参考答案
二、填空题：〔此题有2个小题，每空4分，共12分，请把正确答案填在横线上。

〕
13．C 14．m R q B 22
22;“不变〞;
三、计算题：〔此题共3小题，15题8分，16题14分，17题18分，共40分。

解答要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。

〕 15．〔8分〕解析：〔1〕逆 2分
〔2〕
2ω
L BL
E =感 2 分
mg
q d
E =感 2
分
q=2mgd/BL2ω 2分 16．〔14分〕
解析：〔1〕棒cd 受到的安培力 Fcd=IlB 1分 ① 棒cd 在共点力作用下平衡，如此
︒
=30sin mg F cd 1分 ②
由①②式代入数据解得 I=1A ，1分 方向由右手定如此可知由d 到c 。

1分
17．〔18分〕
〔1〕在电场中粒子做类平抛运动：
X 轴方向上：
E
t v L 02=① ………………2分
Y 轴方向上：
2
21E
t m Eq L =
② …………2分
由以上可得：
qL mv E 220
=
………………1分
由几何关系知：L R 2=⑥………………2分 由以上两式可得：
qL mv B 0
=
………………1分
所以：20
v B
E =
………………1分 〔2〕在磁场中：
02222v L
q qL mv m Bq m v R T ππππ=
===
⑧………………2分
因为圆心角为2π
,
所以
00224122v L
v L T t B ππππ
=
==⑨ ………………2分
所以：4π=
E
B t t ………………1分。