2019-2020年高二上学期教学质量调研(二)(期中考试)物理试题(选修)含答案

2019-2020年高二上学期教学质量调研（二）（期中考试）物
理试题（选修）含答案
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题意。

1．下列说法中正确的是
A．一切运动电荷在磁场中都要受到磁场力的作用
B．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，该处的磁感应强度一定为零
C．磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向相同
D．磁感应强度的单位可以用Wb/m2来表示
2．长直螺线管中通有电流，沿螺线管中心轴线射入一电子，若螺线管中电流增大，方向不变，电子在螺线管中心轴线上运动情况是
A．做匀速直线运动B．做变加速直线运动
C．做变减速直线运动D．做间距变大的螺旋运动
3．如图所示，a、b都是较轻的铝环，a环闭合，b环断开，横梁可以绕中间支点自由转动，开始时整个装置静止．下列说法中正确的是
A．条形磁铁插入a环时，横梁不会发生转动
B．只有当条形磁铁N极拔出铝环时，横梁才会转动
C．条形磁铁用相同方式分别插入a、b环时，两环转动情况相同
D．铝环a产生的感应电流总是阻碍铝环与磁铁间的相对运动
4．如图所示，有界磁场的方向竖直向下，通电直导线ab的两端都在磁场的边界之外，当直导线由水平位置1绕端点a在竖直平面内转到位置2，且b端仍在磁场右边界之外，则通电导线所受安培力是
A．数值，方向均保持不变
B．数值不变，方向改变
C．数值变小，方向不变
D．数值变大，方向不变
5．两个相同的定值电阻1、2分别接在正弦交流电和直流电两端，直流电压恒为U0.当电阻
1、2的通电时间分别为t和2t时，两个电阻上产生的热量均为Q.则该正弦交流电压的
最大值是
A．
2
2U0 B．2U0
C．U0 D．2U0
6．如图所示为洛伦兹力演示仪的结构图．励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直．电子速度的大小和磁场强弱可分别由通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节．下列说法正确的是
A. 仅增大励磁线圈中电流，电子束径迹的半径变大
B. 仅提高电子枪加速电压，电子束径迹的半径变大
C. 仅增大励磁线圈中电流，电子做圆周运动的周期将变大
D. 仅提高电子枪加速电压，电子做圆周运动的周期将变大
7．小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，
磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO′，线圈绕OO′匀速转动，如图
所示。

矩形线圈ab 边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为e 0，不计线圈电阻，则发电机输出电压
A ．峰值是e 0
B ．峰值是2e 0
C ．有效值是
02
2
Ne D ．有效值是02Ne
8． 如图，直角三角形金属框abc 放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向平行于ab
边向上。

当金属框绕ab 边以角速度ω逆时针转动时，a 、b 、c 三点的电势分别为U a 、U b 、U c .已知bc 边的长度为l 。

下列判断正确的是
A ．U a > U c ，金属框中无电流
B ．U b >U c ，金属框中电流方向沿a -b -c -a
C ．U bc =-1/2Bl ²ω，金属框中无电流
D ．U bc =1/2Bl ²ω，金属框中电流方向沿a -c-b -a
二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分。

在每小题给出的四个选项中，有多个
正确选项。

全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。

9． 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直
的转轴匀速转动，如图1所示，产生的交变电动势的图象如图2所示，则
A ．t =0.005s 时线框的磁通量变化率为零
B ．t =0.01s 时线框平面与中性面重合
C ．线框产生的交变电动势有效值为311V
D ．线框产生的交变电动势的频率为50Hz
10．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜
质D 形盒D 1、D 2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是 A ．带电粒子由加速器的中心附近进入加速器 B ．带电粒子由加速器的边缘进入加速器 C ．电场使带电粒子加速，磁场使带电粒子旋转
D ．离子从D 形盒射出时的最大动能与加速电场的电压无关
11．在一水平通电直导线的正下方，有一半圆形光滑圆弧轨道，一导体圆环自轨道左侧的A
点无初速度释放，则下列说法中正确的是
A ．圆环中有感应电流产生
B ．圆环能滑到轨道右侧与A 点等高处C
C ．圆环最终停在轨道的最低点B
D ．圆环运动过程中机械能守恒
I
A B
C
S
N
B
～
D 1
D 2
12．我国未来航母上飞机弹射起飞可以利用电磁驱动来实现。

电磁驱动原理如图所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈端点的金属环被弹射出去。

现在固定线圈左侧同一位置，先后放有分别用横截面积相等的铜和铝导线制成形状、大小相同的两个闭合环，且电阻率ρ铜<ρ铝．合上开关S的瞬间
A. 从左侧看环中感应电流沿顺时针方向
B. 铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力
C. 若将铜环放置在线圈右方，环将向左运动
D. 电池正负极调换后，金属环仍能向左弹射
13．如图所示，一个质量为m、电荷量为＋q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，不计空气阻力，现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能是下图中的
14．如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。

一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程中PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。

在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中
A．PQ中电流先增大后减小
B．PQ两端电压先减小后增大
C．PQ上拉力的功率先减小后增大
D．线框消耗的电功率先增大后减小
三、填空与实验题：本题共2小题，共20分。

将答案填在答题纸相应的位置上。

15．（１２分）在研究电磁感应现象的实验中
（1）为了能明显地观察到实验现象，请在如图所示的实
验器材中，选择必要的器材，在图中已连三根线基
础上用实线连接成相应的实物电路图；
（2）闭合开关，将原线圈插入副线圈过程中，副线圈中
感应电流与原线圈中电流的绕行方向
（填“相同”或“相反”）；
（3）闭合开关，将原线圈拔出时，副线圈中感应电流与
原线圈中电流的绕行方向（填“相同”或
“相反”）。

16（８分）某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规
律，实验装置如图所示，打点计时器的电源为50Hz的交流电
（1）下列实验操作中，不正确的有________
A．将铜管竖直地固定在限位孔的正下方
B．纸带穿过限位孔，压在复写纸下面
C．用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落
D．在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源
（2）该同学按照正确的步骤进行试验，将磁铁从管口处释放，打出一条
纸带，并对纸带的数据进行处理，由测量数据可知，磁铁运动速度
逐渐增大，最后匀速下落，说明磁铁受到阻尼作用的变化情况是____ __. （3）该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管，重复上述实验操作，结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同，对比两次实验结果得出的结论是
四、计算题：本题共3小题，共46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．
17（15分）如图所示，在倾角为α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，导体棒中通有大小为I、方向垂直纸面向里的电流，欲使导体棒静止在斜面上，可以施加方向垂直于导体棒的匀强磁场。

求：
（1）若匀强磁场的方向在竖直方向，则磁场方向向上还是向下？磁感应强度为多大？（2）若导体棒与斜面间无挤压，则施加的磁场方向如何？磁感应强度为多大？
（3）沿什么方向施加匀强磁场可使磁感应强度最小？最小为多少？
×
α
18（15分）质谱仪是用来测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，如图所示，电容器两极板相距为d，两板间电压为U，极板间匀强磁场的磁感应强度为B1，方向垂直纸面向外。

一束电荷电量相同、质量不同的带正电的粒子，沿电容器的中线平行于极板射入电容器，沿直线匀速穿过电容器后进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。

结果分别打在感光片上的a、b两点，设a、b两点之间距离为x∆，粒子所带电荷量为q，且不计重力，求：
（1）粒子进入磁场B2时的速度v的大小？
（2）打在a、b两点的粒子的质量之差m
∆？
（3）试比较这两种带电粒子在磁场B2中运动时间的大小关系，并说明理由？
19（16分）如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成θ＝30°角放置，磁感应强度B＝1.00T的匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨上端M与P间连接R＝0.30 Ω的电阻，长L＝0.40 m、电阻r＝0.10 Ω的金属棒ab与MP等宽紧贴在导轨上，现使金属棒ab由静止开始下滑，其下滑距离x与时间t的关系如下表所示，导轨电阻不计，g 取10 m/s2.求：
(1) 在0～0.4 s时间内，通过金属棒ab截面的电荷量；
(2) 金属棒的质量；
(3) 在0～0.7 s时间内，金属棒ab上产生的焦耳热。

时间t/s 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.5 0.60 0.70 下滑距离x/m 0 0.02 0.08 0.15 0.25 0.35 0.45 0.55
高二物理（选修）答案
一、单选题：
1. D
2. A
3. D
4.A
5. D 6 .B 7.D 8 .C 二、多选题：
9.BD 10.ACD 11.AC 12.ABD 13.AD 14.CD 三、填空与实验：
15.(12分)（1）如图所示（每图3分） （2）相反（3分） （3）相同（3分）
16.（8分）（1）CD （对４分、不全２分、错０分） （2）逐渐增大到等于重力 ２分
（3）磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用， 磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用. ２分
四、计算题：
17、（本题满分15分）
解：（1）方向竖直向上 …………（3分）
由 BIL = mg tan α，得IL
mg B α
tan =
…………（2分） （2）方向水平向左 …………（2分） 由BIL = mg 得 IL
mg
B =
…………（3分） （3）方向垂直斜面向上 …………（2分） 由 BIL = mg sin α，得IL
mg B α
sin = …………（3分） 18（本题满分15分）
解：（1）两极板间电场强度d
U E =
…………（2分） 粒子在电容器中做直线运动，故1qvB qE = …………（2分）
解得1
dB U
v =
…………（1分） （2）带电粒子在匀强磁场B 2中做匀速圆周运动，
则 R
v m Bqv 2
= …………（2分）
打在a 处的粒子的质量v
R qB m 1
21=
打在b 处的粒子的质量v
R qB m 2
22= …………（2分） 又 △x=2R 1－2R 2
联立得 △m=m 1－m 2=
U
x
d B qB v x qB 22212∆=∆ …………（1分） （3）打在a 处的粒子的运动时间1t 大于打在b 处的粒子的运动时间2t …………（1分）
因为 qB m T π2=，2T
t = …………（1分）
由 v R qB m 121= v
R qB m 2
22= …………（1分）
得 m 1>m 2 …………（1分）
故 21t t > …………（1分） 19、(本题满分16分)
解：(1) 由电磁感应定律可知 E ＝ΔΦΔt ＝BL·x
Δt
(2分)
I ＝
E r ＋R ＝BL·x
Δt （r ＋R ）
(1分) q ＝I·Δt ＝
BL·x Δt （r ＋R ）·Δt ＝BL·x
r ＋R
(1分)
由表中数据可知 x ＝0.25 m 解得 q ＝0.25 C (2分)
(2) 由表中数据可知：0.3 s 时棒做匀速直线运动
v ＝Δx
Δt ＝1 m/s (1分)
由平衡条件可知 mgsin30°＝BIL (2分) 其中 I ＝E
R ＋r E ＝Blv (1分)
解得 m ＝0.08 kg (1分) (3) 由能量守恒可知 mgx·sin30°＝Q ＋1
2mv 2 (2分)
解得 Q ＝0.18 J (2分) 金属棒ab 上产生的焦耳热为 Q r ＝Q/4＝0.045 J (1分)。