吉林省长春市十一高中2011-2012学年高二上学期期中考试(物理)

吉林省长春市十一高中2011-2012学年高二上学期期中考试（物理）本试卷分第一部分（选择题）和第二部分（非选择题），满分110分，测试时间90分钟。

第I 卷(选择题共48分)一、选择题（本题共12小题：每小题4分，共48分。

在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选错或不答得0分，选不全得2分。

）1.如果设想地磁场是由地球内部的环形电流形成的，那么，这一环形电流的方向应该是（ ）A ．由东向西B ．由西向东C ．由南向北D ．由北向南2.如图示，固定长直导线通以图示方向的电流，导线旁有一导线框，两者共面，框中通以顺时针方向的电流时，框的运动是（ ）A. 绕O O 轴顺时针转动B. 离开长直导线向右平动C. 靠近长直导线向左平动D. 向上或向下平动3.两条长直导线互相平行，通有同方向电流，两导线把平面分为①、②、③三个区域， 如右图所示. 则磁感应强度可能为零的位置（ ）A . 只能出现在②区域中B . 有可能同时出现在①、③区域中C . 只能出现在①、③两区域中的一个区域D . 有可能不存在磁感应强度为零的情况4.有三束粒子，分别是质子（p ）、氚核（H 31）和α粒子（氦核）束，如果它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场（方向垂直于纸面向里），在下图中，哪个图能正确地表示出了这三束粒子的偏转轨迹 ( )αp H 31αpH 31α pH 31αpH 31I 1I 2②A. B. C. D.5.如图所示，甲是一个带正电的小物块，乙是一个不带电的绝缘物块。

甲、乙叠放在一起置于粗糙水平面上，水平面上方有垂直于纸面向里的匀强磁场。

现用一个水平恒力拉乙物块，使甲、乙无相对滑动地一起向左加速运动。

在共同加速阶段，下列说法中正确的是（ ）A.甲、乙两物块间的静摩擦力不断增大B.甲、乙两物块间的静摩擦力不断减小C.乙物块与地面间的摩擦力大小不变D.乙物块与地面间的摩擦力不断减小6.条形磁铁放在光滑的水平面上，以条形磁铁的中央位置的正上方某点为圆心，水平固定一铜质圆环，不计空气阻力，以下判断中正确的是 （ ）A ．释放圆环，下落过程中环的机械能守恒B ．释放圆环，环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁的重力大C ．给磁铁水平向右的初速度，磁铁向右运动的过程中做减速运动D ．给磁铁水平向右的初速度，圆环将受到向左的磁场力7.如图所示，在x 轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原点O 处以速度v 进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x 轴正方向成120°角，若粒子穿过y 轴正半轴后在磁场中到x 轴的最大距离为a ，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是 ( )A.aB v 23，正电荷B.aB v 2，正电荷C.aB v 23，负电荷D.aBv 2，负电荷8.两根相距为L 的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。

质量均为m 的金属细杆ab 、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R 0。

整个装置处于磁感应强度大小为B ，方向竖直向上的匀强磁场中。

当ab 杆在平行于水平导轨的拉力F 作用下以速度v 1沿导轨匀速运动时，cd 杆也正好以速度v 2向下匀速运动。

重力加速度为g 。

以下说法正确的是( )A.ab 杆所受拉力F 的大小为Rv L B mg 2122-μB.cd 杆所受摩擦力为零xC.回路中的电流强度为()Rv v BL 221+D.μ与v 1大小的关系为1222v L B Rmg=μ9.如图所示，矩形闭合线圈放置在水平薄板上，有一块蹄形磁铁如图所示置于平板的正下方（磁极间距略大于矩形线圈的宽度。

）当磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到薄板的磨擦力方向和线圈中产生感应电流的方向（从上向下看）是 （ ）A ．磨擦力方向一直向左B ．磨擦力方向先向左、后向或右C ．感应电流的方向顺时针→逆时针→顺时针D ．感应电流的方向顺时针→逆时针10.如图所示，在光滑水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B 、方向相反的水平匀强磁场，如图所示，PQ 为两个磁场的边界，磁场范围足够大。

一个边长为a ，质量为m ，电阻为R 的正方形金属线框垂直磁场方向，以速度v 从图示位置向右运动，当线框中心线AB 运动到与PQ 重合时，线框的速度为2v，则 （ ）A ．此时线框中的电功率为2224/B a v R B ．此时线框的加速度为()224/B a v mRC ．此过程通过线框截面的电量为2/Ba R D ．此过程回路产生的电能为20.75mv11.如下图所示，OP 为足够长的水平挡板，其下方有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场范足够大。

S 为一电子源，它可以向a 、b 、c 、d 四个垂直磁场的方向发射速率相同的电子，ac 垂直于OP ，bd 平行于OP 。

不计电子重力，则最有可能击中挡板的是（ ）A ．aB ．bC ．cD ．d12.如图a 所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg 处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab 与金属框架接触良好。

在两根导轨的端点d 、e 之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计。

现用一水平向右的外力F 作用在金属杆ab 上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆ab 始终垂直于框架。

图b 为一段时间内金属杆受到的安培力f 随时间t 的变化关系，则图c 中可以表示外力F 随时间t 变化关系的图象是 （ ）第II 卷(非选择题共62分)二、实验题:（本题共8分。

把答案填在答卷纸的相应位置上。

）13. 小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大．某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I 和U 分别表示小灯泡上的电流和电压）：（1）在左下框中画出实验电路图．可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围0～10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若于．（2）在右下图中画出小灯泡的U ―I 曲线．图a 图b图c（3）若将该小灯泡接在电动势是1.5V，内阻是2.0Ω的电池两端，根据图像（要体现在图上）小灯泡的实际功率是 W。

(保留2位有效数字)三、计算题：（共5小题．共计54分,解答计算部分应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．有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位。

）14．（10分）图所示，导体框放置在垂直于框架平面的匀强磁场中，磁感应强度为0.24T，框架中的电阻R1=3Ω，R2= 2Ω，其余部分电阻均不计，框架的上下宽度为0.5m，金属导体AB与框架接触良好，当导体AB以5m/s速度匀速向右沿着导体框移动时，求：（1）通过AB上的电流I是多少？方向如何？（2）所需外力F多大？15.（10分）如图所示，在y＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外，磁感强度为B. 一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为，若粒子射出磁场的位置与O点的距离为2L，求该粒子的电量和质量之比.16．（10分）如图甲所示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距d ＝0.5 m ，电阻不计，左端通过导线与阻值R ＝2 Ω的电阻连接，右端通过导线与阻值R L ＝4 Ω的小灯泡L 连接．在CDEF 矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CE 长l =2 m ，有一阻值r =2 Ω的金属棒PQ 放置在靠近磁场边界CD 处．CDEF 区域内磁场的磁感应强度B 随时间变化如图乙所示．在t ＝0至t ＝4s 内，金属棒PQ 保持静止，在t ＝4s 时使金属棒PQ 以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动．已知从t ＝0开始到金属棒运动到磁场边界EF 处的整个过程中，小灯泡的亮度没有发生变化，求：（1）通过小灯泡的电流．（2）金属棒PQ 在磁场区域中运动的速度大小．17.（12分）如图所示，在空间中存在垂直纸面向里的场强为B 匀强磁场，其边界AB 、CD的宽度为d ，在左边界的Q 点处有一质量为m ，带电量为负q 的粒子沿与左边界成30o的方向射入磁场，粒子重力不计．求：（1）带电粒子能从AB 边界飞出的最大速度？ （2）若带电粒子能垂直CD 边界飞出磁场，穿过小孔进入如图所示的匀强电场中减速至零且不碰到负极板，则极板间电压及整个过程中粒子在磁场中运动的总时间？s18.（12分）如图所示,水平虚线L1、L2之间是匀强磁场,磁场方向水平向里，磁场高度为 h ，•竖直平面内有一等腰梯形线框，底边水平，其上下边长之比为5:1，高为2h ，现使线框AB边在磁场边界L1的上方h高处由静止自由下落，当AB边刚进入磁场时加速度恰好为0，在DC边刚进入磁场前的一段时间内，线框做匀速运动。

求:（1）DC边刚进入磁场时，线框的加速度（2）从线框开始下落到DC边刚进入磁场的过程中，线框的机械能损失和重力做功之比参考答案1 A2 C3 A4 C5 B6 AC7 C8 D9 AC 10 C 11 D 12 B2113.解：（1）由于小灯泡灯丝的电阻值远小于电压表的内阻（如：电压为2.00V时，其阻值R灯=），为减少由于电表接入电路引起的系统误差，应采用电流表外接法．为使小灯泡两端的电压的变化范围尽可能大，滑线变阻器应连接成分压电路，实验电路如图所示．（2）根据实验得到的数据在U―I坐标系中描点，并将这些数据点连接成一条平滑的曲线，如图所示．（3）作出电源的U―I图线，它与小灯泡的伏安特性曲线的交点坐标就是小灯泡的工作点，小灯泡的实际电流为0.33—0.35A电压为0.80—0.82V功率P=IU=0.27～0.28W14. （1）E=BLv= 0.6V …………………………………… 2分………………………………… 2分………………………………………… 2分方向从B向A流过ABF = BIL = 0.6N 2分由于AB匀速运动，受力平衡，所以所需外力为0.06N 2分15.解：带正电粒子射入磁场后，由于受到洛仑兹力的作用，粒子将沿图示的轨迹运动，从A点射出磁场，O、A间的距离为2L,射出时速度的大小仍为，射出方向与轴的夹角仍为。

由洛仑兹力公式和牛顿定律可得：式中R为圆轨道的半径（3分）解得：（2分）圆轨道的圆心位于OA的中垂线上，由几何关系可得： L= Rsin（2分）联立①、②两式，解得：（3分）16.解析：（1）在t＝0至t＝4s内，金属棒PQ保持静止，磁场变化导致电路中产生感应电动势．电路为r与R并联，再与R L串联，电路的总电阻此时感应电动势LL R R RR r R ++='总＝2＋4×24+2 Ω＝103 Ω ④由于灯泡中电流不变，所以灯泡的电流I L =0.1A ，则流过棒的电流为解得棒PQ 在磁场区域中运动的速度大小v =1m/s ⑦（2分） 17. 解析：解：（１）粒子能从左边界射出，临界情况有（3分）所以粒子能从左边界射出速度应满足 （3分）２）粒子能从右边界射出 （2分）解得 （1分）粒子不碰到右极板所加电压满足的条件 （1分） 因粒子转过的圆心角为，所用时间为，而 （1分）因返回通过磁场所用时间相同，所以总时间 （1分）18.解析：(1)设AB 边刚进入磁场时速度为υ0,线框质量为m 、电阻为R ， AB=l ,则CD=5 l则mgh= 21m υ02 1分 AB 刚进入磁场时有，Rl B 022υ =mg 1分 CD 刚进入磁场前设线框匀速运动时速度为υ1E 感=B(2l )υ1 2分线框匀速运动时有Rl B 122)2(υ=mg ；得出υ1= υ0/4 2分 CD 刚进入磁场瞬间，E'感=B(3l )υ1F I =9mg/4a =5g/4 2分(2)从线框开始下落到CD 边进入磁场前瞬间，根据能量守恒定律得：mg(3h)-Q=21m υ12 2分 机械能损失△E=Q= 1647mgh 所以，线框的机械能损失和重力做功之比△E ：W G = 47：48 2。