2017-2018学年江苏省无锡市天一中学高一(上)月考物理试卷(12月份)

2017-2018学年江苏省无锡市天一中学高一（上）月考物理试卷（12月份）一、选择题（共12小题，每小题3分，满分42分）1．（3分）在如图所示的足够大匀强磁场中，两个带电粒子以相同方向垂直穿过虚线MN所在的平面，一段时间后又再次同时穿过此平面，则可以确定的是（）A．两粒子一定带有相同的电荷量B．两粒子一定带同种电荷C．两粒子一定有相同的比荷D．两粒子一定有相同的动能2．（3分）如图所示，匀强磁场的边界为直角三角形abc，今有质量为m、带电量为q的一束微观粒子以不同的速度v沿ca方向从c点射入磁场做匀速圆周运动，不计粒子的重力，下列说法中正确的是（）A．粒子带负电B．从ab边射出的粒子一定比从bc边射出的粒子速度小C．从bc边射出的所有粒子在磁场中运动的时间相等D．只要速度合适，粒子可以到达b点3．（3分）铺设海底金属油气管道时，焊接管道需要先用感应加热的方法对焊口两侧进行预热，将被加热管道置于感应线圈中，当感应线圈中通以电流时管道发热，下列说法中正确的是（）A．感应线圈中通以正弦交流电在管道中产生的涡流也是交流电B．管道发热是由于线圈中的电流直接流经管道引起的C．感应加热是利用线圈电阻产生的焦耳热加热管道的D．感应线圈中通以恒定电流时也能在管道中产生电流4．（3分）如图所示，一个菱形的导体线框沿着自己的对角线匀速运动，穿过具有一定宽度的磁场区域，已知对角线AC的长度为磁场宽度的两倍且与磁场边界垂直，下面对于线框中感应电流随时间变化的图象（电流以ABCD顺序流向为正方向，从C点进入磁场开始计时）可能正确的是（）A．B．C．D．5．（3分）如图所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO′与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动（ab向纸外，cd向纸内）．若从图示位置开始计时，并规定电流方向沿a→b→c→d→a为正方向，则线圈内的感应电流随时间变化的图象是下列图象中的哪个（）A．B．C．D．6．（3分）如图是气敏传感器的工作原理图，R CO是对一氧化碳（CO）敏感的二氧化锡半导体元件，其电阻随一氧化碳浓度的增加而减小，R是一可变电阻．在ac间接12V的恒定电压，bc间接报警器．当环境中一氧化碳浓度增加到一定值时报警器发出警告．则（）A．当一氧化碳的浓度升高时，b点的电势降低B．减小R的阻值，可以提高气敏传感器的灵敏度C．适当增大ac间的电压，可以提高气敏传感器的灵敏度D．若ac间的电压减小可减小R的阻值使气敏传感器正常工作7．（4分）如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零．A 和B是两个完全相同的灯泡，则下列说法中正确的有（）A．当开关S闭合瞬间，A、B两灯同时亮，最后B灯熄灭B．当开关S断开瞬间，A、B两灯同时熄灭C．当开关S断开瞬间，a点电势比b点电势低D．当开关S断开瞬间，流经灯泡B的电流是由a到b8．（4分）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．电阻R上通过恒定的电流B．电容器C的a板先带正电后带负电C．MN所受摩擦力的大小始终没变D．MN所受安培力的方向先向右后向左9．（4分）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1，交流电压表、电流表均为理想电表．原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中R1为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R为定值电阻．下列说法正确的是（）A．R1处温度升高时，变压器输入功率增加B．R1处温度升高时，电流表的示数变大，电压表V2的示数变大C．原线圈两端电压的瞬时值表达式为u=36sin100πt（V）D．变压器原线圈、副线罔中的交流电的频率之比为4：110．（4分）回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的D型金属盒半径为R，两金属盒间的狭缝很小，磁感应强度为B的匀强磁场与金属盒盒面垂直，高频交流电的频率为f、电压大小恒为U，若中心粒子源放射出的质子质量为m，电量为+e，从静止开始在加速器中被加速．不考虑相对论效应和重力作用，则下列说法正确有（）A．若该加速器能实现对质子的加速，则上述物理量必须满足B．若该加速器能实现对质子的加速，则上述物理量必须满足C．质子最终由加速器加速获得的最大速度随电压U的增大而增大D．质子最终由加速器加速获得的最大速度随磁感应强度B的增大而增大11．（4分）如图所示，在某一输电线路的起始端接入两个互感器，原副线圈的匝数比分别为100：1和1：100，图中a、b表示电压表或电流表，已知电压表的示数为22V，电流表的示数为1A，则（）A．a为电流表，b为电压表 B．a为电压表，b为电流表C．线路输送电功率是220 kW D．输电线路总电阻为22Ω12．（4分）如图所示，在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF，导轨上放有一金属棒MN．现从t=0时刻起，给棒通一图示方向的电流且电流强度与时间成正比，即I=kt，其中k为常量，金属棒与导轨始终垂直且接触良好．下列关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象，可能正确的是（）A．B．C．D．二、解答题（共5小题，满分78分）13．（15分）有条河流，流量（单位时间内流过的液体体积）Q=2m3/s，落差h=5m，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240v，输电线总电阻为R=30Ω，允许损失功率为输出功率的6%，为满足用户的需求，则该输电线路的使用的理想升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220v，100w”的电灯正常发光？（g取10m/s2）14．（15分）如图所示，电源电动势E0=15V内阻r0=1Ω，电阻R1=30Ω，R2=60Ω．间距d=0.2m的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度B=1T的匀强磁场．闭合开关S，板间电场视为匀强电场，将一带正电的小球以初速度υ=0.1m/s沿两板间中线水平射入板间．设滑动变阻器接入电路的阻值为R x，忽略空气对小球的作用，取g=10m/s2．（1）当R x=29Ω时，电阻R2消耗的电功率是多大？（2）若小球进入板间做匀速度圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为60°，则R x是多少？15．（16分）如图甲所示，竖直平面内有两根间距为d的足够长平行导轨，导轨上端接有阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒夹在两导轨间，导体棒与导轨间的摩擦不计，导轨间存在垂直导轨平面磁感应强度为B的匀强磁场，磁感应强度B的大小随时间变化的规律如图乙所示，在0～t0时间内，作用一外力使导体棒静止，此时导体棒距上端电阻R距离为d，在t0时刻撤去外力．已知重力加速度为g，试求：（1）定性画出导体棒中电流随时间变化的图象；（2）导体棒运动的最大速度v；（3）若从静止开始到导体棒达到最大速度，电阻R产生的热量为Q，则这个过程中导体棒下落的高度h．16．（16分）如图所示的平行板之间，存在着相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度B1=0.20T，方向垂直纸面向里，电场强度E1=1.0×105 V/m，PQ 为板间中线．紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有一边界线AO，与y轴的夹角∠AOy=45°，边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B2=0.25T，边界线的下方有水平向右的匀强电场，电场强度E2=5.0×105 V/m，在x轴上固定一水平的荧光屏．一束带电荷量q=8.0×10﹣19 C、质量m=8.0×10﹣26kg的正离子从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y 轴上坐标为（0，0.4m）的Q点垂直y轴射入磁场区，最后打到水平的荧光屏上的位置C．求：（不计离子的重力影响）（1）离子在平行板间运动的速度大小；（2）离子打到荧光屏上的位置C的坐标；（3）现只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小，使离子都不能打到x轴上，磁感应强度大小B2′应满足什么条件？17．（16分）电子感应加速器工作原理如图所示（图1为侧视图、图2为真空室的俯视图）它主要有上、下电磁铁磁极和环形真空室组成．当电磁铁绕组通以交变电流时，产生交变磁场，穿过真空盒所包围的区域内的磁通量也随时间变化，这时真空盒空间内就产生感应涡旋电场．电子将在涡旋电场作用下得到加速．（1）设被加速的电子被“约束”在半径为r 的圆周上运动，整个圆面区域内的平均磁感应强度为B，求电子所在圆周上的感生电场场强的大小与B的变化率满足什么关系．（2）给电磁铁通入交变电流，一个周期内电子能被加速几次？（3）在（1）条件下，为了维持电子在恒定的轨道上加速，电子轨道处的磁场r B 应满足什么关系？2017-2018学年江苏省无锡市天一中学高一（上）月考物理试卷（12月份）参考答案与试题解析一、选择题（共12小题，每小题3分，满分42分）1．（3分）在如图所示的足够大匀强磁场中，两个带电粒子以相同方向垂直穿过虚线MN所在的平面，一段时间后又再次同时穿过此平面，则可以确定的是（）A．两粒子一定带有相同的电荷量B．两粒子一定带同种电荷C．两粒子一定有相同的比荷D．两粒子一定有相同的动能【分析】粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，根据题意应用周期公式分析答题．【解答】解：粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期：T=，两个带电粒子以相同方向垂直穿过虚线MN所在的平面，一段时间后又再次同时穿过此平面，两粒子在磁场中运动时间都为半个周期，它们的运动时间相同，说明它们的周期相同，由于两粒子在同一磁场中做圆周运动，磁感应强度B相同，由T=可知，两粒子一定有相同的比荷，无法确定它们的电荷量、电性、动能是否相同，故ABD错误，C正确；故选：C。

【点评】本题考查了粒子在磁场中的运动，分析清楚粒子运动过程、应用周期公式即可正确解题．2．（3分）如图所示，匀强磁场的边界为直角三角形abc，今有质量为m、带电量为q的一束微观粒子以不同的速度v沿ca方向从c点射入磁场做匀速圆周运动，不计粒子的重力，下列说法中正确的是（）A．粒子带负电B．从ab边射出的粒子一定比从bc边射出的粒子速度小C．从bc边射出的所有粒子在磁场中运动的时间相等D．只要速度合适，粒子可以到达b点【分析】带电粒子进入磁场做匀速圆周运动，周期为T=，轨迹半径为r=．根据圆的对称性可知，从ab边出射的粒子速度的偏向角相同，则轨迹的圆心角相同，运动时间必定相同．速度越大，半径越大，从ac边出射的粒子速度的偏向角不同，运动时间不同．【解答】解：A、如果粒子带负电，由左手定则可知，粒子刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向左，粒子将离开磁场，不能在磁场中做圆周运动，则粒子带正电，故A错误；B、带电粒子进入磁场做匀速圆周运动，另两只提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m，解得，粒子轨迹半径为：r=，速度越大，半径越大，从ab边射出的粒子比从bc边射出的粒子轨道半径大，则从ab边射出的粒子一定比从bc边射出的粒子速度大，故B错误；C、从bc边射出的粒子速度的偏向角都相同，而轨迹的圆心角等于速度的偏向角，则从ab边出射的粒子轨迹的圆心角θ都相同，粒子在磁场中运动时间为t=T，T相同，则从bc边出射的速度不同的粒子的运动时间都相等，故C正确。