山西省大同一中2013-2014学年高二上学期期末考试物理Word版含答案

12013~2014学年度第一学期期末试卷高二物理第Ⅰ卷客观卷（共48分）一、选择题（1~7只有一个选项正确，8~12至少有一个选项正确，每小题4分，共48分）1.如图所示，在水平放置的光滑绝缘杆ab上，挂有两个相同的金属环M和N。当两环均通以图示的相同方向的电流时，分析下列说法中正确的是()A.两环静止不动B.两环互相靠近C.两环互相远离D.两环同时向左运动2．两个电荷量相等的带电粒子，在同一匀强磁场中只受磁场力作用而做匀速圆周运动．下列说法中正确的是：()A．若它们的轨迹半径相等，则它们的质量相等B．若它们的轨迹半径相等，则它们的速度大小相等C．若它们的运动周期相等，则它们的质量相等D．若它们的运动周期相等，则它们的速度大小相等3．如图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下。在将磁铁的N极插入线圈的过程中：()A．通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互排斥B．通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互吸引C．通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥D．通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互吸引4．如图所示，一宽40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度υ=20cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻为t=0，在以下四个图象中，正确反映感应电流随时间变化规律的是：()40cmυ25.甲、乙两个完全相同的铜环可绕固定轴OO′旋转，当它们以相同的角速度开始转动后，由于阻力，经相同的时间后便停止，若将两环置于磁感应强度为B的大小相同的匀强磁场中，乙环的转轴与磁场方向平行，甲环的转轴与磁场方向垂直，如图所示，当甲、乙两环同时以相同的角速度开始转动后，则下列判断中正确的是()A．甲环先停B．乙环先停C．两环同时停下D．无法判断两环停止的先后6．在右图所示的电路中，两个灵敏电流表和的零点都在刻度盘中央，当电流从“＋”接线柱流入时，指针向右摆；电流从“－”接线柱流入时，指针向左摆。在电路接通后再断开的瞬间，下列说法中符合实际情况的是()A．表指针向右摆，表指针向左摆B．表指针向左摆，表指针向右摆C．、表的指针都向左摆D．、表的指针都向右摆7．如图所示为质谱仪的原理图，利用这种质谱仪可以对氢元素进行测量，氢元素的各种同位素，从容器A下方的小孔S1进入加速电压为U的加速电场，可以认为从容器出来的粒子初速度为零，粒子被加速后从小孔S2进入磁感应强度为B的匀强磁场，最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条质谱线，关于氢的三种同位素进入磁场时速率的排列顺序和三条谱线的排列顺序，下列说法中正确的是：()A．进磁场时速率从大到小的排列顺序是氕、氚、氘B．进磁场时速率从大到小的排列顺序是氚、氘、氕C．a、b、c三条谱线的排列顺序是氕、氘、氚D．a、b、c三条谱线的排列顺序是氚、氘、氕1234t/si0A1234t/si0C1234t/si0B1234t/si0DS2BS1AUDabc3vodOMHNMHO′×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××左右8.如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行，线框由静止释放，在下落过程中()A．穿过线框的磁通量保持不变B．线框中感应电流方向保持不变C．线框所受安培力的合力为零D．线框的机械能不断增大9.如图是某电磁冲击钻的原理图，若突然发现钻头M向右运动，则可能是()A．开关S闭合瞬间B．开关S由闭合到断开的瞬间C．开关S已经是闭合的，变阻器滑片P向左迅速滑动D．开关S已经是闭合的，变阻器滑片P向右迅速滑动10．一条形磁铁放在水平桌面上，在它的右上方固定一直导线，导线与磁铁垂直，若给导线通以垂直于纸面向里的电流时磁铁静止，则()A．磁铁对桌面的压力增大B．磁铁对桌面的压力减小C．桌面对磁铁没有摩擦力D．磁铁所受的合力不变11．如图所示，一个理想边界为PQ、MN的匀强磁场区域，磁场宽度为d，方向垂直纸面里，一电子从O点沿纸面垂直PQ以速度v0进入磁场，若电子在磁场中运动的轨道半径为2d，O′在MN上，且OO′与MN垂直。下列判断正确的是：()A．电子将向左偏转B．电子打在MN上的点与O′点的距离为dC．电子打在MN上的点与O′点的距离为2d-d3D．电子在磁场中运动的时间为03dv．12．如图甲所示，矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图乙所示，t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里．在0～4s时间内，线框中的感应电流(规定顺时针方向为正方向)、ab边所受安培力(规定向上为正方向)随时间变化的4图象分别为下图中的第II卷客观卷（共52分）二、填空题(每空5分，共25分)13．如图所示，在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质圆环，释放圆环,则环下落时感应电流（填产生或不产生）环下落时环的机械能（填守恒或不守恒）14．如图是某粒子速度选择器的示意图．在一半径为R＝10cm的圆柱形桶内有B＝10－4T的匀强磁场，方向平行于轴线，在圆柱桶某一直径的两端开有小孔，作为入射孔和出射孔．粒子束以不同角度入射，最后有不同速度的粒子束射出．现有一粒子源发射比荷为qm＝2×1011C/kg的阳离子，粒子束中速度分布连续．当角θ＝45°时，出射粒子速度v的大小是m/s。15．带电粒子(不计重力)以初速度v0从a点进入匀强磁场，如图，运动中经过b点，Oa=Ob.若撤去磁场，加一个与y轴平行的匀强电场，仍以v0从a点进入电场，粒子仍能通过b点，那么电场强度E与磁感应强度B之比E/B为516．如图所示，前后两次将磁铁插入闭合线圈的相同位置，第一次用时0.2S，第二次用时1S；则前后两次线圈中产生的感应电动势之比。三、计算题(共27分)17．(8分)水平放置的光滑金属导轨宽L=0.2m,接有电源电动势E=3V，电源内阻及导轨电阻不计。匀强磁场竖直向下穿过导轨,磁感应强度B=1T。导体棒ab的电阻R=6Ω，质量m=10g,垂直放在导轨上并良好接触，求合上开关的瞬间。(1)金属棒受到安培力的大小和方向；(2)金属棒的加速度。18．(9分)电子自静止开始经M、N板间（两板间的电压为u）的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示。求匀强磁场的磁感应强度。（已知电子的质量为m，电量为e）19．(10分)如图所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内，MO间接有阻值为R=3Ω的电阻，导轨相距d=1m，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T。质量为m=0.1kg，电阻为r=1Ω的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好。用平行于MN的恒力F=1N向右拉动CD，CD受的摩擦力f恒为0.5N。求：(1)CD运动的最大速度的大小；(2)当CD达到最大速度后，电阻R消耗的电功率是多少？(3)当CD的速度为最大速度的一半时，CD的加速度的大小。6高二物理答案1B2C3A4D5A6A7D8B9AC10AD11ACD12AD13、不产生守恒14、22×106m/s15、2v016、5:117、解析:(1)闭合开关的瞬间,回路中的电流I==A=0.5Aab棒所受安培力F安=BIL=0.1N由左手定则知方向水平向右.(2)由牛顿第二定律知a==10m/s2方向水平向右.答案:(1)0.1N水平向右(2)10m/s2,方向水平向右18.解析：电子在M、N间加速后获得的速度为v，由动能定理得：21mv2-0=eu电子进入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为r，则：evB=mrv2电子在磁场中的轨迹如图，由几何得：222dLL=rdL22由以上三式得：B=emudLL222219.【解析】(1)设导体棒的运动速度为v，则产生的感应电动势为：E=Bdv根据闭合电路欧姆定律有：EI=R+r则安培力为：F0=BdI据题意分析，当v最大时，有：F-F0-f=0联立以上各式得：m22(F-f)(R+r)v=Bd=8m/s(1分)(2)棒CD速度最大时,同理有：Em=BdvmmmEI=R+r(1分)而PRm=I2m·R(1分)联立得：222mRm2BdvRP=(R+r)=3W7(3)当CD速度为m1v2时有：E′=mBdv2EI=R+r(1分)F′=BId据牛顿第二定律有：F-F′-f=ma联立得：a=2.5m/s2答案：(1)8m/s(2)3W(3)2.5m/s2实验班答案1．⑴带电粒子在板间受电场力与磁场力等值反向方可作匀速直线运动，无论是正电荷还是负电何都要求φA＞φB。棒AB应向右运动。Bqv0=qLUAB011RRBLvRUABm/s4m/s24440101vRRRv(2)棒以4m/s右行，水平外力为F，有F=F安＝BIL01RREIE=BLv代入得0.0128NN4442.08.0220122＝RRvLBF⑶当棒突然停止时，电容器放电，棒上电流方向由A到B，所以棒所受安培力方向向右，此时流过棒的电流大小为：011RRRII总01012RRRRRUIC＝总011RRBLvRUUABCF2＝BIL，得：F2＝0.0064N2解析(1)设第一秒内小球在斜面上运动的加速度为a,由牛顿第二定律得：()sinmgqEma①第一秒末的速度为：v=at1=2gsinθ(m/s)②(2)在第二秒内：qE0=mg③所以小球将离开斜面在上方做匀速圆周运动，则：由牛顿第二定律得2vqvBmR④圆周运动的周期为：21smTqB⑤由题图可知，小球在奇数秒内沿斜面做匀加速运动，在偶数秒内离开斜面做完整的圆周运动．所以，第五秒末的速度为：v5=a(t1+t3+t5)=6gsinθ⑥[来源:Zxxk.Com]小球离开斜面的最大距离为：d=2R3⑦由以上各式得：6singd[来源:Z&xx&k.Com]8⑵第19秒末的速度：v19=a(t1+t3+t5+…+t19)=20gsinθ⑧小球未离开斜面的条件是：qv19B≤（mg+qE0）cosθ⑨所以：1tan20