嘉兴市第一中学2013学年度第二学期期中考试

高二物理 试题卷

满分分 ，时间［90］分钟 2014年4月

一、单项选择题（本题10小题，每小题3分，共30分）1．下列说法中正确的是 （　　　　）

A．感应电动势的大小跟穿过闭合电路的磁通量的大小有关

B．感应电动势的大小跟穿过闭合电路的磁通量的变化大小有关

C．感应电动势的大小跟单位时间内穿过闭合电路的磁通量的变化量有关

D．以上说法都不准确

2．下列说法中正确的是（ ）

A．带电粒子在磁场中运动时，只有当其轨迹为圆时才有洛伦兹力不对带电粒子做功

B．不论带电粒子在磁场中做何运动，洛伦兹力均不对带电粒子做功

C．因为安培力是洛伦兹力的宏观表现，因而安培力使通电导体运动时，也不对导体做功

D．因为洛伦兹力对运动电荷不做功，因此带电粒子在磁场中运动时，它的速度不发生变化

3. 将一条长度为L的直导线在中点处弯成直角，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，使导线所在平面与磁场垂直，如图所示。当导线中通电流I时，它受到的磁场力为（ ）

A．
B．
C．
D．

4．为了利用海洋资源，海洋工作者有时根据水流切割地磁场所产生的感应电动势来测量海水的流速．假设海洋某处的地磁场竖直分量为B＝0.5×10－4T，水流是南北流向，如图将两个电极竖直插入此处海水中，且保持两电极的连线垂直水流方向．若两极相距L＝10m，与两电极相连的灵敏电压表的读数为U＝2mV，则海水的流速大小为 （　　　　） A．40 m／s B．4 m／s C．0.4 m／s D．4×10－3m／s

5．如图所示，电阻R和电感线圈L的值都较大，电感线圈的电阻不计，A、B是两只完全相同的灯泡，当开关S闭合时，下面能发生的情况是

A．B比A先亮，然后B熄灭 B．A比B先亮，然后A熄灭　

C．A、B一起亮，然后A熄灭 D．A、B一起亮，然后B熄灭

6．有一个简谐运动的振动曲线如图甲所示，对乙图中的下列判断正确的是 （ ）



A．图（1）可作为v—t图象 B．图（2）可作为F—t图象

C．图（3）可作为F—t图象 D．图（4）可作为a—t图象

7．如图所示，ABC为与匀强磁场垂直的边长为a的等边三角形，比荷为e/m的电子以速度v0从A 点沿AB边出射，欲使电子经过BC边，磁感应强度B的取值为 （ ）

A．B＞
B．B＜
C．B＜
D．B＞

8．一个半径为r、质量为m、电阻为R的金属圆环，用一根长为L的绝缘细绳悬挂于O点，离O点下方L/2处有一宽度为L/4、垂直纸面向里的匀强磁场区域，如图所示。现使圆环从与悬点O等高位置A处由静止释放（细绳张直，忽略空气阻力），摆动过程中金属环所在平面始终垂直磁场，则在达到稳定摆动的整个过程中金属环产生的热量是

A．mgL B．mg（L/2+r）

C．mg（3L/4+r） D．mg（L+2r）

9．如图所示，大小相等的匀强磁场分布在直角坐标系的四个象限里，相邻象限的磁感强度B的方向相反，均垂直于纸面，现在一闭合扇形线框OABO，以角速度ω绕Oz轴在xOy平面内匀速转动，那么在它旋转一周的过程中(从图中所示位置开始计时)，线框内感应电动势与时间的关系图线是：

10．环形对撞机是研究高能粒子的重要装置。带电粒子在电压为U的电场中加速后注入对撞机的高真空圆环形状的空腔内，在匀强磁场中做半径恒定的圆周运动，且带电粒子局限在圆环空腔内运动，粒子碰撞时发生核反应。关于带电粒子的比荷q/m，加速电压U和磁感应强度B以及粒子运动的周期T的关系，下列说法中正确的是（ ）

①对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m越大，磁感应强度B越大

②对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m越大，磁感应强度B越小

③对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期T越小

④对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期T都不变

A．①③ B．②③ C．①④ D．②④

二、不定项选择题（本题共3小题，每小题4分，共12分。在每小题至少有一个答案是正确的）

11．如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一带电微粒由a点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上运动，下列说法正确的是（ ）

A．微粒一定带负电 B．微粒动能一定减小

C．微粒的电势能一定增加 D．微粒的机械能一定增加

12．两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示。除电阻R外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则（　　）

A．释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g

B．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→b

C．金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为F=

D．电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少

13．如图所示，在半径为R的圆形区域内有匀强磁场，在边长为2R的正方形区域里也有匀强磁场。两个磁场的磁感应强度大小相同，两个相同的带电粒子以相同的速率分别从M、N两点射入匀强磁场。在M点射入的带电粒子，其速度方向指向圆心；在N点射入的带电粒子，速度方向与边界垂直，且N点为正方形边长的中点，则下列说法正确的是 ( )

A.带电粒子在磁场中飞行的时间可能相同

B.从M点射入的带电粒子可能先飞出磁场

C.从N点射入的带电粒子可能先飞出磁场

D.从N点射入的带电粒子不可能比M点射入的带电粒子先飞出磁场

三、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分）

14.(1)某实验中需要测量一根钢丝的直径(约0.5mm)，为了得到尽可能精确的测量数据，应从实验室提供的以下器材中，选择 进行测量。

A.米尺 B.螺旋测微器 C.游标卡尺（游标尺上有10个等分刻度）

(2)用游标卡尺（游标尺上有20个等分刻度）测定某工件的宽度时，示数如图所示，此工件的宽度为 mm。

15. 一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)向里，如图1所示，磁感应强度B随t的变化规律如图2所示.以I表示线圈中的感应电流，以图1中线圈上箭头所示方向的电流为正，请在答卷上画出感应电流随时间的变化图像。（感应电流最大值已在图中标出）

四、计算题（本题共3小题，共46分。需写出必要的解题计算步骤）

16. 如图所示，某一空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧区域匀强电场的场强大小为E，方向水平向右，电场宽度为L；中间区域匀强磁场磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外．右侧区域匀强磁场的磁感应强度大小仍为B，方向垂直纸面向里，其右边界可向右边无限延伸。一个质量为m、带电量为+q的粒子（重力不计）从电场左边界上的O点由静止开始运动，穿过中间的磁场区域后进入右侧磁场区域，又回到O点，然后重复上述过程。求：（1）带电粒子在磁场中运动的速率；（2）中间磁场区域的宽度d；（3）带电粒子从O点开始运动到第一次回到O点所用的时间t。

17.如图所示，质量为60g的金属棒长为L1=20cm，棒两端与长为L2=30cm的细软金属线相连，吊在磁感应强度B=0.5T、竖直向上的匀强磁场中。当金属棒中通过稳恒电流I后，金属棒向纸外摆动，摆动过程中的最大偏角θ=60°（取g=10m/s2），求：（1）金属棒中电流大小和方向（2）金属棒在摆动过程中动能的最大值(不考虑金属棒摆动过程中所产生的感应电流)

18. 如图甲所示，表面绝缘、倾角(=30(的斜面固定在水平地面上，斜面的顶端固定有弹性挡板，挡板垂直于斜面，并与斜面底边平行. 斜面所在空间有一宽度D=0.40m的匀强磁场区域，其边界与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上，磁场上边界到挡板的距离s=0.55m. 一个质量m=0.10kg、总电阻R=0.25(的单匝矩形闭合金属框abcd，放在斜面的底端，其中ab边与斜面底边重合，ab边长L=0.50m. 从t=0时刻开始，线框在垂直cd边沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，从静止开始运动，当线框的ab边离开磁场区域时撤去拉力，线框继续向上运动，并与挡板发生碰撞，碰撞过程的时间可忽略不计，且没有机械能损失. 线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示. 已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面，且保持ab边与斜面底边平行，线框与斜面之间的动摩擦因数(=
/3，重力加速度g取10 m/s2.

（1）求线框受到的拉力F的大小；

（2）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；

（3）已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度v随位移x的变化规律满足v＝v0-
（式中v0为线框向下运动ab边刚进入磁场时的速度大小，x为线框ab边进入磁场后对磁场上边界的位移大小），求线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热Q.

嘉兴市第一中学2013学年度第二学期期中考试

高二物理 答题卷

满分分 ，时间［90］分钟 2014年4月

题号

一

二

三

四

总分



分数















一、单项选择题

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10



答案

C

B

A

B

D

C

C

C

A

B



二、不定项选择题（至少有一个答案是正确的）

题号

11

12

13



答案

BD

AC

ABD



三、填空题

15、（1） B （2） 3.30

16、

四、计算题（写出必要的计算步骤）

17、解：

18、解：铜棒向纸外摆动，所受的安培力向外，根据左手定则判断得知，金属棒中电流方向水平向右．铜棒上摆的过程，根据动能定理得：?? FBL2sin60°-mgL2（1-cos60°）=0，又安培力FB=BIL1，代入解得，I=2
A．由题意，铜棒向上摆动的最大偏角θ=60°，根据对称性可知，偏角是30°时是其平衡位置，铜棒受力如图所示，则有G=FBcot30°当铜棒偏角是30°时，速度最大，动能最大，由动能定理可得：Ekm=FBL2sin30°-mgL2（1-cos30°）?代入解得，最大动能为Ekm=2.78×10-2J．

19、解：（1）由v-t图象可知，在0～0.4s时间内线框做匀加速直线运动，进入磁场时的速度为v1=2.0m/s，所以在此过程中的加速度a=
=5.0m/s2由牛顿第二定律F-mgsinθ-μmgcosθ=ma解得F=1.5 N（2）由v-t图象可知，线框进入磁场区域后以速度v1做匀速直线运动产生的感应电动势E=BLv1通过线框的电流I=
=
?线框所受安培力F安=BIL=
?对于线框匀速运动的过程，由力的平衡条件，有F=mgsinθ+μmgcosθ+
解得B=0.50T（3）由v-t图象可知，线框进入磁场区域后做匀速直线运动，并以速度v1匀速穿出磁场，说明线框的宽度等于磁场的宽度D=0.40m?线框ab边离开磁场后做匀减速直线运动，到达档板时的位移为s-D=0.15m设线框与挡板碰撞前的速度为v2?由动能定理，有-mg(s-D)sinθ-μmg(s-D)cosθ=
解得v2=
=1.0 m/s线框碰档板后速度大小仍为v2，线框下滑过程中，由于重力沿斜面方向的分力与滑动摩擦力大小相等，即mgsinθ=μmgcosθ=0.50N，因此线框与挡板碰撞后向下做匀速运动，ab边刚进入磁场时的速度为v2=1.0 m/s；进入磁场后因为又受到安培力作用而减速，做加速度逐渐变小的减速运动，设线框全部离开磁场区域时的速度为v3由v＝v0-
得v3= v2-
=-1.0 m/s因v3<0，说明线框在离开磁场前速度已经减为零，这时安培力消失，线框受力平衡，所以线框将静止在磁场中某位置线框向上运动通过磁场区域产生的焦耳热Q1=I2Rt=
=0.40 J线框向下运动进入磁场的过程中产生的焦耳热Q2=
?=0.05 J所以Q=Q1+Q2=0.45 J