天津市天津一中2013-2014学年高二下学期期中考试 物理

一、选择题（本题共12小题，1-8题为单选题，每题只有一个正确选项；9-12题为多选题，每题有两个或两个以上的选项是正确的）

1．下列说法中正确的是（ ）

A．根据
可知，磁场中某处的磁感应强度B与通电导线所受的磁场力F成正比

B．质谱仪和回旋加速器是应用电磁感应原理制成的

C．法拉第在实验中观察到在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中会出现感应电流

D．感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果

2．正方形区域有如图的匀强磁场垂直于正方形线框平面,且磁场边界恰与线框四边平行，以相同速率匀速拉出线框，欲使ab间电势差最大，则应沿何方向拉出（ ）

A．甲 B．乙 C．丙 D．丁

3．一个重力不计的带电粒子垂直射入自左向右逐渐增强的磁场中，由于周围气体的阻碍作用使带电粒子速率减小，但粒子质量和电量不变，其运动轨迹恰为一段圆弧，则从下图所示中可以判断（ ）

A．粒子从A点射入，粒子带正电 ? ??

B．粒子从A点射入，粒子带负电

C．粒子从B点射入，粒子带正
电?????

D．粒子从B点射入，粒子带负电

4．一飞机在北半球的上空以速度v水平自南向北飞行，飞机机身长为a，翼展为b；该空间地磁场磁感应强度的水平分量为B1，竖直分量为B2；驾驶员左侧机翼的端点用A表示，右侧机翼的端点用B表示，用E表示飞机产生的感应电动势，则（ ）

A．E=B1vb，且A点电势低于B点电势

B．E=B1vb，且A
点电势高于B点电势

C．E=B2vb，且A点电势低于B点电势

D．E=B2vb，且A点电势高于B点电势

5．一环形线圈放在匀强磁场中，设第1s内磁感线垂直线圈平面（即垂直于纸面）向里，如图甲所示。若磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，那么第3s内线圈中感应电流的大小与其各处所受安培力的方向是（ ）[来源:学|科|网]

A．大小恒定，沿顺时针方向与圆相切

B．大小恒定，沿着圆半径指向圆心

C．逐渐增加，沿着圆半径离开圆心

D．逐渐增加，沿逆时针方向与圆相切

6．如图所示，一带电塑料小球（可视为质点）质量为m，用丝线悬挂于O点，并在
竖直平面内摆动，最大摆角为60°，水平磁场垂直于小球摆动的平面．当小球自左方摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，则小球自右方最大摆角处摆到最低点时悬线上的张力为（ ）

A．0 B．2mg

C．4mg D．6mg

7．某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路．检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象．虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是（ ） (　　)．

A．电源的内阻较大 B．小灯泡电阻偏大

C．线圈电阻偏大 D．线圈的自感系数较大

8．如图，两根倾斜的光滑导电轨道相互平行放置，轨道间接有电源。现将一根金属杆放于导电轨道上（与轨道保持垂直），同时加一与导体棒电流垂直的匀强磁场，恰可使金属杆静止在轨道上，所加磁场的方向应在的范围（ ）

9．有一个匀强磁场，它的边界是MN，在MN左侧是无场区域，右侧是匀强磁场区域，如图甲所示．现在有一个金属线框以恒定速度从MN左侧进入匀强磁场区域，线框中的电流随时
间变化的i－t图象如图乙所示．则可能的线框是（ ）

10．如图所示，虚线EF的下方存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B.一带电微粒自离EF为h的高处由静止下落，从B点进入场区，做了一段匀速圆周运动，从D点射出. 下列说法正确的是（ ）

A．微粒受到的电场力的方向一定竖直向上

B．微粒做圆周运动的半径为

C．从B点运动到D点的过程中微粒的电势能先增大后减小

D．从B点运动到D点的过程中微粒的电势能和重力势能之和在最低点C最小

11．如图所示，水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上放着金属棒ab，开始时ab棒以水平初速度v0向右运动，最后静止在导轨上，就导轨光滑和导轨粗糙的两种情况相比较，这个过程（ ）

A．安培力对ab棒所做的功不相等

B．电流所做的功相等

C．产生的总热能相等

D．通过ab棒的电荷量相等

12．矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示.下列结论正确的是（ ）

A．在t=0.1 s和t=0.3 s时，电动势最大

B．在t=0.2 s和t=0.4 s时，电动势改变方向

C．电动势的最大值是157 V

D．在t=0.4 s时，磁通量变化率最大，其值为3.14 Wb/s

二、填空题（本题共4小题）

13．如图所示，水平铜盘半径为r=20cm，置于磁感强度为B=1T，方向竖直向下的匀强磁场中，铜盘绕过中心轴以角速度ω=50rad/s做匀速圆周运动，铜盘的中心及边缘处分别用滑片与一理想变压器的原线圈相连，理想变压器原副线圈匝数比为1:100，变压器的副线圈与一电阻为R=20Ω的负载相连，则变压器原线圈两端的电压为__________V，通过负载R的电流为__________A。

14．一个闭合回路由两部分组成，如图所示，右侧是总电阻为r的单匝的圆形导线，置于竖直向上均匀变化的磁场中；左侧是光滑的倾角为θ的平行导轨，宽度为d，其电阻不计．磁感应强
度为B0的匀强磁场垂直导轨平面向上，且只分布在左侧，一个质量为m、电阻为R的导体棒此时恰好能静止在导轨上，则圆形线圈中的磁场均匀__________(填增强或减弱)，圆形导线中的磁通量变化率为__________。

15．如图，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U，额定功率为P，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则电源电压U0为__________，电源的输出功率P0为__________。

16．目前有一种磁强计，用于测定地磁场的磁感应强度．磁强计的原理如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面是宽为a、高为b的长方形，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿x轴正方向、大小为I的电流．已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电荷量为e，金属导电过程中，自由电子所做的定向移动可视为匀速运动．两电极M、N均与金属导体的前后两侧接触，用电压表测出金属导体前后两个侧面间的电势差为U.则磁感应强度的大小为__________和电极__________ (填M或N)的电势高。

三、实验探究题

17．完成下列各项实验

（1）用游标卡尺测得某样品的长度如图甲所示，其读数L＝__________mm；用螺旋测微器测得该样品的外径如图乙所示，其读数D＝__________mm

（2）某实验小组在测量金属电阻率时主要实验步骤如下，其中做法是正确的（ ）

A．用螺旋测微器在金属线三个不同部位各测一次直径，取其平均值为d

B．用米尺量出整个金属线的长度三次取其平均值为I

C．选用电流表内接线路来测电阻，多次测量取平均值为R

D．将测得的d、l、R代人公式
算出电阻率

（3）如图所示，用伏安法测电源电动势和内阻的实验中，在电路中接一阻值为2Ω的电阻R0， 通过改变滑动变阻器，得到几组电表的实验数据：

U（V）

1.2

1.0

0.8

0.6



I（A）

0.10

0.17

0.23

0.30





在坐标系内作出U-I图线，利用图线，测得电动势E= __________V，内阻r =__________Ω；

（4）用万用电表的欧姆档测电阻使用中，用“×10”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，那么正确的判断和做法是（ ）

A．这个电阻值很小

B．这个电阻值很大

C．为了把电阻值测得更准确些，应换用“×1”
挡，重新调整欧姆零点后测量

D．为了把电阻值测得更准确些，应换用“×100”挡，重新调整欧姆零点后测量

四、计算题[来源:Z,xx,k.Com]

18．轻质细线吊着一质量为m＝0.32kg，边长为L＝0.8m、匝数n＝10的正方形线圈，总电阻为r＝1Ω，边长为
的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，
如图甲所示，磁场方向垂直纸面向里，大小随时间变化如图乙所示，从t＝0开始经t0时间细线开始松弛，取g＝10 m/s2.求：

（1）在前t0时间内线圈中产生的电动势．

（2）在前t0
时间内线圈的电功率．

（3）t0的值．

19．如图所示，LMN是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道，MN水平且足够长，LM下端与MN相切。在虚线OP的左侧，有一竖直向下的匀强电场
E1，在虚线OP的右侧，有一水平向右的匀强电场E2和垂直纸面向里的匀强磁场B。C、D是质量均为m的小物块（可视为质点），其中C所带的电荷量为+q，D不带电。现将物块D静止放置在水平轨道的MO段，将物块C从LM上某一位置由静止释放，物块C沿轨道下滑进入水平轨道，速度为v，然后与D相碰，粘合在一起继续向右运动。求：

（1）物块C从LM上释放时距水平轨道的高度h；

（2）物块C与D碰后瞬间的共同速度v共；

（3）物块C与D离开水平轨道时与OP的距离x。

[来源:学科网ZXXK]

20．如图所示，在以O为圆心，半径为R =10
cm的圆形区域内，有一个水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B = 0.10T，方向垂直纸面向外．竖直平行放置的两金属板A、K连在如图所示的电路中．电源电动势E = 91V，内阻r = 1.0Ω，定值电阻R1 = 10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω，S1、S2为A、K板上的两个小孔，且S1、S2跟O在同一水平直线上，另有一水平放置的足够长的荧光屏D，O点跟荧光屏D之间的距离为H=3R．比荷为2.0×105C/kg的带正电的粒子由S1进入电场后，通过S2向磁场中心射去，通过磁场后落到荧光屏D上．粒子进入电场的初速度、重力均可忽略不计．

（
1）求如果粒子垂直打在荧光屏上的O′点，电压表的示数多大；

（2）调节滑动变阻器滑片P的位置，求粒子到打到光屏的范围；

（3）在（2）问的条件下带电粒子在磁场中运动的最短时间。

21．如图所示，两根相距为L的金属轨道固定于水平面上，导轨电阻不计，一根质量为 m、长为 L、电阻为R的金属棒两端放于导轨上，导轨与金属棒间的动摩擦因数为 μ，棒与导轨的接触良好．导轨左端连有阻值为2 R 的电阻，在电阻两端接有电压传感器并与计算机相连．有 n 段方向竖直向下、宽度为a、间距为b的匀强磁场（a>b），磁感应强度为 B．金属棒初始位于 OO′处，与第一段磁场相距2 a．

（1）若金属棒有向右的初速度 v0，为
使金属棒保持v0一直向右穿过各磁场，需对金属棒施加一个水平向右的拉力，求金属棒进入磁场前拉力F1 的大小和进入磁场后拉力 F2 的大小；

（2）在（1）的情况下，求金属棒从OO′开始运动到刚离开第 n 段磁场过程中，拉力所做的功及通过电阻的电量;

（3）若金属棒初速度为零，现对棒施以水平向右的恒定拉力F，使棒穿过各段磁场，发现计算机显示出的电压随时间做周期性变化，如图所示．从金属棒进入第一段磁场开始计时，求整个过程中导轨左端电阻上产生的热量．

参考答案：

一、选择题：

1．D 2．C 3．A 4．D 5．B 6．C

7．C 8．A 9．BC 10．AB
C 11．AC 12．CD

二、填空题：

13．1V 0A

14．增强

15．4U 4P

16． N

三、实验探究题：

17．

（1）31.25 2.035

（2）AD

（3）1.55 1

（4）BD

18．

（1）由法拉第电磁感应定律得：E＝n＝n×
×2＝10××2×0.5＝0.4(V)．

（2）I＝＝0.4 A，P＝I2r＝0.16 W.

（3）分析线圈受力可知，当细线松弛时有：F安＝nBt0I＝mg

I＝

Bt0＝＝2 T

由图象知：Bt0＝1＋0.5t0，解得：t0＝2 s.

答案：（1）0.4 V　（2）0.16 W　（3）2 s[来源:学_科_网Z_X_X_K]

19．

（1）对物块C，根据动能定理有

可得

（2）对物块C、D，碰撞前后动量守恒，则有

可得

（3）C与D刚要离开水平轨道时对轨道的压力为零，设此时它们的速度为v′，

则有
①

根据动能定理
②

联立①②可得

20．

（1）离子打到O′点，则离子在磁场中偏转90°，因此轨迹半径r = R =10
cm

在磁场中Bqv = m
、在加速电路中 qU = mv2 综合上述得到U =

代入数据可得U = 30V．

（2）当滑动变阻器滑动头在左端时

金属板间电压 U1 =
R1 = 10V

离子加速度 qU1 = mv12

离子由S2进入磁场 Bqv1 = m

所以r1 =
，代入数据得r1 = 10cm．

由几何关系可知，偏转角θ1=120°，打在荧光屏上的M点处，

MO′=H/
=30cm；

同理，当滑动变阻器滑动头在右端时，U2 =
90V，由r2 =
，

可得 r2 = 30cm，偏转角θ2=60°，

打在荧光屏上的N点处， O′N=
=30cm．打中范围为60cm．

（3）

21．（1）当金属棒匀速运动时，

进入磁场前，

进入磁场后，

[来源:Z。xx。k.Com]

解得：

（2）金属棒在磁场外运动过程中，

穿过 n 段磁场过程中，
…

所以拉力做功为：

穿过 n 段磁场过程中，

（3）金属棒进入磁场前，

穿过第一段磁场过程中，

金属棒从穿出第一段磁场到进入第二段磁场的过程中，

整个过程中电阻上产生的总热量为：

解得：