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辽宁省大连市第十一中学2015-2016学年高二物理上学期第二学段考试试题


大连市第十一中学 2015—2016 学年度上学期第二学段考试试卷 高二物理
一、 选择题:本题共 12 小题,每小题 4 分。在每小题给出的四个选项中,第 1~8 题只有一项符合题目 要求,第 9~12 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错的得 0 分。 1.如图所示, 有界匀强磁场边界线 SP 平行于 MN, 速率不同的同种带电

粒子从 S 点沿 SP 方向同时射入磁场. 其 中穿过 a 点的粒子速度 v1 与 MN 垂直;穿过 b 点的粒子速度 v2 与 MN 成 60°角,设两粒子从 S 到 a、b 所需 时间分别为 t1 和 t2 则 t1:t2 为(重力不计)( ) A.1:3 B.4:3 C.1:1 D.3:2 2.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈 A、线圈 B、电流计及开关如图所示连接.下列说法中正确的 是( ) A.开关闭合后,线圈 A 插入或拔出时都会引起电流计指针偏转 B.线圈 A 插入线圈 B 中后,开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转 C.开关闭合后,滑动变阻器的滑片 P 匀速滑动,会使电流计指针静止在中央零刻度 D.开关闭合后,只有滑动变阻器的滑片 P 加速滑动,电流计指针才能偏转 3.两相邻的匀强磁场区域的磁感应强度大小不同,方向平行。一速度方向与磁感应强 度方向垂直的带电粒子(不计重力) ,从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后,粒子的 ( ) A.轨道半径减小,角速度增大 B.轨道半径减小,角速度减小 C.轨道半径增大,角速度增大 D.轨道半径增大,角速度减小 4.如图甲所示,电路的左侧是一个电容为 C 的电容器,电路的右侧是一个环形导体,环形导体所围的面积 为 S.在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场, 磁感应强度的大小随时间变化的规律如 图乙所示. 则在 0~t0 时间内电容器( )

CS(B2-B1) t0 C(B2-B1) B.上极板带正电,所带电荷量为 t0 CS(B2-B1) C.上极板带负电,所带电荷量为 t0 C(B2-B1) D.上极板带负电,所带电荷量为 t0
A.上极板带正电,所带电荷量为 5.如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以速度 v 从 A 点沿直径 AOB 方向射 0 入磁场,经过 Δ t 时间从 C 点射出磁场,OC 与 OB 成 60 角。现将带电粒子的速度变为 v/3,仍从 A 点射入 磁场,不计重力,则粒子在磁场中的运动时间变为( )

1 ?t 2 1 C. ?t 3
A.

B.2Δ t D.3Δ t

6.如图所示,A、B 两个闭合线圈用同样的导线制成,匝数均为 10 匝,半径 rA=2rB,图示区域内有匀强磁 场,且磁感应强度随时间均匀减小.则 A、B 线圈中产生的感应电流之比 IA:IB 是( ) A.4:1 B.2:1 C.1:1
1

D.3:2 7.如图所示, 当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时, 从中释放一颗 卫星, 卫星与航天飞机保持相对静止, 两者用导电缆绳相连,这种卫星称为绳系卫星,利用它可以进行多种科学实验。现有一颗绳系卫星在地球 赤道上空由东往西方向运行。卫星位于航天飞机正上方,它与航天飞机间的距离约 20km,卫星所在位置的 -5 地磁场沿水平方向由南往北约 5×10 T。如果航天飞机和卫星的运行速度约 8km/s,则缆绳中的感应电动 势大小和电势高低分别是 A.4000v,A 端电势高 B.4000v,B 端电势高 C.8000v,B 端电势高 D.8000v,A 端电势高 8.如图,装置为速度选择器,平行金属板间有相互垂直的匀强电场和匀 强磁场,电场方向 竖直向上,磁场方向垂直纸面向外,带电粒子均以垂直电场和磁场的速度射入且都能从另一侧射出,不计 粒子重力,以下说法正确的有( ) A.若带正电粒子以速度 v 从 O 点射入能沿直线 OO′射出,则带负电粒子以速度 v 从 O′点射入能沿直线 O′O 射出 B.若带正电粒子以速度 v 从 O 点射入,离开时动能增加,则带负电粒子以速度 v 从 O 点射入,离开时动能减少 C.若氘核和氦核以相同速度从 O 点射入,则一定能以相同速度从同一位置射出 D.若氘核和氦核以相同动能从 O 点射入,则一定能以相同动能从不同位置射出 9.如图所示,在长直载流导线 MN 附近有一个矩形闭合线圈 ABCD,线圈与导线在同一个平面内.某时刻, 线圈中产生了 A→B→C→D→A 方向的电流,则可能的情况是( ) A.线圈 ABCD 沿 MN 方向向下平移 B.线圈 ABCD 以导线 MN 为轴绕 MN 转动 C.MN 中由 M 到 N 方向的电流在减小 D.MN 中电流恒定,方向由 M 到 N,且正从 AB 左侧远离 AB 10.如右图所示,平行于纸面水平向右的匀强磁场,磁感应强度 B1=1 T.位于纸面内的细直 导线,长 L=1 m,通有 I=1 A 的恒定电流.当导线与 B1 成 60°夹角时,发现其受到的安培力为零,则该 区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度 B2 的可能值是( ) 1 A. T 2 B. 3 T 2

C.1 T D. 3 T 11.如图,在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒 ab、ac 和 MN,其中 ab、ac 在 a 点接触,构成“V” 字型导轨.空间存在垂直于纸面的均匀磁场.用力使 MN 向右匀速运动,从图示位置开始计时,运动中 MN 始终与∠ba c 的平分线垂直且和导轨保持良好接触.下列关于回路中电流 i 与时间 t 的关系图线,不正确 的是( )

12.如图所示, 回旋加速器 D 形盒的半径为 R, 所加磁场的磁感应强度为 B, 用来加速质量为 m、电荷量为 q 的质子, 质子从下半盒的质子源由静止出发, 加速到最大动能 E 后由 A 孔射出, 则下列说法正确的是

2

A.回旋加速器不能无限加速粒子 B.质子在加速器中运行时间与交变电压 U 大小无关

C.回旋加速器所加交变电压的频率为

2mE 2? mR

D.下半盒内部质子的轨道半径之比(由内到外)为 1∶ ∶

二、非选择题:本题共 5 小题,13 题 9 分,14 题 6 分,15 题 10 分,16 题 12 分,17 题 15 分,共 52 分。 按题目要求作答。 解答题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。 13.现有一合金制成的圆柱体。为测量该合金的电阻率,现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻,用螺旋测 微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和图乙 所示。

(1)由图读得圆柱体的直径 为 mm,长度为 cm。 (2)若流经圆柱体的电流为 I,圆柱体两端之间的电 压为 U,圆柱体的直径和长度分别用 D、 L 表示,则用 D、 L、 I、U 表示的电阻率的关系式为 ρ = 。 14.如图所示,厚度为 h、宽度为 d 的导体板放在与它垂直的磁感应强度为 B 的匀强磁场中,当电流通过导 体板时,在导体板的上侧面 A 和下侧面 A′之间会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.实验表明,当磁 场不太强时,电势差 U、电流 I 和 B 的关系为 U ? k

IB ,式中的比例系数 k 称为霍尔系 d

数. 设电流 I 是由自由电子的定向流动形成的, n 代表导体内单位体积中自由电子的个数, 电子的平均定向移动速率为 v,电荷量为 e,则 (1)达到稳定状态时,导体板上侧面 A 的电势______下侧面 A′的电势(填“高于”“低 于”或“等于”); (2)霍尔系数为 k=______

3

15.如图所示,足够长的平行粗糙金属导轨水 平放置,宽度 L=0.4m 一端连接 R=1Ω 的电阻。导线所在空间 存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度 B=1T。质量为 m=0.05kg 的导体棒 MN 放在导轨上,其长度恰好等于 导轨间距,与导轨接触良好,导体棒与导轨间的动摩擦因数 μ =0.4,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。 在平行于导轨的拉力 F 作用下,导体棒沿导轨向右匀速运动,拉力 F=1N。求: (1)导体棒匀速运动的速度 V 为多少?; (2) 若将 MN 换为电阻 r=1Ω 的导体棒, 其他条件不变, 求导体棒两端的 电压 U。

16.如图所示,在坐标系的第一、四象限存在一宽度为 a、垂直纸面向外的有界 匀强磁场,磁感应强度的大小为 B;在第三象限存在与 y 轴正方向成 θ =60°角的匀强电场。一个粒子源 能释放质量为 m、电荷量为+q 的粒子,粒子的初速度可以忽略。粒子源在点 P ( ?

1 3 a , ? a )时发出 2 2

的粒子恰好垂直磁场边界 EF 射出;将粒子源沿直线 PO 移动到 Q 点时,所发出的粒子恰好不能从 EF 射出。 不计粒子的重力及粒子间相互作用力。求: ⑴匀强电场的电场强度; ⑵PQ 的长度;

17.如图甲所示的坐标系中, 第四象限内存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场, x 方向的宽度 OA= 20 3 cm, y 方向无限制,磁感应强度 B0=1×10 T。现有一比荷为 场,α =60°,离子通过磁场后刚好从 A 点射出。
-4

q 11 =2×10 C /kg 的正离子以某一速度从 O 点射入磁 m

(1)离子进入磁场 B0 的速度的大小; (2)离子进入磁场 B0 后,某时刻再加一个同方向的匀强磁场,使离子做完整的圆周运动,求所加磁场磁感 应强度的最小值; (3)离子进入磁场 B0 的同时,再加一个如图乙所示的变化磁场(正方向与 B0 方向相同,不考虑磁场变化所 产生的电场) ,求离子从 O 点到 A 点的总时间。
4

2015——2016 学年度上学期第二学段考试 高二物理参考答案 1.D 2.A 3.D 4.A 5.B 6.B 7.C 8.C 9.CD 10.BCD 11.ABD 12.AC

13. (1)1.845(1.842~1.846 均可) 4.240 (2)

14. 低于,k=

.

15. (1)v=5m/s(2)2V 16. (1)粒子源在 P 点时,粒子在电场中被加速

根据动能定理 有

(2 分)

解得

(1 分)

粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律 有

(2 分)

由几何关系知,半径

(1 分)

解得 (2)粒子源在 Q 点时,设 OQ=d

(1 分)

根据动能定理 有

(1 分)

根据牛顿第二定律 有

(1 分)

粒子在磁场中运动轨迹与边界 EF 相切,由几何关系知
5

(1 分)

联立解得

(1 分)

长度

(1 分)

17. (1)如图所示,由几何关系得离子在磁场中运动时的轨道半 离子在磁场中做匀速圆周运动,洛仑兹力提供向前心力

?????????(2 分)

求得:

m/s??????????(2 分)

(2)由 由几何关系得:

知,B 越小,r 越大。设离子在磁场中最大半径为 R m????? ??????????????????(2 分)

由牛顿运动定律得 求得 则外加磁场 T??????????????????????????(2 分) T??????????????????????(1 分)

(3)离子在原磁场中运动周期

s 离子在磁场中运动第一次遇到外加磁场的过程中轨迹对应的圆心角

????????????????(2 分)

6

此时施加附加磁场时离子在磁场中能做的圆周运动的最大半径为 r2

由几何关系知: 离子在有附加磁场时运动半径为 r3

(m)

则 因

,求得

m

,所以离子能做完整的圆周运动?????????????(2 分)

离子在外加磁场后时,

s

对照外加磁场的规律可知,每隔 动,共做三次,最后在 A 点离开磁场。 离子从 O 点进入到 A 点射出的总时间为

s 离子在周期性外加磁场时,离子恰可做一次完整的匀速圆周运

s????????????????????(2

7


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