2021-2022学年江苏省盐城市伍佑中学高二下学期第一次阶段考试物理试题(Word版)
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2021一2022学年春学期高二第一次阶段考试
物理试题
考试时间:75分钟总分:100分
一、单选题(每小题10分,共40分)
1 闭合回路由电阻R与导线组成,其内部磁场大小按图变化,方向如图,则回路中( )
A. 磁通量的变化率恒定不变 B. 产生的感应电动势越来越大
C. 电流大小越来越大 D. 电流方向逆时针方向
2. 如图所示,两个相同的灯泡L1、L2,分别与定值电阻R和自感线圈L串联,自感线圈的自感系数很大,电阻值与R相同,闭合电键S,电路稳定后两灯泡均正常发光。下列说法正确的是( )
A. 闭合电键S后,灯泡L2逐渐变亮
B. 闭合电键S后,灯泡L1、L2同时变亮
C. 断开电键S后,灯泡L1 、L2都逐渐变暗
D. 断开电键S后,灯泡L1逐渐变暗,L2立即熄灭
3. 如图所示,质量为m,带电荷量为的微粒以速度v与水平方向成45角进入匀强电场和匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,如果微粒做匀速直线运动,则下列说法正确的是( )
A. 微粒受电场力、洛伦兹力、重力三个力作用
B. 微粒受电场力、洛伦兹力两个力作用
C. 匀强电场的电场强度
D. 匀强磁场的磁感应强度
4. 如图所示,通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd,则( )
A. 当线圈向导线靠近时,其中感应电流方向是a→b→c→d
B. 若线圈竖直向下平动,有感应电流产生
C. 若线圈向右平动,其中感应电流方向是a→b→c→d
D. 当线圈以导线边为轴转动时,其中感应电流方向是a→b→c→d
5. 如图所示是回旋加速器的示意图,其核心部分是两个D形金属盒,分别与高频交流电源连接,两个D形金属盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两个D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,忽略粒子在电场中的运动时间,下列说法中正确的是( )
A. 粒子射出时的最大动能与D形金属盒的半径有关
B. 加速电压越大,粒子最终射出时获得的动能就越大
C. 若增大加速电压,粒子在回旋加速器中运动时间不变
D. 若增大磁感应强度B,为保证粒子总被加速,必须减小周期性变化电场频率
6. 如图所示,分布在半径为r的圆形区域内的匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里。电荷量为q、质量为m的带正电粒子从磁场边缘A点沿半径AO方向射入磁场,离开磁场时速度方向偏转了60°角,不计粒子重力,下列说法正确的是( )
A. 粒子的轨道半径为r
B. 粒子的速度为
C. 粒子在磁场中运动的时间为
D. 调整粒子射入时速度的大小,可使粒子在磁场中运动的周期改变
7. 如图为洛伦兹力演示仪的结构图,励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外,电子束由电子枪产生,其速度方向与磁场方向垂直。电子速度大小可通过电子枪的加速电压来控制,磁感应强度可通过励磁线圈的电流来调节。下列说法正确的是( )
A. 仅减小电子枪的加速电压,电子束径迹的半径变小
B. 仅增大电子枪的加速电压,电子做圆周运动的周期变大
C. 仅减小励磁线圈的电流,电子束径迹的半径不变
D. 仅增大励磁线圈的电流,电子做圆周运动的周期减小
8. 磁流体发电的原理如图所示,将一束速度为v的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中,在间距为d的两平行金属板a b间产生电动势。将其上下极板与阻值为R的定值电阻和电容为C的电容器相连,间距为L的电容器极板间有一带电微粒处于静止状态,不计其它电阻,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 平行金属板上极板比下极板电势高
B. 磁流体发电机的电动势为BLv
C. 电容器所带电荷量为CBLv
D. 微粒的比荷
9. 如图所示,一正方形闭合导线框abcd,边长为L=0.1m,各边电阻均为1Ω,bc边位于x轴上,在x轴原点右0.2m、磁感应强度为1T的垂直纸面向里的匀强磁场区域。当线框以4m/s的恒定速度沿x轴正方向穿越磁场区域的过程中,ab边两端电势差Uab随位置变化的情况正确的是( )
A. B.
C. D.
10. 如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒ab以初速度绕OP做匀速圆周运动,不计空气阻力,则金属棒在图示运动过程产生的感应电动势大小的变化情况,正确的是( )
A. 越来越小 B. 越来越大 C. 保持不变 D. 无法判断
二、实验题(每空2分,共10分)
11. 小红用如图甲所示的装置探究“影响感应电流方向的因素”,螺线管与电流计构成闭合电路,条形磁铁N极朝下,请回答下列问题:
(1)要想使电流计指针发生偏转,即有感应电流产生,小红进行了以下四种操作,其中可行的是( )
A.螺线管不动,磁铁静止放在螺线管中
B.螺线管不动,磁铁插入或拔出螺线管
C.磁铁与螺线管保持相对静止,一起匀速向上运动
D.磁铁与螺线管保持相对静止,一起在水平面内做圆周运动
(2)在(1)的研究中,小红发现电流计指针偏转方向会有不同,也就是感应电流方向不同,根据(1)中的操作,则感应电流方向与下列哪些因素有关( )
A.螺线管的匝数 B.磁铁的磁性强弱 C.磁铁运动的方向 D.磁铁运动的速度大小
(3)小红又将实验装置改造,如图乙所示,螺线管A经过滑动变阻器与开关、电池相连构成直流电路;螺线管B与电流计构成闭合电路,螺线管B套在螺线管A的外面,为了探究影响感应电流方向的因素,闭合开关后,以不同速度移动滑动变阻器的划片,观察指针摆动情况:由此实验可以得出恰当的结论是( )
A.螺线管A磁性变强或变弱影响指针摆动幅度大小
B.螺线管A的磁性变强或变弱不会影响指针摆动方向
C.螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动幅度大小
D.螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动方向
(4)在(3)的研究中,完成实验后未断开开关,也未把A、B两螺线管和铁芯分开设置,在拆除电路时突然被电击了一下,则被电击原因是在拆除_________(选填“A”或“B”)螺线管所在电路时发生了_______(选填“自感”或“互感”)现象。
三、解答题(12分+15分+15分+8分=50分)
12. 如图甲所示,一个圆形线圈的匝数n=100,线圈面积S=200cm2,线圈的电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=9Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。求:
(1)线圈中的感应电流的大小和方向;
(2)电阻R两端电压;
(3)前4s内通过R的电荷量。
13. 如图所示,光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内,MN、PQ平行且足够长,两轨道间的宽度L=0.50m。平行轨道左端接一阻值R=0.50Ω的电阻轨道处于磁感应强度大小B=0.40T,方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中一导体棒ab垂直于轨道放置,导体棒在垂直导体棒且水平向右的外力F作用下向右匀速运动,速度大小v=10m/s,导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直,不计轨道和导体棒的电阻,不计空气阻力。求:
(1)通过电阻R的电流大小I;
(2)作用在导体棒上的外力大小F;
(3)导体棒5s内产生的热量Q。
14. 如图,相互平行的虚线CD、EF区域内有方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场宽度为d。一质量为m、 电量为q的带正电粒子以速度v0垂直于边界CD从P点垂直射入磁场,恰好不能从磁场的另一边界EF射出,不计粒子重力。求:
(1)磁场的磁感应强度B的大小;
(2)若磁场的磁感应强度大小变为原来的一半,求带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径和时间。
15. 如图,从离子源产生的甲、乙两种离子,由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动,自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁场左边界竖直。已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1,并在磁场边界的N点射出;乙种离子在MN的中点射出;MN长为l。不计重力影响和离子间的相互作用。求:
(1)磁场的磁感应强度大小;
(2)甲、乙两种离子的比荷之比。
答案
1-6 ACAAA B 7.AD 8.D 9.B 10.A
11. ①. B ②. C ③. C ④. A ⑤. 自感
12. (1) 由图像可知
根据
由闭合电路欧姆定律得
根据楞次定律可得线圈中的感应电流的方向为逆时针;
(2)根据欧姆定律
(3)前4s内通过R的电荷量
13. (1)导体棒ab切割磁感线,产生感应电动势为
由闭合电路欧姆定律可得
(2)导体棒ab受到安培力为
依题意,导体棒ab匀速运动,有
即作用在导体棒上的外力大小
(3)依题意,导体棒电阻不计,所以导体棒5s内产生的热量
Q=0
14. (1)当运动轨迹恰好与EF边界相切时,粒子恰好不能从磁场的另一边界EF射出,由几何关系可知此时粒子的圆周运动半径为
又因为
联立可得
(2)当磁场的磁感应强度大小变为原来的一半时,有
解得
设粒子轨迹的圆心角为,则有
故
粒子在磁场中圆周运动的周期为
粒子在磁场中的运动时间为
解得
15. (1)设甲种离子所带电荷量为q1、质量为m1,在磁场中做匀速圆周运动的半径为R1,磁场的磁感应强度大小为B,由动能定理有
由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有
由几何关系知
解得,磁场的磁感应强度大小为
(2)设乙种离子所带电荷量为q2、质量为m2,射入磁场的速度为v2,在磁场中做匀速圆周运动的半径为R2.同理有
,
由几何关系知
解得,甲、乙两种离子比荷之比为
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