2022-2023学年湖南省怀化市第五中学高二下学期期中物理试题（理） （解析版）

这是一份2022-2023学年湖南省怀化市第五中学高二下学期期中物理试题（理） （解析版），共11页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2023高二（理）上期期中考试卷一、单项选择题（每题4分共40分）1. 下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是（　　）A. 某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向B. 小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向C. 垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向D. 以上说法都不对【答案】B【解析】【详解】A．某处磁感应强度的方向与一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向垂直，选项A错误；BD．小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向，选项B正确，D错误；C．垂直于磁场放置的通电导线的受力方向垂直于该处的磁感应强度的方向，选项C错误。故选B。2. 在赤道附近，若有一束电子从上而下运动，在地磁场的作用下，它将（　　）A. 向东偏转 B. 向西偏转C. 向北偏转 D. 向南偏转【答案】B【解析】【详解】在赤道附近，地球的磁场由南向北且水平。若有一束电子从上而下运动，根据左手定则，洛仑兹力向西，在洛仑兹力的作用下，电子向西偏转。故选B。3. 一个长螺线管中通有交流电，把一个带电粒子沿管轴线射入管中，不计重力，粒子将在管中（　　）A. 做圆周运动 B. 沿轴线来回运动C. 做匀加速直线运动 D. 做匀速直线运动【答案】D【解析】【详解】由于长通电螺线管中产生的磁场方向平行于螺线管的中心轴线，与粒子的运动方向平行，则粒子在磁场中不受洛伦兹力，粒子重力又不计，则粒子做匀速直线运动。故选D。4. 关于磁感应强度的概念,以下说法中正确的有(   )A. 电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B一定等于B. 电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度可能大于或等于C. 磁场中电流元受力大的地方，磁感应强度一定大D. 磁场中某点磁感应强度的方向，与电流元在此点的受力方向相同【答案】B【解析】【详解】A．只有当电流元与磁场垂直时，，当电流元与磁场不垂直时，，故A错误；B．当电流元与磁场垂直不时，α是电流元与磁场方向的夹角，则故B正确；C．由可知，磁场中电流元受力情况取决于B、I、L及α四个因素，则F大，B不一定大，故C错误；D．磁感应强度的方向，与电流元在此点的受力方向垂直，故D错误。故选B。5. 长10cm的导线，放入匀强磁场中，它的方向和磁场方向垂直，导线中的电流是3.0A，受到的磁场力是1.5×10－3N，则该处的磁感应强度B大小为(　　)A. 5.0×10－3T B. 5.0×10－2TC. 5.0×10－1T D. 5.0T【答案】A【解析】【详解】根据安培力公式：，可得：，代入数解得：，故A正确，BCD错误．6. 如图所示为某磁场的一条磁感线，其上有A，B两点，则（ ）A. A点的磁感应强度一定大B. B点的磁感应强度一定大C. 因为磁感线是直线，A、B两点的磁感应强度一样大D. 条件不足，无法判断【答案】D【解析】【详解】由磁场中一根磁感线无法判断磁场强弱。故选D7. 如图所示，用两根相同细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN，电流I方向从M到N，绳子的拉力均为F.为使F＝0，可能达到要求的方法是(　　)A. 加水平向右的磁场B. 加水平向左的磁场C. 加垂直纸面向里的磁场D. 加垂直纸面向外的磁场【答案】C【解析】【详解】要使绳子的拉力变为零，加上磁场后，应使导线所受安培力等于导线的重力，由左手定则可判断，所加磁场方向应垂直纸面向里，导线所受安培力向上．8. 如图所示，三条长直导线都通以垂直纸面向外的电流，且I1=I2=I3，则距三条导线等距离的A点处磁场方向为（ ）A. 向上 B. 向下 C. 向左 D. 向右【答案】D【解析】【详解】由安培定则知电流和，在A点的磁感线方向相反，距离又相等，所以合场强为零，在A点的电场线方向水平向右，故A点的磁感线方向向右，D正确． 9. 如图所示，水平方向的磁场垂直于光滑曲面，闭合小金属环从高h的曲面上端无初速滑下，又沿曲面的另一侧上升，则（　　）A. 若是匀强磁场，环在左侧上升的高度小于hB. 若是匀强磁场，环在左侧上升的高度大于hC. 若是非匀强磁场，环在左侧上升高度等于hD. 若是非匀强磁场，环在左侧上升的高度小于h【答案】D【解析】【详解】AB．若是匀强磁场，穿过小环的磁通量不变，没有感应电流产生，其机械能守恒，高度不变，则环在左侧滚上的高度等于h，选项A B错误；CD．若是非匀强磁场，穿过小环的磁通量变化，小环中将产生感应电流，机械能减小转化为内能，高度将减小，则环在左侧滚上的高度小于h．选项C错误，D正确。故选D。10. 如图所示，电池的正负极未知，在左侧软铁棒插入线圈过程中，悬吊在线圈右侧的铝环将（　　）A. 不动 B. 向右运动C. 向左运动 D. 可能向右运动，也可能向左运动【答案】B【解析】【详解】在左侧软铁棒插入线圈过程中，螺线管的磁场增强，穿过悬吊在线圈右侧的铝环的磁通量增加，根据楞次定律可知，铝环中产生的感应电流磁场阻碍磁通量的增加，则铝环将向右运动。故选B。二、多项选择题（每题5分，选对一个选项得2分，选错得0分，全对得5分，共20分）11. 如图所示，M、N为水平放置的两根固定且平行的金属导轨，两根导体棒P、Q垂直于导轨放置并形成一个闭合回路，将闭合回路正上方的条形磁铁从高处下落时A. P、Q将互相靠拢B. P、Q将互相远离C. 磁铁的加速度仍为gD. 磁铁的加速度小于g【答案】AD【解析】【详解】AB．当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，可知，P、Q将互相靠拢，回路的面积减小一点，使穿过回路的磁场减小一点，起到阻碍原磁通量增加的作用。故A正确，B错误。CD．由于磁铁受到向上的安培力作用，所以合力小于重力，磁铁的加速度一定小于g。故C错误、D正确。故选AD12. 两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，顶端接阻值为R的电阻.质量为m、电阻为r的金属棒在距磁场上边界某处由静止释放，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，不计导轨的电阻，重力加速度为g，则(   　)A. 金属棒在磁场中运动时，流过电阻R的电流方向为a→bB. 金属棒的速度为v时，金属棒所受的安培力大小为C. 金属棒最大速度为D. 金属棒以稳定的速度下滑时，电阻R的热功率为【答案】BD【解析】【详解】A：金属棒在磁场中向下运动时，据右手定则可知，流过电阻R的电流方向为．故A项错误．B：金属棒的速度为v时，金属棒切割磁感线产生的感应电动势流过金属棒的电流金属棒所受的安培力故B项正确．C：当金属棒速度最大时，解得金属棒的最大速度．故C项错误．D：金属棒以稳定的速度下滑时，速度为最大速度，电路中电流电阻R的热功率联立解得：，故D项正确．点睛：本题考查电磁感应中的电路、受力、功能等问题，对于这类问题一定要做好感应电流、安培力、运动情况、功能转化这四个方面的分析．13. 如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度。两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面。下面对于两管的描述中可能正确的是（　　）A. A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的B. A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的C. A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的D. A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的【答案】AD【解析】【分析】【详解】由题意可知，小球在B管中下落的速度要小于A管中的下落速度，故说明小球在B管时受到阻力作用；其原因是金属导体切割磁感线，从而使闭合的导体中产生感应电流，由于磁极间的相互作用而使小球 受向上的阻力；故B管应为金属导体，如铜、铝等，而A管应为绝缘体，如塑料、胶木等，故AD正确BC错误。故选AD。14. 在如图甲、乙所示的电路中，自感线圈L的电阻值很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，下列说法正确的是（  ）A. 在电路甲中，断开S后，A将逐渐变暗B. 在电路甲中，断开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗C. 在电路乙中，断开S后，A将逐渐变暗D. 在电路乙中，断开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗【答案】AD【解析】【详解】AB．图甲所示电路中，灯A和线圈L串联，电流相同，断开S时，线圈上产生自感电动势，阻碍原电流的减小，通过R、A形成回路，灯A逐渐变暗，故A正确，B错误；CD．图乙所示电路中，电阻R和灯A串联，灯A的电阻大于线圈L的电阻，电流则小于线圈L中的电流，断开S时，电源不给灯供电，而线圈L产生自感电动势阻碍电流的减小，通过R、A形成回路，灯A中电流比原来大，A将变得更亮，然后逐渐变暗，故C错误，D正确。故选AD。三、填空题（每空2分共16分）15. 洛伦兹力的方向用左手定则判定：伸开左手使拇指与其余四个手指垂直并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从______进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时大拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。洛伦兹力方向特点∶F⊥B，F⊥v，即F垂直于_______所决定的平面。【答案】    ①. 掌心    ②. 与【解析】【详解】[1][2]洛伦兹力的方向用左手定则判定：伸开左手使拇指与其余四个手指垂直并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时大拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。洛伦兹力方向特点∶F⊥B，F⊥v，即F垂直于与所决定的平面。16. 洛伦兹力的大小（1）当v与B成θ角时，F＝______.（2）当v⊥B时，F＝______.（3）当v∥B时，F＝______.【答案】    ①. qvBsin θ.    ②. qvB    ③. 0【解析】【分析】【详解】略17. 楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要________引起感应电流的磁通量的变化。【答案】阻碍【解析】【详解】[1]楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。18. 电磁驱动：如果磁铁相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到__________力的作用，使导体运动起来，这种作用常常称为_____________。【答案】    ①. 安培    ②. 电磁驱动【解析】【详解】[1][2]电磁驱动：如果磁铁相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，使导体运动起来，这种作用常常称为电磁驱动。四、计算题（每题12分）19. 回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它们获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D形金属扁盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒内的狭缝中形成匀强电场，使粒子每次穿过狭缝时都得到加速，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近，若粒子源射出的粒子电荷量为q，质量为m，粒子最大回旋半径为Rmax。求∶（1）粒子在盒内做何种运动；（2）所加交变电流频率；（3）粒子离开加速器时的最大速度及最大动能。【答案】（1）做匀速圆周运动；（2）；（3），【解析】【详解】（1）带电粒子盒内做匀速圆周运动。（2）粒子在电场中运动时间极短，因此所加交流电源频率要符合粒子回旋频率，由得回旋频率（3）由牛顿第二定律知则最大动能为20. 如下图所示，在倾角θ=37°的斜面上固定两根足够长的平行金属导轨（电阻可忽略不计），相距L=1.0m。导轨处于磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上，下端接有一阻值为R=0.4Ω的电阻。一根质量m=1.0kg、电阻r=0.1Ω的导体棒MN 垂直跨放在导轨上，该导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5。导体棒受到平行于导轨向上的F=12N恒定外力作用，由静止开始沿导轨向上加速运动，运动位移为x=1m时速度达到最大，重力加速度g=10m/s2，求：（1）导体棒最大加速度的大小；（2）导体棒最大速度的大小；（3）导体棒从静止到最大速度的过程中电阻R上产生的焦耳热。【答案】（1）2m/s2；（2）1m/s；（3）1.2J【解析】【详解】（1）导体棒开始运动时有最大加速度amax，由牛顿第二定律得又联立解得amax=2m/s2（2）导体棒沿导轨向上做加速度减小的变加速运动，当加速度减为0时有最大速度vmax，则又联立解得vmax=1m/s（3）对导体棒从开始运动至达到最大速度过程中由动能定理得又据功能关系得而联立得