黑龙江省安达七中2020届高三上学期寒假考试（4）物理试卷

物理试卷四

一、单选题

1.磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的,军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体,当军舰接近磁性水雷时,就会引起水雷的爆炸,如图所示,其依据是(   )

A.磁体的吸铁性  B.磁极间的相互作用规律

C.电荷间的相互作用规律 D.磁场具有方向性

2.如图,足够长的直线ab靠近通电螺线管,与螺线管平行。用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B,在计算机屏幕上显示的大致图象是(       )

3.通电螺线管内有一个在磁场力作用下处于静止的小磁针，磁针的指向如图所示，则（    ）

A．螺线管的P端为N极，a接电源的正极

B．螺线管的P端为N极，a接电源的负极

C．螺线管的P端为S极，a接电源的正极

D．螺线管的P端为S极，a接电源的负极

4.如图所示,通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面,第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ,第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ,设先后两次通过金属框的磁通量的变化量的绝对值分别为ΔΦ1和ΔΦ2,则(   )

A.   B.
C.   D.不能判断与的关系

5.中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料,下列说法不正确的是(   )

A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B.地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近
C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用

6.如图所示,在MNQP中有一垂直纸面向里的匀强磁场.质量和电荷量都相等的带电粒子a、b、c以不同的速率从O点沿垂直于PQ的方向射入磁场,图中实线是它们的轨迹.已知O是PQ的中点,不计粒子重力.下列说法中正确的是(   )

A.射入磁场时粒子a的速率最小 B.粒子a带负电,粒子b、c带正电

C.射出磁场时粒子b的动能最小 D.粒子b在磁场中运动的时间最短

7.一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与筒的轴平行,筒的横截面如图所示。图中直径MN的两端分别开有小孔,筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动。在该截面内,一带电粒子从小孔M射入筒内,射入时的运动方向与MN成30°角。当筒转过90°时,该粒子恰好从小孔N飞出圆筒。不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞,则带电粒子的比荷为(   )

A. B. C. D.

8.现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意阁如阁所示，其中加速电压恒定.质子在入口处从静止开始被加速电场加速， 经匀强磁场偏转后从出口离开磁场.若某种一价正离子 在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍.此离子出口和质子的质量比约为(   )

A.11     B.12 C.121 D. 144

9.如图所示的阴极射线管,无偏转电场和磁场时,电子束经加速电压加速后打到荧光屏中央形成亮斑。若在之间加一电压和垂直于纸面的磁场(图中未画出),电子束仍然打到荧光屏中央,则(   )

A.磁场的方向垂直于纸面向外

B.稍微增大磁感应强度B,在荧光屏上的亮斑将出现在图中虚线上方

C.稍微增大电压U,在荧光屏上的亮斑将出现在图中虚线下方

D.稍微增大加速电压,在荧光屏上的亮斑将出现在图中虚线下方

二、多选题

10.如图,纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线,中的电流方向向左, 中的电流方向向上; 的正上方有a、b两点,它们相对于对称。整个系统处于匀强外磁场中,外磁场的磁感应强度大小为,方向垂直于纸面向外,已知a、b两点的磁感应强度大小分别为 和,方向也垂直于纸面向外,则(   )

A.流经的电流在b点产生的磁感应强度大小为
B.流经的电流在a点产生的磁感应强度大小为
C.流经的电流在b点产生的磁感应强度大小为
D.流经的电流在a点产生的磁感应强度大小为

11.如图(a),在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R,R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电流i,i的变化如图(b)所示,规定从Q到P为电流的正方向。导线框R中的感应电动势(   )

A.在时为零
B.在时改变方向
C.在时最大,且沿顺时针方向
D.在时最大,且沿顺时针方向

12.空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上。t=0时磁感应强度的方向如图（a）所示：磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，则在t=0到的时间间隔内(   )

A．圆环所受安培力的方向始终不变

B．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向

C．圆环中的感应电流大小为

D．圆环中的感应电动势大小为

参考答案

1.答案：B

解析：磁性水雷中的小磁针静止时,一端指南,一端指北,水雷不会爆炸,军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体,当军舰接近磁性水雷时,由磁极间的相互作用(同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引)知,就会使水雷中的小磁针发生转动,而触发水雷发生爆炸,故B正确。

2.答案：C

解析：通电螺线管外部上方,越靠近中间,磁场的磁感应强度越小,左右两侧,越靠近螺线管,磁场的磁感应强度越大, 所以用磁传感器测量直线ab上各点的磁感应强度B时,在计算机屏幕上显示的大致图象是C。

3.答案：C

解析：由题，小磁针静止时N极指向向右，则通电螺线管上部磁场方向向右，S端为N极。根据安培定则判断出电流的方向：从a端流进，从b端流出，a接电源的正极，b接电源的负极。故C正确。

故选：C.

4.答案：C

解析：导线MN周围的磁场并非匀强磁场,靠近MN处的磁场强些,磁感线密一些,远离MN处的磁感线疏一些。当金属框在Ⅰ位置时,穿过金属框的磁通量为,当金属框平移至Ⅱ位置时,磁通量为,则磁通量的变化量的绝对值为;当金属框翻转至Ⅱ位置时,磁感线相当于从“反面”穿过金属框,故磁通量为-,则磁通量的变化量的绝对值是,所以,故C正确。

5.答案：C

解析：由《梦溪笔谈》中的记载和题中磁感线分布示意图可知,地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近,地理南、北极与地磁场的南、北极不重合,在两极附近地球表面的地磁场方向不与地面平行,C项错误,AB项正确;射向地球赤道的带电宇宙线粒子与地磁场的磁感线不平行,故受洛伦兹力的作用,D项正确。

6.答案：D

解析：A.粒子在磁场中做匀速圆周运动时,由洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得：,解得：,由图可知,射入磁场时粒子c的半径最小,则速率最小。故A错误;

B.由图可知,a向左偏,bc向右偏,根据左手定则知粒子a带正电,粒子b、c带负电,故B错误;

C.粒子的动能,由于：q、B.m都相同,因此r越大,粒子动能越大,由图示可知,b的轨道半径r最大,则b粒子动能最大;c的半径最小,则动能最小。故C错误;

D.粒子在磁场中做圆周运动的周期：相同,粒子在磁场中的运动时间：,由于m、q、B都相同,粒子c转过的圆心角θ最大,则射入磁场时c的运动时间最大,粒子b转过的圆心角θ最小,则射入磁场时c的运动时间最小,故D正确。

7.答案：A

解析：圆筒转过90°所用的时间为，小孔N顺时针转过90°，带电粒子仍从N点射出，由几何关系得带电粒子运动轨迹对应的圆心角为，又，根据时间相等得，故A正确。

8.答案：D

解析：由动能定理得,可得带电粒子进入磁场时的速度为，又带电粒子在磁场中运动的轨迹半径,联立可得，由题意可知，该离子与质子在磁场中具有相同的轨迹半径和电荷量，故，其中，，可得,故选D.

 

9.答案：D

解析：在之间加一电压U和垂直于纸面的磁场,电子束仍然打到荧光屏中央,说明电子所受的电场力和洛伦兹力平衡,由于电子所受的电场力方向向上,根据平衡条件可知电子所受的洛伦兹力方向向下,由左手定则可判断出磁场的方向为垂直纸面向里,A错误;稍微增大磁感应强度B,电子所受的洛伦兹力增大,电子向下偏转,在荧光屏上的亮斑将出现在图中虚线下方,B错误;稍微增大,电压U,根据可知,之间的电场强度E增大,电子所受的电场力增大,电子向上偏转,在荧光屏上的亮斑将出现在图中虚线上方,C错误;稍微增大加速电压,电子进入复合场中的速度v增大,电子所受的洛伦兹力增大,电子向下偏转,在荧光屏上的亮斑将出现在图中虚线下方,D正确。

10.答案：AC

解析：试题分析:先利用右手定则判断通电导线各自产生的磁场强度,然后在利用矢量叠加的方式求解各个导体棒产生的磁场强度。L1在ab两点产生的磁场强度大小相等设为B1,方向都垂直于纸面向里,而L2在a点产生的磁场强度设为B2,方向向里,在b点产生的磁场强度也为B2,方向向外,规定向外为正,根据矢量叠加原理可知 可解得: 故AC正确;故选AC

11.答案：AC

解析：由图(b)可知,导线PQ中电流在t=T/4时达到最大值,变化率为零,导线框R中磁通量变化率为零,根据法拉第电磁感应定律,在t=T/4时导线框中产生的感应电动势为零,选项A正确;在t=T/2时,导线PQ中电流图象斜率方向不变,导致导线框R中磁通量变化率的正负不变,根据楞次定律,所以在t=T/2时,导线框中产生的感应电动势方向不变,选项B错误;由于在t=T/2时,导线PQ中电流图象斜率最大,电流变化率最大,导致导线框R中磁通量变化率最大,根据法拉第电磁感应定律,在t=T/2时导线框中产生的感应电动势最大,由楞次定律可判断出感应电动势的方向为顺时针方向,选项C正确;由楞次定律可判断出在t=T时感应电动势的方向为逆时针方向,选项D错误。

12.答案：BC

解析：AB、根据B-t图象，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向一直为顺时针，但在t0时刻，磁场的方向发生变化，故安培力方向的方向在时刻发生变化，则A错误，B正确；

CD、由闭合电路欧姆定律得：，又根据法拉第电磁感应定律得：，又根据电阻定律得：，联立得：，则C正确，D错误。

故本题选BC。