物理陕西省延安市实验中学大学区校际联盟学年高二上学期期末考试试题B解析版.docx
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物理陕西省延安市实验中学大学区校际联盟学年高二上学期期末考试试题B解析版
延安市实验中学大学区校际联盟2017—201学年度第一学期期末考试试题（卷）高二物理（B）
一、单选题（每题4分，共32分）
1.关于磁感强度，下列说法中正确的是（）
A.由
可知，B与F成正比，与IL成反比
B.磁场中某点磁感应强度只由磁场本身性质决定，与通电导线受力F和IL无关
C.通电导线在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感强度一定为零
D.磁场中某点的磁感强度的方向与通电导线受到的安培力方向相同
【答案】B
【解析】磁感应强度的定义式是
，这是比值定义法定义的物理量，BB与F、I、L均没有关系，它是由磁场的本身决定A错误B正确；通电导线受安培力为零的地方，磁感应强度不一定为零，如当通电导线与磁场平行放置，不受安培力，C错误；根据左手定则可知磁场中某点的磁感强度的方向与通电导线受到的安培力方向垂直，D错误．
2.关于电荷在磁场中的受力,下列说法中正确的是（ ）
A.静止的电荷一定不受洛伦兹力的作用,运动电荷一定受洛伦兹力的作用
B.洛伦兹力的方向有可能与磁场方向平行
C.洛伦兹力的方向一定与带电粒子的运动方向垂直
D.带电粒子运动方向与磁场方向平行时,有可能受洛伦兹力的作用
【答案】C
【解析】运动的电荷不一定受到洛伦兹力作用，若电荷的运动方向与磁场方向平行，则运动电荷不受洛伦兹力作用．故A错误．根据左手定则，洛伦兹力的方向与磁场方向、粒子的运动方向垂直．故B错误，C正确．带电粒子运动方向与磁场方向平行时，一定不受洛伦兹力的作用．故D错误．故选C．
3.如图所示，矩形线框在匀强磁场中做的各种运动中，能够产生感应电流的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】A图中线框在匀强磁场中运动的过程中，面积不变、磁感应强度不变，穿过线框的磁通量不变，不产生感应电流，故A错误；B图在线框转动过程中，穿过闭合线框的磁通量发生变化，能产生感应电流，故B正确；C图中线框与磁场平行，线框在运动过程中，穿过线框的磁通量始终为零，不发生变化，没有感应电流产生，故C错误；D图中线框与磁场平行，线框在运动过程中，穿过线框的磁通量始终为零，不发生变化，没有感应电流产生，故D错误．故选B．
4.如图所示，一通电直导线位于匀强磁场中，导线与磁场方向垂直.磁场的磁感应强度B=0.1T，导线长度L=0.4m.当导线中的电流I=1A时，该导线所受安培力的大小为
A.0.02NB.0.03NC.0.04ND.0.05N
【答案】C
【解析】解：
导线与磁场垂直，导线受到的安培力为：
F=BIL=0.1×1×0.2=0.02N，故BCD错误，A正确．
故选：
A
5.质子（p）和α粒子以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径分别为Rp和Rα，周期分别为Tp和Tα，则下列选项正确的是（ ）
A.Rp∶Rα＝1∶2 Tp∶Tα＝1∶2
B.Rp∶Rα＝1∶1 Tp∶Tα＝1∶1
C.Rp∶Rα＝1∶1 Tp∶Tα＝1∶2
D.Rp∶Rα＝1∶2 Tp∶Tα＝1∶1
【答案】A
【解析】带电粒子在匀强磁场中受洛伦兹力做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：
，解得：
，质子和α粒子的半径之比：
，
粒子在磁场中做圆周运动的周期公式：
，质子与α粒子的周期之比：
，故A正确；故选A．
6.将闭合多匝线圈置于磁感应强度仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直．关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是（ ）
A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关
B.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大
C.穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大
D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同
【答案】C
【解析】试题分析：
解答本题应掌握感应电动势取决于磁通量的变化快慢，与磁通量的变化及磁通量无关．
解：
由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势E=n
，即感应电动势与线圈匝数有关故A错误；同时可知，感应电动势与磁通量的变化率有关，磁通量变化越快，感应电动势越大，故C正确；
穿过线圈的磁通量大，但若所用的时间长，则电动势可能小，故B错误；
由楞次定律可知：
感应电流的磁场方向总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故原磁通增加，感应电流的磁场与之反向，原磁通减小，感应电流的磁场与原磁场方向相同，即“增反减同”，故D错误；
故选C．
7.如图所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下。
当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）（）
A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引
B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥
C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引
D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥
【答案】B
【解析】当线圈向下运动时，穿过线圈的磁通量向下，且增加，根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍磁通量的增加，方向向上，则线圈中的电流方向与箭头方向相同．由于感应电流会阻碍线圈与磁铁之间的相对运动，所以二者之间有作用力的斥力．故B正确，ACD错误．此题选项错误的选项，故选：
ACD．
8.如图甲所示，矩形线圈位于一变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。
用I表示线圈中的感应电流，取顺时针方向的电流为正。
则下图中的I-t图像正确的是（）
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】试题分析：
由法拉第电磁感应定律和欧姆定律得：
，所以线圈中的感应电流决定于磁感应强度B随t的变化率．由图乙可知，0～1时间内，B增大，Φ增大，感应磁场与原磁场方向相反（感应磁场的磁感应强度的方向向外），由右手定则感应电流是逆时针的，因而是负值．所以可判断0～1s为负的恒值；1～2s为零；2～3s为为正的恒值，故C正确，ABD错误．故选C。
二、多选题（选全4分，选不全2分，错选0分。
）
9.如图所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为θ.整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中，金属杆ab垂直导轨放置，当杆中通有从a到b的恒定电流I时，金属杆ab刚好静止．则（）
A.磁场方向竖直向上B.磁场方向竖直向下
C.ab受安培力的方向平行导轨向上D.ab受安培力的方向水平向右
【答案】AD
【解析】试题分析：
金属棒静止，金属棒处于平衡状态，所受合力为零，对金属棒进行受力分析，根据平衡条件及左手定则分析答题．
10.下列说法正确的是（）
A.如图甲所示，是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径
B.如图乙所示，磁流体发电机的结构示意图。
可以判断出A极板是发电机的负极，B极板是发电机的正极
C.如图丙所示，速度选择器可以判断粒子电性，若带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是Eq＝qvB，即
D.如图丁所示，是磁电式电流表内部结构示意图，线圈在软铁产生的匀强磁场中转动
【答案】AB
【解析】A项：
根据
可知，
，粒子获得的最大动能为：
，所以要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径，故A正确；
B项：
根据左手定则，正电荷向下偏转，所以B板带正电，为发电机的正极，A极板是发电机的负极，故B正确；
C项：
速度选择器不能判断带电粒子的电性，不管是正电，还是负电只要速度满足
，粒子就能匀速通过速度选择器，故C错误；
D项：
线圈在极靴产生的磁场为均匀辐向磁场，该磁场为非匀强磁场，故D错误；
11.闭合线框abcd，自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场，当它经过如图所示的三个位置时，感应电流的方向是（ ）
A.经过Ⅰ时，a→b→c→d→aB.经过Ⅱ时，a→b→c→d→a
C.经过Ⅱ时，无感应电流D.经过Ⅲ时，a→d→c→b→a
【答案】ACD
【解析】经过Ⅰ时，磁通量增大，感应电流的磁场向外，由右手螺旋定则可知电流为逆时针，A错；经过Ⅱ时，磁通量不变，没有感应电流产生，B错；C对；经过Ⅲ时，磁通量减小，感应电流的磁场向里，由右手螺旋定则可知电流为顺时针，D错；
12.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,它的构造原理如图所示,离子源S产生的各种不同正离子束（速度可看为零）,经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场,到达记录它的照相底片P上,设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x,可以判断（ ）
A.若离子束是同位素,则x越大,离子质量越大
B.若离子束是同位素,则x越大,离子质量越小
C.只要x相同,则离子质量一定相同
D.只要x相同,则离子的比荷一定相同
【答案】AD
【解析】解：
A、B、根据动能定理得，qU=
mv2，
得：
v=
．
由qvB=m
得：
r=
得：
x=2r=
．
若离子束是同位素，q相同，x越大对应的离子质量越大．故A正确，B错误．
C、D、由x=2r=
知，只要x相同，对应的离子的比荷一定相等．故C错误，D正确．
故选：
AD．
三、实验题（每小题4分，共16分）
13.某同学要测量一新材料制成的均匀圆柱体的电阻率ρ，完成下列测量：
（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度，如图甲所示，由图可知其长度为________cm.
（2）用螺旋测微器测量其直径，如图乙所示，由图可知其直径为__________mm。
【答案】
（1）.5.015
（2）.4.699
14.在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中备有如下器材：
A.干电池1节
B.滑动变阻器（0～20Ω）
C.滑动变阻器（0～1kΩ）
D.电压表（0～3V，内阻约为20kΩ）
E.电流表（0～0.6A，内阻RA＝0.2Ω）
F.电流表（0～3A，内阻约为0.01Ω）
G.开关、导线若干
（1）为减小实验误差和方便操作，选择图甲所示电路进行实验，其中滑动变阻器应选________，电流表应选__________。
（填写器材前的序号）
（2）某同学根据实验测得的电压表示数U和电流表示数I，画出U-I图象如图乙所示，由图象可得电池的电动势为_______V，内电阻为________Ω。
（保留两位有效数字）
【答案】
（1）.B；E
（2）.1.5；1.0
【解析】
（1）由于本实验中通过电源的电流不能太大，由图可知，最大电流不超过0.6A；所以电流表应选E；电路中的最大电阻为
，所以变阻器应选B．
（2）根据
，可知U-I图象纵轴截距即为电动势，图象斜率绝对值即为内阻r，所以
.
四、计算题（解答要写必要的语言文字说明，重要的演算步骤，只写最后结果，不能得分）
15.质量为1kg的金属杆静止于相距1m的两水平轨道上，金属杆中通有方向如图所示．大小为20A的恒定电流，两轨道处于竖直方向的匀强磁场中，金属杆与轨道间的动摩擦因数为0.6（g取10m/s2）。
求：
（1）欲使杆向右匀速运动，求磁场的磁感应强度大小和方向。
（2）欲使杆向右以加速度为2m/s2作匀加速运动，求磁场的磁感应强度大小。
【答案】
（1）B1=0.1T,竖直向上
（2）B2=0.4T
【解析】试题分析：
（1）欲使杆向右匀速运动，则杆受到的滑动摩擦力方向向左，安培力方向向右，且两力大小相等，根据左手定则可得，磁场方向竖直向上，BIL=μmg，解得B=0．3T
（2）欲使杆向右以加速度为2m/s2作匀加速运动，则杆受到的滑动摩擦力方向向左，安培力方向向右，根据牛顿第二定律可得BIL-μmg=ma，解得B=0．4T
16.如图所示，直线MN上方为磁感应强度为B的足够大的匀强磁场．一电子（质量为m、电荷量为e）以v的速度从点O与MN成30°角的方向射入磁场中，求：
（1）电子从磁场中射出时距O点多远；
（2）电子在磁场中运动的时间为多少。
【答案】
（1）
（2）
【解析】试题分析：
（1）由左手定则可判断出电子应落在ON之间，由几何关系可解得圆心角为60°，则电子出射点距O点的距离等于电子的运动半径r
解得
所以电子从磁场中射出时距O点的距离为
（2）电子在磁场中的运动周期
电子在磁场中的运动时间应为
17.如图所示，在宽为0.5m的平行导轨上垂直导轨放置一个有效电阻为r＝0.6Ω的直导体棒，在导轨的两端分别连接两个电阻R1＝4Ω、R2＝6Ω，其他电阻不计．整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，如图所示，磁感应强度B＝0.1T．当直导体棒在导体上以v＝6m/s的速度向右运动时，求：
直导体棒两端的电压和流过电阻R1和R2的电流大小．
【答案】U=0.24V,I1=0.06A,I2=0.04A
【解析】试题分析：
由E=BLv求出感应电动势，由并联电路特点、欧姆定律可以求出电压与电流．
解：
导体棒切割磁感线产生电动势，相当于电源，等效电路图如图所示，
感应电动势：
E=Blv=0.1×0.5×6=0.3V，
外电阻：
R外=
=
Ω=2.4Ω，
外电压：
U=IR外=
=
=0.24V，
流过电阻R1的电流：
I1=
=
=0.06A，
流过电阻R2的电流：
I2=
=
="0.04"A．
答：
直导体棒两端的电压为0.24V，流过电阻R1的电流为0.06A，流过R2的电流为0.04A．
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