湖北省黄冈市2020学年高二物理10月月考试题 15页

湖北省黄冈市2020学年高二物理10月月考试题 ‎ 时间：90分钟 分数：100分 一、选择题（本题共10小题，共40分。 1—6题每题只有一个正确答案，每小题4分，7—10题可能有多个正确答案，全对得4分，选对但不全得2分，选错或不选的0分）‎ ‎1.地球的地理两极与地磁两极并不完全重合,它们之间存在磁偏角,首先观测到磁偏角的是(　 　)‎ A.意大利航海家哥伦布 B.葡萄牙航海家麦哲伦 C.我国的航海家郑和 D.中国古代科学家沈括 ‎2.如图,一个环形电流的中心有一根通电直导线,则环受到的磁场力(　 　)‎ A.沿环半径向外 B.沿环半径向内 C.沿通电直导线水平向左 D.等于零 ‎3.如图所示,用两根相同的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 ‎4.如图所示,ab是水平面上一个圆的直径,在ab的正上方有一根通电导线ef,且ef平行于ab,当ef竖直向上平移时,穿过这个圆面的磁通量将(　 　)‎ A.逐渐变大 B.逐渐变小 C.始终为零 D.不为零,但始终保持不变 ‎5.如图,金属环A用绝缘轻绳悬挂,与长直螺线管共轴,并位于其左侧.若变阻器的滑片P向左移动,则(　 　)‎ A.金属环A向左运动,同时向外扩张 B.金属环A向左运动,同时向里收缩 C.金属环A向右运动,同时向外扩张 D.金属环A向右运动,同时向里收缩 ‎6.如图所示,一闭合直角三角形线框以速度v匀速穿过匀强磁场区域.从BC边进入磁场区开始计时,到A点离开磁场区止的过程中,线框内感应电流的情况(以逆时针方向为电流的正方向)是如图所示中的(　 　)‎ ‎7.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,被加速的质子从D形盒中央由静止出发,经交变电场加速后进入磁场.设质子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T,若忽略质子在电场中的加速时间,则下列说法正确的是(　 　)‎ A.如果只增大交变电压U,则质子在加速器中运行时间将变短 B.如果只增大交变电压U,则电荷的最大动能会变大 C.质子在电场中加速的次数越多,其最大动能越大 D.交变电流的周期应为T ‎8.如图所示,一个带正电荷的小球从a点出发水平进入正交垂直的匀强电场和匀强磁场区域,电场方向竖直向上,某时刻小球运动到了b点,则下列说法正确的是(　 　)‎ A.从a到b,小球可能做匀速直线运动 B.从a到b,小球可能做匀加速直线运动 C.从a到b,小球动能可能不变 D.从a到b,小球机械能增加 ‎9.用导线绕一圆环,环内有一用同样导线折成的内接正方形线框,圆环与线框绝缘,如图所示.把它们放在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于圆环平面(纸面)向里.当磁场均匀减弱时(　 　)‎ A.圆环和线框中的电流方向都为顺时针 B.圆环和线框中的电流方向都为逆时针 C.圆环和线框中的电流大小之比为∶1‎ D.圆环和线框中的电流大小之比为2∶1‎ ‎10.如图所示,两条电阻不计的平行导轨与水平面成θ角,导轨的一端连接定值电阻R1,匀强磁场垂直穿过导轨平面.一根质量为m、电阻为R2的导体棒ab,垂直导轨放置,导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,且R2 = nR1.如果导体棒以速度v匀速下滑,导体棒此时受到的安培力大小为F,则以下判断正确的是(　 　)‎ A.电阻R1消耗的电功率为 ‎ B.重力做功的功率为mgvcos θ C.运动过程中减少的机械能全部转化为电能 D.R2上消耗的功率为 ‎ 二、实验题（11题6分。12题8分，每空2分.共计14分）‎ ‎11.(6分)在用如图(甲)所示装置“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中:‎ ‎(1)本实验中需要用到的传感器是光电门传感器和__________ 传感器.‎ ‎(2)让小车以不同速度靠近螺线管,记录下光电门挡光时间Δt内感应电动势的平均值E,改变速度多次实验,得到多组Δt与E,若以E为纵坐标、__________为横坐标作图可以得到直线图像.‎ ‎(3)记录下小车某次匀速向左运动至最后撞上螺线管停止的全过程中感应电动势与时间的变化关系,如图(乙)所示,挡光时间Δt内图像所围阴影部分面积为S,增加小车的速度再次实验得到的面积S′__________(选填“>”“<”或“=”)S.‎ ‎12.(8分)物体的带电荷量是一个不易测得的物理量,某同学设计了如下实验来测量带电物体所带电荷量.如图(a)所示,他将一由绝缘材料制成的小物块A放在足够长的木板上,打点计时器固定在长木板末端,物块靠近打点计时器,一纸带穿过打点计时器与物块相连,操作步骤如下,请结合操作步骤完成以下问题.‎ ‎(1)为消除摩擦力的影响,他将长木板一端垫起一定倾角,接通打点计时器,轻轻推一下小物块,使其沿着长木板向下运动.多次调整倾角θ,直至打出的纸带上点迹　__________,测出此时木板与水平面间的倾角,记为θ0.‎ ‎(2)如图(b)所示,在该装置处加上一范围足够大的垂直纸面向里的匀强磁场,用细绳通过一轻小定滑轮将物块A与物块B相连,绳与滑轮摩擦不计.给物块A带上一定量的正电荷,保持倾角θ0不变,接通打点计时器,由静止释放小物块A,该过程可近似认为物块A带电荷量不变,下列关于纸带上点迹的分析正确的是　（ ）　　　.‎ A.纸带上的点迹间距先增加后减小至零 B.纸带上的点迹间距先增加后减小至一不为零的定值 C.纸带上的点迹间距逐渐增加,且相邻两点间的距离之差不变 D.纸带上的点迹间距逐渐增加,且相邻两点间的距离之差逐渐减少,直至间距不变 ‎(3)为了测定物体所带电荷量q ,除θ0、磁感应强度B外,本实验还必须测量的物理量有（ ）.‎ A.物块A的质量M B.物块B的质量m C.物块A与木板间的动摩擦因数μ D.两物块最终的速度v ‎(4)用重力加速度g,磁感应强度B,θ0和所测得的物理量可得出q的表达式为q =　　__________.‎ 三、计算题（8分+10分+13分+15分 = 46分）‎ ‎13.（8分）据报道,最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮,其原理如图所示.炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间,并与轨道壁接触良好,开始时炮弹在导轨的一端,通以电流后炮弹会被磁力加速,最后从位于导轨另一端的出口高速射出.设两导轨之间的距离d = 0.10 m,导轨长L= 5.0 m,炮弹质量m = 0.30 kg.导轨上的电流I的方向如图中箭头所示.可以认为,炮弹在轨道内运动时,它所在处磁场的磁感应强度始终为B=2.0 T,方向垂直于纸面向里.若炮弹出口速度为v = 2.0×103 m/s,求通过导轨的电流I的大小.忽略摩擦力与重力的影响.‎ ‎14.（10分） 如图1所示,在磁感应强度B=1.0 T的有界匀强磁场中(MN为边界),用外力将边长为L=10 cm的正方形金属线框向右匀速拉出磁场,已知在线框拉出磁场的过程中,ab边受到的磁场力F随时间t变化的关系如图2所示,bc边刚离开磁场的时刻为计时起点(即此时t=0).‎ 求:(1)将金属框拉出的过程中产生的热量Q;‎ ‎(2)线框的电阻R.‎ ‎15.(13分)如图所示,两个同心圆,半径分别为r和2r,在两圆之间的环形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.圆心O处有一放射源,放出粒子的质量为m、带电荷量为q,假设粒子速度方向都和纸面平行.‎ ‎(1)图中箭头表示某一粒子初速度的方向,OA与初速度方向夹角为60°‎ ‎,要想使该粒子经过磁场后第一次通过A点,则初速度的大小是多少?‎ ‎(2)要使粒子不穿出环形区域,则粒子的初速度不能超过多少?‎ ‎16.(15分)如图所示,水平面上两平行光滑金属导轨间距为L,左端用导线连接阻值为R的电阻.在间距为d的虚线MN,PQ之间,存在方向垂直导轨平面向下的磁场,磁感应强度大小只随着与MN的距离变化而变化.质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直导轨放置,在大小为F的水平恒力作用下由静止开始向右运动,到达虚线MN时的速度为v0.此后恰能以加速度a在磁场中做匀加速运动.导轨电阻不计,始终与导体棒接触良好.求:‎ ‎(1)导体棒开始运动的位置到MN的距离x;‎ ‎(2)磁场左边缘MN处的磁感应强度大小B;‎ ‎(3)导体棒通过磁场区域过程中,电阻R上产生的焦耳热QR.‎ ‎ 2020年10月月考高二物理答案 一、选择题（本题共10小题，共40分。 1—6题每题只有一个正确答案， 每小题4分，7—10题可能不止一个正确答案，全对得4分，选对但不全得2分，选错或不选的0分）‎ 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ 答案 D D C C B A AD CD AC AD 二、实验题（11题6分。12题8分，每空2分。两题共计14分）‎ ‎11、解析:(1)需要电压传感器测量感应电动势的平均值.‎ ‎(2)由于以不同速度磁铁靠近螺线管,Δt时间内磁通量变化量ΔΦ相同,由法拉第电磁感应定律公式E=n可知,E∝,故应该以为横轴 作图.‎ ‎(3)根据法拉第电磁感应定律公式E = n,面积S=E·Δt=n·ΔΦ,由于小车的初末位置不变,故面积为一个定值.‎ 答案: (1) 电压　 (2) 　 (3) = 评分标准:每空2分.‎ ‎12.解析:(1)此实验平衡摩擦力后,确定滑块做匀速直线运动的依据是,看打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是等间距的.‎ ‎(2)设A的质量为M,B的质量为m,没有磁场时,对A受力分析,A受到重力Mg、支持力、摩擦力.根据平衡条件可知f=Mgsin θ0,FN=Mgcos θ0,又因为f=μFN,所以μ= ‎ ‎ = =tan θ0;当存在磁场时,以A,B整体为研究对象,由牛顿第二定律可得(mg+Mgsin θ0)-μ(Bqv+Mgcos θ0)=(M+m)a 由此式可知,v和a是变量,其他都是不变的量,所以A,B一起做加速度减小的加速运动,直到加速度减为零后做匀速运动,即速度在增大,加速度在减小,最后速度不变.所以纸带上的点迹间距逐渐增加,说明速度增大;根据Δx=at2,可知,加速度减小,则相邻两点间的距离之差逐渐减小;匀速运动时,间距不变,选项D正确,A,B,C错误.‎ ‎(3)(4)根据(mg+Mgsin θ0)-μ(Bqv+Mgcos θ0)=(M+m)a,可得当加速度减为零时,速度最大,设最大速度为v,则(mg+Mgsin θ0)-μ(Bqv+‎ Mgcos θ0)= 0‎ 化简得q =,把μ=tan θ0代入,得q = ,由此可知为了测定物体所带电荷量q,除θ0、磁感应强度B外,本实验还必须测量的物理量有物块B的质量m和两物块最终的速度v.‎ 答案: (1)间距相等(或均匀)　 (2) D　 (3) BD　 (4) ‎ 评分标准:每空2分.‎ 三、计算题（8分+10分+13分+15分 = 46分）‎ ‎13.（8分）解析:在导轨通有电流I时,炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为F = IdB 根据动能定理有FL = mv2‎ 联立解得I = ‎ 代入题给数据得I = 6.0×105 A.‎ 答案:6.0×105 A ‎14.（10分）解析:(1)由图像可知,当t=0时刻ab边的受力最大,为F1=BIL = 0.02 N 则I = = A = 0.2 A 线框匀速运动,其ad边受到的安培力为阻力,大小即为F1,由能量守恒得 Q=W安 = F1L = 0.02×0.1 J = 2.0×10-3 J.‎ ‎(2)根据焦耳定律,有Q = I2Rt 则R = = Ω = 1.0 Ω.‎ 答案: (1)2.0×10-3 J　 (2)1.0 Ω ‎15.（13分）解析:(1)如图(甲)所示,设粒子在磁场中的轨道半径为R1,则由几何关系得R1 = ,‎ 又qv1B = m,‎ 得v1= .‎ ‎(2)如图(乙)所示,设粒子轨迹与磁场外边界相切时,粒子在磁场中的轨道半径为R2,则由几何关系有 ‎(2r-R2)2 = + r2,‎ 可得R2 = ‎ 又qv2B = m,‎ 可得v2 = ,‎ 故要使粒子不穿出环形区域,粒子的初速度不能超过 .‎ 答案: (1) 　 (2) ‎ ‎16.（15分）解析:(1)导体棒在磁场外,由动能定理有 Fx = m,‎ 解得x = .‎ ‎(2)导体棒刚进磁场时产生的电动势为E=BLv0由闭合电路欧姆定律有I = ‎ 又F安=ILB可得F安 = ‎ 由牛顿第二定律有F-F安 = ma 解得B = .‎ ‎(3)导体棒穿过磁场过程,由牛顿第二定律有F-F安=ma可得F安=F-ma,‎ F,a,m恒定,则安培力F安恒定,则导体棒克服安培力做功为W = F安d 电路中产生的焦耳热为Q=W电阻R上产生的焦耳热为QR = Q 解得QR = (F-ma).‎ 答案:(1)‎ ‎(2)‎ ‎(3)(F-ma) ‎