重庆市永川区2018-2019学年高二下学期期末考试考前测试卷（一）物理试题 18页

高二年级期末物理考前测试卷（一）‎ 一、选择题：（每小题至少有一个选项是正确的，请把正确的答案填入答题卡中，每小题4分，共40分，漏选得2分，错选和不选得零分）‎ ‎1.关于通电直导线所受的安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系，下列说法中正确的是 A. F与B、I的三者必定均相互垂直 B. F必定垂直于B、I，但B不一定垂直于I C. B必定垂直于F、I，但F不一定垂直于I D. I必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：根据左手定则拇指，四指以及磁场方向的关系判断 根据左手定则可知安培力的方向一定垂直于磁场和电流方向，但是磁场方向不一定和电流方向垂直，B正确．‎ ‎2.如图所示，把一通电直导线放在蹄形磁铁的两个磁极上方，导线可以自由地沿各个方向移动或转动，如果电流方向自左向右，导线的右端垂直纸面向里转，则（ ）‎ A. 转到与纸面垂直后导线再向下移动 B. 导线在转动过程的同时就向下移动 C. 磁铁右端的磁极是N极 D. 磁铁左端的磁极是N极 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】根据如图所示的导线所处的特殊位置判断其运动情况，将导线AB从两极的中间O 分成两段，电流方向自左向右，导线的右端垂直纸面向里转，根据左手定则可以判断磁铁左端的磁极是N极；‎ 根据导线转过90°时的特殊位置判断其上下运动情况.如图所示，导线AB此时所受安培力方向竖直向下，导线将向下运动.‎ 由上述两个特殊位置的判断可知，当导线不在上述的特殊位置时，所受安培力使AB逆时针转动的同时还要向下运动.‎ A.A项与上述分析结论不相符，故A不符合题意；‎ B.B项与上述分析结论相符，故B符合题意；‎ C.C项与上述分析结论不相符，故C不符合题意；‎ D.D项与上述分析结论相符，故D符合题意。‎ ‎3.如图中画出的是穿过一个闭合线圈的磁通量随时间的变化规律，以下哪些认识是正确的(　　)‎ A. 第0.6 s末线圈中的感应电动势是4 V B. 第0.9 s末线圈中的瞬时电动势比0.2 s末的小 C. 第1 s末线圈的瞬时电动势为零 D. 第0.2 s末和0.4 s末的瞬时电动势的方向相同 ‎【答案】A ‎【解析】‎ A：由法拉第电磁感应定律知：感应电动势可知：0.3～0.8 s内，则0.6 s末线圈中的感应电动势大小是4 V。故A项正确。‎ B：图象的斜率表示电动势的大小，由图象知第0.9 s末线圈中的瞬时电动势比0.2 s末的大。故B项错误。‎ C：第1 s末线圈的磁感强度为零，但磁通量的变化率不为零，电动势不为零。故C项错误。‎ D：第0.2 s末和0.4 s末的图象斜率一正一负，瞬时电动势的方向相反。故D项错误。‎ ‎4.如图所示，MN是一根固定的通电长直导线，电流方向向上，今将一金属线框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线左边，两者彼此绝缘．当导线中的电流突然增大时，线框整体受力情况为( )‎ A. 受力向右 B. 受力向左 C. 受力向上 D. 受力为零 ‎【答案】A ‎【解析】‎ MN导线两端的磁场对称，所以线框中总磁通量方向垂直纸面向外，当导线中的电流突然增大时，磁场增强，根据楞次定律，线框要阻碍增强，有向右运动的趋势，B正确。‎ ‎5.在光滑绝缘的水平面上，一绝缘轻绳拉着一个带电小球，绕轴O在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，俯视如图所示。若小球运动到A点时，绳子突然断开，关于小球在绳子断开后的可能运动情况，下列说法正确的是（ ）‎ A. 若带正电，小球做顺时针方向的匀速圆周运动 B. 若带负电，小球做顺时针方向的匀速圆周运动 C. 若带正电，小球做逆时针方向的匀速圆周运动，半径变小 D. 若带正电，小球做逆时针方向的匀速圆周运动，半径增大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】ACD.若小球带正电，则小球所受的洛伦兹力指向圆心，开始时，拉力可能为零，绳断后，仍然洛伦兹力提供向心力，逆时针做圆周运动，半径不变．若开始靠洛伦兹力和拉力的合力提供向心力，绳断后，拉力减小为零，小球靠洛伦兹力提供向心力，速度的大小不变，半径变大，故AC不符合题意，D符合题意；‎ B. 如果小球带负电，则小球所受洛伦兹力方向背离圆心，绳子断后，小球做顺时针的匀速圆周运动，故B符合题意。‎ ‎6.如下图所示，条形磁铁放在桌子上，一根通电直导线由S极的上端平移到N极的上端的过程中，导线保持与磁铁垂直，导线的通电方向如图，则在这个过程中磁铁受到的摩擦力（保持静止）(　 　)‎ A. 为零. B. 方向由左变为向右.‎ C. 方向保持不变. D. 方向由右变为向左.‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 首先磁铁上方的磁感线从N极出发回到S极，是曲线，直导线由S极的上端平移到N极的上端的过程中，电流的受力由左上方变为正上方再变为右上方，根据牛顿第三定律磁铁受到的力由右下方变为正下方再变为左下方，磁铁静止不动，所以所受摩擦力方向由向左变为向右。B正确。‎ ‎7.沿着光滑的长直水平轨道放一个条形磁铁，质量为M，它的正前方隔一定距离在轨道上再放质量为m的铝块。给铝块一个初速度v0使它向着磁铁一个磁极运动，如图。假如有碰撞时认为不损失机械能且只考虑在轨道上的情况，以下说法可能的是 A. 铝块将保持v0不变撞到磁铁上 B. 铝块的速度减到 为止 C. 铝块与磁铁最后的总动能是 ‎ D. 铝块和磁铁将沿同方向运动 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由于铝块的移动，导致产生感应电动势，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其速度越来越小，故A不符合题意；‎ BD.铝块与磁铁组成的系统动量守恒，当两者速度相等时，穿过铝块磁通量不变，不产生感应电流，没有安培阻力，两者沿同一方向匀速运动。‎ 由动量守恒定律得：‎ 解得：‎ 故BD符合题意；‎ C. 铝块与磁铁相对运动过程中，一部分机械能转化为电能，最终转化为内能，则：铝块与磁铁最后的总动能小于，故C不符合题意。‎ ‎8.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程为y＝x2，其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y＝a的直线(图中的虚线所示)，一个质量为m的小金属块从抛物线y＝b(b＞a)处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是(　 　)‎ A. mgb B. mv2‎ C. mg(b－a)‎ D. mg(b－a)＋mv2‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：圆环最终在y=a以下来回摆动，以y=b（b＞a）处为初位置，y=a处为末位置，知末位置的速度为零，在整个过程中，重力势能减小，动能减小，减小的机械能转化为内能，根据能量守恒得，Q=mg（b﹣a）+mv2．故D正确，A、B、C错误．‎ 故选D．‎ ‎9.如图所示，平行线PQ、MN之间有方向垂直纸面向里的匀强磁场，电子从P沿平行于PQ且垂直于磁场方向射入磁场，其中速率为v1的电子与MN成60°角，速率为v2的电子与MN成45°角射出磁场，v1：v2等于（ ）‎ A. （2—）：1 B. （—1）：1 C. ：1 D. ：‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】设带电粒子与MN之间的夹角为θ，做匀速圆周运动的半径为r 由几何关系可知 解得：‎ 带电粒子做匀速圆周运动半径 联立可得：‎ A. （2—）：1与上述计算结果（2—）：1相符，故A符合题意； ‎ B. （—1）：1与上述计算结果（2—）：1不相符，故B不符合题意； ‎ C. ：1与上述计算结果（2—）：1不相符，故C不符合题意； ‎ D. ：与上述计算结果（2—）：1不相符，故D不符合题意。‎ ‎10.如图所示，矩形线框从a由静止下落，在穿越磁场区域时，先后经过b、c、d，由图可知（ ）‎ A. 线框在c处和在a处的加速度一样大 B. 线框在b、d处的加速度小于g C. 线框在磁场区域内做匀速直线运动 D. 线圈在磁场中下落时始终受到一个竖直向上的阻力 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】ACD. 线框在c处磁通量不变，没有感应电流，没有一个竖直向上的阻力，只受重力，加速度是重力加速度，与a处的加速度一样大，不会是匀速运动，故A符合题意，CD不符合题意；‎ B.若线框在b、d处速度很大，感应电动势也很大，感应电流很大，安培力也很大，若安培力大于2倍的重力，那么线框在b、d处的加速度大于g，故B不符合题意。‎ 二、填空题（每空3分，共27分，请把答案填写在题中横线上）‎ ‎11.一个电压表VA的内阻RA＝1000Ω，量程为1.0V，现要利用电阻箱扩大它的量程，改装成量程为3.0V的电压表. 改装后，再用一量程为3.0V的精确的电压表VB对改装后的电压表的所有刻度进行校准. 除了这两个电压表VA、VB外，还有下列一些器材：‎ 电源　E（电动势约为6V，内阻较小）‎ 变阻器　R（总电阻约10Ω）‎ 电阻箱　R0（1－9999Ω）‎ 电键　K 导线若干 ‎（1）下面是以上器材和两个电压表VA、VB的实物示意图. 试在图中画出连线，连成进行校准时的实验电路________.‎ ‎（2）图中电阻箱的取值等于______Ω.‎ ‎【答案】 (1). （1） (2). （2）2000‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）因为改装后的电压表需要校对先必须将电压表V1与电压表V2并联，以保证两表的读数始终相等，则电压表VA 的读数必须从零开始，故变阻器应采用分压接法．实物图如图所示：      （2）串联电路的分压规律可求出串联电阻的阴值：即    R0＝(n−1)RA＝(−1)RA＝2000Ω ‎12.如图是一种光电计数装置的原理图，被计数的制品放在传送带上，光源安装在传送带的一侧，光电计数装置安装在传送带的另一侧。每当传送带上有一个制品通过时，光线被挡住，电磁铁放开衔铁，计数齿轮转过一齿，计数器自动把制品数目记下来。试说明这种计数装置的工作原理_______。‎ ‎【答案】见解析 ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]当物品通过时，物品挡住光线，使光电管中无光电流产生，电路中无电流，电磁铁放开齿轮，让齿轮转过一格，计下一个数；当无物品通过时，光线照到光电管上，使光电管中有光电流产生，电磁铁吸引衔铁，卡住齿轮，计数齿轮不转就不计数。‎ ‎13.光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用。街道路灯自动控制就是应用之一，如图所示电路为模拟电路，其中A为一光敏电阻，B为电磁继电器，C为电流放大器，D为路灯。请连成正确的电路，达到日出路灯熄、日落路灯亮的效果。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 当有光照射时，光电流经过放大器输出一个较大的电流，驱动电磁继电器吸合，使两个触点断开；当无光照时，光电流减小，放大器输出电流减小，电磁继电器释放衔铁，使两个触点闭合，控制路灯电路接通，路灯开始工作；‎ 电路如图所示 三、计算题（本题共7小题，共90分，解答应写明必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）‎ ‎14.如图所示，在光滑水平面上方有磁感应强度为B的匀强磁场，质量为m的不带电的小球甲，以水平向右的速率与质量也为m带电+q的静止小球乙发生正碰，后合为一体。若在碰后两球对水平面恰好无压力，则碰前甲球的速率为多少？若乙球以同样的速率向左运动与静止的甲发生正碰，合为一体后对水平面的压力为多少？‎ ‎ ‎ ‎【答案】 4mg ‎【解析】‎ ‎【详解】设甲碰撞前的速度为v0，碰后共同速度为v，则据动量守恒定律得 mv0=2mv 又由碰后两球对桌面无压力，则有 ‎2mg=qvB 联立解得：‎ v0=‎ 若乙球向左运动碰甲球，碰后速率仍为v，则 N=qvB+2mg 解得 N=4mg 据牛顿第三定律可得，对水平面的压力为4mg ‎15.串列加速器是用来产生高能离子的装置，图中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管的中部b处有很高的正电势U，a、c两端均有电极接地（电势为零）。现将速度很低的负一价碳离子从a端输入，当离子到达b处时，可被设在b处的特殊装置将其电子剥离，成为n价正离子，而不改变其速度大小。这些正n价碳离子从c端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感强度为B的匀强磁场 中，在磁场中做半径为R的圆周运动，已知碳离子的质量m=2.0×10-26㎏，U=7.5×105V，B=0.50T，n=2，基元电荷e=1.6×10-19C ,求R。‎ ‎【答案】0.75m ‎【解析】‎ 由动能定理：eU= ‎ neU=-eU ‎ ‎（n+1）eu=‎ v2= ‎ 解得：R====0.75m ‎16.如图两条相互平行的相距为0.2m的光滑金属导轨，置于方向竖直向上、磁感应强度B=1T的匀强磁场中。在轨道的水平部分和倾斜部分各放置一根质量均为40g，电阻均为0.5Ω的细金属棒，若金属导轨的电阻不计，导轨倾角为37°，为了使AB棒静止，CD棒应以多大的速度向什么方向运动？ ‎ ‎【答案】7.5m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】对AB棒进行受力分析得 又由得 据左手定则可判断AB中的电流垂直纸面向里，则CD中的电流应是垂直纸面向外，然后据右手定则得CD棒应向右运动。又由 ‎ ‎ 代入数据得：‎ v=7.5m/s ‎17.如图所示，直角三角形导线框abc固定在匀强磁场中，ab是一段长为l、电阻为R的均匀导线，ac和bc的电阻可不计，ac长度为。磁场的磁感强度为B，方向垂直纸面向里。现有一段长度为、电阻为的均匀导体杆MN架在导线框上，开始时紧靠ac，然后沿ab方向以恒定速度υ向b端滑动，滑动中始终与ac平行并与线框保持良好接触。当MN滑过的距离为时，导线ac中的电流是多大？方向如何？‎ ‎【答案】方向a→c ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析：‎ MN滑过的距离为L/3时，它与bc的接触点为P，如下图所示 由图可知MP长度L/3，‎ MP中的感应电动势为：‎ MP段电阻为：r=‎ 和两电路的并联电阻为 由欧姆定律，PM中的电流为：‎ 由分流得ac中电流为：，‎ 解得 考点：本题考查瞬时感应电动势，闭合电路欧姆定律 点评：电磁感应与电路的结合问题，关键是弄清电源和外电路的构造，然后根据电学知识进一步求解 ‎18.电子自静止开始经M、N两板间（两板间电压为U）的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示.求匀强磁场的磁感应强度.（已知电子的质量为m，电量为e）‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 电子经电场加速后 ymv2=eU 电子进入磁场后 R=‎ R2=d2+(R-L)2‎ B=.‎ ‎19.‎ ‎ 为了测量列车运行的速度和加速度的大小，可采用如图（a）所示的装置，它是由一块安装在列车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量仪组成的（测量仪未画出）。当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，就能求出列车在各位置的速度和加速度。假设磁体端部磁感强度为B=0.004T，且全部集中在端面范围内，与端面垂直，磁体宽度与线圈宽度相同，且都很小，线圈匝数n=5，长L=0.2m，电阻0.4Ω（包括引线电阻），测试记录下来的电流-位移图象如图（b）所示。‎ 试求：⑴在离O（原点）30m，130m处列车的速度v1和v2的大小；⑵假设列车是匀变速运动，求列车加速度的大小。‎ ‎【答案】（1），‎ ‎（2）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）列车车头底部的强磁体通过线圈时，在线圈中产生感应电动势和感应电流，根据公式可得：从图中可读出距O点30 m、130 m处的电流分别为I1="0.12" A，I2="0.15" A，代入数据可得出：，.‎ ‎（2）根据匀速运动公式从图中读出s="100" m,所以 考点：导体切割磁感线时的感应电动势；匀变速直线运动的速度与位移的关系 ‎20.如图所示，磁流体发电机的通道是一长为L的矩形管道，其中通过电阻率为ρ的等离子体，通道中左、右一对侧壁是导电的，其高为h，相距为a，而通道的上下壁是绝缘的，所加匀强磁场的大小为B，与通道的上下壁垂直.左、右一对导电壁用电阻值为r的电阻经导线相接，通道两端气流的压强差为Δp，不计摩擦及粒子间的碰撞，求等离子体的速率是多少.‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】等离子体通过管道时，在洛伦兹力作用下，正负离子分别偏向右、左两壁，由此产生的电动势等效于金属棒切割磁感线产生的电动势，其值为 E=Bav 且与导线构成回路，令气流进出管时的压强分别为p1、p2，则气流进出管时压力做功的功率分别为p1Sv和p2Sv，其功率损失为 p1Sv-p2Sv=ΔpSv 由能量守恒，此损失的功率完全转化为回路的电功率，即 ΔpSv==‎ 又 S=ha R=ρ+r 代入上式中得 v=‎ ‎ ‎