江苏省泰兴市第一高级中学2015-2016学年高二上学期限时训练（二）物理试题 Word版含答案

2015年秋学期限时训练（二）
高二物理（选修）
2015.12
一、单项选择题(本题共6小题，每小题3分，共18分．每小题只有一个选项符合题意)．
1.历史上有不少的科学家对“电学”与“磁学”的研究作出贡献，但真正把“电学”与“磁学”联系起来并通过实验验证“电”与“磁”的联系，发现电与磁间联系规律的科学家是（ ）
A.库仑和法拉第 B.奥斯特和法拉第
C.库仑、安培和奥斯特 D.安培、奥斯特和法拉第
2.如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，已知R0>r，为使电源的输出功率最大，应将滑动变阻器阻值调到（ ）
A．r 　B．r＋R0 C．r－R0 D．0
3.如图所示，在示波管下方有一根水平放置的通电直电线，则示波管中的电子束将　( )
A、向上偏转；
B、向下偏转；
C、向纸外偏转；　　
D、向纸里偏转．
4.如图所示电路中，R为一滑动变阻器，P为滑片，若将滑片向下滑动，则在滑动过程中，下列判断错误的是(　　)
A．R上消耗功率一定逐渐变小
B．灯泡L2一定逐渐变暗
C．电源效率一定逐渐减小
D．电源内电路消耗功率一定逐渐增大
5.如图所示，在一均匀磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动．杆ef及线框中导线的电阻都可不计．开始时，给ef一个向右的初速度，则（ 　)
A．ef将减速向右运动，但不是匀减速
B．ef将匀减速向右运动，最后停止
C．ef将匀速向右运动
D．ef将往返运动
6.如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，线圈c向右摆动 （ ）
A．向右或向左做匀速运动
B．向右或向左做减速运动
C．向右或向左做加速运动
D．只能向右做匀加速运动
二、多项选择题(本题共5小题，每小题4分，满分20分．每题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分)．
7．如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，一根通电直导线被水平悬挂在磁铁中心的正上方处，并且保持导线跟磁铁垂直。导线中所通电流方向如图中所示，磁铁保持静止状态。以下判断正确的是( )
A．磁铁受到向右的摩擦力作用
B．磁铁不受摩擦力作用
C．磁铁对桌面的压力大于自身的重力
D．磁铁对桌面的压力小于自身的重力
8．如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直，从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是(　　)
A．感应电流方向不变
B．CD段直导线始终不受安培力
C．感应电动势最大值Em＝Bav
D．感应电动势平均值＝πBav
9.如图（a），圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴。Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图（b）所示.P所受的重力为G，桌面对P的支持力为N，则
A．t1时刻N＞G B．t2时刻N＞G
C．t3时刻N＜G D．t4时刻N=G
10．如图是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连．现分别加速氘核（）和氦核（）（认为这两种粒子比荷相等）．下列说法中正确的是( )
A．它们的最大速度相等
B．它们的最大动能相等
C．它们在D形盒的磁场中运动一圈的时间相等
D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能
11. 如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一材料相同、粗细均匀的正方形导体框abcd．现将导体框先后朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框在上述两过程中，下列说法正确的是( )
A．导体框中产生的感应电流方向相同
B．通过导体框截面的电量相同
C．导体框中产生的焦耳热相同
D．导体框cd边两端电势差大小相同
三、实验题(本题共计20分．请将解答填写在答题卡相应的位置）
12.(10分)在“用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻”的实验中，提供的器材有：
A．干电池一节；
B．电流表(量程0.6A) ；
C．电压表(量程3V) ；
D．开关S和若干导线；
E．滑动变阻器R1(最大阻值20Ω，允许最大电流1A) ；
F．滑动变阻器R2(最大阻值200Ω，允许最大电流0.5A) ；
G．滑动变阻器R3(最大阻值2000Ω，允许最大电流0.1A) ；
（1）按图甲所示电路测量干电池的电动势和内阻，滑动变阻器应选 ▲ （填“R1”、“R2”或“R3”）．
（2）图乙电路中部分导线已连接，请用笔画线代替导线将电路补充完整．要求变阻器的滑片滑至最左端时，其使用电阻值最大．
（3）闭合开关，调节滑动变阻器，读取电压表和电流表的的示数．用同样方法测量多组数据，将实验测得的数据标在如图丙所示的坐标图中，请作出U I图线，由此求得待测电池的电动势E= ▲ V，内电阻r = ▲ Ω．（结果保留两位有效数字）
所得内阻的测量值与真实值相比 ▲ （填“偏大”、“偏小”或“相等”）
13.（10分）为了研究某导线的特性，某同学所做部分实验如下：
（1）用螺旋测微器测出待测导线的直径，如图甲所示，则螺旋测微器的读数为 ▲ mm；
（2）用多用电表直接测量一段导线的阻值，选用“×10”倍率的电阻档测量，发现指针偏转角度太大，因此需选择 ▲ 倍率的电阻档(选填“×1”或“×100”)，欧姆调零后再进行测量，示数如图乙所示，则测量值为 ▲ Ω；
（3）另取一段同样材料的导线，进一步研究该材料的特性，得到电阻R 随电压U变化图像如图丙所示，则由图像可知，该材料在常温时的电阻为 ▲ Ω；当所加电压为3.00V时，材料实际消耗的电功率为 ▲ W．(结果保留两位有效数字)
四、计算题(本题共4小题，共计62分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)
14.(14分)如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R的定值电阻。导体棒ab其电阻为，与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T，现使ab以V=10m/s的速度向右做匀速运动。求：
（1）ab中的感应电动势多大？　
（2）ab中的电流的方向如何？ab棒所受安培力方向如何？　
（3）若定值电阻R=3.0Ω，导体棒的电阻r=1.0Ω，则电路中的电流多大？R上消耗电功率多大？
15. (15分)如图所示的坐标系xOy中，x<0, y>0的区域内有沿x轴正方向的匀强电场，x ≥0的区域内有垂直于xOy坐标平面向外的匀强磁场，X轴上A点坐标为（－L，0)，Y轴上B点的坐标为(o,2L)。有一个带正电的粒子从A点以初速度vA沿y轴正方向射入匀强电场区域，经过B点进入匀强磁场区域，然后经x轴上的C点 (图中未画出）运动到坐标原点O。不计重力。求：
(1)粒子在B点的速度vB是多大？
(2)C点与O点的距离xc是多大？
(3)匀强电场的电场强度与匀强磁场的磁感应强度的比值是多大？
16.(16分)如图甲所示，在水平桌面上放置一边长L＝0.2 m的正方形闭合金属线圈abcd，线圈的匝数n＝10，质量m＝0.1 kg，总电阻R＝0.1 Ω，与水平桌面间的动摩擦因数μ＝0.2，线圈与水平面的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．线圈的右半边处于竖直向上的匀强磁场中，磁场的左边界MN与线圈ab、cd两边平行且距离相等．从t＝0时刻时，匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示．g取10 m/s2，求：
(1) t＝1 s时刻线圈中的感应电动势的大小E；
(2) t＝0 s至t＝3 s线圈中流过的电量q和线圈中产生的焦耳热Q；
(3) 线圈何时开始发生滑动，向什么方向滑动．
17、(17分)如图，光滑斜面的倾角= 30°，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长l1 = l m，bc边的边长l2= 0.6 m，线框的质量m = 1 kg，电阻R = 0.1Ω，线框通过细线与重物相连，重物质量M = 2 kg，斜面上ef线（ef∥gh）的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B = 0.5 T，如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef线和gh的距离s = 11.4 m，（取g = 10m/s2），求：（1）线框进入磁场前重物M的加速度；（2）线框进入磁场时匀速运动的速度v；（3）ab边由静止开始到运动到gh线处所用的时间t；（4）ab边运动到gh线处的速度大小和在线框由静止开始到运动到gh线的整个过程中产生的焦耳热．
高二物理（选修）限时训练（二）答题纸
12. (1)
(2) (3)
13. (1) （2） (3)
14.
15.
16.
17.
高二物理限时训练（二）参考答案
1—6 BDAAAB 7-11 BD ACD AD AC ABD
12、
（3）
13. （1）1.731(1.730~1.733) (2分) (2)×1 (2分) 22（或22.0） (2分)
(3)1.5 (2分) 0.78（0.70～0.80均给分） (2分)
14、解：（1）由
所以，中感应电动势为：
（2）由右手定则（或楞次定律）知 中电流由
由左手定则知 棒所受安培力方向为水平向左
（3）由欧姆定律：
电路中的电流为：
上消耗的功率：
15、（1）设粒子在A到B的过程中运动时间为t，在B点时速度沿x轴正方向的速度大小为vx，则2L=vAt vxt=L
解得：
（2）设粒子在B点的速度vB与y轴正方向的夹角为θ,则tanθ=vx/vy，
解得θ=45°；粒子在x≥0的区域内做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示，设轨道半径为R，由几何关系有
2Rsinθ=2L xc=2Rcosθ xc=2L
（3）设匀强电场强度为E，匀强磁场的磁感应强度为B，粒子质量为m，带电荷量为q，则
qEL=mvB2/2-mvA2/2 qvBB=mvB2/R 解得E/B=vA/2
16、解：(1) E＝n＝n＝0.02 V
(2) I＝＝0.2 A
q＝It＝0.6 C Q＝I2Rt＝0.012 J
(3) nBIL＝μmg?B＝＝0.5 T
根据图象规律可得t＝6 s，向左滑动
17、解：（1）线框进入磁场前，线框仅受到细线的拉力FT，斜面的支持力和线框重力，重物M受到重力和拉力FT．对线框，由牛顿第二定律得FT – mg sinα= ma Mg-FT=Ma
联立解得线框进入磁场前重物M的加速度= 5m/s2
（2）因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动，所以重物受力平衡Mg = FT′，
线框abcd受力平衡FT′= mg sinα + FA
ab边进入磁场切割磁感线，产生的电动势E = Bl1v，形成的感应电流
受到的安培力 联立上述各式得，Mg = mg sinα+
代入数据解得v=6 m/s
（3）线框abcd进入磁场前时，做匀加速直线运动；进磁场的过程中，做匀速直线运动；进入磁场后到运动到gh线，仍做匀加速直线运动．
进磁场前线框的加速度大小与重物的加速度相同，为a = 5 m/s2
I
a
b
c
B
线束
D型盒
离子源
高频电源
真空室
班 级_________
姓 名_________
考试号_________
装
订
线
座号