河北省广平一中2015—2016学年第一学期高二年级物理第四次月考试卷
一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分．1-7小题是单选，8-12小题是多选)
1.物理学的基本原理在生产生活中有着广泛的应用。下面列举的四件器件中，利用电磁感应原理工作的是 （ ）
A.回旋加速器 B.电磁炉 C.质谱仪 D.示波管
2.形成雾霾天气的主要污染物是PM2.5，为了研究PM2.5的相关性质，某实验小组在实验中让一带电PM2.5颗粒（重力不计），垂直射入正交的匀强电场和磁场区域，如图所示，其中M、N为正对的平行带电金属板，结果它恰能沿直线运动．则（ ）
A.M板一定带正电
B.PM2.5颗粒一定带正电
C.若仅使PM2.5颗粒的带电量增大，颗粒一定向M板偏移
D.若仅使PM2.5颗粒的速度增大，颗粒一定向N板偏移
3.如图1所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则 （ ）
A．磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力
B．磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用
C．作用磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用
D．磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用
4.取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图（a）所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图（b）所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为 （ ）
（a）
（b）
A．0 B．0.5B
C．B D．2 B
5.如图所示，两根平行放置的长直导线和载有大小相同方向相反的电流，受到的磁场力大小为，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，受到的磁场力大小变为，则此时受到的磁场力大小变为 （ ）
A B C D
6.如图所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右做匀速运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势E与导体棒的位置x关系的图像是（ ）
7.如图所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角，若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是 （ ）
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
O
B
x
y
v
A．，正电荷 B．，正电荷
5
C．，负电荷 D．，负电荷
8.矩形导线框abcd放在匀强磁场中，在外力控制下静止不动，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图甲所示。t=0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里；在0～4s时间内，线框ab边受匀强磁场的作用力随时间变化的图象(力的方向规定以向左为正方向)是图中的 ( )
d
a
b
c
B
t/s
0
2
4
图甲
F
t/s
0
2
4
A
F
t/s
0
2
4
B
F
t/s
0
2
4
C
F
t/s
0
2
4
D
9.如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度，两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面，下面对于两管的描述中可能正确的是 （ ）
A.A管是用塑料制成的、B管是用铜制成的
B.A管是用铝制成的、B管是用胶木制成的
C.A管是用胶木制成的、B管是用塑料制成的
D.A管是用胶木制成的、B管是用铝制成的
10.如图7所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以 （ ）
A.将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极
B.将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极
C.将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极
D.将a、c端接在交流电源的一端，b、d接在交流电源的另一端
11.如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F，此时 ( )
B
a
b
R1
R2
θ
θ
A.电阻R2消耗的热功率为Fv
B.电阻R1消耗的热功率为Fv
C.整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθ
D.整个装置消耗的机械功率为（F＋μmgcosθ）v
12.如图所示，一电子以初速度v沿与金属板平行的方向飞入MN极板间，发现电子向M板偏转，则可能是 ( )
A.电键S闭合瞬间
B.电键S由闭合到断开瞬间
C.电键S是闭合的，变阻器滑片P向左迅速滑动
D.电键S是闭合的，变阻器滑片P向右迅速滑动
二、 填空题（共18分，每空3分，作图3分）
13.用如图甲所示电路，测定一节电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
（a）电流表（量程0.6A）；（b）电压表（量程3V）；
（c）定值电阻（阻值1Ω、额定功率5W）；
（d）滑动变阻器（阻值范围0～10Ω、额定电流2A）；
5
（e）滑动变阻器（阻值范围0～1000Ω、额定电流1A）．
那么：
（1）R应选择阻值范围是 （选填d、或e）的滑动变阻器．
（2）为使电压表读数增大，滑动变阻器滑动端应向 （选填a、或b）滑动，电流表的内阻对测量结果是否有影响 （填“有” “无”）
（3）根据实验记录，画出的U﹣I图线如图（乙）所示，从中可求出待测电池的电动势为 V，内电阻为 Ω（结果保留到小数点后二位）
（4）若因电池的内阻较小，调节过程电压表的变化不明显，影响测量的准确度，为使测量的准确度提高，请你按原有的实验器材对电路进行改进并在图（丙）中画出电路图．
二、 计算题
14.（10分）如图所示，ab、cd、ef是同一竖直平面的三条水平直线，它们之间的距离均为d=0.3m，ab与cd之间的区域内有水平向右的匀强电场，在cd与ef之间的区域内有方向垂直竖直面向里的匀强磁场．一个不计重力、比荷=3×108c/kg的带正电粒子以初速度vo=3×106 m/s垂直ab射入电场，粒子经过电场后，速度方向与cd成30°角进入磁场，最后垂直于ef离开磁场．求：
（1）匀强电场的场强E的大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（3）粒子从ef离开磁场时出射点与从ab进入电场时的入射点间的水平距离．
15.（12分）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距离L=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面与水平面成30°角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，且都与导轨始终有良好接触。已知两金属棒质量均为m=0.5kg，电阻相等且不可忽略。整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B=4T，金属棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而金属棒cd恰好能够保持静止。取g=10m／s，求：
（1）通过金属棒cd的电流大小、方向；
（2）金属棒ab受到的力F大小；
（3）若金属棒cd的发热功率为1.25W，金属棒ab的速度。
16. （12分）如图，一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关
5
与一电动势为12V的电池相连，电路总电阻为2Ω。已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm，重力加速度大小取。判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向,并求出金属棒的质量。
物理答案
第二题、填空题
（1）d；（2）b；无；（3）1.44；0.57；（4）如图所示；
第三题、计算题
14、（1）粒子在电场中做类平抛运动：L=v0t①qE=ma②vx=at③
④
联立①②③④式解得：⑤
（2）粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设半径为r，则：⑥
⑦
⑧
联立⑥⑦⑧式解得：⑨
（3）在电场中，粒子沿水平方向偏移的距离⑩
如图所示，粒子在磁场沿水平方向偏移距离x2
据几何关系：x2=r﹣rsin30°（11）
5
粒子从ef边离开磁场时出射点与ab边的入射点间的水平距离：x=x1+x2（12）
解得：（13）
15、(1)棒cd受到的安培力为：Fcd=BIL ①
棒cd在共点力作用下平衡，则：Fcd=mgsin30° ②
由①②式，代入数据解得：I=1.25 A ③
根据楞次定律可知，棒cd中的电流方向由d至c ④
(2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等，即：Fab=Fcd
对棒ab，由共点力平衡知：F=mgsin30°+BIL ⑤
代入数据解得：F=5N ⑥
(3)金属棒发热功率P=I2R
金属棒ab匀速运动的速度大小为v时，其产生的感应电动势E=BLv
由闭合电路欧姆定律知I= 代入数据解得v=1m/s
16、金属棒通电后，闭合回路电流
导体棒受到安培力
根据安培定则可判断金属棒受到安培力方向竖直向下
开关闭合前
开关闭合后
5
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