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江苏省扬州中学2016-2017学年第一学期12月份月考试卷
高二物理 (选修) 2016.12
一.单项选择题(每题4分,共24分)
1.首先发现电流的磁效应和电磁感应现象的物理学家分别是 ( )
A.安培和法拉第 B.法拉第和楞次
C.奥斯特和安培 D.奥斯特和法拉第
2.一台额定电压为U的电动机,它的电阻为R,正常工作时通过的电流为I,则 ( )
A.电动机t秒内产生的热量是Q=I2Rt
B.电动机t秒内产生的热量是Q=UIt
C.电动机的功率为P=I2R
D.电动机的功率为P=U2/R
3.通电导线周围某点的磁感应强度B与导线中电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比。如图所示,两根相距为R的平行长直导线,通以大小分别为2I、I,方向相同的电流。规定磁场方向垂直纸面向里为正,在Ox坐标轴上磁感应强度B随x变化的图线可能是( )
4. 如图(a)所示,半径为r的带缺口刚性金属圆环固定在水平面内,缺口两端引出两根导线,与电阻R构成闭合回路。若圆环内加一垂直于纸面变化的磁场,变化规律如图(b)所示。规定磁场方向垂直纸面向里为正,不计金属圆环的电阻。以下说法正确的是 ( )
A.0-1s内,流过电阻R的电流方向为a→b
B.1-2s内,回路中的电流逐渐减小
C.2-3s内,穿过金属圆环的磁通量在减小
D.t=2s时,Uab=
5.如图所示,L1和L2是两个相同的小灯泡。是一个自感系数相当大的线圈,其阻值与R相同.由于存在自感现象,在开关S接通和断开时,灯L1和L2先后亮暗的顺序是( )
A.接通时,L1先达最亮,断开时,L1先暗
B.接通时,L2先达最亮,断开时,L2后暗
C.接通时,L1先达最亮,断开时,L1后暗
D.接通时,L2先达最亮,断开时,L2先暗
6.如图所示,两平行导轨ab、cd竖直放置在匀强磁场中,匀强磁场方向竖直向上,将一根金属棒PQ放在导轨上使其水平且始终与导轨保持良好接触.现在金属棒PQ中通以变化的电流I,同时释放金属棒PQ使其运动.已知电流I随时间的关系为I=kt(k为常数,k>0),金属棒与导轨间的动摩擦因素一定.以竖直向下为正方向,则下面关于金属棒PQ的速度v、加速度a随时间变化的关系图象中,可能正确的是( )
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二.多项选择题(每题5分,共20分)
7.在如图所示的电路中,电源的负极接地,其电动势为E、内电阻为r,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,C为电容器,A、V为理想电流表和电压表.在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中,下列说法中正确的是 ( )
A.电压表示数变大 B.电流表示数变大
C.电容器C所带电荷量增多 D.a点的电势降低
8.设在我国某实验室的真空室内,存在匀强电场E和可看作匀强磁场的地磁场B,电场与地磁场的方向相同,其中地磁场磁感线的分布图如图所示,地磁场的竖直分量和水平分量分别竖直向下和水平指北,今有一带电的小球以v的速度在此区域内沿垂直场强方向沿水平面做直线运动,则下列说法正确的是( )
A.小球速度v的大小为 B.小球可能带正电
C.小球一定带负电 D.小球运动方向为自东向西
9.如图所示,一个质量为m、电荷量为e的粒子从容器A下方的小孔S,无初速度地飘入电势差为U的加速电场,然后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打在照相底片M上.下列说法正确的是( )
A.粒子进入磁场时的速率
B.粒子在磁场中运动的时间
C.粒子在磁场中运动的轨道半径
D.若容器A中的粒子有初速度,则粒子仍将打在照相底片上的同一位置
10.在倾角为的光滑斜面上,相距均为d的三条水平虚线、、,它们之间的区域Ⅰ、Ⅱ分别存在垂直斜面向下和垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,一个质量为m、边长为d、总电阻为R的正方形导线框,从上方一定高处由静止开始沿斜面下滑,当ab边刚越过进入磁场Ⅰ时,恰好以速度做匀速直线运动;当ab边在越过运动到之前的某个时刻,线框又开始以速度做匀速直线运动,重力加速度为g,在线框从释放到穿出磁场的过程中,下列说法正确的是 ( )
A.线框中感应电流的方向不会改变
B.线框ab边从运动到所用时间小于从运动到所用时间
C.线框以速度匀速直线运动时,发热功率为
D.线框从ab边进入磁场到速度变为的过程中,减少的机械能与线框产生的焦耳热的关系式是
三.实验题(每空3分,共30分)
11. 某同学做“测定电动势约2V内阻约几Ω的电池的电动势和内阻”实验。
(1)他采用如左图所示的实验电路进行测量。现有下列器材供选用:
A. 电压表(0~15 V,内阻约20 kΩ) B. 电压表(0~3 V,内阻约10kΩ)
C. 电流表(0~0.6 A,内阻约0.4 Ω) D. 电流表(0~3 A,内阻约1 Ω)
E. 滑动变阻器(500 Ω,1 A) F. 滑动变阻器(20 Ω,2 A)
实验中所用电压表应选 ,电流表应选用 1.5
0.50
2.5
0
0.10
0.40
I/A
1. 0
2.0
0.20
0.30
0.50
U/V
,滑动变阻器应选用 .(填字母代号)
A
V
R
E r
S
(2)根据实验数据做出U-I图象,如图所示,蓄电池的电动势E= V,内电阻r= Ω。(结果保留2位有效数字)
(3)这位同学对以上实验进行了误差分析。其中正确的是 。
A. 实验产生的系统误差,主要是由于电流表的分压作用
B. 实验产生的系统误差,主要是由于电压表的分流作用
C. 实验测出的内阻大于真实值
D. 实验测出的电动势小于真实值
12. 请写出游标卡尺和螺旋测微器的读数
(1) mm (2) mm
13. 某同学想要描绘标有“3.8 V,0.3 A”字样小灯泡L的伏安特性曲线,要求测量数据尽量精确,绘制曲线完整,可供该同学选用的器材除了开关、导线外,还有:
电压表V1(量程0~3 V,内阻等于3 kΩ) 电压表V2(量程0~15 V,内阻等于15 kΩ)
电流表A1(量程0~200 mA,内阻等于10 Ω) 电流表A2(量程0~3 A,内阻等于0.1 Ω)
滑动变阻器R1(0~10 Ω,额定电流2 A) 滑动变阻器R2(0~1 kΩ,额定电流0.5 A)
定值电阻R3(阻值等于1 Ω) 定值电阻R4(阻值等于10 Ω) 定值电阻R5(阻值等于1 kΩ)
电源E(E=6 V,内阻不计)
①请画出实验电路图,并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。
②该同学描绘出的I–U图象应是下图中的______。
四.计算题
14.(15分)如图所示,两根电阻不计的光滑金属导轨MAC、NBD水平放置,MA、NB间距L=0.4m,AC、BD的延长线相交于E点且AE=BE,E点到AB的距离d=6m,M、N两端与阻值R=2Ω的电阻相连,虚线右侧存在方向与导轨平面垂直向下的匀强磁场,磁感应强度B=1T。一根长度也为L=0.4m、质量m=0.6kg、电阻不计的金属棒,在外力作用下从AB处以初速度沿导轨水平向右运动,棒与导轨接触良好,运动过程中电阻R
上消耗的电功率不变,求:
(1)电路中的电流I;
(2)金属棒向右运动d/2过程中克服安培力做的功W;
(3)金属棒向右运动d/2过程所经历的时间t。
15.(15分)如图所示,质量为m的金属块,带电荷量为+q,以某一初速度沿水平方向进入电场与磁场的空间,匀强磁场的方向垂直纸面向外,电场方向水平(图中未标出、向左或向右),金属块由A点沿绝缘板做匀速直线运动,至B点与开关相碰,瞬间立刻切断电源,使电场消失,但保留磁场,金属块由于碰撞原因,动能变为原来的四分之一,并能匀速沿原路返回A点,已知往返总时间为t,金属块与绝缘板间的动摩擦因数为μ,AB长为L,求:⑴磁感应强度B的大小;⑵场强E;⑶克服摩擦力做的功。
16.(16分) 如图a所示,匀强磁场垂直于xOy平面,磁感应强度B1按图b所示规律变化(垂直于纸面向外为正).t=0时,一比荷为C/kg的带正电粒子从原点沿y轴正方向射入,速度大小,不计粒子重力。
(1)求带电粒子在匀强磁场中运动的轨道半径;
(2)求时带电粒子的坐标;
(3)保持b中磁场不变,再加一垂直于xOy平面向外的恒定匀强磁场B2,其磁感应强度为0.3T,在t=0时,粒子仍以原来的速度从原点射入,求粒子回到坐标原点的时刻。
图b
t/×10-4s
B1/T
0
0.5
-0.5
命题人:金年庆 审核人:吴梦雷
江苏省扬州中学2016-2017学年第一学期12月份月考答案
高二物理 (选修)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
A
B
D
C
B
ABD
CD
AC
BC
11. (1)B;C;F(2)2.0v,3.7Ω或3.8Ω;(3)BD
12.(1) 0.65mm (2)1.450mm
13. ①电路如图 ②B
【解析】①用电压表V1和R5串联,可改装成量程为的电压表;用电流表A1与R4并联可改装为量程为的电流表;待测小灯泡工作阻值与电流表阻值同一数量级,故采用电流表外接法;为使曲线完整,滑动变阻器应采用分压接法,故选择总阻值小的R1,电路如图。
②小灯泡灯丝的电阻随温度升高而变大,故该同学描绘出的I–U图线应该是B。
14. 【答案】(1)0.4A(2)0.36J (3)1.125s。
【解析】(1)金属棒开始运动时产生感应电动势E=BLv0=1×0.4×2=0.8V;
电路中的电流;
(2)金属棒向右运动运动距离为x时,金属棒接入电路的有效长度为L1,由几何关系可得:
此时金属棒所受安培力为:
作出F-x图象,由图象可得运动d/2过程中确服安培力所做的功为:
(3),t=1.125s
15. ,,
16.【答案】(1)1m(2)(3.41m,-1.41m)(3) (n=0,1,2,…)
【解析】(1)带电粒子在匀强磁场中运动,洛仑兹力提供向心力,[来源:学
代入数据解得:r =1m
(2)带电粒子在磁场中运动的周期,s
在0~s过程中,粒子运动了,圆弧对应的圆心角,
在s ~s过程中,粒子又运动了,圆弧对应的圆心角,
轨迹如图a所示,根据几何关系可知,横坐标:
纵坐标:
带电粒子的坐标为(3.41m,-1.41m)
(3)施加B2=0.3T的匀强磁场与原磁场叠加后,如图b所示,
t/×10-4s
B /T
O
0.8
-0.2
图b
x
y
O
v
图c
①当(n=0,1,2,…)时, s
②当(n=0,1,2,…)时,
粒子运动轨迹如图c所示,则粒子回到原点的时刻为
(n=0,1,2,…)