荆州中学高二元月期末考
物 理 试 题
一、选择题（10×5分=50分。1---7题为单选题，8—10题为多选题）
1.电磁感应知识及其应用的下列说法错误的是 （ ）
A. 楞次定律告诉我们，感应电流的效（结）果总是要反抗引起感应电流的原因
B. 磁电式电流表、电压表中线圈要绕在铝框上一个重要原因是利用电磁阻尼
C.在电磁炉上加热食品须使用金属器皿，是因金属在交变磁场中产生涡流发热
D. 对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈中产生的自感电动势一定越大
O
2.设每个通电 的圆环在圆心处产生的磁场的磁感应强度都为 B0。如图，两个相互绝缘的都通有电流 的圆环相互垂直放置，则这两个圆环中心处的磁场磁感应强度为（ ）
A. B0 方向斜向右上方 B. 方向斜向后上方
C. 方向斜向左上方 D. 2 B0 方向斜向后下方
3.如图所示，A、B、C是一条电场线上的三个点，电场线的方向由A指向C，A、B之间的距离等
于B、C之间的距离．A、B、C三点的电场强度的大小和电势分别用EA、EB、EC和φA、φB、φC表示，则 （ ）
A B C
A．EA=EB=EC B．EA＞EB＞EC
C．φA＞φB＞φC D．φA-φB=φB-φC
4.我们位于地球的北半球，曾经在教室的天花板上装有吊扇。假设吊扇的各叶片水平，只考虑该处地磁场的竖直分量，设地磁场磁感应强度的竖直分量的大小为B，叶片的长度为L，中间圆盘半径为R。电扇使用时转动的频率为f，逆着地磁场竖直分量的方向看吊扇，其叶片按逆时针方向转动，叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示，用E表示每个叶片上的感应电动势，则 （ ）
A．E=πf (L + R )LB ，且a点电势高于b点电势
B．E=2πf(L –R )LB ，且a点电势高于b点电势
C．E=2πfL ( L - 2R ) B ，且a点电势低于b点电势
D．E=πfL ( L + 2R ) B ， 且a点电势低于b点电势
N
M
B
5.如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为．
如果仅改变下列某一个条件，角的相应变化情况是（ ）
A．棒中的电流变大，角变大 B．两悬线等长变短，角变小
C．金属棒质量变大，角变大 D．磁感应强度变大，角变小
6.边长为L的闭合正三角形金属框架，左边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直框架平面向里 的匀强磁场中. 现用外力F把框架水平匀速拉出磁场（如图），若用E表示感应电动势大小，P表示外力的功率，则各物理量与框架运动位移x的关系图像正确的是 （ ）
E
D
B
O
v
x
O
FF
x
O
E
x
O
P
x
A
C
7. 一闭合线圈放在匀强磁场中，线圈的轴线与磁场方向成θ角，如图所示，磁场的磁感应强度随时间均匀变化。在下述几种方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是( )
A.仅把线圈匝数增加一倍 B. 仅把线圈面积增加一倍
C.仅把线圈直径增加一倍 D. 仅把线圈电阻率增加一倍
8.中国科学家首次观察到反常霍尔效应．以下来分析一个常规霍尔效应：如图所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中．当电流通过导体板时，在导体板的上表面A和下表面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系式为，式中的比例系数K称为霍尔系数，设导体板单位体积中自由电子的个数为n，电子量为e．则下列说法正确的是（ ）
A．A的电势高于A′的电势
B．A的电势低于A′的电势
C．霍尔系数
D．霍尔系数
9.如图所示，质量分别为m和2 m的A、B两个木块间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A紧靠竖直墙壁。用水平力向左推B，将弹簧压缩，推到某位置静止时推力大小为F，弹簧的弹性势能为E。在此位置突然撤去推力，下列说法中正确的是（ ）
A.撤去推力的瞬间，B的加速度大小为
B.从撤去推力到A离开竖直墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒,机械能守恒
C.A离开竖直墙壁后，弹簧弹性势能最大值为
D.A离开竖直墙壁后，弹簧弹性势能最大值为E
10.如图所示，矩形ABCD位于匀强电场中，且与匀强电场方向平行．已知AB = 2 BC，A、B、D的电势分别为6 V、2 V、4 V．初动能为24eV、电荷量大小为4e的带电粒子从A沿着AC方向射入电场，恰好经过B．不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ）
A. 该粒子一定带负电
B. 该粒子达到点B时的动能为40eV
C. 改变初速度方向，该粒子可能经过D
D. 改变初速度方向，该粒子可能经过C
二、实验题（15分 = 6分 + 9分）
11.(6分，每小题3分) 如图所示为验证动量守恒的实验装置示意图．
（1）若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2。
则要完成该实验须满足 （ ）
A．m1 ＞ m2，r1 ＞ r2 B．m1 ＞ m2，r1 ＜ r2
C．m1 ＞ m2，r1 = r2 D．m1 ＜ m2，r1 = r2
（2）0为斜槽末端垂足，P为碰前入射小球落点的平均位置，M、N两点为碰后两球平均落点位置，
则在误差允许的范围内，关系式m1 OP= （用m1、m2及图中字母表示）成立，即表示碰撞中动量守恒．
12.（9分，每空3分）一个表盘刻度清晰，但没有示数、量程，且内阻未知的电流表，一位同学想测量该电流表的量程和内阻，可以使用的实验器材如下：
A．电源(电动势约4V，内电阻忽略不计)
0.66
0.36
2
1
B．待测电流表 (量程和内电阻未知)
C．标准电流表（量程0.6A，内电阻未知）
D．电阻箱 (阻值范围0 ～ 999.9Ω)
E．滑动变阻器(阻值为0 ～ 20Ω)
F．滑动变阻器(阻值为0 ～ 20kΩ)
G．开关S和导线若干
该同学的实验操作过程为：
①将实验仪器按图所示电路连接，滑动变阻器应选________(选填仪器前的字母序号)；
②将电阻箱的阻值调至最大，将滑动变阻器的滑片P移至某一位置，闭合开关S；接着调节电阻箱，直至电流表满偏，记录此时电阻箱的阻值和标准电流表的示数；
③移动滑片P至滑动变阻器的另一位置，再次调节电阻箱直至电流表满偏，记录此时电阻箱的阻值和标准电流表的示数；
④重复步骤③3～5次；
⑤该同学记录了各组标准电流表的示数和电阻箱的阻值的数据，并作出图线；
⑥根据图线可以求得电流表的量程为________ A，内电阻为________Ω。
三、计算说理题（45分 = 8分 + 9分 + 13分 + 15分）
13（8分）如图所示，在xoy平面内有和它垂直的范围足够大且方向向里的匀强磁场，磁感强度大小为B。质量为ｍ，带电量为+q的粒子，从Ｏ点以某一初速度垂直射入磁场，不计重力，其轨迹
v
O
y
x
θ
与x轴交于M点，与y轴交于N点（图中M、N未画出）。求：
（1）粒子初速度方向与x轴正向夹角θ 的正切值。
（2）粒子初速度v的大小；
B
A
O
14（9分）在与纸面平行的匀强电场中有A、O、B三点恰好构成一直角三角形（如图所示），其中OB 长为，OA长为。若把一带电量为的正电荷从O点移到B点，静电力做功；若把它从A点移到O点，则克服静电力做功，求匀强电场的电场强度。
15（13分）质谱仪是分析同位素的重要工具。如图所示,设质量为、电荷量为q的离子,从容器A下方的小孔不断飘入加速电场,其初速度可视为零,然后经过小孔垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,做半径为R的匀速圆周运动。离子行进半个圆周后离开磁场并被收集,不考虑离子重力及离子间的相互作用。
（1）求加速电场的电压U;
（2）若容器A中有电荷量同为q、质量分别为和的同种元素的
两种离子（设＞）,它们经电场加速后进入磁场中会发生分离.
某次实验时加速电压的大小在U±ΔU范围内发生有微小变化。
应在什么范围内才能使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠?
16（15分）如图所示，两根平行的光滑金属导轨与水平面成53°放置，两导轨上端接了一个Ω的定值电阻，导轨电阻忽略不计，在水平虚线P、Q间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B，磁场区域的宽度为d = 1.0 m． 导体棒、b的质量分别为、，电阻。现将它们分别从图中M、N处同时由静止释放，两棒向下滑动中与导轨始终垂直且接触良好，当刚穿出磁场时，正好进入磁场，且都是匀速穿过磁场区域。取重力加速度g = 10m/s2，sin53° = 0.8，cos53° = 0.6，不计电流间的相互作用，求：
（1）从开始释放起到棒刚穿出磁场止，这个过程中，导体棒上消耗的电能？
（2）从开始释放起到两棒相遇所用的时间以及相遇点与Q的距离（结果可以用分数表示）
P
Q
物 理 答案
D
B
C
D
A
B
C
BD
ABC
AC
11.(6分，每小题3分)
C m1OM + m2ON
12.（9分，每空3分）
① E ② 0.3； 0.5
13（8分 ）
（1） (2)
14. （9分）
方向与OB成斜向右上
15. （13分）
(1)离子在电场中加速的过程中,由动能定理得:qU=mv2
离子进入磁场后做匀速圆周运动,则:qvB=m 联立解得:U=
(2)由前面得:R=
电压变化时,质量较小的m离子在磁场中运动的最大半径为: Rmax=
质量较大的m′ 离子在磁场中运动的最小半径为: R′min=
两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠的条件为: Rmax
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