姜堰市 2008—2009 学年度第一学期期中考试
高二年级物理试题
(总分：120 分 考试时间：100 分钟)
注意事项：
1、本试卷共分两部分，第 1 卷为选择题，第Ⅱ卷为非选择题．
2、所有试题的答案均填写在答题纸上，答案写在试卷上的无效．
第 I 卷(选择题 共 35 分)
一、单项选择题：本题共 5 小题，每小题 3 分，共 15 分．每小题只有一个选项符合题意
1．以下说法正确的是
A．带电粒子射入磁场一定会受到洛伦兹力
B．处在磁场中的通电导线一定受到安培力的作用
C．放在磁场中的小磁针的北极(N)受力方向，就是该点的磁感应强度的方向
D．洛伦兹力与安培力一样都可以做功
2．如图所示，a、b 两根垂直纸面的导线通有等值的电流，两导线
旁有一点 P，P 点到 a、b 距离相等．要使 P 处磁场方向向右，则 a、
b 中电流的方向
A．向纸外
B．向纸里
C．a 中电流流向纸外；b 中电流流向纸里
D．a 中电流流向纸里；b 中电流流向纸外
3．质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．如图所示为质谱仪的原理示意
图．现利用这种质谱议对氢元素进行测量．氢元素的各种同位素从容器 A 下方的小孔 S 无初
速度飘入电势差为 U 的加速电场．加速后垂直进入磁感强度为刀的匀强磁场中．氢的三种同
位素氕、氘、氚的电量之比为 1：1：1，质量之比为 1：2：3，它们最后打在照相底片 D 上，
形成 a、b、c 三条“质谱线”．关于三种同位素进入磁场时速
度的排列顺序和 a、b、c 三条“质谱线”的排列顺序，下列判
断正确的是
A．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕
B．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氘、氚、氕
C．a、b、c 三条质谱线依次排列的顺序是氘、氚、氕
D．a、b、c 三条质谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕
4．比荷为 的电子以速度 v0 沿 AB 边射入边长为口的等边三角形的匀强磁场区域中，如图
所示，为使电子从 BC 边穿出磁场，磁感应强度 B 的取值范围为
A. 03mvB ea
B. 03mvB ea
C. 02mvB ea
D. 02mvB ea
5．如图所示是一个自制的演示电磁感应现象实验装置，在一根较长的铁钉上用漆包线绕两
个线圈 A 和 B．将线圈 B 的两端接在一起，并把 CD 段漆包线放在静止的小磁针的正上方，小
磁针放在水平桌面上．当闭合电键 S 瞬间，小磁针偏转的方
向为
A．俯视看，N 极顺时针偏转
B．俯视看，N 极逆时针偏转
C．侧视看，N 极向下倾斜
D．侧视看，S 极向下倾斜
二、多项选择题：本题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分，每小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．
6．将条形磁铁插入线圈内，第一次插入时速度较大，第二次插入时速度较小，两次插入深
度相同．这两次插入磁铁过程中，情况相同的是
A．线圈内的磁通量变化
B．线圈内感应电流的大小
C．线圈内感应电流的方向
D．流过线圈的电量
7．磁感应强度为 B 的匀强磁场仅存在于边长为 2L 的正方形范围内，
一电阻为 R，边长为上的正方形导线框 abcd，在水平拉力作用下沿垂直
于磁感线方向以速度 v 匀速通过磁场，如图所示，线框重力不计．从 ab
刚开始进入磁场开始计时，画出穿过线框的磁通量随时间的变化图象和
匀速通过磁场时所受拉力的图象(拉力以水平向右为正方向)，下面图象
中正确的有
8．图中粗线是地磁场的磁感线，则以下相关信息正确的
是
A．地磁场对宇宙射线具有一定的阻挡作用
B．有些高能带电粒子能射向地球的两极
C．图中 P 端表示地球的南极
D．图中粒子带正电
9．铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程中空气阻力不计，下列判断
中正确的是
A．金属环在下落过程中的机械能守恒
B．重力对金属环所做的功一定等于金属环重力势能的减少量
C．重力对金属环所做的功等于金属环增加的动能与金属环克服安培力
所做的功之和
D．磁铁对桌面的压力始终小于其自身的重力
10．2006 年 7 月 1 日，世界上海拔最高、线路最长的青藏铁路全线通车，青藏铁路安装的
一种电磁装置可以向控制中心传输信号，以确定火车的位置和运动状态，其原理是将能产生
匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面，如图甲所示(俯视图)，当它经过安放在两铁轨间
的线圈时，线圈便产生一个电信号传输给控制中心．线圈边长分别为 1l 和 2l ，匝数为 n，线
圈和传输线的电阻忽略不计．若火车通过线圈时，控制中心接收到线圈两端的电压信号 u 与
时间 t 的关系如图乙所示(ab、cd 均为直线)，t1、t2、t3、t4 是运动过程的四个时刻，则火车
A．在 t1～t2 时间内做匀加速直线运动
B．在 t3～t4 时间内做匀减速直线运动
C．在 t1～t2 时间内加速度大小为 2 1
1 2 1( )
u u
Bl t t
D．在 t3～t4 时间内平均速度的大小为 3 4
12
u u
nBl
第Ⅱ卷(非选择题共 85 分)
三、简答题：本题共 4 小题，共 24 分．把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答
11．(6 分)在用阴极射线管研究磁场对运动电荷作用
的实验中，将阴极射线管的 A、B 两极连在高压直流电
源的正负两极上．从 A 极发射出电子，当将一蹄形磁铁
放置于阴极射线管两侧，显示出电子束的径迹如图所
示，则阴极射线管的 A 极应接在电源的 ▲ 极上(选
填“正”或“负”)；蹄形磁铁的 C 端为 ▲ 极(选填
“N”或“S”)。
12．(6 分)如图所示的器材可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向．
(1)在给出的实物图中，用笔画线代替导线将实验仪器连成完整的实验电路．
(2)连好电路后，若将线圈上 L1 插入线圈 L2 中，灵敏电流计的指针向左偏转，若要使灵敏
电流计的指针向右偏转，可采取的实验操作有( ▲ )
A．插入铁芯 F B．拔出线圈 L1 C．变阻器的滑片向左滑动 D．断开开关 S
13．(6 分)有一个称为“千人震”的趣味物理小实验，实验
是用一节电动势为 1.5V 的新干电池，几根导线、开关和一个自
感系数较大的线圈，几位做这个实验的同学手拉手成一串，另
一位同学将电池、线圈、开关用导线按图示方式连接，接通电
路，过一会儿再断开．上述过程中，在开关 ▲ 的瞬间
(选填“接通”或“断开”)会使连成一串的同学出现明显的触
电感觉，这是因为： ▲ ．该实验中发
生的物理现象是 ▲
14．(6 分)在开展研究性学习的过程中，某同学设计了一个利用线圈测量转轮转动角速度
的装置．如图所示，在轮子的边缘贴上小磁体，将小线圈靠近
轮边放置，接上数据采集器和电脑(即 DIS 实验器材)．如果小
线圈的面积为 S，匝数为 N，小磁体附近的磁感应强度最大值
为 B，回路的总电阻为 R，实验发现，轮子转过θ角，小线圈
的磁感应强度由最大值变为零.则该过程中磁通量的变化量
△Ф＝ ▲ ；如果电脑显示该过程中感应电流的平均值
为 I，则转轮转动的角速度ω＝ ▲ ．
四、计算或论述题：本题共 4 小题，共 61 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的
单位．
15．(14 分)据报道，我国最近实施的“双星”计划发射的卫星中放置一种磁强计，用于完
成测定地磁场的磁感应强度等研究项目．磁强计的原理如图所示，电路中有一段金属导体，
它的横截面积是宽为 a，高为 b 的长方形，使磁场沿 z 轴正方向穿过导体，导体中通有沿 y
轴正方向、大小为 I 的电流．已知金属导体单位体积中的自由电子数为 n，电子电量为 e．金
属导电过程中，自由电子做定向移动可视为匀速运动．
(1)金属导体前后两个侧面(x＝a 为前侧面，x=O 为后侧面)哪个电势较高?
(2)在实现上述稳定状态之后，如果再进一步测出该金属导体前后两个侧面间的电势差为 U，
若通过导体内的磁场可以认为是匀强的，则由此求出磁感应强度 B 的大小为多少?
16．(15 分)如图所示，固定于水平桌面上的金属框架 edef,处在竖直向下的匀强磁场中，
金属棒 ab 搁在框架上，可无摩擦滑动．此时 abed 构成一个边长为 L 的正方形，棒的电阻为
r，其余部分电阻不计．开始时磁感应强度为 B0．
(1)若保持磁感应强度 B0 不变，欲使 ab 在水平外力夕作用下向右以 v0 匀速运动，则 F 的大小、
方向如何?
(2)若从 t=O 时刻起，磁感应强度均匀增加，每秒增加量为 k，同时保持棒静止，求棒中的
感应电流大小和方向．
(3)在上述(2)的情况下，棒始终保持静止，当 t=tl 时，垂直于棒的水平拉力为多大?
(4)若从 t=O 时刻起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定速度 v 向右做匀速运动时，可使棒中
不产生感应电流，则磁感应强度怎样随时间变化?(写出 B 与 t 的关系式)
17.(16 分)如图所示，长度足够的平行光滑 U 形导轨倾斜放置，倾角θ=370，导轨间的距
离 L=1.0m，电阻 R=-0.8Ω，导轨电阻不计，匀强磁场的方向垂直于导轨平面，磁感强度
B=1.0T，质量 m=0.5kg、电阻 r=0.2Ω的金属棒 ab 垂直置于导轨上，现用沿轨道平面且垂直
于金属棒的大小为 F=-5.0 N 的恒力，使金属棒 ab 从静止起沿导轨向上滑行，当 ab 棒滑行 0．8m
后速度不变．求：(sin370=0.6，cos370=0.8,g 取 10m/s2)
(1)金属棒匀速运动时的速度大小；
(2)金属棒匀速运动时电阻只上的功率：
(3)金属棒从静止到刚开始匀速运动的过程中，电阻 R 上产生的热量为多少?
18．(16 分)如图所示，在 y=0 和 y=0.9m 之间有垂直纸面方向的匀强磁场，MN 为磁场区域
的上边界，磁场在 x 轴方向范围足够大．磁感应强度的变化如右图，取垂直纸面向里为正方
向．现有一带负电的粒子，质量为 m=4.8×10-18kg，带电量为 q=3.2×10-12C，在 t=0 时刻以速
度 v0=6.28×102m/s 从 O 点沿 y 轴正方向进入磁场区域，粒子重力不计．求：
(1)粒子在磁场中做圆周运动的周期和半径；
(2)画出 0～5×10-4s 内粒子的运动轨迹；
(3)粒子在 t=5×10-4s 时的位置坐标；
(4)粒子通过磁场区域的时间．
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