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1、2016 至 2017 学年河北省衡水中学高二上学期期中考试物理试卷 一、选择题（均为不定项选择题，全部选对得4分，部分得2 分） 1图中 a、b、c、d 为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相 同的电流，方向如图所示，可以判断出a、b、c、d 四根长直导线在正方形中心O 处此时的磁感应强度方向 是 A向上B向下C向左D向右 2线圈 ab中的电流如图所示，设电流从a 到 b 为正方向，那么在0 0 t这段时间内，用丝线悬挂的铝环M 中产生感应电流，从左向右看，它的方向是 A顺时针B逆时针C先顺时针后逆时针D先逆时针后顺时针 3如图所示，导线AB 可在平行导
2、轨MN 上滑动，接触良好，导轨电阻不计，电流计中有如图所示方向感 应电流通过时，AB 的运动情况是 A向右加速运动B向右减速运动 C向右匀速运动D向左减速运动 4如图所示，正方形线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为 N，过 ab 中点和 cd 中点的连线OO恰好位 于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为 A 2 2 BL B 2 2 NBL C 2 BLD 2 NBL 5如图所示，几位同学在做“ 摇绳发电 ” 实验：把一条长导线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上， 形成闭合回路，两个同学迅速摇动AB 这段 “ 绳 ” ，假设图中情景发生在赤道，地磁场方
3、向与地面平行，由南 指向北，图中摇“ 绳” 同学是沿东西方向站立的，甲同学站在西边，手握导线的A 点，乙同学站在东边，手 握导线的B 点，则下列说法正确的是 A当 “ 绳” 摇到最高点时，“ 绳” 中电流最大 B当 “ 绳” 摇到最低点时，“ 绳” 受到的安培力最大 C当 “ 绳” 向下运动时， “ 绳” 中电流从 A 流向 B D在摇 “ 绳” 过程中， A 点电势总是比B 点电势高 6如图（甲）所示，两平行导轨与水平面成角倾斜放置，电源、电阻、金属细杆及导轨组成闭合回路， 细杆与导轨间的摩擦不计，整个装置分别处在如图（乙）所致的匀强磁场中，其中可能使金属细杆处于静 止状态的是 7如图所示，
4、矩形金属框置于匀强磁场中，ef 为一导体棒，可在ab 和 cd 间滑动并接触良好，设磁感应强 度为 B，ef 长为 L，在t时间内向左匀速滑过距离d，由电磁感应定律En t 可知，下列说法正确的 是 A当 ef 向左滑动时，左侧面积减小Ld，右侧面积增加Ld，因此 2BLd E t B当 ef 向左滑动时，左侧面积减小 Ld，右侧面积增加Ld，相互抵消，因此 E=0 C在公式En t 中，在切割情况下，B S，S应是导线切割扫过的面积，因此 BLd E t D在切割的情况下，只能用E=BLv 计算，不能用En t 计算 8把圆形导线圈用细线挂在通电直导线附近，使两者在同一竖直平面内，其中直导线
5、固定，线圈可以自由 活动，如图所示，当原线圈中通入图示方向的电流时，线圈将 A发生转动，同时靠近直导线 B发生转动，同时离开直导线 C远离直导线 D靠近直导线 9如图，一束质量、速度和电荷量不完全相等的离子，经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择 器后，进入另一个匀强磁场中并分裂成A、B 束，下列说法中正确的是 A组成 A、B 束的离子都带正电 B组成 A、B 束的离子质量一定不同 C速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 DA 束离子的比荷 q m 大于 B 束离子的比荷 10如图所示，金属杆ab 静放在水平固定“ U”形金属框上，整个装置处于竖直向上的磁场中，当磁感应强 度均匀增大时，杆
6、ab 总保持静止，则 A杆中感应电流大小保持不变 B杆中感应电流方向是从b 到 a C金属杆所受安培力逐渐增大 D金属杆受三个力作用而保持平衡 11如图所示，三条平行虚线位于纸面内，中间虚线两侧有方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度等大 反向。 菱形闭合导线框ABCD 位于纸面内且对角线AC 与虚线垂直， 磁场宽度与对角线AC 长均为 d，现使 线框沿 AC 方向匀速穿过一磁场，以逆时针方向为感应电流的正方向，则从C 点进入磁场到A 点离开磁场 的过程中，线框中电流i 随时间 t 的变化关系，以下可能正确的是 12如图所示，带异种电荷的粒子a、b 以相同的动能同时从O 点射入宽度为d 的有界匀
7、强磁场，两粒子的 入射方向与磁场边界的夹角分别为30 和 60 ，且同时到达P 点， a、 b 两粒子的质量之比为 A1：2 B2：1 C3：4 D4：3 13如图所示，等腰直角三角形区域内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在x 轴上且长为L，高 为 L， 纸面内一边长为L 的正方形导线框沿x 轴正方向以速度v 匀速穿过匀强磁场区域，在 t=0 时恰好位于 图中所示的位置。下列说法正确的是 A穿过磁场过程中磁通量最大值为 21 2 BL B穿过磁场过程中感应电动势的最大值为 1 2 BLv C线框中产生的电流始终沿顺时针方向 D穿过磁场过程中线框受到的安培力始终向左 14如图，一均匀金属
8、圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动，现施加一垂直穿过圆盘的有 界匀强磁场，圆盘开始减速。在圆盘减速过程中，以下说法正确的是 A处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高 B若所加磁场反向，处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高 C若所加磁场反向，圆盘将加速转动 D若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动 15如图所示，边长为L 的正方形导线框abcd 固定在匀强磁场中，一金属棒PQ 架在导线框上并以恒定速 度 v 从 ad滑向 bc； 已知导线框和金属棒由单位长度电阻为 0 R的均匀电阻丝组成，磁场的磁感应强度为B， 方向垂直纸面向里，PQ 滑动过程中始终垂直导线框的ab、dc 边，且与
9、导线框接触良好，不计一切摩擦，则 APQ 中的电流方向由P到 Q，大小先变大后变小 BPQ 中的电流方向由Q 到 P，大小先变小后变大 C通过 PQ 的电流的最大值为 max 0 2 Bv I R D通过 PQ 的电流的最小值为 min 0 2 Bv I R 第 II 卷非选择题 二、填空题 16 某实验小组研究两个未知元件X 和 Y 的伏安特性， 使用的器材包括电压表（内阻约为3k ） 、 电流表（内 阻约为 1 ） 、定值电阻等 （1）使用多用电表测元件X 的电阻，选择 “1”欧姆档测量，示数如图甲（a）所示，读数为_，据此 应选择图甲中的_（填 “ （b）” 或“ （c） ” ）电路进行
10、实验。 （2）连接所选电路， 闭合 S；滑动变阻器的滑片P 从左向右滑动， 电流表的示数逐渐_ （填 “ 增大 ” 或“ 减 小” ） ；依次记录电流及相应的电压，将元件X 换成元件Y，重复实验。 （3）如图乙（ a）是根据实验数据作出的U-I 图线。 （4）该小组还借助X 和 Y 中的线性元件和阻值R=21 的定值电阻，测量待测电池的电动势E 和内阻 r， 电路如图乙（b）所示。闭合 1 S和 2 S，电压表读数为3.00V；断开 2 S，读数为1.00V。利用图乙（ a）可算 得 E=_V ，r=_。 （结果均保留2 位有效数字，视电压表为理想电压表） 三、计算题 17如图所示，光滑导轨与
11、水平面成角，导轨宽L，匀强磁场磁感应强度为B。金属杆长也为L，质量为 m，水平放在导轨上，当回路总电流为 1 I时，金属杆正好能静止，求： （1）B 至少为多大？这时B 的方向如何？ （2）若保持B 的大小不变而将B 的方向改为竖直向上，应把回路总电流 2 I调到多大才能使金属杆保持静 止？ 18如图（a）所示，两条间距为h 的水平虚线之间存在方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度大小按图（b） 中 B-t 图像变化（图中 0 B已知） 。现有一个 “ 日” 字形刚性金属线框ABCDEF ，它的质量为m，EF 中间接有 一开关 S，开关 S 闭合时三条水平边框的电阻均为R，其余各边电阻不计，AB=
12、CD=EF= 了，AD=DE=h ，用 两根轻质的绝缘细线把线框竖直悬挂住，AB 恰好在磁场区域 11 M N和 22 M N的正中间，开始开关S 处于断 开状态。 0 t（未知） 时刻细线恰好松弛，此后闭合开关同时剪断两根细线，当 CD 边刚进入磁场上边界 11 M N 时线框恰好做匀速运动（空气阻力不计）。求： （1） 0 t的值； （2）线框 EF 边刚离开磁场下边界 22 M N时的速度； 19水平面上两根足够长的金属导轨平面固定放置，间距为L，一端通过导线与阻值为R 的电阻连接，导 轨上放一质量为m 的金属杆（如左下图） ，金属杆与导轨的电阻忽略不计，均匀磁场竖直向下，用与导轨平 行
13、的恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动，当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v 也会变好， v 和 F 的关系如图， （取重力加速度 2 10/gm s） （1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？ （2）若 m=0.5kg，L=0.5m ，R=0.5，磁感应强度B 为多大？ （3）由 v-t 图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？ 20在坐标系xOy 中，有三个等大，相切的圆形区域，分别存在着方向如图所示的匀强磁场，磁感应强度 大小都为 0 0.10TB，圆形区域半径 2 3 m 3 r，三个圆心A、B、C 构成一个等边三角形ABC ，B、C 点都在 x 轴上，且 y 轴与圆 C
14、相切，圆形区域A 内磁场垂直纸面向里，圆形区域B、C 内磁场垂直纸面向 外，在之间坐标系的第I、IV 象限内分布着场强大小E= 5 1.010N/C 的竖直方向的匀强电场，现有质量m= 26 3.2 10kg，带电荷量q=- 19 1.6 10C的某种负离子，从圆形磁场区域A 的左侧边缘以水平速度v= 6 10/m s沿正对圆心A 的方向垂直磁场射入，求： （1）该粒子通过磁场区域所用的时间； （2）离子离开磁场区域的出射点到离子进入磁场时速度方向所在直线的距离是多大？ （3）若在匀强电场区域内竖直放置一个小挡板MN ，欲使粒子打到挡板MN 上的位置时离子进入磁场时速 度方向所在直线与MN 的
15、交点，则挡板MN 应放在何处？匀强电场的方向如何？ 参考答案 1C 2A 3AD 4A 5C 6B 7C 8D 9AD 10AC 11D 12C 13AD 14AD 15BD 16 （1）10，b； （ 2）增大；（4）3.2， 0.50 17（ 1）只有当安培力方向沿导轨平面向上时安培力才最小，B 也最小 根据左手定则，这时B 应垂直于导轨平面向上，大小满足 1 sinBI Lmg，解得 1 sinmg B I L （2）当 B 的方向改为竖直向上时，这时安培力的方向变为水平向右， 沿导轨方向合力为零，得 2 cossinBI Lmg，解得 1 2 cos I I 18（ 1）由法拉第电磁感
16、应定律可知，感应电动势为 0 0 00 1 2 2 BLh B LhBS E tttt ， 线框中的电流 2 EE I RRR ， 线框受到的安培力 0 FB IL，细线恰好松弛，细线拉力为零， 线框处于平衡状态，由平衡条件得 0 B ILmg，解得 22 0 0 4 B L h t mgR ； （2）当 CD 边到达 M1N1时线框恰好做匀速直线运动，处于平衡状态， 由平衡条件得 0 B I Lmg，电流 2 3 2 EE I R R R ， CD 棒切割磁感线产生的电动势 0 EB Lv，解得 22 0 3 2 mgR v B L ； 19（ 1）金属杆在匀速运动之前，水平方向受到拉力F
17、和向左的滑动摩擦力f 和安培力 A F， 由 22 B L v F R 安 可知，安培力大小与速度大小成正比，开始阶段，拉力大于安培力和滑动摩擦力之和， 金属杆做加速运动，随着速度的增大，安培力增大，合力减小，加速度减小，故金属杆在匀速运动之前做 加速度减小的变加速直线运动 （2）杆产生的感应电动势EBLv，感应电流 E I R ，杆所受的安培力 22 B L v FBIL R 安 ， 当杆匀速运动时，合力为零，则有FFf 安 ，代入得 22 B L v Ff R ，则得 22 R vFf B L ， 由图线 2 得直线的斜率2k,则得 22 2 R k B L ，解得 22 0.5 1 22
18、 05 R BT L ； （3）v-F 图象横轴截距表示物体受到的摩擦力； 由图示图象可知，由图象的截距得2fN，滑动摩擦力fmg，则得 2 0.4 0.510 f mg ； 20（ 1）离子在磁场中做匀速圆周运动，在A、C 两区域的运动轨迹是对称的，如图所示， 设离子做圆周运动的半径为R，圆周运动的周期为T，由牛顿第二定律得 2 v qvBm R 又 2 R T v ，解得 mv R qB ， 2 m T qB ，将已知量代入得2Rm 设为离子在区域A 中的运动轨迹所对应圆心角的一半，由几何关系可知离子在区域A 中运动轨迹的圆心 恰好在 B 点，则 3 tan30 3 r R 则离子通过磁场区域所用的时间为 6 4.1910 3 T ts （2）由对称性可知：离子从原点O 处水平射出磁场区域，由图可知侧移为2 sin22drm （3）欲使离子打到挡板MN 上时偏离最初入射方向的侧移为零，则离子在电场中运动时受到的电场力方向 应向上，所以匀强电场的方向向下； 离子在电场中做类平抛运动，加速度大小为： 112 5.010/ Eq am s m ， 沿 y 方向的位移为 21 2 yatd 沿 x 方向的位移为xvt，解得2 2xm，所以 MN 应放在距y 轴2 2m的位置