江西省鹰潭市余江区第一中学2024-2025学年高二上学期11月期中物理试题

余江一中2024年高二上学期期中考试物理试卷 内容:恒定电流与磁场 时间:75分钟 命题人:彭华光 一、单选题(4*7=28分) 1．(课本题)为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（  ） A．B．C．D． 2下列装置运用电磁感应原理工作的是（    ） A．动圈式话筒 B．等离子体发电 C． 直流电动机 D．磁电式电流表 3 (课本题改编) 如图所示是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是(　　) A．质谱仪是分析同位素的重要工具 B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内 C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小 4．(课本题)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θ．如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是( ) A．棒中的电流变大，θ角变大 B．两悬线等长变短，θ角变小 C．金属棒质量变大，θ角变大 D．磁感应强度变大，θ角变小 5．如图所示为圆柱形区域的横截面，在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场。带电粒子（不计重力）第一次以速度沿截面直径入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转角；该带电粒子第二次以速度从同一点沿同一方向入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转角，则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的（　　） A．半径之比为 B．速度之比为 C．速度之比为 D．时间之比为 6.真空中的某装置如图12所示，其中平行金属板A、B之间有加速电场，C、D之间有偏转电场，M为荧光屏．今有质子、氘核和α粒子均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场，最后打在荧光屏上．已知质子、氘核和α粒子的质量之比为1∶2∶4，电荷量之比为1∶1∶2，则下列判断中正确的是(　　) A．三种粒子从B板运动到荧光屏经历的时间相同 B．三种粒子打到荧光屏上的位置相同 C偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶2 D偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶4 7．如图所示，由三根电阻相同导体连接而成的正三角形线框abc固定在匀强磁场中，线框所在平面与磁场方向垂直，a、b分别与直流电源两端相接。若导体ab受到的安培力大小为，ac段导体受到的安培力大小为，acb段导体受到的安培力大小为，正三角形abc受到的安培力大小为，则下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 二、多选题(6*3=18分) 8．在如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r为定值，为定值电阻，为滑动变阻器，闭合电键S，理想电流表A的示数为I，理想电压表和的示数分别为和，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，各电表示数变化量分别为和，下列说法正确的是（    ） A．I变大，变大 B．电源的效率增加 C．电源的总功率增加 D．不变，不变 9．(课本题)如图所示的等臂天平可用来测定磁感应强度。天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为，共匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流（方向如图）时，在天平左、右两边加上质量各为的砝码，天平平衡。当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为的砝码后，天平重新平衡。由此可知（　　） A．磁感应强度的方向垂直纸面向外 B．磁感应强度的方向垂直纸面向里 C．磁感应强度的大小为 D．磁感应强度的大小为 10．如图所示，矩形边界内存在磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里，边足够长，边长为L。现有质量为m、电量为q的不同速率的带正电粒子，从的中点E射入磁场且速度方向与成角，不计粒子重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A．粒子在磁场中运动的最长时间为 B．从边射出粒子的最小速度为 C．从边射出粒子的最小速度为 D．边上有粒子射出的区域长度为 三、实验题(共18分每空2分) 11．(8分)某同学想测绘小灯泡的图像，所用器材如下： A．待测小灯泡一只（额定电压为3.7V，额定电流为0.3A）； B．双量程电压表V，内阻约为，内阻约为； C．双量程电流表A，内阻约为，内阻约为； D．滑动变阻器； E．滑动变阻器；F．4节干电池（每节干电池的电动势均为1.5V，内阻均为）； G．开关和导线若干。 (1)请将图甲中的电路补充完整。 (2)滑动变阻器应选 （填“”或“”），闭合开关前滑动变阻器应移动到 （填“左”或“右”）端。 (3)根据实验数据描绘出小灯泡的图像，如图乙所示，现串联2节干电池并将小灯泡接在干电池两端，如图丙所示，则此时小灯泡的实际功率为 W（结果保留两位小数）。 12(10分)．为了测量一节干电池的电动势和内阻，某同学采用了伏安法，现备有下列器材： A．被测干电池一节； B．电流表1：量程0~0.6 A，内阻r＝0.3 Ω； C．电流表2：量程0~0.6 A，内阻约为0.2 Ω； D．电压表1：量程0~3 V，内阻未知； E电压表2：量程0~15 V，内阻未知；F滑动变阻器1：0~10 Ω，3 A G滑动变阻器2：0~100 Ω，0.5 A； H.开关、导线若干。 利用伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差。在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。 (1)在上述器材中请选择适当的器材：电流表选用 滑动变阻器选用 ；（填写选项前的字母） (2)实验电路图应选择图中的 （选填“甲”或“乙”）； (3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图像，则干电池的电动势E＝ V，内电阻r＝ Ω。（结果保留两位有效数字） 四、解答题( 12+12+12=36分) 13(12分)．(课本题)在如图所示的电路中，已知电源电动势，内阻r=3Ω，电阻，滑动变阻器的阻值可连续增大。（1）当为多大时，消耗的功率最大？最大功率为多少？此时电源的效率为多少？ （2）当为多大时，电源的输出功率最大？最大功率为多少？此时电源的效率为多少？ （3）当为多大时，消耗的功率最大？最大功率为多少？此时电源的效率为多少？ 14(12分)．如图所示，xOy坐标平面的第Ⅰ象限内存在平行于x轴负方向的匀强电场，第Ⅱ象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q、带正电的粒子从匀强电场中的A点由静止开始释放，从y轴上的C点射入匀强磁场时粒子的速度大小为v，从x轴上的D点射出匀强磁场时粒子的速度方向与x轴负方向的夹角。已知A点到C点、C点到原点O的距离均为L，不计粒子受到的重力。求： (1)匀强电场的电场强度大小E；(2)匀强磁场的磁感应强度大小B；(3)粒子从A点运动到D点所用的时间t。 15．（课本题改编）(12分)如图所示，在水平地面上固定一对与水平面倾角为=37的光滑平行导电轨道，轨道间的距离为l=0.5m，两轨道底端的连线与轨道垂直，顶端接有电源。将一根质量为m=0.02kg的直导体棒放在两轨道上，且与两轨道垂直。已知电源的电动势为E=4V，内阻r=1Ω。导轨与金属杆的电阻不计，若重力加速度为g=10m/s2，sin37=0.6。 （1）如果可以任意改变导轨所在空间的磁场方向，若滑动变阻器电阻R=3Ω，使导体棒在光滑轨道上保持静止时求出磁场对导体棒的安培力的大小及匀强磁场磁感应强度B的最小值及其方向。 2）若在轨道所在空间加一垂直斜面向上的匀强磁场B=0.4T，导体棒与导轨的动摩擦因素u=0.5，使导体棒在轨道上保持静止，滑动变阻器电阻R的范围（最大静摩擦力等于滑动摩擦力） 试卷第2页，共4页 试卷第1页，共4页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A A A A B C CD BD CD 11．(1)(2) 右(3) （3）2节干电池的曲线为整理得在小灯泡的图像中作出2节干电池的曲线，可得交点坐标为，此时小灯泡的实际功率为 12．(1) B F(2)甲(3) 1.5 0.70 13．（1），0.72W；40％（2）R=1Ω，0.75W；50％（3）R=5Ω，9/20W；70％ 14．(1)(2)(3)【详解】（1）粒子在电场中做匀加速运动的加速度大小为，根据牛顿第二定律有根据运动规律有解得（2）设粒子做匀速圆周运动的半径为，根据几何关系有根据牛顿第二定律有解得（3）设粒子从A点运动到点所用的时间为，从点运动到点所用的时间为，根据运动规律有粒子从点运动到点通过的弧长时间粒子从A点运动到D点所用的时间解得 14（1）；F安=0.12N，B=0.24T 垂直斜面向上（2）3~19Ω 答案第2页，共2页 答案第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$