内容正文:
高二下学期物理第二次月考试题
一、单项选择题
1. 长0.2m的导体棒通有5A的电流,当导体棒置于磁感应强度大小为1T的匀强磁场中时,导体棒受到的安培力大小可能为( )
A. 0.3N B. 2.0N C. 1.2N D. 1.5N
2. 如图所示,半径为r的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度B随时间t的变化关系为B=B0-kt,B0、k为常量,则图中半径为R的n匝圆形线圈中产生的感应电动势大小为( )
A. πkr2 B. nπkr2
C. n πB0r2 D. πB0R2
3. 威尔逊云室是最早的带电粒子探测器。其原理是在云室内充入过饱和酒精蒸汽,并施加匀强磁场。当带电粒子经过云室时,其经过的路径上就会出现一条雾迹,从而显示粒子的运行路径。若某带电粒子进入云室后的运动方向与磁场方向垂直,其运动轨迹在纸面平面内如图所示。已知此带电粒子在云室中运动过程中质量和电荷量保持不变,由于阻力作用其速度不断减小。粒子重力的影响可忽略不计,下列说法中正确的是( )
A. 该粒子带负电
B. 粒子运动方向为从到
C. 粒子运动过程中洛伦兹力的冲量始终为
D. 粒子运动过程中洛伦兹力对它做负功
4. 一根直导线长0.1 m,在磁感应强度为0.1 T的匀强磁场中以10 m/s的速度匀速运动,则导线中产生的感应电动势的说法错误的是( )
A. 一定为0.1 V
B. 可能为零
C. 可能为0.01 V
D. 最大值为0.1 V
5. 如图所示为速度选择器装置,场强为E的匀强电场与磁感应强度为B的匀强磁场互相垂直,一带电量为+q,质量为m的粒子(不计重力)以速度v水平向右射入,粒子恰沿直线穿过,下列说法正确的是( )
A. 若带电粒子带电量为+2q,粒子将向下偏转
B. 若带电粒子带电量为-2q,粒子仍能沿直线穿过
C. 若带电粒子速度为2v,粒子将向下偏转
D. 若带电粒子从右侧水平射入,粒子仍能沿直线穿过
6. 冶炼金属的高频感应炉的示意图如图所示,炉内放入被冶炼的金属,线圈通入高频交变电流,这时被冶炼的金属就能被熔化。这种冶炼方法速度快,温度易控制,并能避免有害杂质混入被冶炼金属中,因此适于冶炼特种金属。该炉的加热原理是( )
A. 利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流
B. 利用线圈中电流产生的焦耳热
C. 利用线圈中电流产生的磁场对被冶炼金属产生磁化而加热
D. 给线圈通电的同时,给炉内金属也通了电,从而产生焦耳热
7. 在图示电路中,两个灯泡和的规格相同,与线圈L串联,与可调电阻串联。闭合开关S,调节电阻和,使两个灯泡都正常发光,然后断开开关S。则( )
A. 和都立即熄灭 B. 和都逐渐熄灭
C. 逐渐熄灭,立即熄灭 D. 先闪亮一下然后熄灭,立即熄灭
二、多项选择题
8. 1932年劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器由两个铜质D形盒构成,盒间留有缝隙,加高频电源,中间形成交变的电场,D形盒装在真空容器里,整个装置放在与盒面垂直磁感应强度为B的匀强磁场中。若用回旋加速器加速质子,不考虑相对论效应,下列说法正确的是( )
A. 质子动能增大是由于洛伦兹力做功 B. 质子动能增大是由于电场力做功
C. 质子速度增大,在D形盒内运动的周期不变 D. 质子速度增大,在D形盒内运动的周期变大
9. 如图所示,由硬导线制成的闭合圆环放在绝缘水平桌面上,圆环左侧桌面上固定一根长直通电导线,导线中电流方向如图所示。某段时间内电流随时间逐渐增大,圆环始终保持静止,则该段时间内( )
A. 圆环中产生顺时针方向的感应电流
B. 圆环中产生逆时针方向的感应电流
C. 圆环有向右运动的趋势
D. 圆环有向左运动的趋势
10. 一种用磁流体发电的装置如图,平行金属板A、B之间有很强的匀强磁场,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量正、负带电粒子)喷入磁场,A、B两板间便产生电压。如果把A、B和用电器连接,A、B就是一个直流电源的两个电极。已知A、B两板相距为,板间的磁场按匀强磁场处理,磁感应强度为,等离子体以速度沿垂直于的方向射入磁场,下列说法正确的是( )
A. A板为电源正极 B. B板为电源正极
C. 这个发电机的电动势为 D. 电阻两端的电压为
三、解答题
11. 如图所示,有宽度为d的匀强磁场,磁感应强度为B.电子以速度v从M点射入,从N点射出,速度方向与水平方向夹角,求电子:
(1)运动轨迹的半径r;
(2)比荷;
(3)穿越磁场的时间t。
12. 利用高频交变电流焊接金属工件的原理示意图如图所示,图中P是高频交流线圈,Q是工件,a是工件上的待焊接缝。当线圈P中通入高频交变电流时,会产生一个交变磁场。假设焊接时工件Q所围区域内的磁场分布均匀,方向垂直于Q所在平面,该磁场在Q中产生的感应电动势可以视为以变化率均匀变化磁场所产生的电动势。已知Q所围面积为S,焊接时,a处的电阻为R,工件其余部分的电阻为r。求:
(1)焊接时,工件中产生的感应电动势E。
(2)焊接时,工件中产生的感应电流I。
(3)焊接时,时间t内接缝处产生的热量QR。
13. 如图所示,两平行光滑的导轨倾斜固定放置,导轨与水平面的夹角为,导轨的间距,磁感应强度为的匀强磁场垂直导轨平面向下。在导轨上端接阻值为的定值电阻,质量为、电阻为的金属杆垂直导轨放置。由静止释放金属杆,金属杆运动过程中始终与导轨垂直并接触良好,导轨电阻不计且足够长。,取。求:
(1)金属杆下滑过程中最大速度的大小;
(2)金属杆由静止沿导轨下滑4m时已达到最大速度,则此过程中通过金属杆横截面的电荷量;
(3)在(2)所叙述的过程中,金属杆中产生的焦耳热。
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高二下学期物理第二次月考试题
一、单项选择题
1. 长0.2m的导体棒通有5A的电流,当导体棒置于磁感应强度大小为1T的匀强磁场中时,导体棒受到的安培力大小可能为( )
A. 0.3N B. 2.0N C. 1.2N D. 1.5N
【答案】A
【解析】
【详解】安培力的计算公式为
其中是导体棒电流方向与磁场方向的夹角,的取值范围是
代入数据,,,可得安培力的最大值为
因此安培力的大小范围为,只有在该范围之内。
故选A。
2. 如图所示,半径为r的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度B随时间t的变化关系为B=B0-kt,B0、k为常量,则图中半径为R的n匝圆形线圈中产生的感应电动势大小为( )
A. πkr2 B. nπkr2
C. n πB0r2 D. πB0R2
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知磁场的变化率大小为
磁通量大小等于磁感应强度大小与有效面积的乘积,根据法拉第电磁感应定律可知
故选B。
3. 威尔逊云室是最早的带电粒子探测器。其原理是在云室内充入过饱和酒精蒸汽,并施加匀强磁场。当带电粒子经过云室时,其经过的路径上就会出现一条雾迹,从而显示粒子的运行路径。若某带电粒子进入云室后的运动方向与磁场方向垂直,其运动轨迹在纸面平面内如图所示。已知此带电粒子在云室中运动过程中质量和电荷量保持不变,由于阻力作用其速度不断减小。粒子重力的影响可忽略不计,下列说法中正确的是( )
A. 该粒子带负电
B. 粒子运动方向为从到
C. 粒子运动过程中洛伦兹力的冲量始终为
D. 粒子运动过程中洛伦兹力对它做负功
【答案】B
【解析】
【详解】AB.带电粒子垂直匀强磁场运动,由洛伦兹力提供向心力
得轨迹半径
粒子受阻力作用速度不断减小,不变,因此轨迹半径应逐渐减小,粒子是从半径大的向半径小的运动;磁场垂直纸面向里,粒子运动方向为,洛伦兹力指向轨迹凹侧(圆心方向),根据左手定则可判断该粒子带正电,故A错误,B正确。
C.洛伦兹力有作用时间,则洛伦兹力的冲量不是始终为0,故C错误;
D.洛伦兹力的方向始终与粒子速度方向垂直,根据功的定义,洛伦兹力永远不做功,故D错误。
故选B。
4. 一根直导线长0.1 m,在磁感应强度为0.1 T的匀强磁场中以10 m/s的速度匀速运动,则导线中产生的感应电动势的说法错误的是( )
A. 一定为0.1 V
B. 可能为零
C. 可能为0.01 V
D. 最大值为0.1 V
【答案】A
【解析】
【详解】当公式E=Blv中B、l、v互相垂直而导体切割磁感线运动时感应电动势最大
Em=Blv=0.1×0.1×10 V=0.1 V
考虑到它们三者的空间位置关系,B、C、D正确,A错。
故选A。
5. 如图所示为速度选择器装置,场强为E的匀强电场与磁感应强度为B的匀强磁场互相垂直,一带电量为+q,质量为m的粒子(不计重力)以速度v水平向右射入,粒子恰沿直线穿过,下列说法正确的是( )
A. 若带电粒子带电量为+2q,粒子将向下偏转
B. 若带电粒子带电量为-2q,粒子仍能沿直线穿过
C. 若带电粒子速度为2v,粒子将向下偏转
D. 若带电粒子从右侧水平射入,粒子仍能沿直线穿过
【答案】B
【解析】
【详解】A.若粒子带电量为,平衡条件变为,仍然满足平衡,粒子不偏转,A错误;
B.若粒子带电量为,电场力和洛伦兹力的方向同时反向,大小仍然满足,依然平衡,粒子仍沿直线穿过,B正确;
C.若速度为,洛伦兹力,原正粒子洛伦兹力向上,粒子向上偏转,C错误;
D.若粒子从右侧水平射入,电场力和洛伦兹力方向相同,合力不为零,粒子会偏转,不能沿直线穿过,D错误。
故选 B。
6. 冶炼金属的高频感应炉的示意图如图所示,炉内放入被冶炼的金属,线圈通入高频交变电流,这时被冶炼的金属就能被熔化。这种冶炼方法速度快,温度易控制,并能避免有害杂质混入被冶炼金属中,因此适于冶炼特种金属。该炉的加热原理是( )
A. 利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流
B. 利用线圈中电流产生的焦耳热
C. 利用线圈中电流产生的磁场对被冶炼金属产生磁化而加热
D. 给线圈通电的同时,给炉内金属也通了电,从而产生焦耳热
【答案】A
【解析】
【详解】线圈中的电流做周期性的变化,线圈产生高频变化的磁场,磁场穿过金属,在金属内产生强涡流,从而在导体中产生大量的热,而交流电的频率越大,产生的热量越多。
故选A。
7. 在图示电路中,两个灯泡和的规格相同,与线圈L串联,与可调电阻串联。闭合开关S,调节电阻和,使两个灯泡都正常发光,然后断开开关S。则( )
A. 和都立即熄灭 B. 和都逐渐熄灭
C. 逐渐熄灭,立即熄灭 D. 先闪亮一下然后熄灭,立即熄灭
【答案】B
【解析】
【详解】闭合开关S,调节电阻和,两个灯泡的亮度相同,说明两支路电流相等。断开开关S,线圈L中产生自感电动势阻碍电流减小,L相当于电源,A1和A2与L、R1构成回路,因两支路电流相等,所以不会出现A1、A2闪亮一下再熄灭的现象,A1、A2都会逐渐变暗,且同时熄灭。
故选B。
二、多项选择题
8. 1932年劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器由两个铜质D形盒构成,盒间留有缝隙,加高频电源,中间形成交变的电场,D形盒装在真空容器里,整个装置放在与盒面垂直磁感应强度为B的匀强磁场中。若用回旋加速器加速质子,不考虑相对论效应,下列说法正确的是( )
A. 质子动能增大是由于洛伦兹力做功 B. 质子动能增大是由于电场力做功
C. 质子速度增大,在D形盒内运动的周期不变 D. 质子速度增大,在D形盒内运动的周期变大
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】AB.根据回旋加速器原理,可知质子动能增大是由于交变电场的做功。故A错误;B正确;
CD.质子在D形盒中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,有
解得
故C正确;D错误。
故选BC。
9. 如图所示,由硬导线制成的闭合圆环放在绝缘水平桌面上,圆环左侧桌面上固定一根长直通电导线,导线中电流方向如图所示。某段时间内电流随时间逐渐增大,圆环始终保持静止,则该段时间内( )
A. 圆环中产生顺时针方向的感应电流
B. 圆环中产生逆时针方向的感应电流
C. 圆环有向右运动的趋势
D. 圆环有向左运动的趋势
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.直导线中的电流向上,根据安培定则可知,穿过圆环的磁感线向里,又电流增大,则穿过圆环的磁通量增大,根据楞次定律可知,感应电流的磁场向外,根据安培定则可知,感应电流为逆时针,故A错误,B正确;
CD.感应电流产生的效果总是阻碍磁通量变化,因穿过圆环的磁通量增大,且圆环向右运动可以阻碍磁通量增大,故圆环有向右运动的趋势,故C正确,D错误。
故选BC。
10. 一种用磁流体发电的装置如图,平行金属板A、B之间有很强的匀强磁场,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量正、负带电粒子)喷入磁场,A、B两板间便产生电压。如果把A、B和用电器连接,A、B就是一个直流电源的两个电极。已知A、B两板相距为,板间的磁场按匀强磁场处理,磁感应强度为,等离子体以速度沿垂直于的方向射入磁场,下列说法正确的是( )
A. A板为电源正极 B. B板为电源正极
C. 这个发电机的电动势为 D. 电阻两端的电压为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.根据左手定则可得正离子向下金属板B偏,负离子向上金属板A偏,所以可得B板为电源正极,故A错误,B正确;
C.设系统稳定后电源电动势为,此时射入其中的离子受到的电场力和洛伦兹力平衡有
解得,故C正确;
D.由图可知,电阻R两端的电压为电路中的路端电压,则电阻R两端的电压为小于电动势,故D错误。
故选BC。
三、解答题
11. 如图所示,有宽度为d的匀强磁场,磁感应强度为B.电子以速度v从M点射入,从N点射出,速度方向与水平方向夹角,求电子:
(1)运动轨迹的半径r;
(2)比荷;
(3)穿越磁场的时间t。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子轨迹如图所示
电子做圆周运动扫过的圆心角为,几何关系可知
【小问2详解】
电子在磁场中运动时有
联立解得
【小问3详解】
电子穿越磁场的时间
联立解得
12. 利用高频交变电流焊接金属工件的原理示意图如图所示,图中P是高频交流线圈,Q是工件,a是工件上的待焊接缝。当线圈P中通入高频交变电流时,会产生一个交变磁场。假设焊接时工件Q所围区域内的磁场分布均匀,方向垂直于Q所在平面,该磁场在Q中产生的感应电动势可以视为以变化率均匀变化磁场所产生的电动势。已知Q所围面积为S,焊接时,a处的电阻为R,工件其余部分的电阻为r。求:
(1)焊接时,工件中产生的感应电动势E。
(2)焊接时,工件中产生的感应电流I。
(3)焊接时,时间t内接缝处产生的热量QR。
【答案】(1)kS (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势
磁通量变化量
由题可知磁感应强度的变化率
联立可得
【小问2详解】
根据闭合电路欧姆定律,感应电流
回路总电阻
解得
【小问3详解】
根据焦耳定律,接缝处产生的热量
将代入
解得
13. 如图所示,两平行光滑的导轨倾斜固定放置,导轨与水平面的夹角为,导轨的间距,磁感应强度为的匀强磁场垂直导轨平面向下。在导轨上端接阻值为的定值电阻,质量为、电阻为的金属杆垂直导轨放置。由静止释放金属杆,金属杆运动过程中始终与导轨垂直并接触良好,导轨电阻不计且足够长。,取。求:
(1)金属杆下滑过程中最大速度的大小;
(2)金属杆由静止沿导轨下滑4m时已达到最大速度,则此过程中通过金属杆横截面的电荷量;
(3)在(2)所叙述的过程中,金属杆中产生的焦耳热。
【答案】(1)2m/s
(2)4C (3)6J
【解析】
【小问1详解】
金属杆速度最大时,根据平衡条件有
其中,,
得
【小问2详解】
由静止沿导轨下滑4m的过程中,下滑位移为,则根据,,,
得
【小问3详解】
由静止沿导轨下滑4m的过程中,整个回路产生的焦耳热为,金属杆产生的焦耳热为,则,
得
第1页/共1页
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