内容正文:
高二年级第一次学分认定考试物理试题
一、单项选择题:本题共11小题,每小题4分,共44分,每小题只有一个选项符合题意。
1.某激光器能发射波长为λ的激光,真空中光速为c,普朗克常量为h,则该激光器所发射的光子的能量为
A. B. C. D.
2.发现电流磁效应,首次揭示了电和磁联系的科学家是
A.奥斯特 B.法拉第 C.库仑 D.麦克斯韦
3.如图所示,匝数为N的正方形线圈abcd,边长为L,垂直放在磁感应强度为B的匀强磁场中,则穿过线圈的磁通量为
A.0 B.BL2 C.NBL2 D.无法确定
4.假设雨滴带正电,不考虑风的作用,关于东海县地区下雨时雨滴偏转的方向,下列说法正确的是
A.向东偏转 B.向西偏转 C.向南偏转 D.向北偏转
5.图甲为某无线门铃,其工作原理如图乙所示。按下门铃按钮,磁铁靠近螺线管;松开门铃按钮,磁铁远离螺线管,回归原位置。则
A.按住按钮不动,门铃可以持续响
B.该门铃应用的原理是电流的磁效应
C.只有在按下按钮和松开按钮时,门铃才会响
D.增加螺线管的匝数,可让线圈的磁通量更大
6.如图所示,MN是一块非常薄的铅板,一高速带电粒子在匀强磁场中运动并垂直穿过MN,穿过后粒子的能量减小,粒子所带的电荷量不变,虚线表示其运动轨迹,可知粒子
A.带正电
B.从上向下穿过铅板
C.穿过铅板后,运动的周期不变
D.穿过铅板后,所受洛伦兹力大小不变
7.如图所示,在Oxy平面的第一象限内存在方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B的匀强磁场。一带电粒子从y轴上的M点射入磁场,速度方向与y轴正方向的夹角θ=60°。粒子经过磁场偏转后在N点(图中未画出)垂直穿过x轴。已知,粒子电荷量为q,质量为m,重力不计,则
A.粒子带负电荷
B.粒子速度大小为
C.粒子在磁场中的轨道半径为a
D.粒子从M到N的时间为
8.如图,D1、D2是两个半径为R的回旋加速器的半圆形中空金属盒,两盒间留有一条狭缝;在两盒间加电压为U的高频交变电压,空间中存在着方向垂直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场。从粒子源P引出质量为m、电荷量为q的粒子,粒子初速度视为零,在狭缝间被电场加速,在D形盒内做匀速圆周运动,最终从边缘的出口处引出。忽略粒子在狭缝间的运动时间,则
A.交变电压的频率与被加速粒子的比荷无关
B.提高加速电压可使粒子最终获得的动能变大
C.粒子被引出时通过狭缝的次数为
D.粒子第n次通过狭缝后的速度大小为
9.如图所示,三角形闭合线框ABC由弹性较好的导线制成,线框中通有沿逆时针方向的恒定电流I1,三角形的三个顶点A、B、C固定在绝缘水平面上,带有绝缘层的长直导线MN紧贴线框固定在线框上方。给直导线通入从N到M的恒定电流I2,不考虑闭合线框各边之间的作用力,此后该线框的形状可能是
A. B. C. D.
10.如图所示,空间存在垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带负电的点电荷固定在磁场中的O点,另一个带正电的粒子在水平面内恰好沿实线做匀速圆周运动。某时刻,突然撤去O点的点电荷,用虚线表示撤去点电荷之后粒子的运动轨迹,则粒子的运动轨迹正确的是
A. B. C. D.
11.小明发现家里冰箱门忘记关闭时,会发出提示音,他研究得知,门框内部电路中有一载流子为负电荷的霍尔元件,工作时通有恒定电流I,方向与OC平行从左向右;冰箱门上元件对应位置有一N极朝外的磁铁,冰箱门关闭时会在霍尔元件中产生电压,检测到该电压小于某阈值时,装置会发出提示音。下列说法正确的是
A.冰箱门关闭时,霍尔元件的下表面电势低于上表面
B.打开冰箱门的过程中,霍尔电压增大
C.冰箱门关闭时增大恒定电流I,则霍尔元件上、下表面间电势差增大
D.换用更薄(OA方向)的霍尔元件,发出提示音的冰箱门角度范围增大
二、非选择题:共5题,共56分。其中第13题~第16题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;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12.(12分)为探究感应电流产生的条件,几位同学做了如下的实验
(1)小李同学选用图甲中的器材模仿法拉第的实验进行探究:
①请在甲图中,用笔画线代替导线将电路补充完整_________:
②闭合开关进行实验前,滑动变阻器滑片P应该滑至最_________(填“左”或“右”)端;
(2)下列操作中,不能使灵敏电流计发生偏转的是_________(填选项前字母);
A.图甲中,断开开关的瞬间
B.图甲中,移动滑动变阻器的滑片P
C.图甲中,将线圈A放在线圈B中不动
D.图乙中,将条形磁铁快速放入线圈中
(3)同学们用两套实验方案做了各种尝试,最终总结如下:
甲方案:只有当磁铁和线圈有相对运动时才会产生感应电流;
乙方案:只要线圈A中的电流有变化时,线圈B中就会产生感应电流。
运用磁通量的概念,根据以上结论可将感应电流产生的条件全面、简洁地表示为_________。
13.(8分)如图所示,蹄形磁铁水平放置,N极在上。质量为m的导体棒用两根轻质细导线悬挂,通入电流强度为I的恒定电流,稳定时细导线与竖直方向的夹角为θ。两磁极间的磁场可看成匀强磁场,ab之间的长度为L,导体棒始终在两磁极之间,求:
(1)导体棒中的电流方向;
(2)磁极间的磁感应强度。
14.(9分)如图所示,矩形ACDE的AC边长为,AE边长为l,矩形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场。一不计重力的带电粒子从A点沿AC方向进入磁场,初速度大小为v0,恰好从D点离开磁场。已知带电粒子质量为m,带电量大小为q,则:
(1)判断带电粒子的电性;
(2)求匀强磁场的磁感应强度的大小;
(3)求带电粒子在磁场中运动时间。
15.(12分)某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示。A为粒子加速器,加速电压为U1;B为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B1两板间距离为d;C为偏转分离器,磁感应强度为B2。今有一质量为m、电荷量为q的正粒子、由静止释放(不计重力),经A加速后,该粒子恰好匀速通过速度选择器,粒子进入分离器后做匀速圆周运动。最终打在质谱仪荧光屏上的D点。求:
(1)粒子进入速度选择器的速度v:
(2)速度选择器两板间电压U2:
(3)粒子打在质谱仪上的D点到刚进入磁场B2的位置的距离。
16.(15分)如图所示,空间中分布着方向平行于纸面且水平向右的匀强电场,其宽度为L,在紧靠电场右侧的半径为R的圆形区域内分布着垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B0,圆形磁场区域与匀强电场的右边界相切于M点。质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A点由静止释放后在M点离开电场,并沿半径方向射入磁场区域,然后从N点射出,O点为磁场区域的圆心,∠MON=120°,不计粒子的重力。求:
(1)匀强电场的场强E的大小;
(2)粒子在匀强磁场中运动的时间t;
(3)若粒子在离开磁场前的某时刻,磁感应强度方向不变,大小突然变为B1,此后粒子恰好被束缚在该磁场中,则B1的最小值为多少?
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