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江西省丰城中学2015-2016学年高二上学期周练物理试卷(重点班,12.24)


江西省丰城中学 2015---2016 上学期高二周练试卷 物理 (4-13 班)

一、选择题(本题共 12 个小题,每小题 4 分,共 48 分) 1.如图所示,长为 a、宽为 b 的矩形线圈,匝数为 n,在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕垂直于 磁场的 OO'轴以恒定的角速度 ω 旋转,设 t=0 时,线圈平面与磁场方向平行,则此时的磁通量 和磁

通量的变化率分别是( )

A.0,0 C.0,nBabω

B.0,Babω D.Bab,Babω

2. 如图所示, 通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环, 铜环平面与螺线管截面平行, 当电键 S 接通一瞬间,两铜环的运动情况是( ) A.同时向两侧推开 B.同时向螺线管靠拢 C.一个被推开,一个被吸引,但因电源正负极性未知,无法具体判 断 D.同时被推开或同时向螺线管靠拢,但因电源正负极性未知,无法具体判断 3.如图所示,在光滑水平面上的直线 MN 左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场,右侧是无磁场 空间. 将两个大小相同的铜质矩形闭合线框由图示位置以同样的速度 v 向右完全拉出匀强磁 场.已知制作这两只线框的铜质导线的横截面积之比是 1∶2.则拉出过程中下列说法中正 确的是( ) A.所用拉力大小之比为 2∶1 B.通过导线某一横截面的电荷量之比是 1∶1 Mv C.拉力做功之比是 1∶4 B D.线框中产生的电热之比为 1∶2

N
4.如图所示,在磁感强度为 B 的匀强磁场中,有半径为 r 的光滑半圆形 导体框架,OC 为一能绕 O 在框架上滑动的导体棒,OC 之间连一个电阻 R, 导体框架与导体棒的电阻均不计,若要使 OC 能以角速度 ω 匀速转动,则 外力做功的功率是: ( ) C

A. B2ω 2r4 D. 8R

B2ω 2r4 R

B.

B2ω 2r4 2R

C.

B2ω 2r4 4R

5. (多选)如图所示,把金属圆环匀速拉出磁场,下面叙述正确的是(



A.向左拉出和向右拉出所产生的感应电流方向相反 B.不管向什么方向拉出,只要产生感应电流方向都是顺时针 C.向右匀速拉出时,感应电流大小不变
1

D.要将金属环匀速拉出,拉力大小要改变
6. (多选) 如图所示, 水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒 PQ 、 MN , 当 PQ 在外力作用下运动时, MN 在磁场力的作用下向右运动, 则 PQ 所 做的运动可能是( ) A.向右加速运动 B.向左加速运动 C.向右减速运动 D.向左减速运动 7.如图所示,匀强磁场存在于虚线框内,矩形线圈竖直下落。如果线圈中 受到的磁场力总小于其重力,则它在 1、2、3、4 位置时的加速度关系为 ( ) A.a1>a2>a3>a4 B.a1 = a2 = a3 = a4 C.a1 = a3>a2>a4 D.a4 = a2>a3>a1 8.(多选)如图 a 所示,圆形线圈 P 静止在水平桌面上,其正上方固定一螺线管 Q,P 和 Q 共轴,Q 中通有变化电流 i,电流随时间变化的规律如图 b 所示,P 所受的重力为 G,桌面 对 P 的支持力为 FN,则在下列时刻( )

A.t1 时刻 FN>G,P 有收缩的趋势. B.t2 时刻 FN = G,此时穿过 P 的磁通量最大. C.t3 时刻 FN = G,此时 P 中无感应电流.
P

i
Q

o t1
图a

t2
图b

t3

t4

t

D.t4 时刻 FN<G,此时穿过 P 的磁通量最小.

9.如图所示,在光滑绝缘水平面上,有一矩形线圈以一定的初速度进入匀强磁场区域,线 圈全部进入匀强磁场区域时, 其动能恰好等于它在磁场外面时的一半, 设磁场区域宽度大于 线圈宽度,则( ) A.线圈恰好在完全离开磁场时停下 B.线圈在未完全离开磁场时即已停下 C.线圈能通过场区不会停下 D.线圈在磁场中某个位置停下 10.如图所示,xOy 坐标系第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场,第三 y 象限有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感强度大小均为 B,第二、四象限 内没有磁场.一个围成四分之一圆弧形的导体环 Oab, 其圆心在原点 O, o a 开始时导体环在第四象限, 从 t=0 时刻起绕 O 点在 xOy 坐标平面内逆 时针匀速转动。若以逆时针方向的电流为正,在一个周期内,下列表 示环内感应电流 i 随时间 t 变化的图像中,正确的是( ) b

x

11.如图所示,用铝板制成“? ”形框,将一质量为 m 的带电小球用绝缘细线悬挂在框的上 方, 让整体在垂直于水平方向的匀强磁场中向左以速度 v 匀速运动, 悬线拉力为 T, 则 ( ) A.悬线竖直,T=mg B.悬线竖直,T<mg

2

C.v 选择合适的大小,可使 T=0 D.因条件不足,T 与 mg 的大小关系无法确定 12. (多选)如图所示,相距为 L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为 θ , 上端接有定值电阻 R, 匀强磁场垂直于导轨平面, 磁感应强度为 B.将质量为 m 的导体棒由静 止释放,当速度达到 v 时开始匀速运动,此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力,并保 持拉力的功率恒为 P,导体棒最终以 2v 的速度匀速运动.导体棒始终与导轨垂直且接触良 好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为 g.下列选项正确的是( ) A.P=2mgvsinθ B.P=3mgvsinθ v g C.当导体棒速度达到 时加速度大小为 sinθ 2 2 D.在速度达到 2v 以后匀速运动的过程中,R 上产生的焦耳热等于拉力
所做的功 二、计算题(本题共 4 个小题,共 52 分) 13、 (12 分)用电阻为 18Ω 的均匀导线弯成图中直径 D=0.80m 的封闭金属圆环,环上 AB 弧 所对圆心角为 60°,将圆环垂直于磁感线方向固定在磁感应强度 B=0.50T 的匀强磁场中, 磁场方向垂直于纸面向里。 一根每米电阻为 1.25Ω 的直导线 PQ, 沿圆环平面向左以 3.0m/s 的速度匀速滑行(速度方向与 PQ 垂直),滑行中直导线与圆环紧密接触,当它通过环上 A、B 位置时,求: (1)直导线 AB 段产生的感应电动势,并指明 A、B 两点哪点电势高。 (2)此时圆环上发热的热功率。 A 60° v B Q C B P

14、 (12 分)一电阻为 R 的金属圆环,放在匀强磁场中,磁场与圆环所在平面垂直,如图(a) 所示.已知通过圆环的磁通量随时间 t 的变化关系如图(b)所示,图中的最大磁通量φ 0 和变 化周期 T 都是已知量,求 (1)在 t = 0 到 t =

T 的时间内,通 4

过金属圆环某横截面的电荷量 q. (2)在 t = 0 到 t = 2T 的时间内,金 属环所产生的电热 Q

3

15、 (14 分)用质量为 m、总电阻为 R 的导线做成边长为 l 的正方形线框 MNPQ,并将其放在 倾角为 θ 的平行绝缘导轨上,平行导轨的间距也为 l,如图所示。线框与导轨之间是光滑的, 在导轨的下端有一宽度为 l(即 ab=l)、磁感应强度为 B 的有界匀强磁场,磁场的边界 aa'、

bb'垂直于导轨,磁场的方向与线框平面垂直。如果把线框从静止状态释放,则线框恰好能够
匀速地穿过磁场区域。若当地的重力加速度为 g,求: (1)线框通过磁场时的运动速度大小; (2)开始释放时,MN 与 bb'之间的距离; (3)线框在通过磁场的过程中所产生的热量

16、 (14 分)如图所示,x 轴上方有一匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于纸面向里,大小 为 B,x 轴下方有一匀强电场,电场强度的大小为 E,方向与 y 轴的夹角 θ 为 45°且斜向上 方.现有一质量为 m 电量为 q 的正离子,以速度 v0 由 y 轴上的 A 点沿 y 轴正方向射入磁场, 该离子在磁场中运动一段时间后从 x 轴上的 C 点(图中未画出)进入电场区域,该离子经 C 点时的速度方向与 x 轴夹角为 45°.不计离子的重力,设磁场区域和电场区域足够大.求: (1)C 点的坐标; (2)离子从 A 点出发到第三次穿越 x 轴时的运动时间; (3)离子第四次穿越 x 轴时速度的大小及速度方向与电场方向的夹角.

y

?
0

A

B
x

θ

E

高二物理周练答题卡

班级:

姓名:

学号:

得分:
4

一、 题号 答案

选择题: (每题 4 分,共 48 分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

二、计算题(共 4 小题,共 52 分) 13、 P A 60° v B Q C B

14、

5

15、

y
16、

?
0

A

B
x

θ

E

6

参考答案 1 B 2 A 3 D 4 C 5 BD 6 BC 7 C 8 AB 9 C 10 D 11 A 12 AC

13、 (1)E=BLv=0.6v 由右手定则得直道线感应电流的方向由 A 向 B (2)P=I R 并=0.10W
2

14. (1)

(2)在 0



和在

到 t =T 时间内,环中的感应电动势

E 1=



和在

时间内,环中的感应电动势

E 3=

由欧姆定律可知在以上时段内,环中的电流为 在 t=0 到 t=2T 时间内金属环所产生的电热
3

I 3= Q=2(I
2 1

R t 3+ I

2 3

R t

)

联立求解得

Q=

15、 (1)线框在磁场区域做匀速运动时,其受力如图所示: ∴ 分) 感应电流: 感应电动势:

F=mgsinθ F=BIl I=E/R E="Blv
2 2

又安培力:

(1

" (1 分)
(1 分)

解得匀速运动的速度: v=mgRsinθ /B l (2 分) (2) (共 2 分)在进入磁场前,线框的加速度 a=gsinθ

所以线框进入磁场前下滑的距离 s=

=

(1 分)

(3) (共 2 分)过程中线框沿斜面通过了 2 l 的距离,所以:Q 热=mg·2lsinθ 16、 (1)磁场中带电粒子在洛仑兹力作用下做圆周运动,故有

v2 qvB ? m r ,①

T?
同时有

2?r 2?m ? v qB ②

粒子运动轨迹如图所示,由几何知识知,
7

y y/ vt α θ 02 x/ 01 0
/

B A · 0 x E C θ

(2 ? 2 )m v 2qB xC=-(r+rcos450)= ,③ ?
5 5 ?m t1 ? T ? 8 4 qB

(2 ? 2 )m v 2qB 故,C 点坐标为( ,0) ?

(2)设粒子从 A 到 C 的时间为 t1,设粒子从 A 到 C 的时间为 t1,由题意知



设粒子从进入电场到返回 C 的时间为 t2, 其在电场中做匀变速运

动,由牛顿第二定律和运动学知识,有

qE ? m a





2v0 ? at2 ,

t2 ?
⑦联立⑥⑦解得

2m v0 qE



1 ?m t3 ? T ? 4 2qB ⑨ 故而,设 设粒子再次进入磁场后在磁场中运动的时间为 t3,由题意知 t ? t1 ? t2 ? t3 ? 7?m 2m v0 ? 4qB qE

粒子从 A 点到第三次穿越 x 轴的时间为

(3)粒子从第三次过 x 轴到第四次过 x 轴的过程是在电场中做类似平抛的运动,即沿着 v0 的方向(设为 x′轴)做匀速运动,即

x? ? v0t ??①

vx? ? v0 ??②

沿着 qE 的方向(设为 y′轴)做初速为 0 的匀变速运动,即

y? ?

1 qE 2 t 2 m ??③,

vy? ?

qE t m

??④;

设离子第四次穿越 x 轴时速度的大小为 v,速度方向与电场方向的夹角为 α . 由图中几何关系知

y? ? cos 45 0 x? ??⑤,
综合上述①②③④⑤⑥⑦得

v ? v ?v
2 0

2 y?

tan? ?
??⑥,

v0 vy?

??⑦

v ? 5v0

? ? arctan

1 2
8


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