【物理】湖北省武汉市汉南一中2012-2013学年高二12月月考试题08

1汉南一中汉南一中 2012-20132012-2013 学年度上学期学年度上学期 1212 月考试月考试物物 理理 试试 卷卷本试卷分为第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分，共 110 分，考试时间 90 分钟 第卷 （选择题 共 50 分） 一、选择题（本题共 10 小题，每小题 5 分，共 50 分在各小题给出的四个选项中，有的 只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分， 不选或有错选的得 0 分） 1根据磁感应强度的定义式BF/(IL)，下列说法中正确的是 A在磁场中某确定位置，B与F成正比，与I、L的乘积成反比 B一小段通电直导线在空间某处受磁场力F0，那么该处的B一定为零 C磁场中某处B的方向跟电流在该处受磁场力F的方向相同D一小段通电直导线放在B为零的位置，那么它受到的磁场力F也一定为零2如图所示，边长为 L0.2 m 的正方形线圈 abcd，其匝数为 n10、总电阻为 r2 ， 外电路的电阻为 R8 ，ab 的中点和 cd 的中点的连线 OO恰好位于匀强磁场的边 界线上，磁场的磁感应强度 B1 T，若线圈从图示位置开始，以角速度 2 rad/s 绕 OO轴匀速转动，则以下判断中正确的是A在 t 时刻，磁场穿过线圈的磁通量为零，但此时磁通量随时间4变化最快B闭合电路中感应电动势的瞬时表达式 e0.8 sin 2t(V)C从 t0 时刻到 t 时刻，电阻 R 上产生的热量为 Q3.2×104J4D从 t0 时刻到 t 时刻，通过 R 的电荷量 q0.02 C43如图 4 所示是某离子速度选择器的原理示意图，在一个半径为R10 cm 的圆柱形筒内有B1×104 T 的匀强磁场，方向平行于圆筒的轴线，在圆柱形筒的某直径的两端开有小孔，作为入射孔和出射孔离子束以不同角度入射，最后有不同速度的离子束射出现有一离子源发射比荷为 2×1011 C/kg 的正离子，且离子束中速度分布连续当角45°时，出射离子速度v的大小是( )A.×106 m/s B.×108 m/s22C2×108 m/s D2×106 m/s2224倾角为的导电轨道间接有电源，轨道上静止放有一根金属杆ab.现垂直轨道平面向上 加一匀强磁场，方向如图所示，磁感应强度 B 由零逐渐增加的过程中，ab杆 受到的静摩擦力 A逐渐增大 B逐渐减小C先增大后减小 D先减小后增大 5.如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合； 磁场方向垂直（纸面）向里，磁感应强度大小为 B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂 直于半圆面的轴以角速度匀速转动半周，在线框中产生感应电流。 现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为 了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为tB A B C D04 B 02 B 0B 20B6.某水电站，用总电阻为 2.5 的输电线输电给 500 km 外的用户，其输出电功率是 3×106 kW.现用 500 kV 电压输电，则下列说法正确的是( ) A输电线上输送的电流大小为 2.0×105 A B输电线上由电阻造成的损失电压为 15 kV C若改用 5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为 9×108 kWD输电线上损失的功率为，P 为输电功率，U为输电电压，r为输电线的rPUP2)(电阻7调光灯、调速电风扇以前是用变压器来实现的，该技术的缺点是成本高、体 积大、 效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速现在的调光灯、调速电风扇是用可控 硅电子元件来实现的如图 1318 为经过一个双向可控硅调节后加在电灯上的电压那 么现在电灯上的电压为A B。 mUmU22C D。2mU 4mU8.如图所示，电动势为 E、内阻不计的电源与三个灯泡 和三个电阻相接，只合上开关 S1，三个灯泡都能正常工作如果再合上 S2，则下列表述 正确的是( )A电源输出功率减小 BL1上消耗的功率增大3C通过 R1上的电流增大 D通过 R3上的电流减小9回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图 2 所示，它的核心部分是两个 D 形金 属盒，两盒相距很近，连接好高频交流电源后，两盒间的窄缝中形成匀强电 场，使带电粒子每次通过窄缝都能得到加速两盒放在匀强磁场中，磁场方 向垂直盒面向下，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复 被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出，如果用同一回旋加 速器分别加速氚核( H)和 粒子( He)，比较它们所需的高频交流电源的周期3 14 2和获得的最大动能的大小，下列说法正确的是( )A加速氚核的交流电源的周期较大；氚核获得的最大动能较大B加速氚核的交流电源的周期较大；氚核获得的最大动能较小C加速氚核的交流电源的周期较小；氚核获得的最大动能较小D加速氚核的交流电源的周期较小；氚核获得的最大动能较大10.如图所示，两个相邻的有界匀强磁场区，磁感应强度方向相反，且垂直纸面，磁感应强度的大小均为 B，磁场区在 y 轴方向足够长，在 x 轴方向的宽度为 a，一正三角形（中垂线长为 a）导线框 ABC 从图示位置向右匀速穿过磁场区域，设逆时针方向为电流的正方向，则图中线框中产生的感应电流 i 与对线框移动距离 x 的关系图象正确的是： 第卷（非选择题 共 60 分） 二、填空、实验题 （11 题每空 3 分，12 题 6 分，共 15 分） 11、如题图 11（1） 、11（2） ）中两游标卡尺的读数分别是_cm,_cm; 题图 11（3）中螺旋测微器的读数是_mm.412. （6 分）如图所示是测量通电螺线管 A 内部磁感应强度 B 及其与电流 I 关系的实验装置。将截面积为 S、匝数为 N 的小试测线圈 P 置于螺线管 A 中间，试测线圈平面与螺线管的轴线垂直，可认为穿过该试测线圈的磁场均匀。将试测线圈引线的两端与冲击电流计 D 相连。拨动双刀双掷换向开关K，改变通入螺线管的电流方向，而不改变电流大小，在 P 中产生的感应电流引起 D 的指针偏转。 （1）将开关合到位置 1，待螺线管 A 中的电流稳定后，再将 K 从位置 1 拨到位置 2， 测得 D 的最大偏转距离为 dm，已知冲击电流计的磁通灵敏度为 D， D，式中为单匝试测md N线圈磁通量的变化量。则试测线圈所在处磁感应强度 B；若将 K 从位置 1 拨到位置 2 的过 程所用的时间为 t，则试测线圈 P 中产生的平均感 应电动势 。 （2）调节可变电阻 R，多次改变电流并拨动 K，得 到 A 中电流 I 和磁感应强度 B 的数据，见右表。由此 可得，螺线管 A 内部在感应强度 B 和电流 I 的关系为 B。三、计算题（本大题共 4 小题，共 45 分。把解答写在答题卷中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤）13（10 分）某电厂要将电能输送到较远的用户，输送的总功率为 9.8×104 W，电厂输出电压仅为 350 V，为减少输送功率损失，先用一理想升压变压实验次数I（A）B（×103T）10.50.6221.01.2531.51.8842.02.5152.53.125器将电压升高再输出已知输电线路的总电阻为 4 ，允许损失的功率为输送功率的 5%， 所需电压为 220 V，求理想升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比各是多少14 （10 分）均匀导线制成的单匝正方形闭合线框 abcd，每边长为 L，总电阻为 R，总质 量为 m。将其置于磁感强度为 B 的水平匀强磁场上方 h 处，如图所示。线框由静止自由下 落，线框平面保持在竖直平面内，且 cd 边始终与水平的磁场边界平行。当 cd 边刚进入磁 场时， （1）求线框中产生的感应电动势大小; （2）求 cd 两点间的电势差大小; （3）若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度 h 所应满足的条件。15（12 分） 如图所示，一足够长的区域 badc 内充满磁感应强度为 B、 方向垂直纸面向 里的匀强磁场，其中 ab 平行于 cd，ad 与上、下边界垂直。现 从 ad 边的中点 O 处，垂直磁场射入一速度方向与 ad 边夹角为30°、大小为 v0的带正电粒子，已知粒子质量为 m，电荷量为 q，ad 边长为 l，重力影响不计。(1)试求粒子能从 ab 边上射出 磁场的 v0的大小范围； (2)问粒子在磁场中运动的最长时间是多少？16如图所示，在边长为 l 的正方形区域内，有与 y 轴平行的匀 强电场和垂直于纸面的匀强磁场。一个带电粒子（不计重力）从原点 O沿x轴进入场区，恰好做匀速直线运动，穿过场区的时间为T0；若 撤去磁场，只保留电场，其他条件不变，该带电粒子穿过场区的时间为T0；若撤去电场，只保留磁场，其他条件不变，那么，该带电粒 21子穿过场区的时间应该是多少？612 月考试物理答案12345678910DADDDCADCCDBC11.2.98 0.515 2.720(2.718-2.721)12. （1），（2）0.00125I（或 kI）2md ND Smd Dt13.14 解析：（1）cd 边刚进入磁场时，线框速度 v=1 分2gh线框中产生的感应电动势 E=BLvBL2 分2gh(2)此时线框中电流 I=1 分E Rcd 两点间的电势差 U=I()=2 分3 4R324Blgh(3)安培力 F=BIL=2 分222B Lgh R根据牛顿第二定律 mg-F=ma,由 a=0解得下落高度满足 h=2 分22442m gR B L715(12 分).解析 (1)设带电粒子在磁场中正好经过ab边(相切)，从ad边射出所对应的速度为v1(如图所示) 从几何关系2 分 解得：1 分230sinlRR 3lR 由半径公式1 分，可得1 分BqmvR mBqlv31 设带电粒子在磁场中正好经过cd边(相切)，从ab边射出时的速度为v2，从几何关系可得 1 分 Rl(如图所示)由半径公式，可得1 分BqmvR mBqlv 2可见带电粒子在磁场中从ab边射出，其速度应满足<<1 分mBql 3vmBql(2)带电粒子在磁场中的周期1 分qBm vRT 220 根据带电粒子在磁场的轨迹占圆周比值最大即运动时间最长(或圆周所对圆心角最大)，所 以当速度为v1时，具有最长时间1 分 2 分35 32 qBmTt35 2max 16.解：设粒子的质量为,电量为，速度为，只保留磁场穿过场区的时间为 ，在磁mq0vt场中做匀速圆周运动的半径为 R。匀速运动时： （1） 1 分 （2）1 分EqBqv 0 00vlT 只有电场时： （3）2 分2)(2 021 21lTmEq只有磁场时： （4）2 分 联立解得（5）2 分RmvBqv2 0 04lR 带电粒子在磁场中运动了半周 1 分 （6）2 分Bqmt8解得：（7）2 分04Tt