《江苏省2020学年高二物理上学期期中试题（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《江苏省2020学年高二物理上学期期中试题（含解析）（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、江苏省如东高级中学2020学年第一学期期中考试 高二物理（选修）试卷一、单项选择题1.如图所示为洛伦兹力演示仪的结构图，励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直。电子速度的大小和磁场强弱可分别由电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节。下列说法正确的是（ ）A. 仅使励磁线圈中电流为零，电子枪中飞出的电子束将做匀加速直线运动B. 仅提高电子枪加速电压，电子束径迹的半径变大C. 仅增大励磁线圈中电流，电子做圆周运动的周期将变大D. 仅提高电子枪加速电压，电子做圆周运动的周期将变小【答案】B【解析】【详解】根据电子所受洛伦兹力的方向结合右手定则判断励磁线圈
2、中电流方向是顺时针方向，电子在加速电场中加速，由动能定理有：eU=mv02电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，有：eBv0=m解得：可见：仅使励磁线圈中电流为零，电子枪中飞出的电子束不再受任何作用力，故将做匀速直线运动，故A错误；提高电子枪加速电压，电子束的轨道半径变大、周期不变，故B正确，D错误；增大励磁线圈中的电流，电流产生的磁场增强，由式知周期变小，故C错误；故选B。【点睛】本题考查了粒子在磁场中运动在实际生活中的应用，正确分析出仪器的原理是关键，知道带电粒子在电场中加速而在磁场中偏转做圆周运动，明确周期公式和半径公式的推导过程和应用2.如图所示，三根长为L的直线电流在空
3、间构成等边三角形，电流的方向垂直纸面向里电流大小均为I，其中A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小均为B0，导线C位于水平面处于静止状态，则导线C受到的静摩擦力是（ ）A. B0IL，水平向左 B. B0IL，水平向右C. B0IL，水平向左 D. B0IL，水平向右【答案】D【解析】【详解】A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小分别为B0，根据力的平行四边形定则，结合几何的菱形关系，则有：BC=B0；再由左手定则可知，安培力方向水平向左，大小为FA=B0IL；由于导线C位于水平面处于静止状态，所以导线C受到的静摩擦力大小为B0IL，方向水平向右；故选D。【点睛】此题考查磁感应强度的矢量性，掌
4、握矢量合成法则，注意几何知识的应用，同时掌握受力平衡条件，特别注意静摩擦力的方向3.如图所示，固定于水平面上的金属架abcd处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置恰好使MbcN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B随时间t变化的示意图为A. B. C. D. 【答案】C【解析】试题分析：根据楞次定律，若闭合回路内的磁通量不发生变化，则无感应电流产生。从开始经过时间则线框面积变化为，则磁通量，即磁通量等于时的磁通量。带入得，随着时间的延长，磁感应强度无限接近于0，当又不会等于0，对
5、照选项C对ABD错。考点：楞次定律【名师点睛】线框里面产生两个电动势，即由于磁场的变化而产生的电动势和由于导体棒运动而产生的电动势，当两个电动势等大反向时即无感应电流产生，即线框的磁通量始终维持不变，始终等于时的磁通量。把磁通量不变的关系转化为数学关系，根据数学函数关系判断图像。4.如图所示为一螺距较大、有弹性的通电螺线管的磁场截面分布图，虚线为螺线管的中轴线（与某一磁感线重合），ab为用绝缘细线悬挂的位于螺线管的正上方的通电直导线，其电流方向由a到b，电流很小，不影响螺线管磁场。下列说法正确的是A. P、Q两点的磁感应强度相同B. 直导线ab通电后，a端垂直纸面向外转动C. 断开螺线管的电源
6、后，螺线管有沿水平方向向内收缩的趋势D. 将不计重力的电子沿中轴线射入螺线管，电子将做匀速直线运动【答案】D【解析】P、Q两点的磁感应强度大小相同，方向不相同，选项A错误；直导线ab通电后，由左手定则可知，a端受安培力向里，则a端垂直纸面向里转动，选项B错误；螺线管通电时，各匝之间为同向电流，相互吸引，则断开螺线管的电源后，螺线管有沿水平方向向外扩张的趋势，选项C错误；长螺线管内部的磁场可认为是匀强磁场，将不计重力的电子沿中轴线射入螺线管，电子运动的方向与磁感线平行，不受洛伦兹力作用，则电子将做匀速直线运动，选项D正确；故选D.5.在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0 V，内阻不计，L1、
7、L2为相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，R为定值电阻，阻值为7.5 。当开关S闭合后( )A. L1的电阻为B. L1消耗的电功率为7.5 WC. L2的电阻为7.5 D. L2消耗的电功率为0.375 W【答案】C【解析】【详解】电源电动势为3.0V，内阻不计，路端电压为3VL1和两端的电压为3V，由图可知，此时的电流为0.25A，所以电阻值：，故A错误。由伏安特性曲线可以读出L1两端的电压为3V，由图可知，此时的电流为0.25A，L1消耗的电功率为：P=UI=3.00.25=0.75W，故B错误。在乙图上做出电阻R的伏安特性曲线如图，由于R与L2串联，所以二者的电流值是
8、相等的，由图可以读出，此时二者的电压都是1.5V时，二者电压的和等于3.0V，此时的电流值是0.2A所以R2=7.5，故C正确；L2消耗的电功率为：P=UI=1.50.2=0.3W，故D错误。故选C。【点睛】在分析电阻的I-U与U-I图线问题时，关键是搞清图象斜率的物理意义，也就是说是K=1/R，还是K=R对于线性元件，R=U/IU/I，但对于非线性元件，RU/I二、多项选择题6.在如图所示电路中，闭关开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，三个理想电表的示数都发生了变化，电表的示数分别用I、U1、U2表示，电压表示数变化的绝对值分别 为U1、U2，下列判断正确的是（ ）A. U1U2B.
9、 I减小，U1增大，U2增大C. 电源的总功率变大，内功率变小D. 电源的输出功率变大，效率也变大【答案】AB【解析】【详解】当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，R2电阻变大，总电阻变大，总电流减小，路端电压变大，即U1变大；R1的电流变大，则电流表支路的电流减小，即I减小；R3电压减小，则R2电压变大，则U2变大；选项B正确；因U1=U2+UR3，因U1变大，U2变大，UR3变小则U1U2，选项A正确；根据P=IE可知电源的总功率变大；根据P内=I2r可知，电源内功率变大，选项C错误；因不知道电源内阻和外电阻之间的关系，则不能判断电源输出功率的变化情况；根据可知电路的外电阻变大，电源的效率变
10、大；选项D错误；故选AB.7.如图所示，在水平虚线MN边界的下方是一垂直纸面向里的匀强磁场，质子()和粒子()先后从边界上的A点沿与虚线成45角的方向射入磁场，两粒子均从B点射出磁场不计粒子的重力，则( )A. 两粒子在磁场中运动的轨迹相同B. 两粒子在磁场中运动的速度大小相同C. 两粒子在磁场中运动的动能相同D. 两粒子在磁场中运动的时间相同【答案】AC【解析】【详解】两粒子从A点沿箭头方向射入磁场，都从B点射出磁场，则两粒子的圆心、半径、轨迹相同，选项A正确；半径；质子（）和粒子（）的荷质比之比为：1:2，则两粒子的速度之比为：2：1，选项B错误；又质量之比为1：4，则动能mv2之比为：1
11、:1，即动能相同，选项C正确；周期，周期之比等于荷质比之比1:2，根据t= T得：运动时间之比为1:2，D错误；故选AC。【点睛】本题属于带电粒子在磁场中的偏转中典型题目，此类题的关键在于知道两粒子的运动轨迹相同，知道半径以及周期的表达式8.如图(a)所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图(b)所示,直导线中电流方向以向上为正，下列说法中不正确的是 ( )A. 在0t1时间内，线圈有顺时针电流，并有向右的运动趋势B. 在0t1时间内，线圈有顺时针电流，并有向左的运动趋势C. 在t1t2时间内，线圈有逆时针电流，并有向右的运动趋势D. 在t1t2时间
12、内，线圈有逆时针电流，并有向左的运动趋势【答案】ABD【解析】【详解】在0t1时间内，直线电流方向向下，根据安培定则，知导线右侧磁场的方向垂直纸面向外，电流逐渐减小，则磁场逐渐减弱，根据楞次定律，金属线框中产生逆时针方向的感应电流。根据左手定则，知金属框左边受到的安培力方向水平向左，右边受到的安培力水平向右，离导线越近，磁场越强，则左边受到的安培力大于右边受到的安培力，所以金属框所受安培力的合力水平向左。故AB错误；同理可知，在t1t2时间内，直导线中电流向上增加，则穿过右边线圈的磁通量向里增加，根据楞次定律可知，线圈有逆时针电流，线圈受安培力向右，即线圈有向右的运动趋势，则C正确，D错误。此
13、题选择不正确的选项，故选ABD。【点睛】解决本题的关键掌握安培定则判断电流与其周围磁场的方向的关系，运用楞次定律判断感应电流的方向，以及运用左手定则判断安培力的方向9.在一个很小的矩形半导体薄片上，制作四个电极E、F、M、N，做成了一个霍尔元件，在E、F间通入恒定电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，M、N间的电压为UH已知半导体薄片中的载流子为正电荷，电流与磁场的方向如图所示，下列说法正确的有（）A. N板电势高于M板电势B. 磁感应强度越大，MN间电势差越大C. 将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，UH不变D. 将磁场和电流分别反向，N板电势低于M板电势【答案】AB【解析】A、根据左手定则
14、，电流的方向向里，自由电荷受力的方向指向N端，向N端偏转，则N点电势高，故A正确；B、设左右两个表面相距为d，电子所受的电场力等于洛仑兹力，即：设材料单位体积内电子的个数为n，材料截面积为s，则 ;I=nesv; s=dL ;由得：,令，则 ;所以若保持电流I恒定，则M、N间的电压与磁感虑强度B成正比，故B正确；C、将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，则带电粒子不会受到洛伦兹力，因此不存在电势差，故C错误；D、若磁场和电流分别反向，依据左手定则，则N板电势仍高于M板电势，故D错误。故选AB.【点睛】解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，以及知道最终电子在电场力和洛伦兹力作用下平衡。1
15、0.如图所示，已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U加速后，水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B的复合场中（E和B已知），小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动，重力加速度为g，则（ ）A. 小球可能带正电B. 小球做匀速圆周运动的半径为C. 若电压U增大，则小球做匀速圆周运动的周期增加D. 小球做匀速圆周运动的周期为【答案】BD【解析】【详解】小球在竖直平面内做匀速圆周运动，故重力等于电场力，即洛伦兹力提供向心力，所以mg=Eq，由于电场力的方向与场强的方向相反，故小球带负电，故A错误；由于洛伦兹力提供向心力，故有：qvB=m，解得：；又由于qU=mv2，解得：；联立得到：，故B正确；由于洛伦兹力提供向心力做圆周运动，故有运动周期为：，故D正确；由于洛伦兹力提供向心力做圆周运动，运动周期为：，显然运动周期与加速电压无关，故C错误；故选BD。【点睛】本题考查了带电粒子在复合场中的圆周运动的周期公式，轨道半径公式，带电粒子在电场中的加速运动和动能定理三、解答题11.用游标卡尺测得某材料的长度如图甲所示，读数L=_
