2013—2014学年度上学期期中考试

高二物理试题

考试时间：90分钟 试题分数：100分

单选择题（每小题只有一个选项是正确的，选对5分，选错0分，共30分）

1.下图中标出了磁场B的方向、通电直导线中电流I的方向以及通电直导线所受磁场力F的方向，其中正确的是

2. 为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流I方向的是

3．如图所示，MN右侧一正三角形匀强磁场区域，上边界与MN垂直．现有一与磁场边界完全相同的三角形导体框，垂直于MN匀速向右运动．导体框穿过磁场过程中感应电流随时间变化的图象可能是 （取逆时针电流为正）

4．质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示．下列表述正确的是(　　)

A．M带负电，N带正电

B．M的速率小于N的速率

C．洛伦兹力对M、N做正功

D．M的运行时间大于N的运行时间

5.在水平面内有一固定的U型裸金属框架，框架上静止放置一根粗糙的金属杆ab，整个装置放在竖直方向的匀强磁场中，如图所示。下列说法中正确的是

A．只有当磁场方向向上且增强，ab杆才可能向左移动

B．只有当磁场方向向下且减弱，ab杆
才可能向右移动

C．无论磁场方向如何，只要磁场减弱，ab杆才可能向右移动

D．当磁场变化时，ab杆中一定有电流产生，且一定会移动

6.两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图．若不计粒子的重力，则下列说法正确的是

A．a粒子带正电，b粒子带负电

B．a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大

C．b粒子动能较大

D．b粒子在磁场
中运动时间较长

二、多选题(每题有两个以上答案是正确的，全选对得5分，对而不全得3分，有错的得0分，满分20分)

7. 如图所示，两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反、大小相等的电流I1与I2．与两导线垂直的一平面内有a、b、c、d四点，a、b、c在两导线的水平连线上且间距相等，b是两导线连线中点，b、d连线与两导线连线垂直．则

A．I2受到的磁场力水平向左

B．a点和c点的磁场方向相同

C．b、d两点磁感应强度的方向必定竖直向下

D．a点和 c点位置的磁感应强度都为零

8.如图，足够长的光滑导轨倾斜放置，其下端与小灯泡连接，匀强磁场垂直于导轨所在平面，则垂直导轨的导体棒ab在由静止下滑过程中（导体棒电阻为R，导轨和导线电阻不计）

A. 受到的安培力方向沿斜面向上

B. 受到的安培力大小保持恒定

C. 导体棒的机械能一直减小

D. 克服安培力做的功等于灯泡消耗的电能

9．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示.它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，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得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，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（
）和α粒子（
）比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有

A．加速氚核的交流电源的周期较大

B．加速
粒子的交流电源的周期较大

C．加速氚核获得的最大动能也较小

D．加速
粒子获得的最大动能较大

10、利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I， C、D两侧面会形成电势差UCD，下列说法中正确的是( )

A．电势差UCD仅与材料有关

B．若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差UCD＞0

C．仅增大磁感应强度时,C、D两面的电势差变大

D．在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持竖直方向

三、填空题（15分）

11．（6分）如图所示，质量为m、总长度为L的等边三角形ABC导线框，在A处用细线竖直悬挂于轻杆一端，水平轻杆另一端通过弹簧连接地面，在杆的中间有一固定转轴O。现垂直于ABC施加一个水平方向广阔的匀强磁场，磁感强度为B，当在三角形ABC导线框中通以逆时针方向大小为I的电流时，AB边受到的安培力大小是 ，此时弹簧对杆的拉力大小为_______。

12．（9分）如图是探究楞次定律的实验.沿竖直方向放置的线圈固定不动，当条形磁铁在线圈附近运动时，线圈与电流计构成的闭合回路中就会产生感应电流. 实验中发现：电流从电流计的左接线柱流入时，电流计的指针向左偏转.

（1）图中所示情况（条形磁铁靠近线圈），电流计的指针偏转方向为　　　　　　　（选填“向左”或“向右”）；

（2）若发现电流计的指针向左偏转，则条形磁铁的放置情况及运动方向可能为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　（至少回答出两种情况）；

（3）反复实验后可得到结论：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　.

四、计算题

13.（10分）如图所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距
，导轨上端连接着电阻
，质量为m＝0.01kg、电阻为R2＝
的金属杆ab与导轨垂直并接触良好，导轨电阻不计。整个装置处于与导轨平面垂直的磁感应强度为B＝1T的匀强磁场中。ab杆由静止释放，经过一段时间后达到最大速率，取g＝10m/s2，求此时：

（1）杆的速率；

（2）杆两端电压；

（3）电阻R1消耗的电功率。

14.（12分）如图所示，在水平面内固定着足够长且
光滑的平行金属轨道，轨道间距L=0.40m，轨道左侧连接一定值电阻R=0.80Ω。将一金属直导线ab垂直放置在轨道上形成闭合回路，导线ab的质量m=0.10kg、电阻r=0.20Ω，回路中其余电阻不计。整个电路处在磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，B的方向与轨道平面垂直。导线ab在水平向右的拉力F作用下，沿力的方向以加速度a=2.0m/s2由静止开始做匀加速直线运动，求：

（1）5s末的感应电动势大小；

（2）5s末通过R电流的大小和方向；

（3）5s末，作用在ab金属杆上的水平拉力F的大小。

15、（13分）如图，半径为 R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。一电荷量为q（q>0），质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射人磁场区域，射入点与ab的距离为R/2。已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为600，则

（1）带电粒子在磁场中运动的时间是多少？

（2）如果是带正电的粒子速率为多少？

2013—2014学年度上学期期中考试

高二物理试卷

一、单选题

填空题

11.

12. （1）

（2） 　

（3）

计算题

13.

14.

15.

答案：

一、单选题

1

2

3

4

5

6



C

B

C

A

C

C





多选题

7

8

9

10



BC

AC

AD

CD





填空题

11.
， mg (每空3分)

12.（1）向右…….…………………………………………..………3分

（2）条形磁铁N极向上，沿竖直方向远离线圈；条形磁铁N极向下，沿竖直方向靠近线圈、……　　…….…………………………………………..………3分

（3）｛注：回答内容只要与楞次定律相符，均可得分｝. …………..………3分

四、计算题

13. 解：（1）杆达到最大速度时，有mg＝BIL（2分）

又
（2分）

（1分）

解以上三式得：
（2分）

（2）
（2分）

（3）
（2分）

14. 解：（1）由于导体棒ab做
匀加速直线运动，设它在第5s末速度为v，所以

根据法拉第电磁感应定律：
（4分）

（2）根据闭合电路欧姆定律：

方向
（4分）

（3）因为金属直导线ab做匀加速直线运动，故

其中：

（4分）

16.解析：（1）

---------------------------------------------------（4分）

（2）带电粒子沿平行于直径ab的方向射人磁场区域做匀速圆周运动，运动轨迹如图。设运动半径为r，圆心为Oˊ，连接OC、OOˊ，OOˊ垂直平分弦长CD。已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为600，所以∠C OˊD=600， 又CE= R/2，所以∠C OE=300，则∠C O Oˊ=∠C OˊO= 300，C Oˊ=CO，即r=R。再根据洛仑兹力提供向心力有，
解得
---9分