天津市益中学2023-2024学年高二（上）期末物理模拟试卷
试卷更新日期：2024-03-11 类型：期末考试
一、选择题（共6小题，满分24分，每小题4分）
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1. 如图所示，金属棒放置在倾角为θ的斜面上，其中通有垂直纸面向里的恒定电流，匀强磁场磁感应强度大小为B，方向垂直斜面向上。保持磁感应强度的大小不变，但方向沿顺时针在纸面内缓慢转过θ角，在此过程中金属棒始终处于静止状态。若导轨和金属棒均不光滑，则（ ）
A、金属棒受到的安培力一定减小 B、金属棒受到的摩擦力一定增大 C、金属棒受到的弹力一定减小 D、斜面对金属棒的作用力一定增大2. 如图，固定的弹性金属圆环与螺线管共轴，在闭合开关S的瞬间，有关环中的感应电流I的方向（从环的右侧往左侧看）和环形变的说法正确的是（ ）
A、顺时针方向，扩张 B、顺时针方向，收缩 C、逆时针方向，扩张 D、逆时针方向，收缩3. M、N两个闭合正方形线圈用相同的导线制成，分别为10匝和30匝，边长lM＝3lN ， 图示区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间变化的规律为B＝B0+kt（k＜0），不考虑线圈之间的相互影响，则下列说法正确的是（ ）
A、两线圈内产生顺时针方向的感应电流 B、M、N线圈中感应电动势大小之比为1：9 C、M、N线圈中感应电流大小之比为1：3 D、M、N线圈中电功率之比为1：274. 如图所示，电阻不计的两光滑平行金属导轨相距L，固定在水平绝缘桌面上，左侧圆弧部分处在竖直平面内，右侧平直部分处在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，末端与桌面边缘平齐。电阻均为R的金属棒ab、cd垂直于两导轨放置且与导轨接触良好，质量分别为2m、m。开始时棒cd静止在水平直导轨上，棒ab从导轨左端距水平桌面高h处无初速度释放，进入水平直导轨后与棒cd始终没有接触，最后两棒离开导轨落在地面同一位置。不计空气阻力，重力加速度为g。则（ ）
A、金属棒ab在沿导轨水平部分运动的过程中，始终做减速运动 B、在沿导轨运动的过程中，金属棒ab损失的机械能为 C、在沿导轨运动的过程中，cd棒的最大加速度为 D、在整个过程中，通过金属棒ab的电荷量为5. 如图所示是圆盘发电机的示意图，铜盘安装在水平的铜轴上，它的盘面恰好与匀强磁场垂直，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路的总电阻为R，从左往右看，铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动，则（ ）
A、由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流 B、回路中感应电流方向不变，为 C、回路中感应电流大小不变，为 D、回路中有周期性变化的感应电流6. 如图所示，圆形区域的圆心为O，区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，MN为圆的直径，从圆上的A点沿AO方向，以相同的速度先后射入甲、乙两个粒子，甲从M点离开磁场，乙从N点离开磁场。已知∠AOM＝120°，不计粒子受到的重力，下列说法正确的是（ ）
A、乙粒子带正电荷 B、甲粒子与乙粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为1：3 C、甲粒子与乙粒子的比荷之比为3：1 D、甲粒子与乙粒子在磁场中运动的时间之比为3：2二、多选题（共4小题，满分20分，每小题5分）
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7. 以下装置中都涉及到磁场的具体应用，关于这些装置的说法正确的是（ ）A、
回旋加速器，增加电压U可增大粒子的最大动能 B、
磁流体发电机，可判断出A极板是发电机的负极 C、
质谱仪，打到照相底片D同一位置粒子的比荷相同 D、
速度选择器，特定速率的粒子从左右两侧沿轴线进入后都做直线运动8. 如图所示，两个平行导轨竖直放置，导轨间距为L＝2m。金属棒MN在导轨间部分电阻r＝2Ω，金属棒质量m＝0.4kg，导轨的最上端接阻值为R＝8Ω的定值电阻。虚线OO′下方无穷大区域存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。将金属棒从图示位置由静止释放，下落过程中的v﹣t图象如图。不计导轨的电阻和一切摩擦，金属棒与导轨始终接触良好，取重力加速度g＝10m/s2 ， 则（ ）
A、释放金属棒的位置到OO′的距离为10m B、匀强磁场的磁感应强度大小为1T C、1～2s内，定值电阻R产生的热量为32J D、1～2s内，金属棒克服安培力做的功为32J9. 一个带电微粒在如图所示的正交匀强电场和匀强磁场中的竖直平面内做匀速圆周运动，重力不可忽略，已知轨迹圆的半径为r，电场强度的大小为E，磁感应强度的大小为B，重力加速度为g，则（ ）
A、该微粒带正电 B、带电微粒沿逆时针旋转 C、微粒从a到c，机械能守恒 D、微粒做圆周运动的速度为10. 一个质量m＝0.1g的小滑块带有q＝5×10﹣4C的电荷，放置在倾角a＝30°的光滑斜面上（斜面绝缘），斜面置于B＝0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，如图所示.小滑块由静止开始沿斜面下滑，设斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面，则（ ）
A、小滑块带正电 B、小滑块在斜面上的最大速度为2m/s C、该斜面的长度至少1.2m D、如果斜面粗糙且μ＝0.2，小滑块最大加速度a＝（5）m/s2三、填空题（共2小题，满分18分）
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11. 在学习了多用电表的原理以后，小东同学对自制多用电表产生了兴趣。他走进物理实验室，利用一个满偏电流为3mA、内阻为9Ω的电流表，最大阻值为600Ω的滑动变阻器R1 ， 阻值为1Ω的标准电阻R0和一节内阻为0.5Ω、电动势为1.5V的电池组，按照图所示电路组装成一个多用电表。
(1)、图丁中红表笔应与 端（选填“A”或“B”）相连。(2)、闭合开关S1 ， 将开关S2接1，可作为量程为 mA的电流表使用。(3)、将S2接2，可作为欧姆表使用。若S1断开时，倍率为“×10”挡，则S1闭合时，倍率为 （选填“×1”或“×100”）挡。(4)、该同学利用欧姆挡测电阻，他将S2接2，S1闭合，欧姆调零后，将两表笔分别与待测电阻相接，指针指在电流表的刻度2mA处，则待测电阻的阻值Rx为 Ω。12.
(1)、为了能较准确的测量同一电池的电动势及其内阻，某同学利用电阻均未知的电流表A和电压表V设计了图1所示的实验电路对电池组进行测量，记录了单刀双掷开关S2分别接1、2对应电压表的示数U和电流表的示数I。根据实验记录的数据绘制如图2中所示的A、B两条U﹣I图线，可以判断图线A是利用单刀双掷开关S2接 （选填“1”或“2”）中的实验数据描出的。分析A、B两条图线可知，此电池组的电动势为E＝ ， 内阻r＝（用图中EA、EB、IA、IB表示）。(2)、若经过（1）中测量得到电池的电动势为1.5V，该同学用这节干电池给一个欧姆表供电。若欧姆表内部结构如图3所示，已知灵敏电流计G（满偏电流1mA，内阻90Ω），表盘刻度如图4所示，C、D为两表笔插孔，应将 （选填“红”或“黑”表笔插入C孔中。若用该欧姆表来测量一个阻值约为200欧姆的电阻则会出现指针偏角 （选填“过大”或“过小”），若想测量时指针位于图示位置，则需要在图中与G表 （选填“串联”或“并联”）一个阻值为 Ω的电阻。改装后，根据图中显示可知电阻阻值为 Ω。四、计算题（共2小题，满分38分）
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13. 如图（图一）所示，在以坐标原点O为圆心、半径为R的圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度大小为E，磁场方向垂直于xOy平面向里。一质量为m、电荷量为+q的粒子（不计重力）从坐标为（0，﹣R）的A点沿y轴正方向以大小为v0的速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动。若仅撤去磁场，带电粒子仍从A点以相同的速度射入，它将从圆形区域边界的P点（在第一象限）射出，OP与y轴正方向的夹60°角。求：
(1)、电场强度的方向和磁感应强度B的大小；(2)、粒子射出电场时的动能Ek；(3)、若保留原磁场，撤去电场，上述带电粒子的速度大小变为、方向变为从A点沿与y轴正方向夹30°角垂直射入第四象限的匀强磁场中，求带电粒子从圆形区域边界射出时位置坐标及在磁场中运动的时间t。上述情况下，如果在x轴上方的半圆形磁场边界处安装内径为R且涂有绝缘材料的挡板（图二中用半圆形实线标出），设粒子与其碰撞时满足镜面反射规律，碰撞时粒子电荷量不变且无能量损失，请画出粒子在磁场中的运动轨迹（画轨迹不需要写出分析过程）。14. 如图所示，两根光滑的金属导轨平行放置在倾角为θ的固定斜面上，导轨下端接有定值电阻的阻值为R，导轨自身电阻忽略不计。导轨置于垂直于斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，将一根质量为m、电阻的阻值为r的金属棒ab在导轨上方某处由静止释放，金属棒沿导轨下滑（金属棒ab与导轨间的摩擦不计）。设导轨足够长，导轨宽度为L，金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好，当金属棒沿导轨下滑的高度为h时，速度恰好达到最大值。重力加速度大小为g，金属棒由静止到刚开始匀速运动过程中，求：
(1)、金属棒ab达到的最大速度；(2)、该过程通过电阻R的电量；(3)、该过程中电阻R产生的热量。