黑龙江省齐齐哈尔市铁锋区2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题

试卷更新日期：2024-04-29 类型：期中考试

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一、单选题

1. 如图所示，一导线弯成半径为R的半圆形闭合回路。虚线MA右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是（　　）

A、感应电流方向始终沿直径由C到D B、CD段直导线始终不受安培力 C、感应电动势最大值 $E_{m} = B R v$ D、感应电动势平均值 $\bar{E} = B R v$

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2. 如图所示，螺线管匝数n=1000匝，横截面积S=20cm² ，螺线管导线电阻r=1Ω，电阻R=3Ω，管内磁场的磁感应强度B的B-t图象如图所示（以向右为正方向），下列说法错误的是（　　）

A、通过电阻R的电流方向是从C到A B、电阻R两端的电压为4V C、感应电流的大小为1A D、0-2s内通过R的电荷量为2C

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3. 如图甲所示，a、b位于两个等量异种电荷的连线的中垂线上，且a、b到两电荷连线的中点O的距离相等；如图乙所示，两根相互平行的长直导线垂直纸面通过M、N两点，c、d位于MN的连线的中垂线上，且c、d到MN连线的中点 $O^{'}$ 的距离相等，两导线中通有等大反向的恒定电流，下列说法正确的是（　　）

A、O点处的电场强度为零 B、 $O^{'}$ 点处的磁感应强度为零 C、a、b处的电场强度大小相等，方向相反 D、c、d处的磁感应强度大小相等，方向相同

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4. 如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子从圆周上的M点沿直径MON方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为 $v_{1}$ ，离开磁场时速度方向偏转60°；若射入磁场时的速度大小为 $v_{2}$ ，离开磁场时速度方向偏转90°.不计重力，则 $\frac{v_{1}}{v_{2}}$ 为（）

A、 $\frac{1}{2}$ B、 $\frac{\sqrt{3}}{3}$ C、 $\frac{\sqrt{3}}{2}$ D、 $\sqrt{3}$

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5. 质量为m、电荷量大小为q的微粒以速度v与水平方向成 $θ$ 角从O点进入方向如图所示的混合场区，此区域有正交的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向左，磁场沿水平方向垂直纸面向外。该微粒在静电力、洛伦兹力和重力的共同作用下，恰好沿直线运动到A ，且OA之间距离为L ，重力加速度为g ，下列说法正确的是（　　）

A、该微粒可能带正电，也可能带负电 B、该磁场的磁感应强度大小为 $\frac{m g}{q v c o s θ}$ C、微粒从O到A的运动是匀变速直线运动 D、该微粒的电势能增加了 $m g L s i n θ$

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6. 如图所示为宽度为3L的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。磁场左侧有一个边长为L的正方形导体线框，其总电阻为R，线框所在平面与磁场方向垂直。线框以速度v向右匀速穿过磁场区域，以线框cd边刚进入磁场的时刻为计时起点，规定电流沿逆时针方向为正，安培力F向左为正。则以下关于线框中的感应电流I、ab两点间的电势差 $U_{a b}$ 、安培力F和线框的发热功率P随时间变化的图像正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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7. 如图所示，一个质量为 $m$ 、电荷量为 $+ q$ 圆环，套在水平放置的足够长的粗糙细杆上，细杆处在磁感应强度大小为 $B$ 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，当圆环以初速度 $v_{0}$ 向右运动时，圆环最终将匀速运动，则（　　）

A、圆环做加速度逐渐变大的减速运动 B、圆环受到杆的弹力方向先向下后向上 C、圆环从初速度 $v_{0}$ 至匀速运动的过程中，摩擦力做的功为 $\frac{1}{2} m v_{0}^{2} - \frac{m^{3} g^{2}}{2 B^{2} q^{2}}$ D、圆环从初速度 $v_{0}$ 至匀速运动的过程中，摩擦力的冲量大小为 $m v_{0} - \frac{m^{2} g}{B q}$

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二、多选题

8. 如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，其圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。现把线圈水平向右平移，条形磁铁始终保持静止。则移动线圈的过程中，从上方俯视，下列说法正确的是（　　）

A、圆环有缩小的趋势 B、圆环有扩张的趋势 C、圆环中产生顺时针方向的感应电流 D、圆环中产生逆时针方向的感应电流

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9. 1831年10月28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机—法拉第圆盘发电机，其原理如图所示，水平向右的匀强磁场垂直于盘面，圆盘绕水平轴C以角速度ω匀速转动，铜片D与圆盘的边缘接触，圆盘、导线和阻值为R的定值电阻组成闭合回路。已知圆盘半径为L ，圆盘接入CD间的电阻为 $r = \frac{R}{2}$ ，其他电阻均可忽略不计，下列说法正确的是（　　）

A、回路中的电流方向为b→a B、C、D两端的电势差为 $U_{C D} = \frac{1}{3} B L^{2} ω$ C、定值电阻的功率为 $\frac{B^{2} L^{4} ω^{2}}{6 R}$ D、圆盘转一圈的过程中，回路中的焦耳热为 $\frac{π B^{2} L^{4} ω}{3 R}$

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10. 在水平面上半径为 $r$ 的圆上等间距放置三个等量点电荷， $+ Q$ 固定在 $f$ 点， $- Q$ 分别固定在 $b$ 和 $d$ 点，俯视图如图所示， $a d 、 b e 、 c f$ 是半径为 $r$ 的圆的三条直径， $O$ 为圆心。以下说法正确的是（）

A、 $e$ 点的电势高于 $O$ 点的电势 B、 $O$ 点的电场强度大小为 $\frac{2 k Q}{r}$ C、 $- q$ 在 $c$ 点的电势能等于在 $a$ 点的电势能 D、沿 $a O 、 O e$ 移动 $+ q$ 电场力先做正功后做负功

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三、实验题

11. 在“探究楞次定律”的实验中，某同学用试触法判断电流计指针偏转方向与电流流向的关系时，将电池的负极与电流计的A接线柱连接，连接B接线柱的导线试触电池正极，发现指针指在如图甲中的b位置。

(1)、现将电流计的两接线柱与图乙中线圈的两个接线柱连接，将磁铁S极向下插入线圈时，电流计指针指示位置如甲图中a所示，则与线圈C接线柱连接的是（选填“A”或“B”）接线柱。

(2)、若将电流计的A、B接线柱分别与图丙中线圈的E、F接线柱连接，将磁铁从线圈中抽出时，电流计指针指示位置如图甲中b所示，则磁铁的P端是极。（选填“N”或“S”）

(3)、将试验中的螺线管连接成图丁电路，R为光敏电阻，轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环A中电流方向为（选填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将（选填“向左”或“向右”）运动。

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12. 一同学探究阻值约为 $550 Ω$ 的待测电阻 $R_{x}$ 在 $0 ~ 5 m A$ 范围内的伏安特性。可用器材有：电压表V（量程为 $3 V$ ，内阻很大），电流表A（量程为 $1 m A$ ，内阻为 $300 Ω$ ），电源E（电动势约为 $4 V$ ，内阻不计），滑动变阻器R（最大阻值可选 $10 Ω$ 或 $1.5 k Ω$ ），定值电阻 $R_{0}$ （阻值可选 $75 Ω$ 或 $150 Ω$ ），开关S，导线若干。

(1)、要求通过 $R_{x}$ 的电流可在 $0 ~ 5 m A$ 范围内连续可调，在答题卡上将图（a）所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图；

(2)、实验时，图（a）中的R应选最大阻值为（填“ $10 Ω$ ”或“ $1.5 k Ω$ ”）的滑动变阻器， $R_{0}$ 应选阻值为（填“ $75 Ω$ ”或“ $150 Ω$ ”）的定值电阻；

(3)、测量多组数据可得 $R_{x}$ 的伏安特性曲线。若在某次测量中，电压表、电流表的示数分别如图（b）和图（c）所示，则此时 $R_{x}$ 两端的电压为V，流过 $R_{x}$ 的电流为 $m A$ ，此组数据得到的 $R_{x}$ 的阻值为 $Ω$ （保留3位有效数字）。

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四、解答题

13. 如图甲所示，一个圆形线圈的匝数 $n = 1000$ ，线圈面积 $S = 400 c m^{2}$ ，线圈的电阻 $r = 1 Ω$ ，在线圈外接一个阻值 $R = 3 Ω$ 的电阻。把线圈放入一个方向垂直线圈平面向里的圆形匀强磁场中，磁场的大小和线圈完全重合，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示，求：

(1)、 $t = 2 s$ 时电阻R上的电流大小和方向；

(2)、若把圆形磁场半径缩小为原来的一半，求4~6s内通过电阻R的电荷量。

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14. 如图所示，足够长的平面感光板ab与虚线平行，两平行线间的距离为l。ab与虚线间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B ，虚线上有一个点状的放射源S ，它可以向各个方向发射质量为m、电荷量为q的同种带电粒子。若粒子以速率v（未知）沿与虚线成 $θ = 37 °$ 角的方向射入磁场，粒子做匀速圆周运动，经时间t（未知）后恰能垂直打到感光板ab上；若粒子均以 $\frac{v}{2}$ 的速率沿纸面不同方向射入磁场，仅考虑能打到感光板ab上的粒子，感光板ab被粒子打中的长度为x（未知）。不计粒子的重力， $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ ，求：

(1)、粒子射入磁场的速率v；

(2)、粒子在磁场中运动的时间t；

(3)、感光板ab被粒子打中的长度x。

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15. 如图，竖直面内坐标系 $x O y$ 第一、三象限角平分线 $A_{1} A_{2}$ 右侧区域有一场区（内存在匀强电场和匀强磁场）。平行板M、N如图放置，M板带正电，带负电的N板在 $x$ 轴负半轴上，N板上有一小孔 $P$ ，离原点 $O$ 的距离为 $L$ ， $A_{1} A_{2}$ 上的 $Q$ 点处于 $P$ 孔正下方。质量为 $m$ 、电量为 $+ q$ 的小球从 $O A_{2}$ 上的某点以一水平速度向右进入场区，恰好能做匀速圆周运动，第一次出场后，小球恰能从小孔 $P$ 以垂直于N板的速度进入M、N板间且恰好能到达M板但不接触。已知磁感应强度大小为 $B$ ，方向垂直纸面向外。M、N板间距为L、电压为 $U = \frac{m g L}{q}$ ，重力加速度为 $g$ 。求：

(1)、 $A_{1} A_{2}$ 右侧区域内的匀强电场的场强大小与方向；

(2)、求射入场区的水平速度的大小 $v$ ；

(3)、小球从 $O A_{2}$ 上的某点出发后，到第四次（不包括出发那次）经过边界 $A_{1} A_{2}$ 的运动时间。

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