2011-2012学年江苏省常州三中高二（上）期中物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

关于洛仑兹力和安培力的描述正确的是（ ）
A．通电导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用
B．通电导线在磁场中一定受到的安培力方向与磁场方向平行
C．带电粒子在匀强磁场中运动一定受到洛仑兹力作用
D．安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现

2. 难度：中等

一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，如图1所示．磁感应强度B随t的变化规律如图2所示．以I表示线圈中的感应电流，以图1中线圈上箭头所示方向的电流为正，则以下的I-t图中正确的是（ ）

A．
B．
C．
D．

3. 难度：中等

在如图所示的电路中，R₁、R₂、R₃和R₄皆为定值电阻，R₅为滑动变阻器，电源的电动势为ε，内阻为r．设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U．当R₅的滑动触头向b端移动时（ ）

A．I变大，U变小
B．I变大，U变大
C．I变小，U变大
D．I变小，U变小

4. 难度：中等

如图所示，光滑固定导体轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时（ ）

A．P、Q将互相靠拢
B．P、Q相互相远离
C．磁铁的加速度仍为g
D．磁铁的加速度一定大于g

5. 难度：中等

如图所示，质量为m、电荷量为e的质子以某一初速度从坐标原点O沿x轴正方向进入场区，若场区仅存在平行于y轴向上的匀强电场时，质子通过P（d，d）点时的动能为5E_k；若场区仅存在垂直于xoy平面的匀强磁场时，质子也能通过P点．不计质子的重力．设上述匀强电场的电场强度大小为E、匀强磁场的磁感应强度大小为B，则下列说法中正确的是（ ）

A．
B．
C．
D．

6. 难度：中等

如图所示，金属杆ab以恒定的速率v在光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路总电阻为R（恒定不变），整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确的是（ ）

A．ab杆中的电流强度与速率v成正比
B．磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比
C．电阻R上产生的电热功率与速率v成正比
D．外力对ab杆做功的功率与速率v成正比

7. 难度：中等

如图所示的电路，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向左移动时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表读数变小，电压表读数变大
B．电容器C上电荷量减小
C．小电泡L变暗
D．电源的总功率变大

8. 难度：中等

回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示．设D形盒半径为R．若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f．则下列说法正确的是（ ）

A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR
B．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关
C．只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值
D．不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子

9. 难度：中等

如图所示，xOy坐标平面在竖直面内，x轴沿水平方向，y轴正方向竖直向上，在图示空间内有垂直于xOy平面的水平匀强磁场．一带电小球从O点由静止释放，运动轨迹如图中曲线．关于带电小球的运动，下列说法中正确的是（ ）
A．OAB轨迹为半圆
B．小球运动至最低点A时速度最大，且沿水平方向
C．小球在整个运动过程中机械能守恒
D．小球在A点时受到的洛伦兹力与重力大小相等

二、解答题

10. 难度：中等

（1）用多用电表的欧姆挡的“×10Ω”挡测量一个电阻的阻值，发现表的指针偏转角度极小，为了准确测定该电阻的阻值，正确的判断和做法是：______
A．这个电阻的阻值肯定也是极小的
B．应把选择开关换到“×100Ω”挡，重新进行欧姆调零后再测量
C．应把选择开关换到“×1Ω”挡，重新进行欧姆调零后再测量
D．为了使测量值比较准确，应该用两手分别将两表笔与待测电阻两端紧紧捏在一起，使表笔与待测电阻接触良好
（2）如图所示是学生实验用的多用表刻度盘，当选用量程为25V的电压档测量电压时，表针指于图示位置，则所测电压为______V；若选用倍率为“×100”的电阻档测电阻时，表针也指于同一位置，则所测电阻的阻值为______Ω；用多用表测电阻所运用的原理是______．

11. 难度：中等

如左图所示，虚线方框内是由电阻、电源组成的线性网络电路，为了研究它的输出特性，将电流表、电压表、滑动变阻器按图的方式连接在它的输出端A、B之间．开关S闭合后，实验中记录的6组电流表示数I、电压表示数U如下表所示．

I（A）	U（V）
0.06	2.54
0.10	2.50
0.20	2.39
0.30	2.38
0.40	2.20
0.50	2.10

（1）试根据这些数据在坐标纸上画出U-I图线．

（2）若将方框内的电路等效成电动势为E、内电阻为r的电源，从图线上求出电源的电动势E=______V，内电阻r=______Ω．
（3）若电流表内阻为0，当滑动变阻器的滑片移至最上端时，电流表示数是______A．
（4）变阻器滑片移动过程中，滑动变阻器的最大功率是______W．

12. 难度：中等

如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN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，求此过程中：
（1）感应电流方向
（2）感应电动势最大值
（3）感应电动势平均值．

13. 难度：中等

在倾角为α的光滑斜面上，置一通有电流为I，长为L，质量为m的导体棒，如图所示，试求：
（1）欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向
（2）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，应加匀强磁场B的最小值和方向．

14. 难度：中等

如图所示，光滑导轨MN、PQ在同一水平面内平行固定放置，其间距d=1m，右端通过导线与阻值R_L=8Ω的小灯泡L相连，金属棒的电阻的电阻为r=2Ω，导轨区域内有竖直向下磁感应强度B=1T的匀强磁场，一金属棒在恒力F=0.8N力作用下匀速通过磁场．（不考虑导轨的电阻，金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触）．求：
（1）金属棒运动速度的大小；
（2）小灯泡的电功率．

15. 难度：中等

如图所示，在足够大的空间范围内，同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B．足够长的光滑绝缘斜面固定在水平面上，斜面倾角为30°．有一带电的物体P静止于斜面顶端且物体P对斜面无压力．若给物体P以水平的初速度向右抛出，同时另有一不带电的物体Q从A处由静止开始沿斜面滑下（P、Q均可视为质点），P、Q两物体运动轨迹在同一竖直平面内．一段时间后，物体P恰好与斜面上的物体Q相遇，且相遇时物体P的速度方向与其水平初速度方向的夹角为60°．已知重力加速度为g，求：
（1）P、Q相遇所需的时间；
（2）物体P在斜面顶端的初速度的大小．

16. 难度：中等

如图所示，MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨，NQ⊥MN．导轨平面与水平面间的夹角θ=37°，NQ间连接有一个R=5Ω的电阻．有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B=1T．将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计．现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行．已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度，cd距离NQ为s=2m．试解答以下问题：（g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）当金属棒滑行至cd处时回路中的电流多大？
（2）金属棒达到的稳定速度是多大？
（3）当金属棒滑行至cd处时回路中产生的焦耳热是多少？
（4）若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感应电流，则磁感应强度B应怎样随时间t变化（写出B与t的关系式）？