2010-2011学年江苏省无锡一中高二（上）期末物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

关于磁感应强度，下列说法正确的是（ ）
A．磁感应强度只能描述磁场的强弱
B．通电导线所受磁场力为零，该处磁感应强度一定为零
C．通电导线所受磁场力为零，该处磁感应强度不一定为零
D．放置在磁场中lm的导线，通过lA的电流，受到的力为1N时，该处磁感应强度就是1T

2. 难度：中等

如图所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交流电源上，通过装置p使加在电热丝上的电压的波形如图所示．此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为（ ）

A．110V
B．156V
C．220V
D．311V

3. 难度：中等

如图所示，多匝电感线圈L的电阻和电池内阻都忽略不计，两个电阻的阻值都是R，电键S原来打开，稳定时电流为I，今合上电键将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生，这电动势（ ）

A．有阻碍电流的作用，最后电流由I减少到零
B．有阻碍电流的作用，最后电流总小于I
C．有阻碍电流增大的作用，因而电流I保持不变
D．有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是增大到2I

4. 难度：中等

如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联，再将三者并联，接在220V，50Hz的交变电压两端，三只灯泡亮度相同．若将交变电压改为220V，25Hz，则（ ）
A．三只灯泡亮度不变
B．三只灯泡都将变亮
C．a亮度不变，b变亮，c变暗
D．a亮度不变，b变暗，c变亮

5. 难度：中等

如图所示，一宽40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里．一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v=20cm/s通过磁场区域，取它刚进入磁场的时刻t=0，设逆时针方向为正． 在下列图线中，正确反映感应电流随时间变化规律的是（ ）

A．
B．
C．
D．

6. 难度：中等

以下说法中正确的是（ ）
A．只要穿过闭合电路中的磁通量不为零，闭合电路中就一定有感应电流发生
B．只要导体做切割磁感线运动，电路中一定有感应电流产生
C．穿过闭合电路中的磁通量越大，闭合电路中的感应电动势越大
D．穿过闭合电路中的磁通量变化越快，闭合电路中感应电动势越大

7. 难度：中等

如图所示电路中保持输入电压不变，要使电流表读数变大，可采用的方法有（ ）

A．将R上的滑片向上移动
B．将R上的滑片向下移动
C．将电键S由1掷向2
D．将电键S由1掷向3

8. 难度：中等

线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流的图象如图所示，从图可知（ ）

A．在B和D时刻穿过线圈的磁通量最大
B．在A和C时刻线圈处于中性面位置
C．从A时刻到D时刻线圈转过的角度为π弧度
D．若从O时刻到D时刻经过0.02s，则在1s内交流电的方向改变100次

9. 难度：中等

如图在地球南极上空水平飞行的飞机，机身宽度为d、长度为L，飞机的飞行速度v，由于竖直向上的地磁场的存在，产生电磁感应现象，机舱左右两侧产生的电势差为U，则（ ）

A．飞机所在处的地磁场磁感应强度等于U/Lv
B．驾驶员左侧机身电势较高
C．飞机所在处的地磁场磁感应强度等于U/dv
D．驾驶员右侧机身电势较高

10. 难度：中等

如图所示，匀强电场方向竖直向上，匀强磁场的方向垂直纸面向外．有一正离子（不计重力），恰能沿直线以V从左向右水平飞越此区域．则（ ）

A．若质子以V从左向右水平飞入，质子也沿直线运动
B．若质子以V从左向右水平飞入，质子将向上偏
C．若电子以V从右向左水平飞入，电子将向下偏
D．若电子以V从右向左水平飞入，电子将向上偏

11. 难度：中等

如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度．两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面．下面对于两管的描述中可能正确的是（ ）

A．A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的
B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的
C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的
D．A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的

二、填空题

12. 难度：中等

一个质量m=1.0×10^-3kg，边长L=0.1m的正方形线圈，电阻R=1Ω，从h₁=5cm的高处静止下落，然后进入一个匀强磁场，如图所示．当线圈刚进入磁场时，正好做匀速运动．如果线圈的下边通过磁场所经历的时间△t=0.2s，则磁场的磁感应强度B=    T；磁场区域的高度h₂=    m （g取10m/s²）

13. 难度：中等

如图，将一金属或半导体薄片垂直置于磁场B中，在薄片的两个侧面a、b间通以电流I时，另外两侧c、f间产生电势差，这一现象称为霍尔效应．其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累，于是c、f间建立起电场E_H，同时产生霍尔电势差U_H．当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时，E_H和U_H达到稳定值，U_H的大小与I和B以及霍尔元件厚度d之间满足关系式U_N=R_H，其中比例系数R_H称为霍尔系数，仅与材料性质有关
（1）若半导体材料是自由电子导电的，请判断图1中    端（填c或f）的电势高；
（2）已知半导体薄片内单位体积中导电的自由电子数为n，电子的电荷量为e，请导出霍尔系数R_H的表达式    ．（通过横截面积S的电流I=nevS，其中v是导电电子定向移动的平均速率．

三、解答题

14. 难度：中等

回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直．A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q，在加速器中被加速，加速电压为U．设粒子初速度为零，加速过程中不考虑相对论效应和重力作用
（1）求粒子能获得的最大动能E_km
（2）求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t．

15. 难度：中等

如图所示，水平导轨间距为L，左端接有阻值为R的定值电阻．在距左端x_o处放置一根质量为m、电阻为r的导体棒，导体棒与导轨间无摩擦且始终保持良好接触，导轨的电阻可忽略，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中．
（1）若磁感应强度为B=B_o保持恒定，导体棒以速度v向右做匀速直线运动；求导体棒两端的电压U和作用在导体棒上的水平拉力F的大小．
（2）若磁感应强度为B=B_o+kt随时间t均匀增强，导体棒保持静止；求导体棒的电功率和作用在导体棒上的水平拉力F的表达式．

16. 难度：中等

如图所示，交流发电机的矩形线圈abcd中，已知线圈面积为0.01m²，匝数n=100匝，线圈电阻r=2Ω，外电阻R=8Ω，电流表和电压表对电路的影响忽略不计．线圈在磁感强度B=T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO’匀速转动，角速度ω=10πrad/s．求
（1）交流电压表的读数为多少？
（2）发电机的输出功率和发电总功率为多少？
（3）从图示位置起（线圈平面平行于磁场方向），转过90°过程中，线圈上产生的焦耳热．

17. 难度：中等

发电机的输出电压为220V，输出功率为44KW，每条输电线电阻为0.2Ω，①求用户得到的电压和电功率各是多少？②如果发电站先用变压比为1：10的升压变压器将电压升高，经同样输电线路后，再经过10：1的降压变压器降压后供给用户，则用户得到的电压和电功率又各是多少？

18. 难度：中等

如图所示，AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为L，导轨平面与水平面的夹角是θ，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感应强度为B．在导轨的AC端连接一个阻值为R的电阻，导轨的电阻不计．一根垂直于导轨放置的金属棒ab，电阻为r 质量为m，从静止开始沿导轨下滑，下滑高度为H时达到最大速度．不计摩擦，求在此过程中：
（1）ab 棒的最大速度
（2）通过电阻R的热量
（3）通过电阻R的电量．

19. 难度：中等

如图所示，磁感应强度为B的条形匀强磁场区域的宽度都是d₁，相邻磁场区域的间距均为d₂，x轴的正上方有一电场强度大小为E，方向与x轴和B均垂直的匀强电场区域，将质量为m、带正电量为q的粒子（重力忽略不计）从y轴上坐标为h处由静止释放．求：
（1）粒子在磁场区域做匀速圆周运动的轨道半径．
（2）若粒子经磁场区域I、II后回到x轴，则粒子从开始释放经磁场后第一次回到x轴需要的时间和位置坐标．
（3）若粒子从y轴上坐标为H处以初速度v沿x轴正方向水平射出，此后运动中最远能到达第k个磁场区域的下边缘，并再次返回到x轴，求d₁、d₂的值．