2010-2011学年江苏省苏州中学高二（上）期末物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

关于感应电动势大小的正确表述是（ ）
A．穿过某导体框的磁通量为零时，该线框中的感应电动势一定为零
B．穿过某导体框的磁通量越大，该线框中的感应电动势就一定越大
C．穿过某导体框的磁通量变化量越大，该线框中的感应电动势就一定越大
D．穿过某导体框的磁通量变化率越大，该线框中的感应电动势就一定越大

2. 难度：中等

如图所示，一束由质子、电子和α粒子组成的射线，在正交的电磁场中沿直线OO'从O'点射入磁场B₂形成3条径迹，下列说法正确的是（ ）

A．各个粒子通过O'点的速度不相等
B．3是质子的径迹
C．1是质子的径迹
D．2是质子的径迹

3. 难度：中等

科考队进入某一磁矿区域后，发现指南针突然失灵，原来指向正北的N极逆时针转过30°（如图所示），设该位置地磁场磁感应强度水平分量为B，则磁矿所产生的磁感应强度水平分量的最小值为（ ）

A．B
B．2B
C．
D．

4. 难度：中等

在如图所示的电路中，R₁、R₂、R₃均为可变电阻．当开关S闭合后，两平行金属板MN中有一带电液滴正好处于静止状态．为使带电液滴向上加速运动，可采取的措施是（ ）
A．增大R₁
B．减小R₂
C．减小R₃
D．增大MN间距

5. 难度：中等

如图所示，粗糙的足够长的竖直木杆上套有一个带正电的小球，整个装置处在由水平匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场组成的足够大的复合场中，小球由静止开始下滑，在整个运动过程中小球的v-t图象如图所示，其中正确的是（ ）

A．
B．
C．
D．

6. 难度：中等

长度相等、电阻均为r的三根金属棒AB、CD、EF用导线相连，如图所示，不考虑导线电阻，此装置匀速进入匀强磁场的过程中（匀强磁场垂直纸面向里，宽度大于AE间距离），AB两端电势差u随时间变化的图象可能是（ ）

A．
B．
C．
D．

7. 难度：中等

在甲、乙两图中，除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动．设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计，图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向下的匀强磁场中，导轨足够长．今给导体棒ab一个向右的初速度v，在甲、乙两种情形下导体棒ab的最终运动状态是（ ）

A．两种情形下导体棒ab最终均做匀速运动
B．两种情形下导体棒ab最终均静止
C．甲中ab棒最终做匀速运动；乙中ab棒最终静止
D．甲中ab棒最终静止；乙中ab棒最终做匀速运动

8. 难度：中等

绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、电键相连，如图所示．线圈上端与电源正极相连，闭合电键的瞬间，铝环向上跳起．则下列说法中正确的是（ ）

A．若保持电键闭合，则铝环不断升高
B．若保持电键闭合，则铝环停留在某一高度
C．若保持电键闭合，则铝环跳起到某一高度后将回落
D．如果电源的正、负极对调，观察到的现象不变

9. 难度：中等

圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率沿着AO方向对准圆心O射入磁场，其运动轨迹如图所示．若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是（ ）

A．a粒子速率最大
B．c粒子速率最大
C．a粒子在磁场中运动的时间最长
D．它们做圆周运动的周期T_a＜T_b＜T_c

10. 难度：中等

通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈均与传送带以相同的速度匀速运动．为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带，线圈进入磁场前等距离排列，穿过磁场后根据线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈，通过观察图形，判断下列说法正确的是（ ）
A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动
B．若线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动
C．从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈
D．从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈

11. 难度：中等

如图所示，匀强电场水平向右，虚线右边空间存在着方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场，虚线左边有一固定的光滑水平杆，杆右端恰好与虚线重合．有一电荷量为q、质量为m的小球套在杆上并从杆左端由静止释放，带电小球离开杆的右端进入正交电、磁场后，开始一小段时间内，小球（ ）

A．可能做匀速直线运动
B．一定做变加速曲线运动
C．重力势能可能减小
D．重力势能可能增加

12. 难度：中等

如图所示，固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻，但表面粗糙，导轨左端连接一个电阻R，质量为m的金属棒ab（电阻也不计）放在导轨上，并与导轨垂直，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，用水平恒力F把ab棒从静止起向右拉动的过程中（ ）

A．恒力F做的功等于电路产生的电能
B．恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能
C．克服安培力做的功等于电路中产生的电能
D．恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和

二、解答题

13. 难度：中等

将长度为2m的导线弯折成等长的两段AB和BC，∠ABC=120°，如图所示，现将它放置在磁感应强度B=1T的匀强磁场中，并使之以v=10m/s的速率在纸面内平动，那么A、C两端可能出现的电势差的绝对值|U_AC|的最大值为______

14. 难度：中等

一电流表的量程标定不准确，某同学利用图1所示电路测量该电流表的实际量程I_m．
所用器材有：量程不准的电流表A₁，内阻r₁=10.0Ω，量程标称为5.0mA；标准电流表A₂，内阻r₂=45.0Ω，量程1.0mA；标准电阻R₁，阻值10.0Ω；滑动变阻器R，总电阻为300.0Ω；电源E，电动势3.0V，内阻不计；保护电阻R₂；开关S；导线．
回答下列问题：
（1）在图2所示的实物图上画出连线．
（2）开关S闭合前，滑动变阻器的滑动端c应滑动至______端．
（3）开关S闭合后，调节滑动变阻器的滑动端，使电流表A₁满偏；若此时电流表A₂的读数为I₂，则A₁的量程I_m=______．
（4）若测量时，A₁未调到满偏，两电流表的示数如图3所示，从图中读出A₁的示数I₁=______，A₂的示数I₂=______；由读出的数据计算得I_m=______．（保留3位有效数字）
（5）写出一条提高测量准确度的建议：______．

三、填空题

15. 难度：中等

在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测量金属丝的长度l=0.810m．金属丝的电阻大约为4Ω．先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
（1）从图中读出金属丝的直径为    ．
（2）在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测的电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：
直流电源：电动势约4.5V，内阻很小；
电流表A₁：量程0～0.6A，内阻0.125Ω；
电流表A₂：量程0～3.0A，内阻0.025Ω；
电压表V：量程0～3V，内阻3kΩ；
滑动变阻器R₁：最大阻值10Ω；
滑动变阻器R₂：最大阻值50Ω；
开关、导线等．
在可供选择的器材中，应该选用的电流表是    ，应该选用的滑动变阻器是    ．
（3）根据所选的器材，画出实验电路图．
（4）若根据伏安法测出电阻丝的电阻为R_X=4.1Ω，则这种金属材料的电阻率为    Ω•m．（保留二位有效数字）

四、解答题

16. 难度：中等

如图（a）所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R₁连接成闭合回路，线圈的半径为r₁，在线圈中半径为r₂的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图（b）所示．图线与横、纵轴的截距分别为t和B，导线的电阻不计．在0至t₁时间内，求：
（1）通过电阻R₁上的电流大小和方向；
（2）通过电阻R₁上的电荷量q
（3）电阻R₁上产生的热量？

17. 难度：中等

如图所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A₂A₄为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中，直径A₂A₄与A₁A₃的夹角为60°．一质量为m、带电荷量为+q的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A₁处沿与A₁A₃成30°角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于A₂A₄的方向经过圆心O进入Ⅱ区，最后从A₄处射出磁场．已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t．（忽略粒子重力）．
（1）求粒子在Ⅰ区和Ⅱ区中的速度偏角φ₁和φ₂
（2）求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小B₁和B₂．

18. 难度：中等

如图所示，竖直平面内有一半径为r、内阻为R₁、粗细均匀的光滑半圆形金属球，在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接，EF之间接有电阻R₂，已知R₁=12R，R₂=4R．在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和II，磁感应强度大小均为B．现有质量为m、电阻不计的导体棒ab，从半圆环的最高点A处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，高平行轨道中够长．已知导体棒ab下落r/2时的速度大小为v₁，下落到MN处的速度大小为v₂．
（1）求导体棒ab从A下落r/2时的加速度大小．
（2）若导体棒ab进入磁场II后棒中电流大小始终不变，求磁场I和II之间的距离h和R₂上的电功率P₂．
（3）若将磁场II的CD边界略微下移，导体棒ab刚进入磁场II时速度大小为v₃，要使其在外力F作用下做匀加速直线运动，加速度大小为a，求所加外力F随时间变化的关系式．