2010-2011学年江苏省无锡市锡山区天一中学高二（上）期末物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

下列关于磁场的说法中不正确的是（ ）
A．磁体的磁场和电流的磁场一样都是由运动电荷产生的
B．运动电荷之间的相互作用除了有电场力外还可能有磁场力
C．通电直导线所受安培力的方向为该处的磁场的方向
D．在磁场中，磁体S极受力方向为该处的磁场的反方向

2. 难度：中等

在沿水平方向的匀强磁场中，有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动．开始时线圈静止，线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直，所成的锐角为α．在磁场开始增强后的一个极短时间内，线圈平面（ ）
A．维持不动
B．将向使α减小的方向转动
C．将向使α增大的方向转动
D．将转动，因不知磁场方向，不能确定α会增大还是会减小

3. 难度：中等

如图所示，质量为m的回形针系在细线下端被磁铁吸引保持静止，此时细绳与竖直方向的夹角为θ，则下列说法中正确的是（ ）

A．回形针静止时受到的磁体对它的磁力大小为mgtanθ
B．回形针静止时受到的细线的拉力大小为
C．现用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了．原因是回形针加热后，分子电流排列无序了
D．现用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了．原因是回形针加热后，分子电流消失了

4. 难度：中等

如图表示一交流电的电流随时间而变化的图象，此交变电流的有效值是（ ）
A．A
B．5A
C．A
D．3.5A

5. 难度：中等

电阻R、电容C和电感器L是常用的电子元器件，在频率为f的交变电流电路中，如图所示，当开关S依次分别接通R、C、L支路，这时通过各支路的电流有效值相等．若将交变电流的频率提高到2f，维持其它条件不变，则下列几种情况不正确的是（ ）

A．通过R的电流有效值不变
B．通过C的电流有效值最大
C．通过L的电流有效值最小
D．通过R、C、L的电流有效值都不变

6. 难度：中等

矩形导线框abcd放在匀强磁场中，在外力控制下处于静止状态，如图甲所示．磁感线方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图乙所示．t=0时刻，磁感应强度的方向垂直线框平面向里，在0-4s时间内，导线框ad边所受安培力随时间变化的图象（规定向左为安培力的正方向）可能是下图中的（ ）

A．
B．
C．
D．

7. 难度：中等

电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步．下列说法正确的是（ ）

A．甲图中，这是录音机的录音电路原理图，当录音机录音时，由于话筒的声电转换，线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场
B．乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花
C．丙图中，在真空冶炼炉中，可以利用高频电流产生的涡流冶炼出高质量的合金
D．丁图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的，它的优点是不需要切断导线，就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小

8. 难度：中等

如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个质量和电量相同的正、负离子，从O点以相同的速度射入磁场中，射入方向均与边界成θ角，若不计重力，则正、负离子在磁场中（ ）

A．运动时间相同
B．运动轨道半径相同
C．重新回到边界时速度大小与方向相同
D．重新回到边界的位置与O点距离相等

9. 难度：中等

交流电压的图象如图所示，将该交流电压加在一阻值为R=22Ω的电阻两端，下列说法中正确的是（ ）

A．该电阻消耗的功率为1100W
B．该交流电压的瞬时值表达式为u=110sin100πtV
C．并联在该电阻两端的交流电压表的示数为110V
D．流过电阻的电流方向每秒改变100次

10. 难度：中等

如图所示为一理想变压器，S为一单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动片，U₁为加在原线圈两端的电压，I₁为原线圈中的电流．则（ ）

A．保持U₁及P的位置不变，S由a拨到b时，I₁将增大
B．保持U₁及P的位置不变，S由b拨到a时，R消耗的功率减小
C．保持U₁不变，S拨到a处，使P上滑，I₁将增大
D．保持P的位置不变，S拨到a处，若U₁增大，I₁将增大

11. 难度：中等

如图是法拉第研制成的世界上第一台发电机模型的原理图．将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘，图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一平面内，转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流．若图中铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路总电阻为R，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为ω．则下列说法正确的是（ ）
A．回路中有大小和方向作周期性变化的电流
B．回路中电流大小恒定
C．回路中电流方向不变，且从b导线流进灯泡，再从a流向旋转的铜盘
D．若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的正弦变化的磁场，不转动铜盘，灯泡中也会有电流流过

12. 难度：中等

如图所示，工厂里通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且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，根据穿过磁场后线圈间的距离，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3个线圈是不合格线圈
D．从图中可以看出，第4个线圈是不合格线圈

二、解答题

13. 难度：中等

如图所示，两个光滑金属导轨（金属导轨电阻忽略不计）相距L=50cm，导体棒AB长度与框架宽度相同，其电阻为r=1Ω，且可以在光滑金属导轨上滑动，定值电阻R₁=3Ω，R₂=6Ω，整个装置放在磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中，磁场方向垂直于整个导轨平面，现用外力F拉着AB向右以v=5m/s速度作匀速运动．求：
（1）导体棒AB产生的感应电动势E和AB棒上的感应电流方向；
（2）导体棒AB两端的电压U；
（3）若图中的电容器的电容C为0.3μF，则其充电量是多少？经过一定时间撤去金属棒，从撤去到稳定通过电阻R₂的电荷量是多少？

14. 难度：中等

如图所示，线圈abcd的面积是0.05m²，共100匝；线圈电阻为1Ω，外接电阻R=9Ω，匀强磁场的磁感应强度为B=T，当线圈以50r/s的转速匀速旋转时，求：
（1）若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
（2）线圈转过时，感应电动势的瞬时值是多少？
（3）电路中电压表和电流表的示数各是多少？
（4）转一圈时间内电阻R发出的热量为多少？

15. 难度：中等

在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失．有一个坑口电站，输送的电功率为P=500kW，当使用U=5kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4800度．求：
（1）这时的输电效率η和输电线的总电阻r；
（2）若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？

16. 难度：中等

如图所示，ab是半径为1m的金属圆环的（电阻不计），O为圆心．Oa为一轻金属杆（质量不计），a端系一质量m=0.1kg的金属小球．Oa的电阻为0.1Ω，小球始终与ab环接触良好，且无摩擦．Ob是电阻为0.1Ω的导线，沿水平方向磁感应强度为B=1T的匀强磁场垂直于Oab所在的竖直平面．当小球沿ab弧光滑圆环滑到b点时速度为1m/s．（不计Oa与Ob的接触电阻，g取10m/s²，π取3.14，计算结果保留两位小数）求：
（1）小球运动到b点时，Oa两点间的电势差是多少？哪一点电势高？
（2）小球从a沿圆环滑到b的过程中电路中产生的焦耳热是多少？流过回路的电量是多少？

17. 难度：中等

如图所示，MN、PQ是平行金属板，板长为L，两板间距离为d，PQ带正电，MN板带负电，在PQ板的上方有垂直纸面向里的匀强磁场．一个电荷量为q、质量为m的带负电粒子以速度v从MN板边缘沿平行于板的方向射入两板间，结果粒子恰好从PQ板左边缘飞进磁场，然后又恰好从PQ板的右边缘飞进电场．不计粒子重力．试求：
（1）两金属板间所加电压U的大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（3）在图中正确画出粒子再次进入电场中的运动轨迹，并标出粒子再次从电场中飞出的速度方向．

18. 难度：中等

（强化班学生做）如图所示，第四象限内有互相正交的匀强电场E与匀强磁场B₁，E的大小为0.5×10³V/m，B₁大小为0.5T．第一象限的某个矩形区域内，有方向垂直纸面向里的匀强磁场B₂，磁场的下边界与x轴重合．一质量m=1×10^-14kg、电荷量q=1×10^-10C的带正电微粒以某一速度v沿与y轴正方向60°角从M点沿直线运动，经P点即进入处于第一象限内的磁场B₂区域．一段时间后，微粒经过y轴上的N点并与y轴正方向成60°角的方向飞出．M点的坐标为（0，-10），N点的坐标为（0，30），不计微粒的重力，g取10m/s²．求：
（1）请分析判断匀强电场E₁的方向并求出微粒的运动速度v；
（2）匀强磁场B₂的大小为多大；
（3）B₂磁场区域的最小面积为多少？