2011-2012学年江苏省南通市启东中学高三（上）第二次月考物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1s 时间内均匀地增大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在1s 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为（ ）
A．
B．1
C．2
D．4

2. 难度：中等

如图所示，某一真空室内充满竖直向下的匀强电场E，在竖直平面内建立坐标xOy，在y＜0的空间里有与场强E垂直的匀强磁场B，在y＞0的空间内，将一质量为m的带电液滴（可视为质点）自由释放，此液滴则沿y轴的负方向，以加速度a=2g（g为重力加速度）做匀加速直线运动，当液滴运动到坐标原点时，瞬间被安置在原点的一个装置改变了带电性质（液滴所带电荷量和质量均不变），随后液滴进入y＜0的空间运动．液滴在y＜0的空间内的运动过程中（ ）

A．重力势能一定不断减小
B．电势能一定先减小后增大
C．动能不断增大
D．动能保持不变

3. 难度：中等

如图所示电路中，L为电感线圈，C为电容器，当开关S由断开变为闭合时，则（ ）
A．A灯有电流通过，方向由a到b
B．A灯中无电流通过，不可能变亮
C．B灯立即熄灭，c点电势低于d点电势
D．B灯逐渐熄灭，c点电势低于d点电势

4. 难度：中等

如图，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点．有无数带有同样电荷、具有同样质量的粒子在纸面内沿各个方向以同样的速率通过P 点进入磁场．这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的．将磁感应强度的大小从原来的B₁ 变为 B₂，结果相应的弧长变为原来的一半，则等于（ ）

A．2
B．3
C．
D．

5. 难度：中等

如图，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内．当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，（ ）

A．圆环内产生变大的感应电流，圆环有收缩的趋势
B．圆环内产生变大的感应电流，圆环有扩张的趋势
C．圆环内产生变小的感应电流，圆环有收缩的趋势
D．圆环内产生变小的感应电流，圆环有扩张的趋势

6. 难度：中等

在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献．下列说法正确的是（ ）
A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象
B．麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在
C．库仑发现了点电荷的相互作用规律：密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值
D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律：洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律

7. 难度：中等

如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置．其核心部分是两个D形金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连．则带电粒子加速所获得的最大动能与下列因素有关的（ ）

A．加速的次数
B．加速电压的大小
C．金属盒的半径
D．匀强磁场的磁感应强度

8. 难度：中等

如图所示为电磁轨道炮的工作原理图．待发射弹体与轨道保持良好接触，并可在两平行轨道之间无摩擦滑动．电流从一条轨道流入，通过弹体流回另一条轨道．轨道电流在弹体处形成垂直于轨道平面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与电流强度I成正比．弹体在安培力的作用下滑行L后离开轨道（ ）

A．弹体向左高速射出
B．I为原来2倍，弹体射出的速度也为原来2倍
C．弹体的质量为原来2倍，射出的速度也为原来2倍
D．L为原来4倍，弹体射出的速度为原来2倍

9. 难度：中等

如图所示，相距为d的两条水平虚线L₁、L₂之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B，正方形线圈abcd边长为l（l＜d），质量为m，电阻为R，将线圈在磁场上方高h处静止释放，cd边刚进入磁场时速度为v，cd边刚离开磁场时速度也为v，则下列说法正确的是（ ）
A．线圈进入磁场的过程中，感应电流为逆时针方向
B．线圈进入磁场的过程中，可能做加速运动
C．线圈穿越磁场的过程中，线圈的最小速度可能为
D．线圈从ab边进入磁场到ab边离开磁场的过程，感应电流做的功为mgd

二、解答题

10. 难度：中等

在研究电磁感应现象实验中，
（1）为了能明显地观察到实验现象，请在如图所示的实验器材中，选择必要的器材，在图中用实线连接成相应的实物电路图； 
（2）将原线圈插人副线圈中，闭合电键，副线圈中感生电流与原线圈中电流的绕行方向______（填“相同”或“相反”）；
（3）将原线圈拔出时，副线圈中的感生电流与 原线圈中电流的绕行方向______（填“相同”或“相反”）．

11. 难度：中等

某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池．该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为9.999Ω，可当标准电阻用）、一只电流表（量程I_g=0.6A，内阻r_g=0.1Ω）和若干导线．
（1）请根据测定电动势E和内电阻r的要求，设计图A中器件的连接方式，画线把它们连接起来．
（2）接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R，读出R及与R对应的电流表的示数I，并作记录．当电阻箱的阻值R=2.6Ω时，其对应的电流表的示数如图B所示．处理实验数据时首先计算出每个电流值I 的倒数；再制作R-坐标图，如图C所示，图中已标注出了（R，）的几个与测量对应的坐标点，请你将与图B实验数据对应的坐标点也标注在图C中上．
（3）在图C上把描绘出的坐标点连成图线．
（4）根据描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=______V，内电阻r=______Ω．

12. 难度：中等

在斜角θ=30°的光滑导体滑轨A和B的上端接入一个电动势E=3V，内阻r=0.1Ω的电源，滑轨间距L=10cm，将一个质量m=30g，电阻R=0.4Ω的金属棒水平放置在滑轨上．若滑轨周围加一匀强磁场，当闭合开关S后，金属棒刚好静止在滑轨上，如图所示，求
（1）金属棒中通过的电流；
（2）滑轨周围空间所加磁场磁感应强度的最小值及其方向．

13. 难度：中等

如图所示，厚度为h、宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系为U=k，式中的比例系数k称为霍尔系数．
设电流I是由自由电子的定向流动形成的，电子的平均定向移动速度为v，电荷量为e，回答下列问题：
（1）达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势______下侧面A′的电势（填“高于”“低于”或“等于”）；
（2）电子所受的洛伦兹力的大小为______；
（3）当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小为______；
（4）证明霍尔系数为k=，其中n代表导体内单位体积中自由电子的个数．

14. 难度：中等

如图所示，正方形导线框ABCD之边长l=10cm，质量m=50g，电阻R=0.1Ω．让线框立在地面上，钩码质量m′=70g，用不可伸长的细线绕过两个定滑轮，连接线框AB边的中点和钩码，线框上方某一高度以上有匀强磁场B=1.0T．当钩码由图示位置被静止释放后，线框即被拉起，上升到AB边进入磁场时就作匀速运动．细绳质量、绳与滑轮间的摩擦和空气阻力均不计，g取10m/s²，求：
（1）线框匀速进入磁场时其中的电流．
（2）线框全部进入磁场所用的时间．
（3）线框从图示位置到AB边恰好进入磁场时上升的高度．

15. 难度：中等

如图所示，有理想边界的两个匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，两边界间距s=0.1m．一边长 L=0.2m的正方形线框abcd由粗细均匀的电阻丝围成，总电阻R=0.4Ω．现使线框以v=2m/s的速度从位置I匀速运动到位置Ⅱ．
（1）求cd边未进入右方磁场时线框所受安培力的大小．
（2）求整个过程中线框所产生的焦耳热．
（3）在坐标图中画出整个过程中线框a、b两点的电势差U_ab随时间t变化的图线．

16. 难度：中等

如图甲所示的坐标系中，第四限象内存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场，x方向的宽度OA=20cm，y方向无限制，磁感应强度B=1×10^-4T．现有一比荷为=2×10¹¹C/kg的正离子以某一速度从O点射入磁场，α=60°，离子通过磁场后刚好从A点射出．

（1）求离子进入磁场B的速度的大小；
（2）离子进入磁场B后，某时刻再加一个同方向的匀强磁场，使离子做完整的圆周运动，求所加磁场磁感应强度的最小值；
（3）离子进入磁场B后，再加一个如图乙所示的变化磁场（正方向与B方向相同，不考虑磁场变化所产生的电场），求离子从O点到A点的总时间．