1、湖北省黄冈中学 2011-2012学年高二期末考试物理卷 其他 某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图像如图所示，由图中的信息可以判定（ ） A A和 C时刻线圈处于中性面位置 B B和 D时刻穿过线圈的磁通量为零 C从 A到 D时刻线圈转过的角度为 2 D若从 O 到 D时刻历时 0.02 s，则在 1 s内交变电流的方向改变 100次 答案： D 如图所示， MN 为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系为 B1 2B2，一带电荷量为 q、质量为 m的粒子从 O 点垂直 MN 进入磁感应强度为 B1的磁场，不计粒子的重力，则经过多长时间它将向下再一次通过
2、 O 点( ) A. B. C. D. 答案： B 选择题 （ 6分）关于传感器的应用，下列说法中正确的是 ( ) A电饭锅中的敏感元件是光敏电阻 B测温仪中测温元件可以是热敏电阻 C用传感器探究作用力和反作用力的关系的实验，所用的测力装置是力传感器 D火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现高电阻状态，有烟雾时呈现低电阻状态 答案： BCD .如图所示，有一个正方形的匀强磁场区域 abcd， e是 ad的中点， f是 cd的中点，如果在 a点沿对角线方向以速度 v射入一带负电的带电粒子，恰好从 e点射出，不计粒子重力，则（ ） A如果粒子的速度增大为原来的二倍，将从 d点射出 B如果粒子的速度
3、增大为原来的三倍，将从 f点射出 C如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的二倍，将从 d点射出 D只改变粒子的速度使其分别从 e、 d、 f点射出时，从 f点射出所用时间最短 答案： AD 三根电阻丝和不计电阻的导线如图 11连接，虚线框内存在大小随时间均匀变化的匀强磁场，三个电阻的电阻大小之比 R1 R2 R3 1 2 3，当 S1、 S2闭合， S3断开时，闭合的回路中感应电流为 I，当 S2、 S3闭合， S1断开时，闭合的回路中感应电流为 5I，当 S1、 S3闭合， S2断开时，闭合的回路中感应电流是( ) A 0 B 3I C 6I D 7I 答案： D 如图所示，两平行的
4、虚线间的区域内存在着有界匀强磁场，有一较小的三角形线框 abc的 ab边与磁场边界平行，现使此线框向右匀速穿过磁场区域，运动过程中始终保持速度方向与 ab边垂直则下列图 10中哪一个可以定性地表示线框在上述过程中感应电流随时间变化的规律？（ ） 图 10 答案： D 在图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈，与滑动变阻器、电池构成闭合电路，a、 b、 c为三个闭合金属圆环，假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，则当滑动变阻器的滑片左、右滑动时，能产生感应电流的金属圆环是 ( ) A a、 b两个环 B b、 c两个环 C a、 c两个环 D a、 b、 c三个环 答案： A 如图所示，有两根和水平面成
5、角的光滑平行的金属轨道，上端有可变电阻 R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为 B.一质量为 m的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋于一个最大速度 vm，则 ( ) A如果 B增大， vm将变大 B如果 增大， vm将变大 C如果 R增大， vm将变大 D如果 m变小， vm将变大 答案： BC 如图所示，圆形线圈 P静止在水平桌面上，其正上方悬挂另一个线圈 Q， P与 Q 共轴， Q 中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图 4b所示， P所受的重力为 G，桌面对 P的支持力为 N，则（ ） A t1时刻 N G B t2时刻 N G C t
6、3时刻 NG D t4时刻 N G 答案： AD 如图所示，图中所标的导体棒的长度为 L，处于磁感应强度为 B的匀强磁场中，棒运动的速度均为 v，产生的电动势为 BLv的是（ ） 图 3 答案： D 为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过升压变电站升压后通过远距离输送，再经过降压变电站将高压变为低压某降压变电站将电压 U0 11000sin100t(V)的交流电降为 220 V供居民小区用电，则降压变电站变压器 ( ) A原、副线圈匝数比为 50 1 B副线圈中电流的频率是 50 Hz C副线圈中电流的频率是 1 Hz D输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和 答案： A
7、B 多选题 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 (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，以下结论正确的有 ( ) 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 答案： CD 如图所示是粒子速度选择器的原理示意图，如果粒子所具有的速率 v，那么 ( ) A带正电粒子必须沿
8、 ab方向从左侧进入场区，才能沿直线通过 B带负电粒子必须沿 ba方向从右侧进入场区，才能沿直线通过 C不论粒子电性如何，沿 ab方向从左侧进入场区，都能沿直线通过 D不论粒子电性如何，沿 ba方向从右侧进入场区，都能沿直线通过 答案： AC 实验题 （ 10分）在 “测定金属丝的电阻率 ”的实验中： （ 1）如图 13所示，用螺旋测微器测量的金属丝直径为 _mm （ 2）在用伏安法测量金属丝的电阻（约为 10）时，备有下列器材： A量程为 0 0.6A，内阻为 0.5的电流表； B量程为03A，内阻为0.1的电流表； C量程为 0 3V，内阻为 6k的电压表； D量程为 0 15V，内阻为
9、30k的电压表； E阻值为 0 1k，额定电流为 0.5A的滑动变阻器； F阻值为 0 10，额定电流为 2A的滑动变阻器； G蓄电池 6V； H开关一个，导线若干 为了尽可能提高测量精度，且要求测量多组实验数据，电流表应选用 _；电压表应选用 _；滑动变阻器 应选用_（只填字母代号） （ 3）在答题卡的方框内画出符合要求的实验电路图 答案： （ 1） _0.700_ （ 2） _A_、 _C_、 _F_ 计算题 （ 10分）矩形线圈在一匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速转动，产生的交变电动势表达式为 （ V），试求： (1)电动势的有效值和频率； (2)若矩形线圈是 100匝，线圈平面面
10、积为 0.02m2，匀强磁场的磁感应强度 B是多少？ (3)当线圈平面从中性面开始转过 时，电动势的瞬时值是多大？ 答案： ：（ 1）将 （ V） 跟 对应比较，可知 V有效值： V 220V 频率： Hz 50Hz （ 2）由 得 T 0.5T （ 3）线圈从中性面转过 ，即 V 3110.707V 220V （ 10分）如图所示，平面直角坐标系第一象限内存在着垂直纸面向外的匀强磁场，一个质量为 m电荷量为 q的带电粒子从 x轴上的 P(a， 0)点以速度 v，沿与 x轴正方向成 60o的方向射入第一象限内的匀强 磁场中，恰好从 S点垂直于 y轴射出第一象限。不计粒子的重力。求 （ 1）匀强
11、磁场的磁感应强度 B （ 2）粒子射出点 S的坐标。 答案： 解：根据已知画出粒子在磁场中的运动轨迹，其圆心一定在 y轴上，半径是 ，由 得 ，因此 。 射出点 S到原点 O 的距离是 1.5r，因此坐标为（ 0， ）。 （ 13分）在如图所示的平面直角坐标系中，存在一个半径 R 0.2 m的圆形匀强磁场区域，磁感应强度 B 1.0 T，方向垂直纸面向外，该磁场区域的右边缘与 y坐标轴相切于原点 O 点 y轴右侧存在电场强度大小为 E 1.0104 N/C的匀强电场，方向沿 y轴正方向，电场区域宽度 l 0.1 m现从坐标为 (-0.2 m，-0.2 m )的 P 点发射出质量 m 2.010
12、-9 kg、带电荷量 q 5.010-5 C的带正电粒子，沿 y轴正方向射入匀强磁场，速度大小 v0 5.0103 m/s. （粒子重力不计） (1)求该带电粒子射出电场时的位置坐标； (2)为了使该带电粒子能从坐标为 ( 0.1 m， -0.05 m )的点回到电场，可在紧邻电场的右侧一正方形区域内加匀强磁场，试求所加匀强磁场的磁感应强度大小和正方形区域的最小面积 答案： （ 1）带正电粒子在磁场中做匀速圆周运动， 有 解得 r=0.20m=R 根据几何关系可知，带点粒子恰从 O 点沿 x轴进入电场，带电粒子做类平抛运动。设粒子到达电场边缘时， 竖直方向的位移为 y，有 ， 联立解得 y=0
13、.05m， 所以粒子射出电场时的位置坐标为（ 0.1m， 0.05m）。 （ 2）粒子飞离电场时，沿电场方向速度 ， 粒子射出电场时速度 ， 由几何关系可知，粒子在正方形区域磁场中做圆周运动半径 ， 由 解得 B/=4T。 正方形区域最小面积 （ 13分）如图所示，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不 计，导轨间距为 l，左侧接一阻值为 R的电阻区域 cdef 内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为 s一质量为 m、电阻为 r的金属棒 MN 置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到 F 0.5v 0.4(N)(v 为金属棒速度 )的水平外力作用，从磁场的左边界由静止开始向右运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大 (已知：l 1 m， m 1 kg， R 0.3 ， r 0.2 ， s 1 m) (1)求磁感应强度 B的大小； (2)若撤去外力后棒的速度 v 随位移 x 的变化规律满足 v v0-x (v0是撤去外力时，金属棒速度 )，且棒在运动到 ef 处时恰好静止，则外力 F作用的时间为多少？ (3)若在棒未出磁场区域时撤出外力，画出棒在整个运动过程中速度随位移变化所对应的各种可能的图线 答案：
