南陵中学2013—2014学年度第二学期高二年级第一次月考
物理试题卷
满分：100分 时间：100分钟
一、选择题（10小题，每小题4分，共40分，每题所给的选项中只有一个是正确的） 1. 1825年，瑞士物理学家德拉里夫的助手科拉顿将一个螺线管与电流计相连．为了避免强磁性磁铁影响，他把电流计放在另外一个房间，当他把磁铁投入螺线管中后，立即跑到另一个房间去观察，关于科拉顿进行的实验．下列说法正确的是( ) A．在科拉顿整个操作过程中，电流计不发生偏转
B．将磁铁投入螺线管瞬间，电流计发生偏转，但科拉顿跑过去观察时，电流计已不再偏转 C．科拉顿无法观察到电流计偏转的原因是当时电流计灵敏度不够 D．科拉顿无法观察到电流计偏转的原因是导线过长，电流过小
2. 如图所示, 在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点,并可绕O点摆动.金属线框从右侧某一位置静止开始释放,在摆动到左侧最高点的过程中,细杆和金属线框平面始终处于同一平面,且垂直纸面.则线框中感应电流的方向是( ) A.a→b→c→d→a B.d→c→b→a→d
C.先是d→c→b→a→d,后是a→b→c→d→a D.先是a→b→c→d→a,后是d→c→b→a→d
3. 螺线管的导线的两端与两平行金属板相接，一个带负电的小球用丝线悬挂在两金属板间，并处于静止状态，若条形磁铁突然插入线圈时，小球的运动情况是（ ）
A向左摆动 B向右摆动 C保持静止 D无法判断 4. 我国新发明的J－20隐形战机，现在正处于试飞阶段．由于
地磁场的存在，飞机在我国上空一定高度水平飞行时，其机翼就会切割磁感线，机翼的两端之间会有一定的电势差．则从飞行员的角度看，机翼左端的电势比右端的电势( )
A．低 C．相等
B．高
D．以上情况都有可能
5. 矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，如图甲所示，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，则（ ） A.0到t1时间内，导线框中电流的方向为adcba B.0到t1时间内，导线框中电流越来越小 C.t1到t2.时间内，导线框中电流越来越大
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D.t1到t2时间内，导线框bc边受到安培力大小保持不变
6. 半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由θ确定，如图所示。则( ) A．θ＝0时，杆产生的电动势为3Bav B. θ＝
时，杆产生的电动势为3Bav 33B2avC．θ＝0时，杆受的安培力大小为
3R03B2avD．θ＝时，杆受的安培力大小为
353R07. 粗细均匀的电阻丝围成的正方形线
a v b 框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直
于线框平面，其边界与正方形线框的边 a b a b 平行，现使线框以同样大小的速度沿四 v v 个不同方向平移出磁场，如右图所示， a b 则在移动过程中线框的一边a、b两点间
v 电势差绝对值最大的是 （ ）
（A） （B） （C） （D）
8. 如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37°，宽度为0.5 m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1 Ω.一导体棒MN垂直于导轨
×放置，质量为0.2 kg，接入电路的电阻为1 Ω，两端与导轨接触良好，与M 小灯泡 导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8 T．将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡
N 稳定发光，此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力
370 加速度g取10 m/s2，sin37°＝0.6)( )
A .2.5 m/s 1 W B.5 m/s 1 W C.7.5 m/s 9 W D.15 m/s 9 W
9. 如图所示，一个边长为l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场；一个边长也为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直；虚线框对角线ab与导线框的一条边垂直，ba的延长线平分导线框。在t＝0时，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab方向移动，直到整个导线框离开磁场区域。以i表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正。下列表示i—t关系的图示中可能正确的是（ ）
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10. 如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过Δt时间从C点射出磁场，OC
0
与OB成60角。现将带电粒子的速度变为v/3，仍从A点射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为( )
11tt2t23A． B． C． D．3t
二、填空题（11小题每空2分，12小题每空3分，共14分）
11、把一线框从一匀强磁场中拉出，如图所示。第一次拉出的速率是 v ，第二次拉出速率是 2 v ，其它条件不变，则前后两次拉力大小之比是 ，拉力功率之比是 ，线框产生的热量之比是 ，通过导线截面的电量之比是 。
12、为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示。 S 已知线圈由a端开始绕至b端；当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。
N （1）将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转。 a S G L 俯视线圈，其绕向为_______________（填“顺时针”或“逆时针”）。
b N （2）当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，指针向右偏转。俯
视线圈，其绕向为_______________（填“顺时针”或“逆时针”）。
三、计算题（13小题10分，14小题10分，15小题12分，16小题14分，共46分） 13、如图所示，在某空间实验室中，有两个靠在一起的等大的圆柱形区域，分别存在着等大反向的匀强磁场，磁感应强度B＝0.10 T，磁场区
2
域半径r＝3 m，左侧区圆心为O1，磁场向里，右侧区圆心为O2，磁
3－
场向外，两区域切点为C.今有质量m＝3.2×1026 kg、带电荷量q＝
－
1.6×1019 C的某种离子，从左侧区边缘的A点以速度v＝1×106 m/s正对O1的方向垂直射入磁场，它将穿越C点后再从右侧区穿出．求： (1)该离子通过两磁场区域所用的时间；
(2)离子离开右侧区域的出射点偏离最初入射方向的侧移距离多大？(侧移距离指垂直初速度方向上移动的距离)
14、如图所示，有两根足够长、不计电阻，相距L的平行光滑金属导轨cd、ef与水平面成θ角固定放置，底端接一阻值为R的电阻，在轨道平面内有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直轨道平面斜向上.现有一平行于ce、垂直于导轨、质量为m、电阻不计的金属杆ab，在沿轨道平面向上的恒定拉力F作用下，从底端ce由静止沿导轨向上运动，当ab杆速度达到稳定后，撤去拉
c a d B F θ R e b f 力F，最后ab杆又沿轨道匀速回到ce端.已知ab杆向上和向下运动的最大速度相等.求:拉
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力F和杆ab最后回到ce端的速度v.
15、如图所示，水平的平行虚线间距为d=50cm，其间有B=1.0T的匀强磁场。一个正方形线圈边长为l=10cm，线圈质量m=100g，电阻为R=0.020Ω。开始时，线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h=80cm。将线圈由静止释放，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等。取g=10m/s2，求：⑴线圈进入磁场过程中产生的电热Q。⑵线圈下边缘穿越磁场过程中的最小速度v。⑶线圈下边缘穿越磁场过程中加速度的最小值a。
16、在图甲中，直角坐标系0xy的1、3象限内有匀强磁场，第1象限内的磁感应强度大小为2B，第3象限内的磁感应强度大小为B，磁感应强度的方向均垂直于纸面向里.现将半径为l，圆心角为900的扇形导线框OPQ以角速度ω绕O点在纸面内沿逆时针匀速转动，导线框回路电阻为R.
(1)求导线框中感应电流最大值.
(2)在图乙中画出导线框匀速转动一周的时间内感应电流I随时间t变化的图象.(规定与图甲中线框的位置相对应的时刻为t=0,俯视线框，逆时针方向为电流正方向) (3)求线框匀速转动一周产生的热量.
O 1 2 3 4 l v0 v d v0 h y 2B I B ┛ l Q P ω x O
2 t 图乙
图甲
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南陵中学2013—2014学年度第一学期高二年级第一次月考
物理参考答案
一、选择题（10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 题号 答案 1 B 2 B 3 A 4 B 5 A 6 D 7 B 8 B 9 C 10 B 二、实验题（14分）
11、1:2(2分） 1:4(2分） 1:2（2分） 1:1(2分）
12、 顺时针 （3分） 逆时针（3分）
三、解答题（46分） 13、（10分）解析：(1)离子在磁场中做匀速圆周运动，在左右两 区域的运动轨迹是对称的，如右图，设轨迹半径为 R，圆周运动的周期为T.
v2
由牛顿第二定律qvB＝m ①(1分）
R2πR
又：T＝v ②（1分） mv
联立①②得：R＝ ③（1分）
qB2πmT＝ ④（1分）
qB将已知代入③得R＝2 m ⑤（1分） r3
由轨迹图知：tan θ＝＝，则θ＝30°
R3
TT
则全段轨迹运动时间：t＝2××2θ＝ ⑥（2分）
360°3
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2×3.14×3.2×1026
联立④⑥并代入已知得：t＝ s －
3×1.6×1019×0.1
－
＝4.19×106 s（1分）
－
(2)在图中过O2向AO1作垂线，联立轨迹对称关系侧移总距离d＝2rsin 2θ＝2 m.（2分）
14、（10分）
解:当ab杆沿导轨上滑达到最大速度v时，其受力如图所示:
由平衡条件可知:
v F-FB-mgsinθ=0 ① （1分） FB 又 FB=BIL ② （1分） 而IFN F ╯ θ mg BLv ③ （1分） RB2L2vmgsin0 ④ (1分) 联立①②③式得:FRB2L2v0 ⑤ (2分) 同理可得，ab杆沿导轨下滑达到最大速度时:mgsinR联立④⑤两式解得: F2mgsin (2分) v
15、（12分）⑴线圈完全处于磁场中时不产生电热，所以线圈进入磁场过程中产生的电热Q就是线圈从图中2到4位置产生的电热，而2、4位置动能相同，由能量守恒Q=mgd=0.50J （4分)
⑵3位置时线圈速度一定最小，而3到4线圈是自由落体运动因此有 v02-v2=2g(d-l)，得v=22m/s (4分)
mgRsin (2分) 22BLB2l2v⑶2到3是减速过程，因此安培力F减小，由F-mg=ma知加速度减小，到3
R位置时加速度最小，a=4.1m/s2 (4分)
16、（14分）解:(1)线框从图甲位置开始(t=0)转过90的过程中，产生的感应电动势为:
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0
E112Bl2 (2分) 2由闭合电路欧姆定律得，回路电流为：I1E1 RBl2联立以上各式解得:I1 (2分)
RBl2同理可求得线框进出第3象限的过程中，回路电流为:I2
2RBl2故感应电流最大值为:Im (2分)
R(2)I－t图象为: (4分) I I1 I2
O -I2 -I1 2 232 2 t (3)线框转一周产生的热量:Q2(I1R又TTT2I2R) (2分) 442 (1分)
5B2l4解得:Q (1分)
4R
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