江蘇省張家港高級中學2020-2021學年第一學期高二物理周考3一．單項選擇題(本題共8小題，每小題3分，共24分．每小題只有一個選項符合題意．)1．如圖所示，兩個完全相同的線圈套在一水平光滑絕緣圓柱上，但能自由移動，若兩線圈內通以大小不等的同向電流，則它們的運動情況是A．都繞圓柱轉動B．以不等的加速度相向運動C．以相等的加速度相向運動D．以相等的加速度背向運動2．一個重力不計的帶電粒子垂直進入勻強磁場,在與磁場垂直的平面內做勻速圓周運動．則下列能表示運動周期T與半徑R之間的關系的圖象是MM’NDABC左右N’3．MM’NDABC左右N’A．電流方向沿ABCDA；受力方向向右B．電流方向沿ABCDA；受力方向向左C．電流方向沿ADCBA；受力方向向右D．電流方向沿ADCBA;受力方向向左4．圖中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長直導線，其橫截面位于正方形的四個頂點上，導線中通有大小相同的電流，方向如圖所示。一帶正電的粒子從正方形中心O點沿垂直于紙面的方向向外運動，它所受洛倫茲力的方向是A．向上 B．向下 C．向左 D．向右5．如圖將一金屬薄片垂直置于磁場B中，在薄片的兩個側面a、b間通以電流I，前后兩個側面c、f之間有UH的電勢差，下列說法正確的是A．金屬薄片的f側面電勢高于c側面的電勢B．金屬薄片的寬度l與電勢差UH無關C．將金屬片換成管道，正離子沿管向右移動，c側面的電勢高于f側面電勢D．在北半球用該裝置測量地磁場時，應將金屬薄片平放在水平地面上6．如圖所示，質量為m，電荷量為q的帶電粒子從平行板電容器左側一端的中點處以速度v0沿垂直于電場線方向進入電容器，恰能從下邊緣處飛出，飛出時速度大小為v1，若其他條件不變，而在電容器內加上垂直紙面向里的勻強磁場，則帶電粒子恰能從上極板邊緣處飛出，飛出時速度大小為v2，不計粒子的重力，則以下速度大小的關系正確的是A．2v0=v1+v2B．7．在如圖所示的電路中，由于某個電阻發(fā)生故障，電壓表和電流表的讀數都增大，如果兩只電表都可看作理想電表，則一定是A．R1斷路B．R1短路C．R2短路D．R3短路8．如圖所示的電路中，電源有不可忽略的電阻，R1、R2、R3為三個可變電阻，電容器Cl、C2所帶電荷量分別為Q1和Q2，下面判斷正確的是A．僅將R1增大，Q1和Q2都將增大B．僅將R2增大，Ql和Q2都將減小C．僅將R3增大，Q1和Q2都將不變D．突然斷開開關S，Q1和Q2都將不變二．多項選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分．每小題有多個選項符合題意，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，錯選或不答得0分．)9．關于電動勢，下列說法正確的是 A．電源兩極間的電壓等于電源電動勢 B．電動勢越大的電源，將其他形式的能轉化為電能的本領越大 C．電源電動勢的數值等于內、外電壓之和 D．電源電動勢與外電路的組成無關10．美國物理學家勞倫斯于1932年發(fā)明的回旋加速器，應用運動的帶電粒子在磁場中做圓周運動的特點，能使帶電粒子在較小的空間范圍內經過電場的多次加速獲得較大的能量，使人類在獲得較高能量帶電粒子方面前進了一步。如圖所示為一種改進后的回旋加速器的示意圖，其中盒縫間的加速電場的場強大小恒定，且被限制在A、C板間，帶電粒子從P0處由靜止釋放，并沿電場線方向進入加速電場,經加速后再進入D形盒中的勻強磁場做勻速圓周運動，對于這種改進后的回旋加速器，下列說法正確的是A．帶電粒子每運動一周被加速一次B．P1P2=P2P3C．粒子的最大速度與D形盒的尺寸有關D．加速電場的方向需要做周期性的變化11．如圖所示，兩條平行的光滑金屬導軌所在平面與水平面的夾角為θ，間距為d．導軌處于勻強磁場中，磁感應強度大小為B，方向與導軌平面垂直．質量為m的金屬棒被固定在導軌上，距底端的距離為s，導軌與外接電源相連，使金屬棒通有電流．金屬棒被松開后，以加速度a沿導軌勻加速下滑，重力加速度為g．在金屬棒下滑到底端的過程中A．末速度的大小B．通過金屬棒的電流大小C．通過金屬棒的電流大小D．通過金屬棒的電荷量Q=12．如圖所示，足夠長的絕緣木板靜止在光滑水平地面上，空間存在垂直紙面向里的勻強磁場，一帶正電的滑塊靜止在木板右端，木板上表面不光滑，下列說法正確的是A．若給木板一水平向右的初速度，最終木板和滑塊一定相對靜止B．若給木板一水平向右的初速度，最終滑塊和木板間一定沒有摩擦力C．若給木板施加一水平向右的恒力，最終滑塊和木板間一定沒有彈力D．若給木板施加一水平向右的恒力，最終滑塊做勻加速運動三．實驗題（本題共2小題，共15分．）13．（7分）有一個小電珠上標有“4V2W”的字樣，現在要用伏安法描繪這個電珠的I-U圖線。有下列器材供選用：A．電壓表(0～5V，內阻10kΩ)B．電壓表(0～10V，內阻20kΩ)C．電流表(0～0.3A，內阻1Ω)D．電流表(0～0.6A，內阻0.4Ω)E．滑動變阻器(5Ω，1A)F．滑動變阻器(500Ω，0.2A)(1)實驗中電壓表應選用________，電流表應選用________．(用序號字母表示)(2)為使實驗誤差盡量減小，要求電壓從零開始變化且多取幾組數據，滑動變阻器應選用_______．(用序號字母表示)(3)請在虛線框內畫出滿足實驗要求的電路圖，并把下圖中所示的實驗器材用實線連接成相應的實物電路圖．14．(8分)(1)某學生用螺旋測微器在測定某一金屬絲的直徑時，測得的結果如下左圖所示，則該金屬絲的直徑d=mm。另一位學生用游標尺上標有20等分刻度的游標卡尺測一工件的長度，測得的結果如下右圖所示，則該工件的長度L=cm。(2)某研究性學習小組利用圖甲所示電路測量電池組的電動勢E和內阻r，根據實驗數據繪出如圖乙所示的-圖線，其中R為電阻箱讀數，I為電流表讀數，由此可以得出E=V，r=Ω．三．計算題（本題共4小題，共45分．）15．(9分)利用電動機通過如圖所示的電路提升重物，已知電源電動勢E=6V，電源內阻r=lΩ，電阻R=3Ω，重物質量m=0.10kg，當將重物固定時，電壓表的示數為5V，當重物不固定，且電動機最后以穩(wěn)定的速度勻速提升重物時，電壓表的示數為5.5V，求重物勻速上升時的速度大小(不計摩擦，g取10m/s2)．16．(10分)如圖所示，水平放置的兩導軌P、Q間的距離L=0.5m，垂直于導軌平面的豎直向上的勻強磁場的磁感應強度B=2T，垂直于導軌放置的ab棒的質量m=1kg，系在ab棒中點的水平繩跨過定滑輪與重量G=3N的物塊相連．已知ab棒與導軌間的動摩擦因數μ=0.2，電源的電動勢E=10V、內阻R=0.1Ω，導軌的電阻及ab棒的電阻均不計．要想ab棒處于靜止狀態(tài)，R應在哪個范圍內取值？（g取10m/s2）17．(12分)如圖所示，A點距坐標原點的距離為L，坐標平面內有邊界過A點和坐標原點O的圓形勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直于坐標平面向里．有一電子(質量為m、電荷量為e)從A點以初速度v0平行于x軸正方向射入磁場區(qū)域，在磁場中運動，從x軸上的B點射出磁場區(qū)域,此時速度方向與x軸的正方向之間的夾角為60°，求:(1)磁場的磁感應強度大??；(2)磁場區(qū)域的圓心O1的坐標；(3)電子在磁場中運動的時間．18．(14分)如圖所示，在直角坐標系xOy的第一象限中有兩個全等的直角三角形區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，充滿了方向均垂直紙面向里的勻強磁場，區(qū)域Ⅰ的磁感應強度大小為B0，區(qū)域Ⅱ的磁感應強度大小可調，C點坐標為(4L，3L)，M點為OC的中點．質量為m、電荷量為-q的粒子從C點沿平行于y軸方向射入磁場Ⅱ中，速度大小為qB0L2m(1)若粒子無法進入區(qū)域Ⅰ中，求區(qū)域Ⅱ的磁感應強度大小范圍；(2)若粒子恰好不能從AC邊射出，求區(qū)域Ⅱ的磁感應強度大小；(3)若粒子能到達M點，求區(qū)域Ⅱ磁場的磁感應強度大小的所有可能值．答案123456789101112CDCBBCDCBCDACACDBC13.(1)AD(2)E(3)圖見解析14.(1)d=3.203mm，L=5.015cm；(2)E=3V，r=1Ω15.v=1.5m/s16.【解析】依據物體的平衡條件可得ab棒恰不右滑時：G－μmg－BI1L＝0ab棒恰不左滑時：BI2L－G－μmg＝0依據閉合電路歐姆定律可得：E＝I1（R1＋r）E＝I2（R2＋r）由以上各式代入數據可解得：R1＝9．9Ω，R2＝1．9Ω所以R的取值范圍為：1．9Ω≤R≤9．9Ω17．(1)mv02eL解析(1)由題意得電子在有界圓形磁場區(qū)域內受洛倫茲力做圓周運動,設圓周運動軌跡半徑為r,磁場的磁感應強度為B0,則有ev0B0=mv過A、B點分別作速度的垂線交于C點,則C點為軌跡圓的圓心,已知B點速度與x軸夾角為60°,由幾何關系得軌跡圓的圓心角∠C=60°AC=BC=r,已知OA=L,得OC=r-L由幾何知識得r=2L聯(lián)立解得B0=m(2)由于ABO在有界磁場圓上,∠AOB=90°,得AB為有界磁場圓的直徑,故AB的中點為磁場區(qū)域的圓心O1,由幾何關系知△ABC為等邊三角形,磁場區(qū)域的圓心O1的坐標為32(3)電子做勻速圓周運動,則圓周運動的周期為T=2πr電子在磁場中運動的時間t=60°360°T=T18．(1)當粒子運動軌跡恰好與x軸相切時,恰好能進入Ⅰ區(qū)域故粒子運動半徑R>3L粒子運動半徑滿足:qBv0=mv代入v0=q解得B<B(2)粒子在區(qū)域Ⅰ中的運動半徑r=mv0若粒子在區(qū)域Ⅱ中的運動半徑R較小,則粒子會從AC邊射出磁場。恰好不從AC邊射出時滿足∠O2O1Q=2θ,如圖所示sin2θ=2sinθcosθ=24又sin2θ=r解得R=4924r=49v0=q可得:B=mv0(3)①若粒子由區(qū)域Ⅰ達到M點每次前進CP2=2(