河北省衡水市景縣梁集中學高二物理上學期段考試卷（含解析）.doc

河北省衡水市景縣梁集中學2014-2015學年高二（上）段考物理試卷一、選擇題（共10小題，每小題3分，滿分30分）1如圖，兩根平行放置的長直導線a和b通有大小分別為i和2i、方向相同的電流，導線b受到的磁場力大小為f，當加入一與導線所在平面垂直的勻強磁場后，導線b受到的磁場力為零，則此時a受到的磁場力大小為（）abfcd2f2如圖所示，在水平直導線正下方，放一個可以自由轉動的小磁針現(xiàn)給直導線通以向右的恒定電流，不計其他磁場的影響，則下列說法正確的是（）a小磁針保持不動b小磁針的n極將向下轉動c小磁針的n極將垂直于紙面向里轉動d小磁針的n極將垂直于紙面向外轉動3如圖所示，光滑導軌傾斜放置，下端連一燈泡，勻強磁場垂直于導軌平面，當金屬棒ab（電阻不計）沿導軌下滑達到穩(wěn)定狀態(tài)時，燈泡的電功率為p，導軌和導線電阻不計要使燈泡在金屬棒穩(wěn)定運動狀態(tài)下的電功率為2p，則下面選項中符合條件的是（）a將導軌間距變?yōu)樵瓉淼谋禸換一電阻值減半的燈泡c換一質(zhì)量為原來了倍的金屬棒d將磁場磁感應強度b變?yōu)樵瓉淼谋?地球有一個較強的磁場，由于地磁場的作用，可以使從太陽發(fā)出的高能粒子流在射向地面時發(fā)生偏轉，因此起到保護地球上的生命免受高能粒子流傷害的作用已知地球赤道上空地磁場的磁感線方向是由南向北的，從太陽噴射出帶正電的粒子垂直與地面射向赤道，在地磁場的作用下，這些質(zhì)子偏轉方向是（）a向東b向南c向西d向北5如圖所示，傾斜導軌寬為l，與水平面成角，處在方向豎直向上、磁感應強度為b的勻強磁場中，金屬桿ab水平靜止在光滑的導軌上當回路電流強度為i時，金屬桿ab所受安培力f，斜面的支持力為fn，則（）a安培力方向垂直ab桿斜面向上b安培力方向垂直ab桿水平向右cfn=bilcosdfn=6如圖所示，把一根通電直導線ab放在固定的蹄形磁鐵磁極的正上方，導線可以自由移動當導線通過電流i時，如果只考慮安培力的作用，則從上往下看，導線的運動情況是（）a順時針方向轉動，同時下降b順時針方向轉動，同時上升c逆時針方向轉動，同時下降d逆時針方向轉動，同時上升7如圖所示，光滑絕緣的斜面與水平面的夾角為導體棒ab靜止在斜面上，ab與斜面底邊平行，通有圖示的恒定電流i空間充滿豎直向上的勻強磁場，磁感應強度大小為b現(xiàn)緩慢增大（090），若電流i不變，且ab始終靜止在斜面上（不考慮磁場變化產(chǎn)生的影響），下列說法正確的是（）ab應緩慢增大bb應緩慢減小cb應先增大后減小db應先減小后增大8由導線組成的直角三角形框架放在勻強磁場中，如圖所示若導線框中通以圖中方向的電流，則導線框?qū)ⅲǎ゛沿與ab邊垂直的方向加速運動b仍然靜止c以cb為軸轉動d以ac為軸轉動9如圖所示，用粗細均勻的電阻絲折成平面梯形框架abcd其中ab、cd邊均與ad邊成60角，ab=bc=cd=l，長度為l的電阻絲電阻為r0，框架與一電動勢為e，內(nèi)阻r=r0的電源相連接，垂直于框架平面有磁感應強度為b的勻強磁場，則梯形框架abcd受到的安培力的大小為（）a0bcd10如圖，由均勻的電阻絲組成的等邊三角形導體框，垂直磁場放置，將ab兩點接入電壓恒定的電源兩端，通電時，線框受到的安培力為f，若將acb邊移走，則余下線框受到的安培力大小為（）a fb fc fd f二、解答題（共3小題，滿分0分）11（2015春昆明校級期末）如圖所示，在一個范圍足夠大、垂直紙面向里的勻強磁場中，用絕緣細線將金屬棒吊起，使其呈水平狀態(tài)已知金屬棒長l=0.25m，質(zhì)量m=0.1kg，棒中通有i=10a的向右的電流，取g=10m/s2求：（1）當磁場的磁感應強度b=0.2t時，金屬棒受到的安培力f的大?。唬?）若細線拉力恰好為零時，磁場的磁感應強度b的大小12（2015秋邢臺校級月考）如圖所示為電流天平，可以用來測量勻強磁場的磁感應強度，它的右臂掛著矩形線圈，匝數(shù)為n，線圈的水平邊長為l，處于勻強磁場內(nèi)，勻強磁場的方向與線圈平面垂直當線圈中通過電流i時，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達到平衡，然后使電流反向，大小不變，這時需要在左盤中增加質(zhì)量為m的砝碼，才能使兩臂再達到新的平衡（1）若線圈串聯(lián)一個電阻連接到電壓為u的穩(wěn)定電源上，已知線圈電阻為r，當線圈中通過電流i時，請用題給的物理量符號表示出電阻的大小（2）請用重力加速度g和n、m、l、i導出b的表達式13（2015東城區(qū)三模）如圖所示，足夠長的光滑金屬導軌與水平面的夾角為，兩導軌間距為l，在導軌上端接入電源和滑動變阻器，電源電動勢為e，內(nèi)阻為r一質(zhì)量為m的導體棒ab與兩導軌垂直并接觸良好，整個裝置處于磁感應強度為b，垂直于斜面向上的勻強磁場中，導軌與導體棒的電阻不計（1）若要使導體棒ab靜止于導軌上，求滑動變阻器的阻值應取何值；（2）若將滑動變阻器的阻值取為零，由靜止釋放導體棒ab，求釋放瞬間導體棒ab的加速度；（3）求第（2）問所示情況中導體棒ab所能達到的最大速度的大小2014-2015學年河北省衡水市景縣梁集中學高二（上）段考物理試卷參考答案與試題解析一、選擇題（共10小題，每小題3分，滿分30分）1如圖，兩根平行放置的長直導線a和b通有大小分別為i和2i、方向相同的電流，導線b受到的磁場力大小為f，當加入一與導線所在平面垂直的勻強磁場后，導線b受到的磁場力為零，則此時a受到的磁場力大小為（）abfcd2f【考點】平行通電直導線間的作用【分析】根據(jù)題意對導線進行受力分析，然后由安培力公式、力的合成方法分析即可求解【解答】解：物體間力的作用是相互的，物體間的相互作用力大小相等，方向相反，b受到的磁場力為f，則a受到的磁場力也為f，如圖1所示；當加入勻強磁場后，b受到的磁場力為零，如圖2所示，則f=f2，f2=2bil=f，f1=bil=f，則a受到的合力f合=f+f1=f+f=f；故選：c【點評】對導線正確受力分析，熟練應用力的合成方法即可正確解題，注意牛頓第三定律的應用，同時當心電流的大小不一，但相互作用力大小相等2如圖所示，在水平直導線正下方，放一個可以自由轉動的小磁針現(xiàn)給直導線通以向右的恒定電流，不計其他磁場的影響，則下列說法正確的是（）a小磁針保持不動b小磁針的n極將向下轉動c小磁針的n極將垂直于紙面向里轉動d小磁針的n極將垂直于紙面向外轉動【考點】電流的磁場對磁針的作用；磁現(xiàn)象和磁場【分析】小磁針能體現(xiàn)出磁場的存在，且小磁針靜止時n極的指向為磁場的方向，即為磁感應強度的方向也可為磁感線在該點的切線方向而電流周圍的磁場由右手螺旋定則來確定磁場方向【解答】解：當通入如圖所示的電流時，根據(jù)右手螺旋定則可得小磁針的位置的磁場方向是垂直紙面向里，由于小磁針靜止時n極的指向為磁場的方向，所以小磁針的n極將垂直于紙面向里轉動故選：c【點評】右手螺旋定則也叫安培定則，讓大拇指所指向為電流的方向，則四指環(huán)繞的方向為磁場方向當導線是環(huán)形時，則四指向為電流的方向3如圖所示，光滑導軌傾斜放置，下端連一燈泡，勻強磁場垂直于導軌平面，當金屬棒ab（電阻不計）沿導軌下滑達到穩(wěn)定狀態(tài)時，燈泡的電功率為p，導軌和導線電阻不計要使燈泡在金屬棒穩(wěn)定運動狀態(tài)下的電功率為2p，則下面選項中符合條件的是（）a將導軌間距變?yōu)樵瓉淼谋禸換一電阻值減半的燈泡c換一質(zhì)量為原來了倍的金屬棒d將磁場磁感應強度b變?yōu)樵瓉淼谋丁究键c】安培力【分析】ab棒下滑過程中先做變加速運動，后做勻速運動，達到穩(wěn)定狀態(tài)，根據(jù)平衡條件得出導體的重力與速度的關系，由能量守恒定律得出燈泡的功率與速度的關系式，再分析什么條件下燈泡的功率變?yōu)?倍【解答】解：當ab棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時，有mgsin=fa，又安培力fa=bil=，則有：mgsin=由能量守恒定律得燈泡的功率為：p=a、將導軌間距變?yōu)樵瓉淼谋?，p變?yōu)樵瓉淼?倍，故a正確b、換一個電阻為原來一半的燈泡，p變?yōu)樵瓉淼亩种?，故b錯誤c、當換一根質(zhì)量為原來倍的金屬棒時，p變?yōu)樵瓉淼?倍，故c正確d、當把磁感應強度b增為原來的倍，p變?yōu)樵瓉淼谋?，故d錯誤故選：ac【點評】本題分別從力的角度和能量角度研究電磁感應現(xiàn)象，安培力表達式是經(jīng)常用到的經(jīng)驗公式，對分析和計算電磁感應問題，非常重要，要熟記4地球有一個較強的磁場，由于地磁場的作用，可以使從太陽發(fā)出的高能粒子流在射向地面時發(fā)生偏轉，因此起到保護地球上的生命免受高能粒子流傷害的作用已知地球赤道上空地磁場的磁感線方向是由南向北的，從太陽噴射出帶正電的粒子垂直與地面射向赤道，在地磁場的作用下，這些質(zhì)子偏轉方向是（）a向東b向南c向西d向北【考點】左手定則【分析】質(zhì)子流帶正電，地磁場的方向在赤道的上空從南指向北，根據(jù)左手定則判斷出質(zhì)子流所受洛倫茲力的方向【解答】解：質(zhì)子流的方向從上而下射向地球表面，地磁場方向在赤道的上空從南指向北，根據(jù)左手定則，洛倫茲力的方向向東，所以質(zhì)子向東偏轉故a正確，b、c、d錯誤故選：a【點評】解決本題的關鍵掌握地磁場的方向，以及會運用左手定則判斷洛倫茲力的方向5如圖所示，傾斜導軌寬為l，與水平面成角，處在方向豎直向上、磁感應強度為b的勻強磁場中，金屬桿ab水平靜止在光滑的導軌上當回路電流強度為i時，金屬桿ab所受安培力f，斜面的支持力為fn，則（）a安培力方向垂直ab桿斜面向上b安培力方向垂直ab桿水平向右cfn=bilcosdfn=【考點】安培力【分析】導體棒垂直處在勻強磁場中，根據(jù)安培力公式f=bil求解安培力的大小；根據(jù)左手定則判斷安培力的方向受力分析后根據(jù)共點力平衡條件求解支持力大小【解答】解：a、b、由于ab棒與磁場垂直，所以導體棒ab受到安培力的大小為：f=bil；導體棒中電流方向為ba，由左手定則判斷可知導體棒ab受到安培力的方向為垂直于桿方向水平向右；故a錯誤，b正確；c、d、對導體棒受力分析，受重力、支持力和安培力，如圖所示：根據(jù)共點力平衡條件，有：n=，故c錯誤，d正確；故選：bd【點評】本題關鍵是導體棒的受力情況，會用左手定則判斷安培力方向，會根據(jù)共點力平衡條件列式求解，基礎問題6如圖所示，把一根通電直導線ab放在固定的蹄形磁鐵磁極的正上方，導線可以自由移動當導線通過電流i時，如果只考慮安培力的作用，則從上往下看，導線的運動情況是（）a順時針方向轉動，同時下降b順時針方向轉動，同時上升c逆時針方向轉動，同時下降d逆時針方向轉動，同時上升【考點】安培力【分析】利用微元法，在導線兩側取兩段，根據(jù)左手定則判斷出安培力的方向，考慮轉過90時，再根據(jù)左手定則判斷出安培力的方向，從而確定導線的運動情況【解答】解：將導線分成左右兩段研究：左段所受的安培力方向垂直紙面向外，右段所受安培力的方向垂直紙面向里，從上往下看，知導線逆時針轉動若導線ab轉動90時，導線所受的安培力方向向下，所以導線的運動情況為，逆時針方向轉動，同時下降故c正確，a、b、d錯誤故選：c【點評】解決本題的關鍵掌握左手定則判斷安培力的方向，以及掌握微元法、特殊位置法的運用7如圖所示，光滑絕緣的斜面與水平面的夾角為導體棒ab靜止在斜面上，ab與斜面底邊平行，通有圖示的恒定電流i空間充滿豎直向上的勻強磁場，磁感應強度大小為b現(xiàn)緩慢增大（090），若電流i不變，且ab始終靜止在斜面上（不考慮磁場變化產(chǎn)生的影響），下列說法正確的是（）ab應緩慢增大bb應緩慢減小cb應先增大后減小db應先減小后增大【考點】安培力【分析】對金屬棒受力分析，作出受力分析圖；根據(jù)動態(tài)平衡規(guī)律進行分析即可明確安培力的變化，從而得出磁感應強度的變化【解答】解：如圖作出右側側視圖，則可知，金屬棒受重力、支持力及向右的安培力的作用；增大角度，則支持力的方向?qū)⑾蜃笮D，要使棒仍然平衡，則支持力與安培力的合力一直等于重力；則由圖可知，安培力必須增大；故磁感應強度應增大；故選：a【點評】本題結合安培力考查共點力平衡中的動態(tài)平衡，要掌握相應的圖解法的應用，明確角度變化時支持力與安培力的合力不變，作出動態(tài)變化圖即可求解8由導線組成的直角三角形框架放在勻強磁場中，如圖所示若導線框中通以圖中方向的電流，則導線框?qū)ⅲǎ゛沿與ab邊垂直的方向加速運動b仍然靜止c以cb為軸轉動d以ac為軸轉動【考點】安培力【分析】閉合電流受安培力的合力為零，即三個邊受安培力是三力平衡，故不會轉動【解答】解：單向電流的等效長度等于兩點間的直線距離，任取兩點，有兩個相反的等效電流，故閉合電流受安培力的合力為零，不會轉動；故選：b【點評】本題關鍵是記住“單向電流的等效長度等于兩點間的直線距離”的結論，基礎題目9如圖所示，用粗細均勻的電阻絲折成平面梯形框架abcd其中ab、cd邊均與ad邊成60角，ab=bc=cd=l，長度為l的電阻絲電阻為r0，框架與一電動勢為e，內(nèi)阻r=r0的電源相連接，垂直于框架平面有磁感應強度為b的勻強磁場，則梯形框架abcd受到的安培力的大小為（）a0bcd【考點】安培力【分析】根據(jù)左手定則判斷出各段受到的安培力的方向，根據(jù)閉合電路的歐姆定律計算出各段上的電流大小，再計算出各段安培力的大小，然后使用平行四邊形定則合成即可【解答】解：根據(jù)左手定則判斷出各段受到的安培力的方向，如圖電路abcd上的電阻為3r0，由幾何關系得，ad段的長度為2l，所以ad上的電阻為2r0，并聯(lián)部分的總電阻為：電路中的總電流：路端電壓：abcd上的電流：abcd上各段的安培力：ad段的長度為l=2lad上的安培力：各段受到的力中，f1 和f3在左右方向的分量大小相等，方向相反，相互抵消，所以線框受到的合外力：f=f1cos60+f2+f3cos60+f4=所以四個選項中b正確故選：b【點評】該題中，各段時的電流的大小不相等，要使用閉合電路的歐姆定律分別計算出各段的電流的大小，然后計算安培力是解題的正確思路題目的難度中檔10如圖，由均勻的電阻絲組成的等邊三角形導體框，垂直磁場放置，將ab兩點接入電壓恒定的電源兩端，通電時，線框受到的安培力為f，若將acb邊移走，則余下線框受到的安培力大小為（）a fb fc fd f【考點】安培力【分析】根據(jù)左手定則判斷出各段受到的安培力的方向，根據(jù)閉合電路的歐姆定律計算出各段上的電流大小，再計算出各段安培力的大小，然后使用平行四邊形定則合成即可【解答】解：根據(jù)左手定則判斷出各段受到的安培力的方向，如圖由于曲線acb上產(chǎn)生的安培力等效于長ab上的電線產(chǎn)生的安培力，所以等效電路為r和2r并聯(lián)，并聯(lián)后總電阻為：根據(jù)歐姆定律：并聯(lián)的電流：i1=i2=則安培力f1=余下線框受到的安培力大小為：f2=bi2l=故選：d【點評】該題中，各段時的電流的大小不相等，要使用閉合電路的歐姆定律分別計算出各段的電流的大小，然后計算安培力是解題的正確思路題目的難度中檔二、解答題（共3小題，滿分0分）11（2015春昆明校級期末）如圖所示，在一個范圍足夠大、垂直紙面向里的勻強磁場中，用絕緣細線將金屬棒吊起，使其呈水平狀態(tài)已知金屬棒長l=0.25m，質(zhì)量m=0.1kg，棒中通有i=10a的向右的電流，取g=10m/s2求：（1）當磁場的磁感應強度b=0.2t時，金屬棒受到的安培力f的大??；（2）若細線拉力恰好為零時，磁場的磁感應強度b的大小【考點】安培力【分析】（1）根據(jù)左手定則判斷出安培力方向，根據(jù)共點力平衡即可求得細線的拉力（2）當細線拉力為零，則說明安培力與重力相等，因此由安培力大小公式可確定磁感應強度b的大小【解答】解：（1）導體棒長為l=0.25m，磁感應強度b=0.2t，電流為i=10a，并且導體棒和磁場垂直，所以導體棒受到的安培力大小為：f=bil=0.2100.25n=0.5n，（2）懸線拉力恰好為零，金屬棒受重力和安培力，由金屬棒靜止可得：f=bil=mg解得：b=0.4t答：（1）金屬棒受到的安培力f的大小為0.5n；（2）若細線拉力恰好為零，求磁場的磁感應強度b的大小為0.4t【點評】本題是安培力的分析和計算問題安培力大小的一般計算公式是f=bilsin，是導體與磁場的夾角，當b、i、l互相垂直的時候安培力最大為f=bil12（2015秋邢臺校級月考）如圖所示為電流天平，可以用來測量勻強磁場的磁感應強度，它的右臂掛著矩形線圈，匝數(shù)為n，線圈的水平邊長為l，處于勻強磁場內(nèi)，勻強磁場的方向與線圈平面垂直當線圈中通過電流i時，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達到平衡，然后使電流反向，大小不變，這時需要在左盤中增加質(zhì)量為m的砝碼，才能使兩臂再達到新的平衡（1）若線圈串聯(lián)一個電阻連接到電壓為u的穩(wěn)定電源上，已知線圈電阻為r，當線圈中通過電流i時，請用題給的物理量符號表示出電阻的大?。?）請用重力加速度g和n、m、l、i導出b的表達式【考點】安培力；閉合電路的歐姆定律【專題】電磁感應與電路結合【分析】（1）根據(jù)閉合電路的歐姆定律即可求得；（2）天平平衡后，當電流反向（大小不變）時，安培力方向反向，則右邊相當于多了或少了兩倍的安培力大小【解答】解：（1）根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得i（r+r）=u解得（2）解：（1）根據(jù)平衡條件：有：mg=2nbil，得：b=答：（1）電阻大小為（2）b的表達式為【點評】解決本題的關鍵掌握安培力方向的判定，以及會利用力的平衡去求解問題13（2015東城區(qū)三模）如圖所示，足夠長的光滑金屬導軌與水平面的夾角為，兩導軌間距為l，在導軌上端接入電源和滑動變阻器，電源電動勢為e，內(nèi)阻為r一質(zhì)量為m的導體棒a