河南开封五县2019-2020高二物理上学期期末联考试卷（Word版带答案）

开封五县联考高二期末考试 物理 2020.01 考生注意： 1.本试卷分第 I 卷(选择题)和第 II 卷(非选择题)两部分。满分 110 分，考试时间 90 分钟。 2.考生作答时，请将答案答在答题卡上。第 I 卷每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对 应题目的答案标号涂黑；第 II 卷请用直径 0.5 毫来黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域 内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 3.本卷命题范围：选修 3－1 第三章，选修 3－2 第四章。 第 I 卷(选择题 共 50 分) 一、选择题：本题共 10 小题，在每小题给出的四个选项中，第 1～6 题只有一个选项正确， 第 7～10 题有多个选项正确，全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。 1.有关带电粒子(不计重力)所受静电力和洛伦兹力的说法中，正确的是 A.粒子在磁场中一定受洛伦兹力的作用 B.粒子在电场中可能不受静电力的作用 C.粒子若仅受洛伦兹力，则其速度不变 D.粒子若仅受洛伦兹力，则其动能不变 2.一匝数为 10 的线圈置于磁场中，穿过线圈的磁通量为 Φ。现将该线圈的匝数增为 100，其他 条件不变，则穿过该线圈的磁通量为 A. B.Φ C.10Φ D.100Φ 3.如图所示，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴顺时针匀速转动。现施加一垂直 圆盘向里的有界匀强磁场，圆盘开始减速。不计金属圆盘与轴之间的摩擦，下列说法正确的 是 A.在圆盘减速过程中，处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高 B.在圆盘减速过程中，若使所加磁场反向，圆盘将加速转动 C.若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动 D.若圆盘原来静止，加上图示的匀强磁场后，圆盘将加速转动 10 Φ4.某线圈的匝数为 n，总电阻为 R，在时间△t 内，穿过线圈的磁通量的变化量为△Φ。在这段 时间内，通过线圈导线某横截面的电荷量为 A. B. C. D. 5.如图所示，甲、乙两个电路中的电感线圈的自感系数足够大，且直流电阻不可忽略，闭合开 关 S，待电路达到稳定后，灯泡均能发光，现将开关 S 断开，这两个电路中灯泡亮度的变化情 况不可能是 A.甲电路中灯泡将渐渐变暗 B.乙电路中灯泡将渐渐变暗 C.甲电路中灯泡将先变得更亮，然后渐渐变暗 D.乙电路中灯泡将先变得更亮，然后渐渐变暗 6.图示为一速度选择器，内有一磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，一束粒 子流以速度 v 从左端水平射入，为使粒子流经过磁场时不偏转(不计重力)，则磁场区域内必须 同时存在一个匀强电场，下列关于此电场的电场强度大小和方向的说法中，正确的是 A.大小为 ，粒子带正电时，方向向上 B.大小为 ，粒子带负电时，方向向上 C.大小为 Bv，方向向下，与粒子带何种电荷无关 D.大小为 Bv，方向向上，与粒子带何种电荷无关 7.在某匀强磁场中的同一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直，先后在导线中通 入不同的电流，在下列四幅图中，能正确反应导线受到的安培力 F、通过导线的电流 I 和磁感 应强度 B 各量间关系的是 n R ∆Φ nR ∆Φ n R t ∆Φ ∆ R t n ∆ ∆Φ B v B v8.如图甲所示，闭合回路由电阻 R 与导线组成，其内部磁场的磁感应强度大小 B 随时间 t 变化 的图象如图乙所示，方向如图甲所示，则回路中 A.电流方向为顺时针方向 B.电流越来越大 C.磁通量的变化率恒定不变 D.产生的感应电动势越来越大 9.如图所示，空间存在一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场区域的横截面为等腰直角三角形，底 边水平，其斜边的长度为 L，一边长也为 L 的均匀正方形导体框的 ab 边与磁场区域横截面的 斜边刚好重合。由图示的位置开始计时，正方形导体框以平行于 bc 边的速度 v 匀速穿越磁场。 若导体框中通过的感应电流为 i，a、b 两点间的电压为 Uab，感应电流取逆时针方向为正，则 在导体框穿越磁场的过程中，i、Uab 随时间的变化规律可能正确的是 10.两根足够长的光滑导轨竖直放置，两导轨间距为 L，底端接阻值为 R 的电阻。将一质量为 m 的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强 度大小为 B 的匀强磁场垂直，如图所示，除电阻 R 外，其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原 长位置由静止释放，则A.金属棒将做往复运动，金属棒的动能、重力势能和弹簧的弹性势能的总和保持不变 B.金属棒最后将静止，静止时弹簧的伸长量为 C.金属棒最后将静止，整个过程中电阻 R 上产生的总热量小于 mg· D.当金属棒第一次达到最大速度时，弹簧的伸长量为 第 II 卷(非选择题 共 60 分) 二、实验填空题：本题共 2 小题，共 15 分。 11.(6 分)如图所示的天平可用来测定磁感应强度。天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为 L，共 N 匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流 I(方向如图 所示)时，在天平左、右两边加上质量各为 m1、m2 的砝码，天平平衡。当电流反向(大小不变) 时，右边再加上质量为 m 的砝码后，天平重新平衡。由此可知磁感应强度的方向垂直纸面 ， 大小为 。 12.(9 分)如图为某同学验证楞次定律的实验，在水平面固定一“U”形铝框架，框架上置一铝 杆 ab，不计摩擦，将条形磁铁放在框架正上方，当将磁铁做如下运动时，判断杆 ab 的运动方 向： (1)将磁铁竖直向上运动时，杆 ab 将向 运动。 (2)将磁铁竖直向下运动时，杆 ab 将向 运动。 (3)将磁铁水平向右运动时，杆 ab 将向 运动。(填“左”或“右”) mg k mg k mg k三、解答或论述题：本题共 4 小题，共 45 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演 算步骤。只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13.(10 分)如图所示，两根相同的轻质弹簧的劲度系数为 k，静止吊起一根长为 L、质量为 m 的匀质水平金属棒 PQ，金属棒处于方向水平向外的匀强磁场中。当金属棒中通有由 P 端流向 Q 端的电流 I 时，弹簧的伸长量为 x，重力加速度为 g。求： (1)金属棒所受安培力的大小和方向； (2)该匀强磁场的磁感应强度的大小。 14.(10 分)如图所示，竖直平面内的 xOy 直角坐标系范围内均匀分布有竖直向下的匀强电场， 有界匀强磁场分布于 y 轴的右侧，匀强磁场的磁感应强度大小为 B，方向与坐标平面垂直。一 带负电的粒子以速度 v 进入匀强电场，且在第三象限刚好做匀速直线运动，后经坐标原点进 入匀强磁场，粒子进入匀强磁场时与 x 轴、y 轴夹角均为 45°。已知该粒子带电荷量为－q，质 量为 m，重力加速度为 g，求： (1)匀强电场的电场强度的大小 E； (2)该带电粒子从磁场中射出时通过 y 轴的纵坐标。 15.(12 分)如图甲所示，面积为 S 的 N 匝线圈 A 处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面。磁感 应强度随时间变化的规律如图乙所示，设垂直线圈平面向外为磁场的正方向。电阻 R1、R2， 电容 C，线圈 A 的电阻 r，B0、t0 均为已知量。t＝0 时刻，闭合开关 S。(1)t＝ 时，求通过 R2 的电流大小及方向。 (2)t＝t1 时刻断开 S，求 S 断开后通过 R2 的电荷量。 16.(13 分)如图所示，相距为 L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为 θ，导轨 的上端接有定值电阻，匀强磁场垂直导轨平面向上，磁感应强度大小为 B。将质量为 m、长度 为 L 的直导体棒从导轨上端由静止释放，当下滑的速度为 v 时导体棒开始匀速运动，此时对 导体棒施加平行导轨向下的拉力并保持拉力的功率恒定，导体棒在拉力的作用下沿导轨下滑 一段时间后，以 2v 的速度匀速运动。导体棒下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好，不计导 轨和导体棒的电阻，重力加速度为 g。求： (1)导体棒的速度为 时的加速度大小 a； (2)拉力的功率 P； (3)导体棒以速度 2v 匀速下滑时，电阻 R 上消耗的电功率 P'。 0 2 t 2 v