1、山西大学附中20182019学年高二第二学期2月（总第一次）模块诊断物理试题考试时间：80分钟 考试范围：选修3-1 电磁感应 一. 单项选择题（本题共8小题，每小题5分，共计40分。在给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1下面说法正确的是( )A在直流电源的外电路上，电流的方向是从电源负极流向正极B伽利略开创了运用逻辑推理和实验相结合进行科学研究的方法C元电荷就是带电量为1C的点电荷D电流的速度就是自由电荷在电路中定向移动的速度2如图甲所示为电场中的一条电场线，在电场线上建立坐标轴，则坐标轴上Ox2间各点的电势分布如图乙所示，则（）A在Ox2间，电场强度先减小后增大B若一负电荷从O点运动
2、到x2点，电势能逐渐减小C在Ox2间，电场强度方向没有发生变化D从O点静止释放一仅受电场力作用的正电荷，则该电荷在Ox2间先做加速运动在做减速运动3回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示。D1和D2是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上。位于D1圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速。当质子被加速到最大动能Ek后，再将它们引出。忽略质子在电场中的运动时间，则下列说法中正确的是（）A若只增大交变电压U，则质子的最大动能Ek会变大B若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中运行的时间不变C若只将交
3、变电压的周期变为2T，仍能用此装置持续加速质子D质子第n次被加速前、后的轨道半径之比为n-1：n4已知电源电动势E6V内阻r2，灯泡电阻RL2，R22滑动变阻器R1的最大阻值为3，如图所示，将滑片P置于最左端，闭合开关S1、S2，电源的输出功率为P0，则（）A滑片P向右滑动，电源输出功率一直减小B滑片P向右滑动，电源输出功率一直增大C断开S2，电源输出功率达到最大值D滑片P置于最右端时，电源输出功率仍为P05如图所示，边长为L的正方形导线框abcd，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，以速度v垂直于bc边在线框平面内移动，磁场方向与线框平面垂直。线框中磁通量的变化率E和b两点间的电势差Ubc分别是
4、（）AE0 Ubc0BE0 UbcBLvCEBLv Ubc0DEBLv UbcBLv6如图所示照直放置的螺线管与导线abcd构成闭合电路，电路所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一个导体圆环欲使导体圆环受到向上的磁场力，磁感应强度随时间变化的规律应是（）ABCD7.如图所示，质量m=0.1kg的AB杆放在倾角=30的光滑轨道上，轨道间距l=0.2m，电流I=0.5A。当加上垂直于杆AB的某一方向的匀强磁场后，杆AB处于静止状态，则所加磁场的磁感应强度不可能为（）A3T B6T C9TD12T8如图所示，扇形区域AOB内存在有垂直平面向内的匀强磁场，OA和OB互相垂直是
5、扇形的两条半径，长度为R一个带电粒子1从A点沿AO方向进入磁场，从B点离开，若与该粒子完全相同的带电粒子2以同样的速度从C点平行AO方向进入磁场，C到AO的距离为R/2，则下列说法错误的是（）A1粒子从B点离开磁场时，速度方向沿OB方向 B粒子带正电C2粒子仍然从B点离开磁场 D两粒子在磁场中运动时间之比为4：3二 多项选择题（本题共4小题，每小题5 分，共计20分。在给出的四个选项中，每题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）。9如图，匀强电场中有直角三角形BOC，电场方向与三角形所在平面平行，三角形三顶点处的电势分别为O4.5V、B0V、C9V，且边长O
6、B3cm，BC6cm，则下列说法正确的是（）A电场强度的大小为1003V/mB电场强度的大小为100V/mC一个电子在O点由静止释放后会沿直线OB运动D一个电子由B点运动到C点，电场力做正功10半导体内导电的粒子“载流子”有两种：自由电子和空穴(空穴可视为能自由移动带正电的粒子)，以空穴导电为主的半导体叫P型半导体，以自由电子导电为主的半导体叫N型半导体。图为检验半导体材料的类型和对材料性能进行测试的原理图，图中一块长为a、宽为b、厚为c的半导体样品板放在沿y轴正方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。当有大小为I、沿x轴正方向的恒定电流通过样品板时，会产生霍尔电势差U，若每个载流子所带电量的绝
7、对值为e，下列说法中正确的是A如果上表面电势高，则该半导体为P型半导体B如果上表面电势高，则该半导体为N型半导体C其它条件不变，增大c时，U增大D其它条件不变，电流I取值越大，电势差U越大11如图所示，由粗细均匀的电阻丝制成边长为l的正方形线框abcd，线框的总电阻为R.现将线框以水平向右的速度v匀速穿过一个宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域，整个过程中ab、cd两边始终保持与磁场边界平行取线框的cd边刚好与磁场左边界重合时t0，电流沿abcd方向为正方向，u0Blv,i0=U0R.在下图中线框中电流i和a、b两点间的电势差uab随线框cd边的位移x变化的图象正确的是（）A BCD12如
8、图所示，平面直角坐标系中，A点的坐标为(3d，0)，在y轴和直线AD之间存在垂直纸面向里的匀强磁场I，在AD和AC之间存在垂直纸面向外的匀强磁场II，磁感应强度均为B，AD、AC边界的夹角DAC=30。质量为m、电荷量为+q的粒子可在边界AC(不包括A点)上的不同点射入，入射速度垂直AC且垂直磁场，若入射速度大小为qBdm，不计粒子重力，则( )A粒子在磁场中的运动半径为dB粒子距A点0.5d处射入，不会进入I区C若粒子能进入区域I，则粒子在区域I中运动的最短时间为2m3qBD若粒子能进入区域I，则粒子从距A点(31)d处射入，在I区域内运动的时间最短。三实验题(每空2分，共10分)13（1）
9、某实验小组为了测量某一电阻Rx的阻值，他们先用多用电表进行粗测，测量出Rx的阻值约为18左右。为了进一步精确测量该电阻，实验台上有以下器材：A电流表（量程15mA，内阻未知）B电流表（量程0.6A，内阻未知）C电阻箱（099.99）D电阻箱（0999.9）E电源（电动势约3V，内阻约1）F单刀单掷开关2只G导线若干甲同学设计了如图甲所示的实验原理图并连接好实验器材，按照如下步骤完成实验：a先将电阻箱阻值调到最大，闭合S1，断开S2，调节电阻箱阻值，使电阻箱有合适的阻值R1，此时电流表指针有较大的偏转且示数为I；b保持开关S1闭合，再闭合开关S2，调节电阻箱的阻值为R2，使电流表的示数仍为I。根
10、据实验步骤和实验器材规格可知，电流表应选择，电阻箱应选择（选填器材前的字母）根据实验步骤可知，待测电阻Rx （用步骤中所测得的物理量表示）。（2） 同学乙认为该电路可以用来测电源的电动势、内阻。若已知所选电流表的内阻RA2.0，闭合开关S2，调节电阻箱R，读出多组电阻值R和电流I的数据；由实验数据绘出的1I-R图象如图乙所示，由此可求得电源电动势E V，内阻r （计算结果保留两位有效数字）四解答题（本题共3小题，共计30分解答应写出必要的文字说明、公式或方程式，只写出答案的不得分）14. (8分)如图所示，两光滑平行导轨相距为d，一端连接电阻R、质量为m的导体MN横放在两导轨上，其他电阻不计，
11、整个装置在导轨所在平面垂直的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B现用恒力F作用在导体MN上，方向平直导轨向右，使导体从静止开始运动。求：（1）导体可能达到的最大速度vm；（2）导体MN的速度为vm3时的加速度a。15. （10分）如图所示，一内壁光滑的绝缘圆管ADB固定在竖直平面内，圆管的圆心为0，D点为圆管的最低点，A、B两点在同一水平线上，AB2L，圆环的半径r=2L（圆管的直径忽略不计），过OD的虚线与过AB的虚线垂直相交于C点，在虚线AB的上方存在水平向右的、范围足够大的匀强电场；虚线AB的下方存在竖直向下的、范围足够大的匀强电场，电场强度大小等于mgq，圆心0正上方的P点有一质量为m、电
12、荷量为q（q0）的绝缘小物体（可视为质点），PC间距为L现将该小物体无初速度释放，经过一段时间，小物体刚好沿切线无碰撞地进入圆管内，并继续运动，重力加速度用g表示。（1）虚线AB上方匀强电场的电场强度为多大？（2）小物体到达A点时速度的大小？（3）小物体由P点运动到B点的时间为多少？16. （12分）如图，在区域I中有方向水平向右的匀强电场，在区域II中有方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B0.5T；两区域中的电场强度大小相等，E2V/m；两区域足够大，分界线竖直，一可视为质点的带电小球用绝缘细线拴住静止在区域I中的A点时，细线与竖直方向的夹角为45，现剪断细线，小球
13、开始运动，经过时间t11s从分界线的C点进入区域II，在其中运动一段时间后，从D点第二次经过分界线，再运动一段时间后，从H点第三次经过分界线，图中除A点外，其余各点均未画出，g10m/s2，求：（1）小球到达C点时的速度v；（2）小球在区域II中运动的时间t2；（3）C、H之间的距离d。物 理 答 案1.B 2.C 3.D 4.D 5.B 6.A 7.C 8.D 9.BD 10.AD 11.AD 12.ACD13.（1）A；D；R2R1；（2）3.2；2.0。14.解：（1）当拉力和安培力相等时速度最大，即FFABId，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律可得：I=ER=BdvmR，联立
14、解得：vm=RFB2d2；（2）导体MN的速度为vm3时，产生的感应电动势为：EBdvm3，感应电流为：I=ER=Bdvm3R，根据牛顿第二定律可得：F-B2d2vm3R=ma即F-13F=ma，解得：a=2F3m；答：（1）导体可能达到的最大速度为RFB2d2。（2）导体MN的速度为vm3时的加速度为2F3m。15. 解：（1）小物体在重力和电场力的作用下做匀加速直线运动，小物体从A点切线方向进入，则此时速度方与竖直方向的夹角为45，即加速度方向与竖直方向的夹角为45，则有：tan45=mgqE，解得：E=mgq；（2）从P到A的过程中，根据动能定理得：mgL+EqL=12mv2A0，解得：
15、vA2gL，（3）小物体从B点抛出后做类平抛运动，小物体的加速度：a=2g，小物体由P点运动到A点做匀加速直线运动，设所用时间为t1则有：2L=122gt12解得：t1=2Lg，物体在圆管内做匀速圆周运动的时间t2，则t2=342rvA=342Lg，总时间t总（1+34）2Lg；答：（1）虚线AB上方匀强电场的电场强度为大小为mgq；（2）小物体到达A点时速度的大小是2gL，（3）小物体由P点运动到B点的时间为（1+34）2Lg；16.解：（1）小球处于静止状态时，受力分析如图，可知小球带正电，设电场力与重力的合力为F，则有：cos45=mgF解得：F=2mg剪断细线后，小球所受电场力与重力不
16、变，小球将做初速度为零的匀加速直线运动，则有：Fma，得：a=102m/s2小球到达C点时的速度为：v=at1=102m/s（2）由（1）可知tan45=F电mg，所以F电mg，mgqE，所以有：mq=Eg故小球在区域II中做匀速圆周运动，有：qvB=mv2r得：r=mvqB小球圆周运动的周期为：T=2rv=2mqB=2EgB=0.8(s)所以小球从C到D的时间为：t2=34T=0.6(s)（3）小球从D点再次进入区域I时，速度大小为v，方向与重力和电场力的合力F垂直，故小球做类平抛运动设从D到H所用时间为t3，DPvt3，PH=12at32，由几何关系可知DPPH解得：t3=2va=2102102s2sDPPH=202m所以 DH40m而DC=2r，由（2）可知：r=mvqB=EvgB=42m所以 dCHDHDC40m8m32m答：（1）小球到达C点时的速度v是102m/s；（2）小球在区域II中运动的时间t20.6s；（3）C、H之间的距离d是32m。
