2022年秋学期限时训练（二）高二物理（选修）2022.12一、单项选择题(本题共6小题，每小题3分，共18分．每小题只有一个选项符合题意)．1.历史上有不少的科学家对“电学”与“磁学”的研究作出贡献，但真正把“电学”与“磁学”联系起来并通过实验验证“电”与“磁”的联系，发现电与磁间联系规律的科学家是（）A.库仑和法拉第B.奥斯特和法拉第C.库仑、安培和奥斯特D.安培、奥斯特和法拉第2.如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，已知R0>r，为使电源的输出功率最大，应将滑动变阻器阻值调到（）A．r B．r＋R0C．r－R0D．03.如图所示，在示波管下方有一根水平放置的通电直电线，则示波管中的电子束将 ()IA、向上偏转；B、向下偏转；C、向纸外偏转； D、向纸里偏转．4.如图所示电路中，R为一滑动变阻器，P为滑片，若将滑片向下滑动，则在滑动过程中，下列判断错误的是( )A．R上消耗功率一定逐渐变小B．灯泡L2一定逐渐变暗C．电源效率一定逐渐减小D．电源内电路消耗功率一定逐渐增大5.如图所示，在一均匀磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动．杆ef及线框中导线的电阻都可不计．开始时，给ef一个向右的初速度，则（ )A．ef将减速向右运动，但不是匀减速B．ef将匀减速向右运动，最后停止C．ef将匀速向右运动D．ef将往返运动abcB6.如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，线圈c向右摆动（）A．向右或向左做匀速运动B．向右或向左做减速运动C．向右或向左做加速运动D．只能向右做匀加速运动10二、多项选择题(本题共5小题，每小题4分，满分20分．每题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分)．7．如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，一根通电直导线被水平悬挂在磁铁中心的正上方处，并且保持导线跟磁铁垂直。导线中所通电流方向如图中所示，磁铁保持静止状态。以下判断正确的是()A．磁铁受到向右的摩擦力作用B．磁铁不受摩擦力作用C．磁铁对桌面的压力大于自身的重力D．磁铁对桌面的压力小于自身的重力8．如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直，从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是( )A．感应电流方向不变B．CD段直导线始终不受安培力C．感应电动势最大值Em＝BavD．感应电动势平均值＝πBav9.如图（a），圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴。Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图（b）所示.P所受的重力为G，桌面对P的支持力为N，则A．t1时刻N＞GB．t2时刻N＞GC．t3时刻N＜GD．t4时刻N=G线束D型盒离子源高频电源真空室10．如图是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连．现分别加速氘核（）和氦核（）（认为这两种粒子比荷相等）．下列说法中正确的是()A．它们的最大速度相等B．它们的最大动能相等C．它们在D形盒的磁场中运动一圈的时间相等D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能11.如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一材料相同、粗细均匀的正方形导体框abcd．现将导体框先后朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框在上述两过程中，下列说法正确的是()A．导体框中产生的感应电流方向相同B．通过导体框截面的电量相同C．导体框中产生的焦耳热相同D．导体框cd边两端电势差大小相同10三、实验题(本题共计20分．请将解答填写在答题卡相应的位置）12.(10分)在“用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻”的实验中，提供的器材有：A．干电池一节；B．电流表(量程0.6A)；C．电压表(量程3V)；D．开关S和若干导线；E．滑动变阻器R1(最大阻值20Ω，允许最大电流1A)；F．滑动变阻器R2(最大阻值200Ω，允许最大电流0.5A)；G．滑动变阻器R3(最大阻值2000Ω，允许最大电流0.1A)；（1）按图甲所示电路测量干电池的电动势和内阻，滑动变阻器应选▲（填“R1”、“R2”或“R3”）．（2）图乙电路中部分导线已连接，请用笔画线代替导线将电路补充完整．要求变阻器的滑片滑至最左端时，其使用电阻值最大．（3）闭合开关，调节滑动变阻器，读取电压表和电流表的的示数．用同样方法测量多组数据，将实验测得的数据标在如图丙所示的坐标图中，请作出UI图线，由此求得待测电池的电动势E=▲V，内电阻r=▲Ω．（结果保留两位有效数字）所得内阻的测量值与真实值相比▲（填“偏大”、“偏小”或“相等”）1013.（10分）为了研究某导线的特性，某同学所做部分实验如下：（1）用螺旋测微器测出待测导线的直径，如图甲所示，则螺旋测微器的读数为▲mm；（2）用多用电表直接测量一段导线的阻值，选用“×10”倍率的电阻档测量，发现指针偏转角度太大，因此需选择▲倍率的电阻档(选填“×1”或“×100”)，欧姆调零后再进行测量，示数如图乙所示，则测量值为▲Ω；（3）另取一段同样材料的导线，进一步研究该材料的特性，得到电阻R随电压U变化图像如图丙所示，则由图像可知，该材料在常温时的电阻为▲Ω；当所加电压为3.00V时，材料实际消耗的电功率为▲W．(结果保留两位有效数字)10四、计算题(本题共4小题，共计62分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)14.(14分)如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R的定值电阻。导体棒ab其电阻为，与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T，现使ab以V=10m/s的速度向右做匀速运动。求：（1）ab中的感应电动势多大？ （2）ab中的电流的方向如何？ab棒所受安培力方向如何？ （3）若定值电阻R=3.0Ω，导体棒的电阻r=1.0Ω，则电路中的电流多大？R上消耗电功率多大？15.(15分)如图所示的坐标系xOy中，x<0,y>0的区域内有沿x轴正方向的匀强电场，x≥0的区域内有垂直于xOy坐标平面向外的匀强磁场，X轴上A点坐标为（－L，0)，Y轴上B点的坐标为(o,2L)。有一个带正电的粒子从A点以初速度vA沿y轴正方向射入匀强电场区域，经过B点进入匀强磁场区域，然后经x轴上的C点(图中未画出）运动到坐标原点O。不计重力。求：(1)粒子在B点的速度vB是多大？(2)C点与O点的距离xc是多大？(3)匀强电场的电场强度与匀强磁场的磁感应强度的比值是多大？1016.(16分)如图甲所示，在水平桌面上放置一边长L＝0.2m的正方形闭合金属线圈abcd，线圈的匝数n＝10，质量m＝0.1kg，总电阻R＝0.1Ω，与水平桌面间的动摩擦因数μ＝0.2，线圈与水平面的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．线圈的右半边处于竖直向上的匀强磁场中，磁场的左边界MN与线圈ab、cd两边平行且距离相等．从t＝0时刻时，匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示．g取10m/s2，求：(1)t＝1s时刻线圈中的感应电动势的大小E；(2)t＝0s至t＝3s线圈中流过的电量q和线圈中产生的焦耳热Q；(3)线圈何时开始发生滑动，向什么方向滑动．17、(17分)如图，光滑斜面的倾角=30°，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长l1=lm，bc边的边长l2=0.6m，线框的质量m=1kg，电阻R=0.1Ω，线框通过细线与重物相连，重物质量M=2kg，斜面上ef线（ef∥gh）的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef线和gh的距离s=11.4m，（取g=10m/s2），求：（1）线框进入磁场前重物M的加速度；（2）线框进入磁场时匀速运动的速度v；（3）ab边由静止开始到运动到gh线处所用的时间t；（4）ab边运动到gh线处的速度大小和在线框由静止开始到运动到gh线的整个过程中产生的焦耳热．10班级_________姓名_________考试号_________装订线高二物理（选修）限时训练（二）答题纸12.(1)(2)(3)13.(1)（2）(3)14.15.1016.17.座号10高二物理限时训练（二）参考答案1—6BDAAAB7-11BDACDADACABD12、（3）13.（1）1.731(1.730~1.733)(2分)(2)×1(2分)22（或22.0）(2分)(3)1.5(2分)0.78（0.70～0.80均给分）(2分)14、解：（1）由所以，中感应电动势为：（2）由右手定则（或楞次定律）知中电流由由左手定则知棒所受安培力方向为水平向左（3）由欧姆定律：电路中的电流为：上消耗的功率：15、（1）设粒子在A到B的过程中运动时间为t，在B点时速度沿x轴正方向的速度大小为vx，则2L=vAtvxt=L解得：（2）设粒子在B点的速度vB与y轴正方向的夹角为θ,则tanθ=vx/vy，解得θ=45°；粒子在x≥0的区域内做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示，设轨道半径为R，由几何关系有2Rsinθ=2Lxc=2Rcosθxc=2L（3）设匀强电场强度为E，匀强磁场的磁感应强度为B，粒子质量为m，带电荷量为q，则qEL=mvB2/2-mvA2/2qvBB=mvB2/R解得E/B=vA/216、解：(1)E＝n＝n＝0.02V(2)I＝＝0.2Aq＝It＝0.6CQ＝I2Rt＝0.012J10(3)nBIL＝μmgB＝＝0.5T根据图象规律可得t＝6s，向左滑动17、解：（1）线框进入磁场前，线框仅受到细线的拉力FT，斜面的支持力和线框重力，重物M受到重力和拉力FT．对线框，由牛顿第二定律得FT–mgsinα=maMg-FT=Ma联立解得线框进入磁场前重物M的加速度=5m/s2（2）因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动，所以重物受力平衡Mg=FT′，线框abcd受力平衡FT′=mgsinα+FAab边进入磁场切割磁感线，产生的电动势E=Bl1v，形成的感应电流受到的安培力联立上述各式得，Mg=mgsinα+代入数据解得v=6m/s（3）线框abcd进入磁场前时，做匀加速直线运动；进磁场的过程中，做匀速直线运动；进入磁场后到运动到gh线，仍做匀加速直线运动．进磁场前线框的加速度大小与重物的加速度相同，为a=5m/s210
