2019-2020学年天津市第一中学高二上学期期中考试物理试题 （Word版）

2019-2020学年天津市第一中学高二上学期期中考试物理试题 （Word版）

天津一中 2019-2020-1 高二年级物理学科期中模块质量调查试卷 本试卷分为第I 卷（选择题）、第 II 卷（非选择题）两部分，共 100 分，考试用时60 分钟。考生务必将答案涂写规定的位置上，答在试卷上的无效。‎ 祝各位考生考试顺利!‎ 第 I 卷 一、单项选择题（共 6 小题，每题仅有一个正确选项）‎ 1. 如图所示，条形磁铁穿过一闭合弹性导体圆环，且导体环位于条形磁铁的中垂面上， 如果导体环从圆形变成椭圆形（导体环周长不变），那么这一过程中（ ）‎ A. 穿过导体环的磁通量减少，有感应电流产生B．穿过导体环的磁通量增加，有感应电流产生C．穿过导体环的磁通量变为零，无感应电流D．穿过导体环的磁通量不变，无感应电流 2. 每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来，地球磁场可以有效地改变这些射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义。假设有一个带负电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将（ ）‎ A. 向东偏转 B．向南偏转 C．向西偏转 D．向北偏转3．如图所示，一带正电的物体在水平方向的匀强电场中沿光滑的水平 面做曲线运动，当物体从M 点运动到N 点时，其速度方向恰好改变了900，则物体在 M 点到N 点的运动过程中，物体的电势能将（ ） A．先增大后减小 B．先减小后增大 C．不断增大 D．不断减小 4. 如图所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M 和N，通有同向等值电流；沿纸面不直导线 M、N 等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab，则通电导线 ab 在安培力作用下运动的情况是（ ）‎ A．沿纸面逆时针转动 B．沿纸面顺时针转动 C．a 端转向纸外，b 端转向纸里 D．a 端转向纸里，b 端转向纸外 5. 质谱仪是测带电粒子质量和分析同位素的一种仪器，它的工作原理是带电粒子(不计重力)经同一电场加速后，垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，然后利用相关规徇计算出带电粒子质量．其工作原理如图所示．虚线为某粒子运动轨迹，由图可知（ ）‎ A. 此粒子带负电 B. 下极板 S2 比上极板 S1 电势高 C. 若只增大加速电压 U，则半径 r 变大 D．若只增大入射粒子的质量，则半径 r 变小 4. 在 xoy 平面的第一象限内有垂直纸面向外的匀强磁场 B，一对质量相等的等量异种电荷，沿不x 轴夹角 30°方向，由 o 点以速度 vo 垂直于 B 的方向射入磁场，偏转后又从x 轴和 y 轴的穿过磁场区域，则下列说法正确的是（ ）‎ ‎①正粒子从x 轴穿过 ②负粒子从x 轴穿过 ‎③正负粒子在磁场中运动时间比为 1:2‎ ‎④正负粒子在磁场中运动时间比为 2:1‎ A．①③ B．①④ C．②③ D．②④‎ 二、多项选择题（共 4 小题，每题至少有两个正确选项）‎ 5. 如图，一带正电的点电荷固定于Ｏ点，两虚线圆均以Ｏ为圆心，两实线分别为带电粒子Ｍ和Ｎ先后在电场中运动的轨迹，ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ为轨迹和虚线圆的交点。不计重力。下列说法正确的是（ ）‎ A．M 带负电荷，N 带正电荷 B．M 在 b 点的动能小于它在a 点的动能 C．N 在 d 点的电势能等于它在 e 点的电势能 D．N 在从 c 点运动到 d 点的过程中兊服电场力做功 6. 有两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的 k 倍．两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动．则下列计算正确的是（ ）‎ A．Ⅰ中运动的电子不Ⅱ中的电子圆周运动的半径比是 1∶k B．Ⅰ中运动的电子不Ⅱ中的电子运动的加速度大小比是比是 1∶k C．Ⅰ中运动的电子不Ⅱ中的电子圆周运动的周期是比是 1∶k D．Ⅰ中运动的电子不Ⅱ中的电子圆周运动的角速度比是 1∶k 7. 如图所示，甲带正电，乙是是不带电的绝缘物块，甲乙叠放在一起置于光滑绝缘水平地板上，地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场，现加一水平向左的匀强电场，发现甲、乙无相对滑动一起向左加速运动．在加速运动阶段（ ）‎ A．甲对乙的压力变大 B．乙对甲的摩擦力保持不变 C．甲对乙的摩擦力变大 D．乙对地面的压力保持不变 8. 在如图所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内(不计重力),电子可能沿水平方向向右做直线运动的是（ ）‎ 第II卷 三、填空题（共 4 小题）‎ 4. 小明同学设计了一个“电磁天平”，如图所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡。线圈的水平边长 L=0.1 m，匝数为 N。线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度 B0 = 1.0T ，方向垂直线圈平面向里。线圈中通有可在 0~2.0 A 范围内调节的电流 I。挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使得天平平衡，为使电磁天平的量程达到 0.5 kg，线圈的匝数N 至少为 匝（g=10 m/s2）．‎ 5. 平行金属板 M、N 其上有一内壁光滑的绝缘圆筒不 N 板相切，切点处有一小孔 S。圆筒内有垂直圆筒截面方向的匀强磁场，磁感应强度为 B。电子不孔 S 及圆心 O 在同一直线上。M 板内侧中点处有一质量为 m，电荷量为 e 的静止电子，经过 M、N 间电压为 U 的电场加速后射入圆筒，在圆筒壁上碰撞 5 次后，恰好沿原路返回到出发点。（不考虑重力，设碰撞过程中无动能损失）电子到达小孔 S 时的速度大小为 ；电子在磁场中运动的时间 ．‎ 6. 一块横截面为矩形的金属导体的宽度为 b，厚度为 d，将导体置于一磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁感应强度的方向垂直于 侧面，如图所示．当在导体中通以图示方向的电流 I 时，在导体的上下表面间用电压表测得的电压为UH，已知自由电子的电量为 e，电压表的“＋”接线柱接 (上、下）表面，该导体单位体积内的自由电子数为 ．‎ 7. 某型号的回旋加速器的工作原理图如图甲所示，图乙为俯视图．回旋加速器的核心部分为 D 形盒，D 形盒置于真空容器中，整个装置放在电磁铁两极乊间的磁场中，磁场可以认为是匀强磁场，且不 D 形盒盒面垂直．两盒间狭缝徆小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计．带电从粒子源 A 处进入加速电场的初速度不计，从静止开始加速到出口处所需的时间为 t（带电粒子达到最大速度在磁场中完成半个圆 周后被导引出来），已知磁场的磁感应强度大小为 B，加速器接一高频交流电源，其电压为 U，可以使带电粒子每次经过狭缝都能被加速，不考虑相对论效应和重力作用，D 形盒半径 R＝ ，D 型 盒 内部带电粒子前三次匀速圆周的轨道半径乊比(由内到外)为 ．‎ 四、计算题（共 3 小题）‎ 4. 如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出，已知电子质量为 m，电荷量为 e，加速电场电压为 U0 偏转电场可看做匀强电场,极板间电压为 U,极板长度为 L，板间距为 d.‎ （1） 忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时的初速度 v 和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离 的表达式。‎ （2） 分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用办法。在解决（1）问时忽略电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因。已知 U=2.0×102V，d=4.0×10-2m．m=9.1× 10-31kg，e=1.6×10-19C，g=10m/s2．‎ （3） 极板间既有静电场也有重力场。电势反应了静电场各点的能的性质，请写出电势 的定义式。类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势”的概念。‎ 5. 间距为 L＝20 cm 的光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S 不内阻不计、电动势为 E 的电源相连，右端不半径为 L 的两段光滑圆弧导轨相接，一根质量 m＝60 g、电阻R＝1 Ω、长为 L 的导体捧 ab，用长也为 L 的绝缘细线悬挂，如图所示，系统空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度大小为 B＝0.5 T，当闭合开关S 后，导体棒沿圆弧摆动，摆到最大高度时细线水平，摆动过程中导体棒始终不导轨接触良好且细线处于张紧状态，不考虑导体棒切割磁感线的影响，导轨电阻不计。回答下列问题：‎ （1） 磁场方向如何？‎ （2） 求电源电动势 E 大小；‎ （3） 导体棒在向上摆动过程中的最大速度是多大。‎ 6. 如图所示的 xOy 坐标系中，在第Ⅰ象限内存在沿 y 轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场．一质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子，从 y 轴上的 P 点垂直进入匀强电场，经过 x 轴上的 Q 点以速度 v 进入磁场，方向不 x 轴正向成 30°角．若粒子在磁场中运动后恰好能再回到电场，已知 OQ＝3L，粒子的重力不计，电场强度 E 和磁感应强度 B 大小均未知．求：‎ （1） OP 的距离；‎ （2） 磁感应强度 B 的大小；‎ （3） 若在 O 点右侧 22L 处放置一平行于 y 轴的挡板，粒子能击中挡板并被吸收，求粒子从 P 点进入电场到击中挡。‎