湖北省麻城市實驗高級中學2021-2022學年高二12月周測物理試卷一、單選題（本大題共6小題，共24分）如圖所示橫截面圖，兩根平行細導線分別通有大小相等、方向相反的電流，為它們連線中點，則（  ）A. 點磁感應強度大小為零
B. 點磁感應強度大小不為零，方向沿連線向右
C. 點磁感應強度大小不為零，方向垂直連線向上
D. 點磁感應強度大小不為零，方向垂直連線向下如圖，導體軌道固定，其中是半圓弧，為半圓弧的中點，為圓心。軌道的電阻忽略不計。是有一定電阻。可繞轉(zhuǎn)動的金屬桿，端位于上，與軌道接觸良好?？臻g存在與半圓所在平面垂直的勻強磁場，磁感應強度的大小為，現(xiàn)使從位置以恒定的角速度逆時針轉(zhuǎn)到位置并固定過程Ⅰ；再使磁感應強度的大小以一定的變化率從增加到過程Ⅱ。在過程Ⅰ、Ⅱ中，流過的電荷量相等，則等于3.如圖，空間某區(qū)域存在勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向上與紙面平行，磁場方向垂直于紙面向里，三個帶正電的微粒、、電荷量相等，質(zhì)量分別為、、。已知在該區(qū)域內(nèi)，在紙面內(nèi)做勻速圓周運動，在紙面內(nèi)向右做勻速直線運動，在紙面內(nèi)向左做勻速直線運動。下列選項正確的是             B.  C.            D. 4.掃描隧道顯微鏡可用來探測樣品表面原子尺寸上的形貌，為了有效隔離外界震動對的擾動，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄板，并施加磁場來快速衰減其微小震動，如圖所示，無擾動時，按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場；出現(xiàn)擾動后，對于紫銅薄板上下及其左右震動的衰減最有效的方案是 A.  B.  C.  D. 5.如圖，某地有一風力發(fā)電機，它的葉片轉(zhuǎn)動時可形成半徑為的圓面。某時間內(nèi)該地區(qū)的風速是，風向恰好跟葉片轉(zhuǎn)動的圓面垂直，已知空氣的密度為，假如這個風力發(fā)電機能將此圓內(nèi)的空氣動能轉(zhuǎn)化為電能，則此風力發(fā)電機發(fā)電的功率約為A.  B.  C.  D.   二、 多選題（本大題共5小題，共25分）7.某人站在靜浮于水面的船上，從某時刻開始人從船頭走向船尾，若不計水的阻力，那么在這段時間內(nèi)人和船的運動情況是：A. 人勻速行走，船勻速后退，兩者速度大小與它們的質(zhì)量成反比
B. 人加速行走，船加速后退，而且加速度大小與它們的質(zhì)量成反比
C. 人走走停停，船退退停停，兩者動量總和總是為零
D. 當人在船尾停止運動后，船由于慣性還會繼續(xù)后退一段距離8.如圖，兩個線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關與電源連接，另一線圈與遠處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導線正上方，開關未閉合時小磁針處于靜止狀態(tài)，下列說法正確的是      A. 開關閉合后的瞬間，小磁針的極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動
B. 開關閉合并保持一段時間后，小磁針的極指向垂直紙面向里的方向
C. 開關閉合并保持一段時間后，小磁針的極指向垂直紙面向外的方向
D. 開關閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，小磁針的極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動9.如下圖所示的振蕩電路正處在振蕩過程中，某時刻中的磁場和中的電場如下圖所示，可知   A. 電容器中的電場強度正在減小   B. 線圈中磁感應強度正在減小
C. 該時刻電容器帶電荷量正在增多   D. 該時刻振蕩電流達最大值10.如圖所示，三根相互平行的固定長直導線、和兩兩等距，均通有電流，中電流方向與中的相同，與中的相反。下列說法正確的是     A. 所受磁場作用力的方向與、所在平面垂直
B. 所受磁場作用力的方向與、所在平面垂直
C. 、和單位長度所受的磁場作用力大小之比為
D. 、和單位長度所受的磁場作用力大小之比為11.如圖所示是電子電路中經(jīng)常用到的由半導體材料做成的轉(zhuǎn)換器，它能把如圖所示的正弦式交變電壓轉(zhuǎn)換成如圖所示的方波式電壓，轉(zhuǎn)換規(guī)則：輸入的交變電壓絕對值低于，輸出電壓為；輸入的交變電壓絕對值大于、等于，輸出電壓恒為。則
 三、實驗題（本大題共2小題，共13分）12.用如圖所示的裝置做“探究感應電流方向的規(guī)律”實驗，磁體從靠近線圈的上方靜止下落。當磁體運動到如圖所示的位置時，流過線圈的感應電流方向為______“從到”或“從到”。在磁體穿過整個線圈的過程中，傳感器顯示的電流隨時間的圖象應該是圖中的______。
13.“用霍爾元件測量磁場”的實驗中，把載流子為帶負電的電子的霍爾元件接入電路．如圖，電流為，方向向右，長方體霍爾元件長寬高分別為、、，處于豎直向上的恒定勻強磁場中．


    前后極板、，電勢較高的是_________選題“板”或“板”某同學在實驗時，改變電流的大小，記錄了不同電流下對應的值，如下表請根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在坐標圖中畫出圖像已知該霍爾元件單位體積中自由載流子個數(shù)為，一個載流子的電量為則根據(jù)圖像，由公式，可算出磁場___________保留兩位有效數(shù)字有同學認為是霍爾元件的電阻，請問這種想法正確嗎？為什么？____________________________________三、 計算題（本大題共3小題，共38分）14.如圖所示，一圓心為、半徑為的光滑半圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，其下端與光滑水平面在點相切。在水平面上，質(zhì)量為的小物塊以某一速度向質(zhì)量也為的靜止小物塊運動。、發(fā)生正碰后，到達半圓弧軌道最高點時對軌道壓力恰好為零，沿半圓弧軌道運動到與點等高的點時速度為零。已知重力加速度大小為，忽略空氣阻力。
求從半圓弧軌道飛出后落到水平面的位置到點的距離；
當由點沿半圓弧軌道下滑到點時，與夾角為，求此時所受力對做功的功率；
求碰撞過程中和損失的總動能。   15.如圖，在的區(qū)域存在方向沿軸負方向的勻強電場，場強大小為，在的區(qū)域存在方向垂直于平面向外的勻強磁場。一個氕核和一個氘核先后從軸上點以相同的動能射出，速度方向沿軸正方向。已知進入磁場時，速度方向與軸正方向的夾角為，并從坐標原點處第一次射出磁場。的質(zhì)量為，電荷量為，不計重力。求
第一次進入磁場的位置到原點的距離；
磁場的磁感應強度大??；
第一次離開磁場的位置到原點的距離。 16.如圖所示，兩根不計電阻、間距為的足夠長平行光滑金屬導軌，豎直固定在勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向里，磁感應強度大小為。導軌上端串聯(lián)非線性電子元件和阻值為的電阻。元件的圖像如圖所示，當流過元件的電流大于或等于時，電壓穩(wěn)定為。質(zhì)量為、不計電阻的金屬棒可沿導軌運動，運動中金屬棒始終水平且與導軌保持良好接觸。忽略空氣阻力及回路中的電流對原磁場的影響，重力加速度大小為。為了方便計算，取，。以下計算結果只能選用、、、、表示。
閉合開關，由靜止釋放金屬棒，求金屬棒下落的最大速度；
斷開開關，由靜止釋放金屬棒，求金屬棒下落的最大速度；
先閉合開關，由靜止釋放金屬棒，金屬棒達到最大速度后，再斷開開關。忽略回路中電流突變的時間，求斷開瞬間金屬棒的加速度大小。




 
答案和解析【答案】1.  2.  3.  4.  5.  6.  7.
8.  9.  10.  11.  12. 從到；。  13. 板；
圖像如圖；；

這種說法不對，電流并不是由霍爾電壓產(chǎn)生的。  14. 解：到達半圓弧軌道最高點時對軌道壓力恰好為零，則
從半圓弧軌道飛出后做平拋運動
水平方向：
豎直方向：
聯(lián)立解得
由點沿半圓弧軌道下滑到點，根據(jù)機械能守恒由

此時所受力對做功的功率
聯(lián)立解得
從碰撞后到最高點，根據(jù)動能定理
從碰撞后到點，根據(jù)動能定理
碰撞過程中動量守恒，規(guī)定向右為正方向，則

則碰撞過程中損失的能量
聯(lián)立解得
答：從半圓弧軌道飛出后落到水平面的位置到點的距離為；
當由點沿半圓弧軌道下滑到點時，與夾角為，此時所受力對做功的功率為；
碰撞過程中和損失的總動能為。  15. 解：在電場中做類平拋運動，
水平方向：，
豎直方向：，
粒子進入磁場時豎直分速度：，
解得：；
在電場中的加速度：，
進入磁場時的速度：，
在磁場中做圓周運動，運動軌跡如圖所示：

由幾何知識得：，
在磁場中做勻速圓運動，洛倫茲力提供向心力，
由牛頓第二定律得：，
解得：；
由題意可知：和的初動能相等，即：，
由牛頓第二定律得：，
在電場中做類平拋運動，
水平方向：，
豎直方向：，
進入磁場時的速度：，
，
解得：，，，
在磁場中做圓周運動，圓周運動的軌道半徑：，
射出點在原點左側(cè)，進入磁場的入射點到第一次離開磁場的出射點間的距離：，
第一次離開磁場時的位置距離點的距離為：，
解得：；
答：第一次進入磁場的位置到原點的距離為；
磁場的磁感應強度大小為；
第一次離開磁場的位置到原點的距離。  16. 解：閉合開關，定值電阻與金屬棒組成回路，當金屬棒的速度達到最大時，
感應電動勢：
電流：
導體棒受到的安培力：
當速度穩(wěn)定后，由平衡條件有：安
聯(lián)立得：
由于元件的電壓達到時，保持不變，隨著金屬棒速度增加，電流也增加，當元件的電壓穩(wěn)定時，電路中的電流：
此時由平衡條件有：
代入得到：
閉合開關時，金屬棒達到最大速度，此時電路中的電流。
斷開開關時，由于忽略電流突變的時間，所以電流通過元件，由于，所以元件兩端的電壓為，則
那么此時電流中的電流
金屬棒受到的安培力安
所以此刻的加速度
答：閉合開關，由靜止釋放金屬棒，則金屬棒下落的最大速度為；
斷開開關，由靜止釋放金屬棒，求金屬棒下落的最大速度為；
先閉合開關，由靜止釋放金屬棒，金屬棒達到最大速度后，再斷開開關。忽略回路中電流突變的時間，則斷開瞬間金屬棒的加速度大小為。   

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