2015-2016学年河北省石家庄市高二第四次月考物理卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

对磁现象的研究中有一种“磁荷观点”．人们假定，在N极上聚集着正磁荷，在S极上聚集着负磁荷．由此可以将磁现象与电现象类比，引入相似的概念，得出一系列相似的定律．例如磁的库仑定律、磁场强度、磁偶极矩等．

在磁荷观点中磁场强度定义为：磁场强度的大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值，其方向与正磁荷在该处所受磁场力方向相同．若用H表示磁场强度，F表示点磁荷所受磁场力，q_m表示磁荷量，则下列关系式正确的是（  ）

A．F=    B．H=    C．H=Fq_m    D．q_m=HF

2. 难度：中等

如图所示电路为演示自感现象的实验电路．实验时，先闭合开关S，电路达到稳定后，通过线圈L的电流为I₁，通过小灯泡L₂的电流为I₂，小灯泡L₂处于正常发光状态．以下说法正确的是（  ）

A．S闭合后，L₁灯缓慢变亮，L₂灯立即亮

B．S闭合后，通过线圈L的电流逐渐增大到稳定值

C．S断开后，小灯泡L₂中的电流由I₁逐渐减为零，方向与I₂相反

D．S断开后，小灯泡L₂立刻熄灭

3. 难度：简单

如图所示，两匀强磁场方向相同，以虚线MN为理想边界，磁感应强度分别为B₁、B₂．今有一个质量为m、电荷量为e的电子从MN上的P点沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场B₁中，其运动轨迹为如图虚线所示的“心”形图线．则以下说法正确的是（  ）

A．电子的运行轨迹为PENCMDP

B．电子运行一周回到P用时为T=

C．B₁=4B₂

D．B₁=2B₂

4. 难度：简单

如图所示，三个相同的金属圆环内，存在着不同的有界匀强磁场，虚线表示环的某条直径，已知所有磁场的磁感应强度随时间变化都满足B=kt，方向如图．测得A环中感应电流强度为I，则B环和C环内感应电流强度分别为（  ）

A．I_B=I、I_C=0      B．I_B=I、I_C=2I

C．I_B=2I、I_C=2I    D．I_B=2I、I_C=0

5. 难度：简单

如图所示，一根中G=0.1N，长L=1m的质量分布均匀的导体ab，在其中点弯成60°角，将此导体放入匀强磁场中，导体两端a、b悬挂于两相同的弹簧下端，弹簧均为竖直状态，当导体中通过I=1A的电流时，两根弹簧比原长各缩短了△x=0.01m，已知匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度的大小B=0.4T，则（  ）

A．导体中电流的方向为b→a

B．每根弹簧的弹力大小为0.05N

C．弹簧的劲度系数k=5N/m

D．若导体中不通电流，则弹簧伸长0.02m

6. 难度：简单

如图所示，在平行金属板A、B间分布着正交的匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．一个质子以初速度v₀垂直于电场和磁场沿OO′从左端入射，恰能沿OO′做直线运动．则（  ）

A．A板的电势低于B板的电势

B．电子以初速度v₀垂直于电场和磁场沿OO′从左端入射，运动轨迹将向A板偏转

C．氦原子核He以初速度v₀垂直于电场和磁场沿OO′从左端入射，仍沿OO′做直线运动

D．氦原子核He以初速度v₀垂直于电场和磁场沿OO′从右端入射，仍沿OO′做直线运动

7. 难度：简单

空间存在着沿竖直方向的各处均匀的磁场，将一个不变形的单匝金属圆线圈放入磁场中，如图甲所示，设甲图中线圈中磁感应强度的方向和感应电流的方向为正方向．要想在线圈中产生如图乙所示的感应电流，图丙中能正确表示线圈中磁感应强度随时间变化的图线是（  ）

A．    B．

C．    D．

8. 难度：简单

如图所示，质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上．一电阻为r，质量为m的导体棒PQ放置在导轨上，始终与导轨接触良好，PQbc构成矩形．棒与导轨间光滑、棒左侧有两个固定于水平面的光滑立柱．导轨bc段电阻为R，长为L，其他部分电阻不计．以ef为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水平向右，磁感应强度大小均为B．在t=0时，一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度为a．则（  ）

A．F与t成反比

B．F与t²成正比

C．当t达到一定值时，QP刚好对轨道无压力

D．若F=0，PQbc静止，ef左侧磁场均匀减小，当达到一定值时，QP刚好对轨道无压力

9. 难度：简单

用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的直径．如图所示，在ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率=k（k＜0），则（  ）

A．圆环具有扩张的趋势

B．圆环中产生逆时针方向的感应电流

C．圆环中感应电流的大小为

D．图中a、b两点之间的电势差U_AB=|kπr²|

10. 难度：简单

等腰梯形导线框从位于匀强磁场上方一定高度处自由下落，已知下落过程两平行边始终竖直，左平行边长为a，右平行边长为2a．从导线框进入磁场开始计时，位移为时，导线框做匀速运动．则从导线框刚进入磁场开始，下列判断正确的是（  ）

A．在0～这段位移内，导线框可能做匀加速运动

B．在～这段位移内，导线框减少的重力势能最终全部转化为内能

C．在～2a这段位移内，导线框可能做减速运动

D．在0～与～2a位移内，导线框受到的安培力方向相同

11. 难度：困难

在光滑水平桌面上有一边长为l的正方形线框abcd，bc边右侧有一等腰直角三角形匀强磁场区域efg，三角形腰长为l，磁感应强度竖直向下，a、b、e、f在同一直线上，其俯视图如图所示，线框从图示位置在水平拉力F作用下以速度v向右匀速穿过磁场区，线框中感应电流i﹣t和F﹣t图象正确的是（以逆时针方向为电流的正方向，以水平向右的拉力为正，时间单位为）（  ）

A．      B．

C．    D．

12. 难度：简单

如图所示，虚线框中存在垂直纸面向外的匀强磁场B和平行纸面且与竖直平面夹角为45°的斜向下的匀强电场E，有一质量为m、电荷量为q的带负电的小球在高为h处的P点从静止开始自由下落，当小球运动到复合场内时刚好做直线运动，那么（  ）

A．小球在复合场中一定做匀速直线运动

B．磁感应强度，场强

C．若换成带正电的小球，小球仍可能做直线运动

D．若同时改变小球的比荷与初始下落高度h，小球仍能沿直线通过复合场

二、填空题

13. 难度：中等

有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度．用它测量一小球的直径，如图所示的读数是      mm．

三、实验题

14. 难度：简单

在“描述小灯泡的伏安特性曲线”实验中，需要用伏安法测定小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，除开关、导线外，还有如下器材：

A．小灯泡“6V 3W”，B．直流电源6～8V

C．电流表（量程3A，内阻约0.2Ω）

D．电流表（量程0.6A，内阻约1Ω）

E．电压表（量程6V，内阻约20kΩ）

F．电压表（量程20V，内阻约60kΩ）

G．滑动变阻器（0～20Ω、2A ）

H．滑动变阻器（1kΩ、0.5A）

（1）实验所用到的电流表应选      ，电压表应选      ，滑动变阻器应选      ．（填字母代号）

（2）在虚线框内画出最合理的实验原理图．

15. 难度：简单

某同学要测量一电池的电动势和内阻，实验器材有一个电阻箱、一个开关、导线若干和一个自行设计的多用电表．该多用电表的内部结构原理如图1所示，其电流表的量程分别为100mA和1A．

（1）该同学先将选择开关S接“5”，用这个多用电表粗测电池的电动势，则他应该用B表笔连接电池的      极（填“正”或“负”）．

（2）接下来该同学使用多用电表的电流档（内阻不计），采用如图2所示的电路进行实验，并得到了表格中数据：

实验次数	1	2	3	4	5
R/Ω	2	4	6	8	10
I/A	0.83	0.46	0.31	0.24	0.19
（1/I）A^﹣1	1.20	2.19	3.20	4.21	5.20
（1/R）Ω^﹣1	0.50	0.25	0.17	0.13	0.10

根据表格中数据可知，该同学实验时，多用电表的档位选择开关应接      （填“1”或“2”）

（3）根据表中提供的实验数据，若利用图象确定电池的电动势和内阻，则应作      图象．

A．I﹣R  B.﹣R  C．I﹣  D.

（4）根据这些实验数据，在图3坐标纸上做出适当的图线，由做出的图线可知，该电池的电动势是      V，内电阻为      Ω．

四、计算题

16. 难度：简单

磁强计的原理如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面积的边长等于a的正方形，放在沿x正方向的匀强磁场中，导体中通有沿y方向、电流强度为I的电流，已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电量为e，金属导体导电过程中，自由电子所做的定向移动可以认为是匀速运动，测出导体上下两侧面间的电势差为U．求：

（1）导体上、下侧面哪个电势较高？

（2）磁场的磁感应强度是多大？

17. 难度：简单

水平放置的两根平行金属导轨ad和bc，导轨两端a、b和c、d两点分别连接电阻R₁和R₂，组成矩形线框，如图所示，ad和bc相距L=0.5m，放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B=1T，一根电阻为0.2Ω的导体棒PQ跨接在两根金属导轨上，在外力作用下以4m/s的速度，向右匀速运动，如果电阻R₁=0.3Ω，R₂=0.6Ω，导轨ad和bc的电阻不计，导体与导轨接触良好．求：

（1）导体棒PQ中产生的感应电流的大小；

（2）导体棒PQ上感应电流的方向；

（3）导体棒PQ向右匀速滑动的过程中，外力做功的功率．

18. 难度：简单

如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应为B，方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴．一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN之间的距离为L，小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为θ．不计空气阻力，重力加速度为g，求

（1）电场强度E的大小和方向；

（2）小球从A点抛出时初速度v₀的大小；

（3）A点到x轴的高度h．

19. 难度：中等

如图光滑的定滑轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一质量为3m的重物，另一端系一质量为m、电阻为r的金属杆．在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、EF，在QF之间连接有阻值为R的电阻，其余电阻不计，磁感应强度为B₀的匀强磁场与导轨平面垂直，开始时金属杆置于导轨下端QF处，将重物由静止释放，当重物下降h时恰好达到稳定速度而匀速下降．运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，（忽略所有摩擦，重力加速度为g），求：

（1）电阻R中的感应电流方向；

（2）重物匀速下降的速度v；

（3）重物从释放到下降h的过程中，电阻R中产生的焦耳热Q_R；

（4）若将重物下降h时的时刻记作t=0，速度记为v₀，从此时刻起，磁感应强度逐渐减小，若此后金属杆中恰好不产生感应电流，则磁感应强度B怎样随时间t变化（写出B与t的关系式）．