【物理】山西省晋中市和诚中学2019-2020学年高二下学期3月试题（解析版） 11页

和诚中学2019-2020学年度高二3月月考 物理试卷 ‎（考试时间：90分钟满分：100分）‎ 第Ⅰ卷（选择题共48分）‎ 一、选择题（每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，1~8题只有一个选项是正确的，9~12题为多选题，全部选对得4分，对而不全得2分。)‎ ‎1.如图所示，线圈abcd水平向右穿过磁场区域B时，在以下情况中，线圈中有感应电流产生的是（　　）‎ A. 整个线圈都在磁场中上下平动 B. 整个线圈都在磁场中左右平动 C. 线圈离开磁场的过程中 D. 线圈进入磁场后在它所在的平面内绕a点旋转 ‎【答案】C ‎【解析】A．整个线圈都在磁场中上下平动时，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流，A错误；‎ B．整个线圈都在磁场中左右平动时，穿过线圈磁通量不变，没有感应电流，B错误；‎ C．线圈离开磁场的过程中，磁通量减小，有感应电流产生，C正确；‎ D．线圈进入磁场后在它所在的平面内绕a点旋转时，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流，D错误。故选C。‎ ‎2.如图所示的电路中，P、Q为两相同的灯泡，L的电阻不计，则下列说法正确的是(　　)‎ A. S断开瞬间，P立即熄灭，Q过一会儿才熄灭 B. S接通瞬间，P、Q同时达到正常发光 C. S断开瞬间，通过P的电流从右向左 D. S断开瞬间，通过Q的电流与原来方向相反 ‎【答案】C ‎【解析】A．S断开瞬间，由于线圈自感作用，阻碍原电流减小，相当于新的电源，通过Q、P形成回路，所以PQ均过一会熄灭，选项A错误．‎ CD．通过线圈的电流沿原方向，所以通过Q的电流与原来方向相同，通过P的电流与原来方向相反，从右向左，选项C正确，D错误．‎ B．S接通瞬间，P立即正常发光，由于线圈自感阻碍电流增大，Q缓慢变亮，选项B错误．‎ 故选C。‎ ‎3.如图所示，通电螺线管左侧和内部分别静止吊一环a和b，当变阻器R的滑动头c向左滑动时（ ）‎ A. a向左摆，b不动 B. a向右摆，b向左摆 C. a 向左摆，b向右摆 D. a向右摆，b不动 ‎【答案】A ‎【解析】当变阻器R的滑动头c向左滑动时，螺线管中的电流增大，产生的磁场增强，穿过线圈a和b的磁通量增大，都将产生感应电流，根据“增反减同”，a要向左摆，而b水平方向上受力平衡，保持不动.故选A。‎ ‎4.如图，线圈的平面与条形磁铁垂直，且磁铁轴心通过线圈圈心，线圈由高处下落并穿过条形磁铁，在这个过程中，线圈内感应电流的方向自上往下看是（　　）‎ A. 逆时针 B. 顺时针 C. 先顺时针后逆时针 D. 先逆时针后顺时针 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 当线圈自上而下穿过磁铁，导致穿过线圈的磁感线向上，磁通量大小增加，根据楞次定律，可知，从上向下看，线圈中感应电流方向是顺时针；到达磁铁中点位置后，穿过线圈的磁感线向上，磁通量大小减小，根据楞次定律，可知，从上向下看，线圈中感应电流方向是逆时针；C正确，ABD错误。故选C。‎ ‎5.某实验小组在利用如图所示的装置探究产生感应电流方向的规律，下列说法正确的是 A. 线圈中的感应电流产生的磁场总是与磁铁产生的磁场方向相反 B. 线圈中的感应电流产生的磁场总是与磁铁产生的磁场方向相同 C. 不管哪个磁极在下端，只要磁铁向下插入线圈，线圈中就会产生如图所示的感应电流 D. 只有N极在下端且向下插入线圈或S极在下端且向上远离线圈时，线圈中才产生如图所示的感应电流 ‎【答案】D ‎【解析】AB．线圈中的感应电流产生的磁场总是阻碍原磁场的变化，当原磁场减弱时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，当原磁场增强时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，故AB错误；‎ CD．根据楞次定律可得只有N极在下端且向下插入线圈或S极在下端且向上远离线圈时，线圈中产生如图所示的感应电流，故C错误，D正确。故选D.‎ ‎6.如图所示，螺线管匝数n=1500匝，横截面积S=20cm2 ， 螺线管导线电阻r=1Ω，电阻R=4Ω．螺线管所在空间存在着向右的匀强磁场，磁感应强度大小随时间的变化如图所示，下列说法正确的是（　　）‎ A. 电阻R的电流方向是从A到C B. 感应电流的大小随时间均匀增大 C. 电阻R两端的电压为6V D. C点的电势为4.8V ‎【答案】D ‎【解析】A．由楞次定律可以判断出螺线管中电流方向从右向左，那么通过电阻R的电流方向是从C到A，故A错误；‎ B．根据法拉第电磁感应定律有 由图知 代入数据解得E=1500×2×20×10-4=6V 由闭合电路欧姆定律得 因此感应电流的大小是恒定的，故B错误；‎ C．电阻两端的电压是外电压为U=IR=1.2×4V=4.8V 故C错误；‎ D．在外电路，顺着电流方向电势降低，因A的电势等于零，那么C点的电势为4.8V，故D正确．故选D．‎ ‎7.水平放置的绝缘桌面上，有一个带正电的小球，其足够远处有一个金属圆环，它们的正上方各有一个N极向下的条形磁铁，磁铁在水平向右移动的极短时间内，对小球和圆环分别产生水平方向的驱动力，下列选项正确的是　　 ‎ 圆环受到的力水平向右 圆环受到的力水平向左 小球受到的力垂直纸面向外 小球受到的力垂直纸面向内．‎ A. 正确 B. 只有正确 C. 只有正确 D. 正确 ‎【答案】A ‎【解析】当条形磁铁沿水平向右移动的极短时间内，由左手定则判断小球受到的洛伦兹力方向垂直纸面向外，故③正确；根据楞次定律可知：当条形磁铁沿水平向右移动的极短时间内，闭合金属环内的磁通量增大后减小，由“来拒去留”可判断线圈将跟随磁铁同向运动，故①正确．故选A．‎ ‎8. 如图所示，条形磁铁静止在水平桌面上，闭合铝环从条形磁铁的正上方附近由静止竖直下落至桌面．则在下落过程中（ ）‎ A. 铝环中产生方向不变的感应电流 B. 磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力 C. 铝环所受安培力的方向先向上后向下 D. 铝环加速度小于或等于g ‎【答案】D ‎【解析】本题考查了楞次定律的应用，正确理解楞次定律阻碍的含义是正确解题的关键．由图示可知，在圆环下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，穿过圆环的磁通量先变大后变小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向，故A错误；由楞次定律可知，感应电流总是阻碍磁铁间的相对运动，在圆环靠近磁铁的过程中为阻碍圆环的靠近，磁铁对圆环的作用力竖直向上，圆环对磁铁的作用力竖直向下，磁铁对桌面的压力大于其自身的重力．当圆环达到磁铁中间时，圆环中无电流，此时无相互作用力，磁铁对桌面的压力等于重力，圆环过了磁铁中间以后，由左手定由可知，磁铁对圆环的作用力竖直向上，圆环对磁铁的作用力竖直向下，故B、C错误；由牛顿第二定律知，铝环的加速度小于或等于g ，故D正确．‎ ‎9.关于生活中的实际情形，下列说法正确的是（ ）‎ A. 电容器外壳上标的电压是额定电压，这个数值比击穿电压低 B. 汽车在通过水库泄洪闸下游的凹形桥的最低点时，驾驶员处于失重状态 C. 为了便于行车，高大的桥通常要造很长的引桥，以减小汽车重力垂直桥面的分力 D. 电动机等大功率设备内部含有多匝线圈，在开关断开时，因线圈自感产生电火花 ‎【答案】AC ‎【解析】电容器外壳上标的电压是工作电压，又叫额定电压，这个数值比击穿电压低．故A正确．当汽车在通过水库泄洪闸下游的凹形桥的最低点时，此时有向上的加速度，汽车对接触面的压力大于物体的真实重力，汽车处于超重状态；故B错误；为了便于行车，高大的桥通常要造很长的引桥，以减小桥面的倾角，从而减小重力沿桥面向下的分量，增大了汽车重力垂直桥面的分力，选项C错误；电动机等大功率设备内部含有多匝线圈，在开关断开时，因线圈自感产生反电动势，容易产生电火花．故D正确．故选AD．‎ ‎10.(多选)某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件，在接线柱间以如图所示的“Z”字形连接(两接线柱间只有一个元件)．为了确定各元件种类，小华同学把DIS 计算机辅助实验系统中的电流传感器(相当于电流表)与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后，分别将AB、BC、CD接入电路，闭合开关，计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图A，B，C所示，则如下判断中正确的是(　　)‎ A. AB间是电容器 B. BC间是电感线圈 C. CD间电容器 D. CD间是定值电阻 ‎【答案】ABD ‎【解析】根据a图可知，有瞬时充电电流，稳定后电路中无电流，说明AB间是电容器，充电完毕，电路为开路，故A正确 根据b图可知，阻碍电流的增大，但是最后稳定后电流恒定，符合电感线圈的特点，所以BC间为电感线圈，故B正确 根据c图，接通电路后，电流马上达到稳定值，说明CD间为定值电阻，故C错误D正确 故选ABD ‎11.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. 感应电流方向发生变化 B. CD段直线始终不受安培力 C. 感应电动势最大值E=Bav D. 感应电动势平均值 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ A．根据楞次定律，知半圆形闭合回路在进入磁场的过程中，感应电流的方向为逆时针方向，方向不变，A错误；‎ B．根据左手定则，CD段所受的安培力方向竖直向下，B错误；‎ C．切割的有效长度的最大值为a，则感应电动势的最大值E=Bav C正确；‎ D．根据法拉第电磁感应定律得 D正确。故选CD。‎ ‎12.如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与两阻值相等的定值电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一质量为m的导体棒ab，其电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，给导体棒一个初速度，使之沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，导体棒受到的安培力的大小为F．此时（ ）‎ A. 电阻R1消耗的电功率为 B. 电阻R2消耗的电功率为 C. 整个装置摩擦生热的功率为μmgvcosθ ‎ D. 整个装置消耗的机械功率为（F+μmgcosθ）v ‎【答案】BCD ‎【解析】AB．设ab长度为L，磁感应强度为B，电阻 电路中感应电动势 ab中感应电流为 ab所受安培力为 电阻消耗的热功率为 可得 电阻和阻值相等，它们消耗的电功率相等，则 故A正确，B错误；‎ C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为 故C正确；‎ D．整个装置消耗的机械功率为 故D正确．故选BCD。‎ 第Ⅱ卷（非选择题共52分）‎ 二、填空题（每空2分，共12分。把正确答案填写在题中的横线上，或按题目要求作答。）‎ ‎13.如图，右手握住通电直导线，让伸直的拇指方向与电流的方向一致，那么，弯曲的四指所指的方向就是________的环绕方向。‎ ‎【答案】磁感线 ‎【解析】根据安培定则的内容判定线电流的磁感线的方法是：右手握住导线，让大拇指所指的方向跟电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。‎ ‎14.匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，导体棒ab长为L，垂直磁场放置，ab棒以a端为轴在纸面内以角速度ω匀速转动（如图所示），则a、b两端的电势差为_________________， ___________ 端电势高．‎ ‎【答案】 (1). ; (2). b;‎ ‎【解析】[1]．ab棒上的点的速度为，各点的速度不同，所以需要求平均速度，为 所以产生的感应电动势为 ‎[2]．根据右手定则可得b端的电势高。‎ ‎15.演示自感现象的实验电路图如图所示．L是自感线圈，A1、A2是规格相同的灯泡，R 的阻值与L的直流电阻阻值相同．当开关S由断开到合上时，观察到的自感现象是____________，最后达到同样亮．‎ ‎【答案】A2立即亮，A1逐渐亮（或A2先亮，A1后亮）‎ ‎【解析】[1]．A2支路是纯电阻电路，S接通，电流立即通过；A1支路的电感线圈L对电流的变化起阻碍作用，当电路稳定后，自感的阻碍作用才会消失，所以A1逐渐亮，最后两灯同样亮．‎ ‎16.一个线圈，接通电路时，通过它的电流变化率为10A/s，产生的自感电动势为2.0V；切断电路时，电流变化率为5.0×103A/s，产生的自感电动势是________V，这线圈的自感系数是________H。‎ ‎【答案】 (1). 1.0×103 (2). 0.2‎ ‎【解析】[2]自感电动势公式 结合电流变化率为10A/s，产生的自感电动势为2.0V，则有 ‎[1]当切断电路时，电流变化率为5.0×103A/s，产生的自感电动势是 三、计算题（共40分。要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤，有数值计算的要明确写出数值和单位，只有最终结果的不得分。）‎ ‎17.一个线圈的电流在0.001s内有0.02A的变化，产生50V的自感电动势，求线圈的自感系数？如果这个电路中的电流的变化率变为40A/s，自感电动势为多大？‎ ‎【答案】2.5H；100V ‎【解析】由 得自感系数 当时，自感电动势 ‎18.如图所示，abcd为静止于水平面上宽度为L而长度足够长的U型金属滑轨，ac边接有电阻R，其他部分电阻不计．ef为一可在滑轨平面上滑动、质量为m的均匀导体棒．整个滑轨面处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B．忽略所有摩擦．若用恒力F沿水平方向向右拉棒，使其平动，求导体棒的最大速度．‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】导体棒向右运动过程中，根据楞次定律可知受到向左的安培力；导体棒运动过程中受到恒力F和向左的安培力，刚开始时拉力大于安培力，故做加速运动，随着速度的增大，安培力在增大，加速度在减小，当两者相等时，加速度为零，速度最大，当a=0时，有 又 解得 ‎19.如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30º角．完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m=0.02kg，电阻均为R=0.1Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.2T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止．取g=10m/s2，问 ‎⑴通过棒cd的电流I是多少，方向如何？‎ ‎⑵棒ab受到的力F多大？‎ ‎⑶棒cd每产生Q=0.1J的热量，力F做的功W是多少？‎ ‎【答案】（1）；棒cd中的电流方向由d至c ；（2）F=0.2N；（3）W=0.4J ‎【解析】(1)棒cd受到的安培力为： ① ‎ 棒cd在共点力作用下平衡，则： ② ‎ 由①②式，代入数据解得： ③ ‎ 根据楞次定律可知，棒cd中电流方向由d至c ④ ‎ ‎(2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等，即： ‎ 对棒ab，由共点力平衡知： ⑤ ‎ 代入数据解得： ⑥ ‎ ‎(3)设在时间t内棒cd产生的热量，由焦耳定律知：Rt ⑦ ‎ 设棒ab匀速运动速度大小为v，其产生的感应电动势为： ⑧ ‎ 由闭合电路欧姆定律知： ⑨ ‎ 由运动学公式知在时间t内，棒ab沿导轨的位移为： ⑩ ‎ 力F做的功为： ‎ 综合上述各式，代入数据解得：．‎