福建省福州市平潭县岚华中学2020学年高二物理下学期第一次月考试题（含解析） 14页

福建省平潭岚华中学2020学年高二下学期第一次月考 ‎ 物理试题 一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）‎ ‎1.物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律，为人类的科学做出了巨大贡献，值得我们敬仰．下列描述中符合物理学史实的是（　　）‎ A. 楞次发现了确定感应电流方向的定律--楞次定律 B. 洛伦兹通过实验测定了磁场对电流的作用力 C. 奥斯特发现了电流的磁效应并提出了分子电流假说 D. 法拉第发现了电磁感应现象并总结出了判断感应电流方向的规律 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 楞次发现了确定感应电流方向的定律——楞次定律，选项A正确；安培通过实验测定了磁场对电流的作用力，选项B错误；奥斯特发现了电流的磁效应，安培提出了分子电流假说，选项C错误；法拉第发现了电磁感应现象，楞次总结出了判断感应电流方向的规律，选项D错误；故选A.‎ ‎2.如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A图中线框在匀强磁场中运动时，穿过线框的磁感线条数不变，即磁通量不变，没有感应电流产生，故A错误。B图中线框在磁场中转动时，穿过线框的磁通量发生变化，产生感应电流，故B正确。CD图中线框与磁场平行，穿过线框的磁通量为零，当线框向右平动时，磁通量保持为零，没有变化，所以没有感应电流产生，故CD错误。故选B。‎ ‎3. 电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备。下列用电器中，没有利用电磁感应原理的是 A. 动圈式话筒 B. 日光灯镇流器 C. 磁带录音机 D. 白炽灯泡 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 白炽灯泡利用电流的热效应，其它均利用电磁感应原理，D正确。‎ ‎4.如图所示，水平放置的光滑玻璃棒上套着一个闭合的铜丝圈，一根条形磁铁向铜丝圈靠近，下面叙述正确的是（　　）‎ A. 若条形磁铁左端是N极，则铜丝圈向左移动；若条形磁铁左端是S极，则铜丝圈向右移动 B. 若条形磁铁左端是N极，则铜丝圈向右移动；若条形磁铁左端是S极，则铜丝圈向左移动 C. 不论条形磁铁哪端是N极，铜丝圈都向左移动 D. 不论条形磁铁哪端是N极，铜丝圈都向右移动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：根据“来拒去留”，不论条形磁铁哪端是N极，铜线圈都向左移动。‎ 考点：本题考查法拉第电磁感应定律。‎ ‎5.如图所示是研究通电自感实验的电路图，A1、A2‎ 是两个规格相同的小灯泡，闭合开关调节电阻R，使两个灯泡的亮度完全相同，调节可变电阻R1，使它们都正常发光，然后断开开关S，重新闭合开关S，则（　　）‎ A. 闭合S瞬间，和均逐渐变亮 B. 闭合S瞬间，立即变亮，逐渐变亮 C. 断开S瞬间，和一起逐渐变暗 D. 稳定后，和两端电势差不相同 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．闭合瞬间，L相当于断路，A2立刻变亮，A1逐渐变亮，故AB错误；‎ C．断开S瞬间，线圈与A1和A2一起组成自感回路，所以它们都逐渐变暗，故C正确；‎ D．稳定后，两个灯泡的亮度相同，说明它们两端的电压相同，故D错误。‎ ‎6.在日光灯电路中接有启动器、镇流器和日光灯管，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 镇流器在点燃灯管时产生瞬时高压，点燃后起降压限流作用 B. 日光灯点燃后，镇流器不再起作用，可以将镇流器去掉 C. 日光灯正常发光时，日光灯管两端的电压等于220V D. 日光灯点燃后，使镇流器短路，日光灯仍能正常发光，并能降低对电能的消耗 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】日光灯工作时都要经过预热、启动和正常工作三个不同的阶段，它们的工作电流通路如下图所示：‎ 在启动阶段镇流器与启动器配合产生瞬间高压。工作后，电流由灯管经镇流器，不再流过启动器，故启动后启动器不再工作，而镇流器还要起降压限流作用，日光灯管两端的电压小于220V不能去掉，故A正确，BCD错误；‎ ‎7.如图(a)所示，电路的左侧是一个电容为C的电容器，电路的右侧是一个环形导体，环形导体所围的面积为S。在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小随时间变化的规律如图(b)所示，则在0～t0时间内电容器 （ ）‎ A. 上极板带正电，所带电荷量为 B. 上极板带正电，所带电荷量为 C. 上极板带负电，所带电荷量为 D. 上极板带负电，所带电荷量为 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 磁场增强，环形导体中产生逆时针方向的感应电动势，感应电动势为，电容器上极板与正极相连，上极板带正电,。答案选A.‎ 二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）‎ ‎8.如图所示是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图．将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘；图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一平面内；转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流．若图中铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路总电阻为R，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为ω．则下列说法正确的是（　　）‎ A. 回路中有大小和方向作周期性变化的电流 B. 回路中电流大小恒定，且等于 C. 回路中电流方向不变，且从b导线流进灯泡，再从a导线流向旋转的铜盘 D. 若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的按正弦规律变化的磁场，不转动铜盘，灯泡中也会有电流流过 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．把铜盘看做若干条由中心指向边缘的铜棒组合而成，当铜盘转动时，每根金属棒都在切割磁感线，相当于电源，由右手定则知，中心为电源正极，盘边缘为负极，若干个相同的电源并联对外供电，电流方向由b经灯泡再从a流向铜盘，方向不变，故A错误，C正确；‎ B．回路中感应电动势为，所以电流，故B正确；‎ D．当铜盘不动，磁场按正弦规律变化时，铜盘中形成涡流，但没有电流通过灯泡，故D错误。‎ ‎9.如图所示，通电直导线与线圈abcd在同一平面内，且通电直导线电流方向竖直向上，则（　　）‎ A. 线圈向右平动时，感应电流沿adcb方向 B. 线圈竖直向下平动，则无感应电流 C. 线圈以ab边为轴转动，则无感应电流 D. 线圈沿垂直纸面方向远离导线，则产生的感应电流沿abcd方向 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．若线圈向右平动，穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律可知，感应电流方向是a→b→c→d，故A错误；‎ B．若线圈竖直向下平动，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生，故B正确；‎ C．当线圈从图示位置以ab边为轴转动时，穿过线圈的磁场发生变化，根据楞次定律可知，会产生感应电流，故C错误；‎ D．当线圈沿垂直纸面方向远离导线时，穿过线圈的磁场减小，根据楞次定律可知，产生感应电流为顺时针方向，即沿abcd方向，故D正确；‎ ‎10.如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大导线圈M相连接，要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨中的裸金属棒ab的运动情况是（两导线圈共面位置）（　　）‎ A. 向右匀速运动 B. 向左加速运动 C. 向右减速运动 D. 向右加速运动 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 若要让N中产生顺时针的电流，有以下两个答案。垂直纸面向里的磁场减小，根据楞次定律与法拉第电磁感应定律，则有导体棒向右减速运动；同理，垂直纸面向外的磁场增大，根据楞次定律与法拉第电磁感应定律，则有导体棒向左加速运动，故BC正确，AD错误。‎ ‎11.如图甲所示，左侧接有定值电阻R=2Ω的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B=1T，导轨间距L=1m。一质量m=2kg，阻值r=2Ω的金属棒在水平拉力F作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动，金属棒的v-x图象如图乙所示，若金属棒与导轨间动摩擦因数μ=0.25，则从起点发生x=1m位移的过程中（g=10m/s2）（　　）‎ A. 金属棒克服安培力做的功 J B. 金属棒克服摩擦力做的功 J C. 整个系统产生的总热量 J D. 拉力做的功 J ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由速度-位移图象得：‎ 金属棒所受的安培力为：‎ 代入得：，‎ 则知FA与x是线性关系，当时，安培力 当时，安培力，‎ 则从起点发生位移的过程中，安培力做功为：‎ 即金属棒克服安培力做的功为：，故A错误；‎ B．金属棒克服摩擦力做的功为：，故B正确；‎ C．克服安培力做功等于回路中产生的电热，克服摩擦力做功等于产生的摩擦热，则整个系统产生的总热量：，故C错误；‎ D．根据动能定理得：，其中，，‎ 代入解得拉力做的功为：，故D正确。‎ ‎12.如图所示，为三个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向外、向里和向外，磁场宽度均为L，在磁场区域的左侧边界处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时的磁通量∅为正值，外力F向右为正。则以下能反映线框中的磁通量∅、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化规律图象的是（　　）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．当线框进入磁场时，位移在0-L内，磁通量开始均匀增加，当全部进入左侧磁场时达最大，且为负值；位移在L-2L内，向里的磁通量增加，总磁通量均匀减小；当位移为1.5L时，磁通量最小，为零，位移在1.5L到2L时，磁通量向里，为正值，且均匀增大。位移在2L-2.5L时，磁通量均匀减小至零。在2.5L-3L内，磁通量均匀增大，且方向向外，为负值，在3L-4L内，磁通量均匀减小至零，且为负值，故A正确；‎ B．当线圈进入第一个磁场时，由E=BLv可知，E保持不变，由右手定则知，感应电动势沿逆时针方向，为正值；线框开始进入第二个和第三个磁场时，左右两边同时切割磁感线，感应电动势应为2BLv，感应电动势沿逆时针方向，为正值；完全在第三个磁场中运动时，左边切割磁感线，感应电动势为BLv，感应电动势沿逆时针方向，为正值，故B正确；‎ C．因安培力总是与运动方向相反，故拉力应一直向右，故C错误；‎ D．拉力的功率P=Fv，因速度不变，而在线框在第一个磁场时，电流为定值，拉力也为定值，两边分别在两个磁场中时，由B的分析可知，电流加倍，故安培力加倍，外力加倍，而功率变为原来的4倍，此后从第二个磁场中离开时，安培力应等于线框在第一个磁场中的安培力，故D正确。‎ 三、填空题（本大题共1小题，共8.0分）‎ ‎13.图为“研究电磁感应现象”的实验装置。‎ ‎（1）将图中所缺的导线补接完整______。‎ ‎（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：‎ ‎①将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将______；‎ ‎②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的阻值调大时，灵敏电流计指针______。‎ ‎【答案】 (1). (2). 向左偏转一下 (3). 向右偏转一下 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）将电源、电键、变阻器、小螺线管串联成一个回路，再将电流计与大螺线管串联成另一个回路，电路图如图所示：‎ ‎（2）闭合电键，磁通量增加，指针向左偏转一下：‎ ‎①若将原线圈迅速插入副线圈，磁通量增加，则灵敏电流计的指针将左偏转一下；‎ ‎②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的电阻增大，则电流减小，穿过副线圈的磁通量减小，则灵敏电流计指针向右偏转一下。‎ 四、实验题探究题（本大题共1小题，共4.0分）‎ ‎14.如图所示，在研究感应电动势大小的实验中，把一根条形磁铁从同样高度插到线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是E1______E2；通过线圈导线横截面电量的大小关系是ql______q2（选填“大于”、“等于”或“小于”）．‎ ‎【答案】 (1). 大于 (2). 等于 ‎【解析】‎ ‎【详解】条形磁铁从同样高度插到线圈中同样的位置处，磁通量的变化量相同，第一次快插，第二次慢插，，由法拉第电磁感应定律：可知，感应电动势：；‎ 感应电流：，电荷量，解得：，由于都相等，则电荷量：。‎ 五、计算题（本大题共3小题，共40.0分）‎ ‎15.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=3.0Ω的定值电阻。导体棒ab长l=0.5m，其电阻为r=1.0Ω，与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，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）导体棒ab向右做匀速运动时，产生感应电动势多大？‎ ‎（2）ab两端的电压多大？‎ ‎（3）导体棒ab所受的安培力多大？‎ ‎【答案】（1）2V（2）1.5V（3）0.1N ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律，则感应电动势为：；‎ ‎（2）根据欧姆定律，感应电流为：I===0.5A，‎ ab两端的电压为：；‎ ‎（3）导体棒ab受到的安培力为：。‎ ‎16.如图甲所示，一个圆形线圈匝数n=1000，线圈面积S=300cm2，线圈的电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻，线圈处在有一方向垂直线圈平面向里的圆形磁场中，圆形磁场的面积S0=200cm2，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。求：‎ ‎（1）前4s内的感应电动势；‎ ‎（2）前4s内通过R的电荷量；‎ ‎（3）线圈电阻r消耗的功率。‎ ‎【答案】（1）1V（2）0.8 C（3）0.04 W ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由图象可知前4s内磁感应强度B的变化率为：=0.05T/s 根据法拉第电磁感应定律得4s内感应电动势为：E=nS0=1000×0.02×0.05V=1V；‎ ‎（2）由欧姆定律得，电路中电流为：I=‎ 前4s内通过R的电荷量为：q=It 联立解得：。‎ ‎（3）由于电流是恒定的，线圈电阻r消耗的功率为：。‎ ‎17.如图所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上，顶部接有一阻值R=1Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L=1m。整个装置处于磁感应强度B=4T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。质量m=2kg的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻r=1Ω，电路中其余电阻不计。金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨且与导轨接触良好。已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5，不计空气阻力影响。sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2．求：‎ ‎（1）金属棒ab沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小am ‎（2）金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm；‎ ‎（3）金属棒ab沿导轨向下运动过程中，电阻R上的最大电功率PR；‎ ‎（4）若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中回路中产生的焦耳热总共为3.75J，求金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，金属棒ab下滑位移的大小S及流过电阻R的总电荷量q。‎ ‎【答案】（1）2m/s2（2）0.5m/s（3）1m 2C ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）金属棒开始运动时，根据牛顿第二定律可得：‎ 代入数据解得：；‎ ‎（2）当金属棒做匀速直线运动速度速度最大，此时金属棒受力平衡，根据平衡条件可得：‎ ‎，‎ 而安培力为：，代入数据解得：；‎ ‎（3）金属棒速度最大时感应电流最大，电阻R上电功率最大；‎ 根据闭合电路的欧姆定律可得感应电流为：I=，‎ 根据电功率的计算公式可得：PR=I2R，‎ 代入数据解得：PR=1W；‎ ‎（4）设金属棒从开始到速度最大过程中的位移为S，‎ 根据能量守恒定律可得：‎ 通过R的电荷量：q=△t=△t==，‎ 代入数据解得：S=1m，q=2C。‎