2019-2020学年山东省德州市陵城区第一中学高二12月月考物理试题 Word版 10页

山东省德州市陵城区第一中学 2019-2020 学年高二 12 月月考 物理试题 2019.12 一、选择题（1-8 单选，每小题 3 分，9-12 多选，每小题 4 分，共 40 分） 1．在下列几种电流的波形图中，不能表示交变电流的是( ) A. B. C. D. 2．下列说法正确的是( ) A．一小段通电导线在磁场中某点，若不受磁场力的作用，该点的磁感强度一定为零 B．当平面跟磁场方向平行时，穿过这个面的磁通量必为零 C．某一点电荷在电场中的受力方向，即为该点电场线的切线方向 D．磁感线是从磁体的 N 极发出，终止于 S 极 3.一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示．如果直导线可以自由 地运动且通以由 a 到 b 的电流，则导线 ab 受磁场力后的运动情况为(　　) A. 从上向下看顺时针转动并靠近螺线管 B. 从上向下看顺时针转动并远离螺线管 C. 从上向下看逆时针转动并远离螺线管 D. 从上向下看逆时针转动并靠近螺线管 4．粗细均匀的导体棒 ab 悬挂在两根相同的轻质弹簧下，ab 恰好在水平位置，如图示.已知 ab 的质量 m=2 g，ab 的长度 L=20 cm，沿平方向与 ab 垂直的匀强磁场的磁感应强度 B=0.1 T，电 池的电动势为 12 V，电路总电阻为 12 Ω.当开关闭合时（ ） A．导体棒 ab 所受的安培力方向竖直向上 B．能使两根弹簧恰好处于自然状态 C．导体棒 ab 所受的安培力大小为 0.02 N D．若系统重新平衡后,两弹簧的伸长量均与闭合开关前相比改变了 0.5 cm，则弹簧的劲度系 数为 5 N/m 5.如图所示的电路中，A1 和 A2 是完全相同的灯泡，线圈 L 的电阻可以忽略．下列说法中正确 的是 A 合上开关 S 接通电路时，A2 先亮，A1 后亮，然后一样亮 B. 合上开关 S 接通电路时，A1 和 A2 始终一样亮 C. 断开开关 S 切断电路时，A2 立刻熄灭，A1 过一会儿才熄灭 D. 断开开关 S 切断电路时，A1 和 A2 都立刻熄灭 6.一正弦交流电的电流随时间变化的规律如图所示．由图可知(　　) A． 该交流电的电流瞬时值的表达式为 i＝2sin (100πt)A B． 该交流电的频率是 50 Hz C． 该交流电的电流有效值为 2 A D． 若该交流电流通过 R＝10 Ω 的电阻，则电阻消耗的功率是 20 W 7.如图 6 所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域，其直角边长为 L，磁场方向垂直纸面 向外，磁感应强度大小为 B.边长为 L、总电阻为 R 的正方形导线框 abcd，从图示位置开始沿 x 轴正方向以速度 v 匀速穿过磁场区域.取沿 abcda 的感应电流为正，则表示线框中电流 i 随 bc 边的位置坐标 x 变化的图象正确的是(　　) 图 6 [] 8.如图 7 甲所示，一个匝数 n＝100 匝的圆形导体线圈，面积 S1＝0.4m2，电阻 r＝1Ω.在线圈 中存在面积 S2＝0.3m2 的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度 B 随时间 t 变化的关 系如图乙所示.有一个 R＝2Ω 的电阻，将其两端 a、b 分别与图甲中的圆形线圈相连接，b 端 接地，则下列说法正确的是(　　) A.圆形线圈中产生的感应电动势 E＝6V B.在 0～4s 时间内通过电阻 R 的电荷量 q＝8C C.设 b 端电势为零，则 a 端的电势 φa＝3V D.在 0～4s 时间内电阻 R 上产生的焦耳热 Q＝18J 9．根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的炮弹发射装置--电磁炮，它 的基本原理如图所示，下列结论中正确的是（ ） A．要使炮弹沿导轨向右发射，必须通以自 M 向 N 的电流 B．要想提高炮弹的发射速度，可适当增大电流 C．要想提高炮弹的发射速度，可适当增大磁感应强度 D．使电流和磁感应强度的方向同时反向，炮弹的发射方向亦将随之反向 10.如图所示，半径为 R 的圆形区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B。某 质量为 m，带电量为 q 的带电粒子沿圆形区域的半径方向以一定速度射入磁场，射出磁场时偏 离原方向 。不计粒子重力，则（ ） A. 该粒子带负电 B. 粒子在磁场中圆周运动的半径为 R C. 粒子射入磁场的速度大小为 D. 粒子在磁场中运动的时间为 11.如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿 南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未 闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是（ ） A. 开关闭合后的瞬间，小磁针的 N 极朝垂直纸面向里的方向转动 B. 开关闭合并保持一段时间后，小磁针的 N 极指向垂直纸面向里的方向 C. 开关闭合并保持一段时间后，小磁针的 N 极指向垂直纸面向外的方向[] D. 开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的 N 极朝垂直纸面向外的方向转动 12.如图 10 所示，竖直平行金属导轨 MN、PQ 上端接有电阻 R，金属杆 ab 质量为 m，跨在平行 导轨上，垂直导轨平面的水平匀强磁场的磁感应强度为 B，不计 ab 与导轨电阻及一切摩擦，ab 与导轨垂直且接触良好.若 ab 杆在竖直向上的外力 F 作用下匀速上升，则以下说法正确的是 (　　) 图 10 A.拉力 F 所做的功等于电阻 R 上产生的热量 B.杆 ab 克服安培力做的功等于电阻 R 上产生的热量 C.电流所做的功一定等于重力势能的增加量 D.拉力 F 与重力做功的代数和等于电阻 R 上产生的热量 二、填空题（13 题 8 分，14 题 6 分，共 14 分） 13.我们通过实验可以探究感应电流的产生条件，在下图的实验中，线圈 A 通过滑动变阻器和 开关接到电源上，线圈 B 的两端连接到电流表上，把线圈 A 装在线圈 B 里面．通过实验，判 断线圈 B 中是否有电流产生． （1）开关闭合的瞬间　 　感应电流产生（填“有”或“无”） （2）开关总是闭合的，缓慢滑动变阻器时，　 　感应电流产生（填“有”或“无”） （3）断开开关后，迅速移动滑动变阻器的滑片，　 　感应电流产生（填“有”或“无”） （4）归纳以上实验的结果，产生感应电流的条件是　 　． 14.(4 分)为判断线圈绕向，可将灵敏电流计 G 与线圈 L 连接，如图 12 所示.已知线圈由 a 端 开始绕至 b 端：当电流从电流计 G 的左端流入时，指针向左偏转. (1)将磁铁的 N 极向下从线圈上方竖直插入线圈 L 时，发现电流计的指针向左偏转.俯视线圈， 其绕向为________(选填“顺时针”或“逆时针”). (2)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离线圈 L 时，发现电流计的指针向右偏转.俯视线圈， 其绕向为________(选填“顺时针”或“逆时针”). 三、计算题（15 题 8 分，16、17 题各 12 分 ，18 题 14 分共 46 分） 15．(10 分)如图 11 所示，匝数为 100 匝、边长为 0.2 m 的正方形线圈，在磁感应 强度为 2 T 的匀强磁场中，从中性面开始以 10π rad/s 的角速度绕 OO′轴匀速转 动．若线圈自身电阻为 2 Ω，负载电阻 R＝6 Ω，取 π2＝10，则开始转动 1 20 s 内 在 R 上产生的热量为多少？ 16.质谱仪原理如图所示，a 为粒子加速器，电压为 U1；b 为速度选择器，磁场与电场正交， 磁感应强度为 B1，板间距离为 d；c 为偏转分离器，磁感应强度为 B2.今有一质量为 m、电荷 量为 e 的正粒子(不计重力)，经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做 匀速圆周运动．求： (1)粒子的速度 v 为多少？ (2)速度选择器的电压 U2 为多少？ (3)粒子在 B2 磁场中做匀速圆周运动的半径 R 为多大？ 17.如图所示，水平地面上方有一高度为 H、界面分别为 PQ、MN 的匀强磁场，磁感应强度 为 B．矩形导线框 abcd 在磁场上方某一高度处，导线框 ab 边长为 l1，bd 边长为 l2，导线框 的质量为 m，电阻为 R．磁场方向垂直于线框平面，磁场高度 H＞l2．线框从某高处静止落下， 当线框的 cd 边刚进入磁场时，线框的加速度方向向下、大小为 ；当线框的 cd 边刚离开磁 场时，线框的加速度方向向上、大小为 ．运动过程中，线框平面 位于竖直平面内，上、下两边始终平行 PQ．空气阻力不计，重力加 速度为 g．求： （1）线框开始下落时 cd 边距离磁场上边界 PQ 的高度 h； （2）cd 边刚离开磁场时，电势差 Ucd （3）从线框的 cd 边进入磁场至线框的 ab 边刚进入磁场过程中， 线框产生的焦耳热 Q； 18.如图所示，两根正对的平行金属直轨道 MN、M´N´位于同一水平面上，两轨道之间的距离 l = 0.50 m，轨道的 MM′端之间接一阻值 R = 0.40 Ω 的定值电阻，NN′端与两条位于竖直面内 的半圆形光滑金属轨道 NP、N′P′平滑连接，两半圆轨道的半径均为 R0 = 0.50 m。直轨道的 右端处于竖直向下、磁感应强度 B = 0.5 T 的匀强磁场中，磁场区域的宽度 d = 0.80 m，且其右 边界与 NN′重合。现有一质量 m = 0.20 kg、电阻 r = 0.10 Ω 的导体杆 ab 静止在距磁场的 左边界 s = 2.0 m 处。在与杆垂直的水平恒力 F = 2.0 N 的作用下 ab 杆开始运动，当运动至 磁场的左边界时撤去 F，结果导体 ab 恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点 PP′。已知 导体杆 ab 在运动过程中与轨道接触良好，且始终与轨道垂直，导体杆 ab 与直轨道之间的动 摩擦因数 μ = 0.10，轨道的电阻可忽略不计，取 g = 10 m/s2，求： （1）导体杆刚进入磁场时，通过导体杆上的电流大小和方向； 5 3g 5 g （2）导体杆穿过磁场的过程中通过电阻 R 上的电荷量； （3）导体杆穿过磁场的过程中整个电路产生的焦耳热。 高二第三次阶段检测物理答案 一、选择题（1-8 单选，每小题 3 分，9-12 多选，每小题 4 分，共 40 分） 1.A 2.B 3.D 4.C 5.A 6.D 7.C 8.D 9.ABC 10.AC 11.AD 12.BD 二、填空题（13 题 8 分，14 题 6 分，共 14 分） 13.（1）有；（2）有；（3）有；（4）穿过闭合回路的磁通量发生变化． 14.答案　(1)顺时针　(2)逆时针 解析　(1)由题意可知在线圈 L 内电流从 b 流向 a，而根据楞次定律(增反减同)知，线圈 L 中 产生的磁场与原磁场方向相反(向上)，再根据安培定则可知，感应电流方向为逆时针方向(俯 视线圈)，因此线圈绕向为顺时针方向(俯视线圈). (2)由题意可知在线圈 L 内电流从 a 流向 b，而根据楞次定律(增反减同)知，线圈 L 中产生的 磁场与原磁场方向相同(向上)，再根据安培定则可知，感应电流方向与(1)问相同，而电流计 中电流的流向与(1)问相反，因此线圈绕向一定与(1)问相反，为逆时针方向(俯视线圈). 三、计算题（15 题 8 分，16、17 题各 12 分 ，18 题 14 分共 46 分） 15.答案　150 J 解析　感应电动势的最大值为 Em＝NBSω＝100×2×0.2×0.2×10π V＝80π V 有效值为 E＝ Em 2＝40 2π V 电流的有效值为 I＝ E R＋r＝ 40 2π 6＋2 A＝5 2π A 故产生的热量为 Q＝I2Rt＝150 J. 16.【答案】(1) 　(2)B1d (3) (1)在 a 中，e 被加速电场 U1 加速，由动能定理有 eU1＝ mv2 得 v＝ . (2)在 b 中，e 受的电场力和洛伦兹力大小相等，即 eE＝evB1，代入 v 值得 U2＝B1d . (3)在 c 中，e 受洛伦兹力作用而做圆周运动，回转半径 R＝ ，代入 v 值解得 R＝ .[] 17.解：（1）当线框的 cd 边刚进入磁场时，线框的加速度方向向下、大小为 ， 根据牛顿第二定律得： ， 代入数据解得：v= ， 则线框开始下落时 cd 边距离磁场上边界 PQ 的高度为：h= = ． （2）当线框的 cd 边刚离开磁场时，线框的加速度方向向上、大小为 ． 根据牛顿第二定律得： ， 解得：v′= ， 切割产生的感应电动势为：E=Bl1v′= ， 则 cd 两端的电势差为：Ucd= = ． （3）对线框的 cd 边进入磁场至 cd 边刚出磁场的过程运用能量守恒得： ， 解得：Q=mgH﹣ ． 18、【答案】（1）3 A，方向由 b 到 a （2）04 C （3）0.94 J 【详解】（1）设导体杆在 F 的作用下运动至磁场的左边界时的速度为 v1，根据动能定理则有： 导体杆刚进入磁场时产生的感应电动势： 此时通过导体杆上的电流大小： =3A 2 1 1) 2F mg s mvµ− =（ 1E Blv= EI R r = +（ ） 根据右手定则可知，电流方向为由 b 向 a （2）设导体杆在磁场中运动的时间为 t，产生的感应电动势的平均值为 E 平均，则由法拉第电 磁感应定律有 ： 通过电阻 R 的感应电流的平均值： 通过电阻 R 的电荷量： q=I 平均 t=0.4C （3）设导体杆离开磁场时的速度大小为 v2，运动到圆轨道最高点的速度为 v3，因导体杆恰好 能通过半圆形轨道的最高点，根据牛顿第二定律对导体杆在轨道最高点时有： 对于导体杆从 NN′运动至 PP′的过程，根据机械能守恒定律有： 解得 v2=5.0m/s 导体杆穿过磁场的过程中损失的机械能： 此过程中电路中产生的焦耳热为： BldE t t Φ= =平均 EI R r = + 平均 平均 （ ） 2 3 0 mvmg R = 2 2 2 3 0 1 1 22 2mv mv mg R= + 2 2 1 2 11 1.1J2 2E mv mv= =− 0.94JQ E mgdµ= − =