安徽省滁州市定远县藕塘中学2020学年高二物理3月月考试题 12页

定远藕塘中学2020学年下学期3月月考卷 ‎ 高二物理 本试卷分为第I 卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，全卷满分150分，考试用时90分钟。‎ 第I卷（选择题）‎ 一、选择题 ‎1.法拉第发现了磁生电的现象，不仅推动了电磁理论的发展，而且推动了电磁技术的发展，引领人类进入了电气时代，下列那些器件工作时用到了磁生电的现象（ ）‎ A．指南针 B．发动机 C．电动机 D．电视机的显像管 ‎2.如图所示,在一蹄形磁铁两极之间放一个矩形线框abcd,磁铁和线框都可以绕竖直轴OO′自由转动。若使蹄形磁铁以某角速度转动时，线框的情况将是 （ ）‎ A.静止 B.随磁铁同方向转动 C.沿与磁铁相反方向转动 D.要由磁铁具体转动方向来决定 ‎3.如图所示，通电螺线管N置于闭合金属环M的轴线上，当N中的电流突然减小时，则( )‎ A.环M有缩小的趋势，螺线管N有缩短的趋势 B.环M有扩张的趋势，螺线管N有伸长的趋势 C.环M有扩张的趋势，螺线管N有缩短的趋势 D.环M有缩小的趋势，螺线管N有伸长的趋势 ‎4.自1932年磁单极子概念被狄拉克提出以来，不管是理论还是实验物理学家都一直在努力寻找，但迄今仍然没能找到它们存在的确凿证据。近年来，一些凝聚态物理学家找到了磁单极子存在的有力证据，并通过磁单极子的集体激发行为解释了一些新颖的物理现象，这使得磁单极子艰难的探索之路出现了一丝新的曙光。如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的闭合超导线圈，那么，从上向下看，这个线圈中将出现（ ）‎ A、先是逆时针方向，然后是顺时针方向的感应电流 B、先是顺时针方向，然后是逆时针方向的感应电流 C、逆时针方向的持续流动的感应电流 D、顺时针方向的持续流动的感应电流 ‎5.如图所示是一台发电机的结构示意图，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，‎ ‎ 它们的表面呈半圆柱形状．M是圆柱形铁芯，它与磁极的柱面共轴，铁芯上有一矩形线框，可绕与铁芯M共轴的固定转轴旋转．磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径、大小近似均匀的磁场．若从图示位置开始计时，当线框绕固定转轴匀速转动时，下列图象中能正确反映线框中感应电动势e随时间t变化规律的是（ ）‎ ‎6.下列关于感应电动势的说法中，不正确的是（ ）‎ A．不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势 B．感应电动势的大小跟穿过电路的磁通量的变化量成正比 C．感应电动势的大小跟穿过电路的磁通量的变化率成正比 D．感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量多少无关，但跟单位时间内穿过回路的磁通量变化有关 ‎7.如图所示，MN是只有左边界的匀强磁场的边界线，磁场方向垂直纸面，abcd是一矩形线圈，线圈平面与磁场垂直，ɑb边与磁场边界线重合．当线圈做下列几种运动时，有感应电流产生的是（ ）‎ A. 线圈在磁场中向右平动 B. 线圈在磁场中向上平动 C. 线圈在磁场中向下平动 D. 线圈绕ab边转动90°角 ‎8.‎ 如图所示，两条电阻不计的平行导轨与水平面成θ角，导轨的一端连接定值电阻R1，匀强磁场垂直穿过导轨平面．一根质量为m、电阻为R2的导体棒ab，垂直导轨放置，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，且R2=nR1．如果导体棒以速度v匀速下滑，导体棒此时受到的安培力大小为F，则以下判断正确的是 ( )‎ A. 电阻R消耗的电功率为Fv/n B. 重力做功的功率为mgvcosθ C. 运动过程中减少的机械能全部转化为电能 D. R2上消耗的功率为nFv/(n+l)‎ ‎9.如图，闭合的圆线圈放在匀强磁场中，t=O时磁感线垂直线圈平面向里穿过线圈，磁感应强度随时间变化的关系图线如图中所示，则在0～2s内线圈中感应电流的大小和方向为（　　）‎ A. 逐渐增大，逆时针 B. 逐渐减小，顺时针 C. 大小不变，顺时针 D. 大小不变，先顺时针后逆时针 ‎10.如图所示，两块水平放置的平行金属板间距为d，定值电阻的阻值为R，竖直放置线圈的匝数为n，绕制线圈导线的电阻为R，其他导线的电阻忽略不计．现在竖直向上的磁场B穿过线圈，在两极板中一个质量为m，电量为q，带正电的油滴恰好处于静止状态，则磁场B的变化情况是（ ）‎ A. 均匀增大，磁通量变化率的大小为 B.‎ ‎ 均匀增大，磁通量变化率的大小为 C. 均匀减小，磁通量变化率的大小为 D. 均匀减小，磁通量变化率的大小为 ‎11.电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法正确的有（ ）‎ ‎（A）选用铜质弦，电吉他仍能正常工作 ‎（B）取走磁体，电吉他将不能正常工作 ‎（C）增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势 ‎（D）弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化 ‎12. 如图所示,在一个水平放置闭合的线圈上方放一条形磁铁,希望线圈中产生顺时针方向的电流(从上向下看),那么下列选项中可以做到的是（ ）‎ A. 磁铁下端为N极,磁铁向上运动 B. 磁铁上端为N极,磁铁向上运动 C. 磁铁下端为N极,磁铁向下运动 D. 磁铁上端为N极,磁铁向下运动 ‎13.‎ 如图所示，固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，不计杆与导轨之间的摩擦。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）．设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计。则此过程（ ）‎ A. 杆的速度最大值为 B. 流过电阻R的电量为 C. 恒力F做的功等于回路中产生的焦耳热 D. 恒力F做的功与安培力做的功之和等于杆动能的变化量 ‎14.如图所示，通与电流I的直导线MN固定在竖直位置上，且与导线框abcd在同一平面内，则在下列情况下，导线框中能够产生感应电流的是（ ）‎ A. 通过直导线的电流强度增大 B. 通过直导线的电流强度不变 C. 线框水平向右移动 D. 线框以MN为轴转动 ‎15. 如图所示，用粗细不同的铜导线制成边长相同的正方形单匝线框，红框平面与匀强磁场垂直，现让两线框从有界匀强磁场外同一高度同时自由下落，磁场边界与水平地面平行，则（ ）‎ A. 下落全过程中通过导线横截面的电量不同 B. 两者同时落地，落地速率相同 C. 粗线框先落地，且速率大 D. 下落过程中粗线框产生的焦耳热多 第II卷（非选择题）‎ 二、填空题 ‎16.如图所示，水平放置的三条光滑平行金属导轨a、b、c位于同一水平面上，导轨间距均为d=1m，导轨ac间横跨一质量为m=1kg的金属棒MN ， 棒与三条导轨垂直，且始终接触良好．棒的电阻r=2Ω，导轨的电阻忽略不计．在导轨bc间接一阻值R=2Ω的灯泡，导轨ac间接一理想电压表．整个装置放在磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下．现对棒MN施加水平向右的拉力F ， 使棒从静止开始运动．若棒达到稳定时的速度为1.5m/s，且水平外力功率恒定，则水平外力的功率为   W，此时电压表读数为   V．‎ ‎17.‎ 下图是某实验小组在研究磁通量变化时感应电流方向实验中的部分操作示意图，图甲所示是电流通过灵敏检流计时指针的偏转情况，图乙是磁铁从线圈中抽出时灵敏检流计指针的偏转情况．实验操作如图乙所示，‎ 当磁铁向上抽出时，检流计G中指针是____偏（填“左”或“右”）；‎ 继续操作如图丙所示，判断此时条形磁铁的运动是____线圈（填“插入”或“抽出”）．‎ ‎18.如图所示，正方形线框abcd的边长为l，向右通过宽为L的匀强磁场，且l＜L，则在线框进入过程中穿过线框的磁通量变化情况是________，感应电流的磁场对磁通量变化起__________作用，线框中感应电流方向是______；在线框移出磁场的过程中穿过线框的磁通量变化情况是________，感应电流的磁场对磁通量变化起________作用，线框中感应电流方向是__________．‎ ‎19.如下图所示，把矩形线框放在磁感应强度为B的匀强磁场里，线框平面跟磁感线垂直．设线框可动部分ab的长度为L，以速度v向右运动，在Δt时间内由原来位置ab移动到a1b1.则：‎ ‎①．这时线框的面积变化量为____________．‎ ‎②．穿过闭合电路的磁通量的变化量为_____________．代入公式E＝，得到__________．‎ ‎③．如果导体的运动方向跟导体本身垂直，但跟磁感线方向有一个夹角θ，如图所示，则得到的感应电动势的表达式为_______________‎ ‎【答案】21. ①ΔS＝LvΔt ②ΔΦ＝BΔS＝BLvΔt E＝BLv ③BLvsinθ.‎ 三、解答题 ‎20.如图所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为l=0.2m，在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻，在x≥0处有与水平面垂直的均匀磁场，磁感应强度B=0.5T．一质量为m=0.1kg的金属直杆垂直放置在导轨上，并以v0=2m/s的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力F的共同作用下做匀变速直线运动，加速度大小为a=2m/s2，方向与初速度方向相反．设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好，求：‎ ‎（1）电流为零时金属杆所处的位置；‎ ‎（2）电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小、方向和运动的时间.‎ ‎21.如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间矩为L=1.0M，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每个棒两端都与导轨始终有良好接触，己知两棒的质量均为m=0.02kg，电阻均为R=0.2 ,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=0.5T，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恰好能保持静止。取g=10m/s2,求：‎ ‎（1）通过cd棒的电流I的大小.‎ ‎（2）棒ab受到的力F的大小.‎ ‎（3）当电流通过电路产生的焦耳热为Q=0.3J时，力F做的功W是多少？‎ ‎22.如图所示，一个质量m=16g，长d=0.5m，宽L=0.1m，电阻R=0.1Ω的矩形线框从高处自由落下，经过h1=5m高度，下边开始进入一个跟线框平面垂直的匀强磁场，线框进入磁场时恰好匀速下落。已知磁场区域的高度h2=1.55m，求：‎ ‎（1）磁场的磁感应强度多大？‎ ‎（2）线框下边将要出磁场时的速率；‎ ‎（3）线框下边刚离开磁场时感应电流的大小和方向。‎ 定远藕塘中学2020学年下学期3月月考卷 高二物理答案 一、选择题 ‎1. B 2. B 3. D 4. C 5. D 6. B 7. D 8. D 9. C 10. A 11.BCD ‎12. AD 13. BD 14. AC 15. ABD 二、填空题 ‎16. 3；5‎ ‎17.右 抽出 ‎18. 增大 阻碍 逆时针(abcda) 减小 阻碍 顺时针(adcba)‎ ‎19. ①ΔS＝LvΔt ②ΔΦ＝BΔS＝BLvΔt E＝BLv ③BLvsinθ.‎ 三、解答题 ‎20.（1） （2）方向与x轴相反 或方向与x轴相反 ‎【解析】（1）感应电动势，故时，则．‎ ‎（2）最大电流．安培力，‎ 向右运动时， ，方向与x轴相反 向左运动时， ，方向与x轴相反 ‎21. 【解析】（1）棒cd受到的安培力为 棒cd在共点力作用下平衡，则有，解得I=0.2A ‎（2）棒ab与棒cd受到的安培力大小相等，有：‎ 对棒ab由共点力平衡有：，解得F=0.2N ‎（3）设在时间t内电路产生的焦耳热为Q=0.3J，则棒cd产生热量 由焦耳定律可得 设ab棒匀速运动的速度大小为v，则此时的感应电动势为E=BLv，‎ 由闭合电路欧姆定律可得 在时间t内，棒ab沿导轨的位移为 力F做的功为W=Fx 综上所述，代入数据解得W=0.6J ‎22. 【解析】（1）线框下边刚进入磁场时的速度为： ‎ 线框所受的安培力大小为为： ‎ 由于线框进入磁场时恰好匀速运动，重力和安培力平衡，则有：mg=F 则得，磁场的磁感应强度为： ‎ ‎（2）线框完全在磁场中下落的高度：h′=h2-d=1.05m 线框完全在磁场中磁通量不变，不产生感应电流，不受安培力，所以线框做加速度为g的匀加速直线运动，则线框下边将要出磁场时的速率为： ‎ ‎（3）线框下边刚离开磁场时感应电流的大小 由右手定则判断可知：线框下边中感应电流方向向右．‎