安徽省青阳县第一中学2020学年高二物理下学期第一次月考试题

安徽省青阳县第一中学2020学年高二物理下学期第一次月考试题

安徽省青阳县第一中学2020学年高二物理下学期第一次月考试题 ‎ 一、单项选择题（每小题4分）‎ ‎1.下图中能产生感应电流的是(　　‎ ‎2．在一空间有方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场，如图所示，垂直纸面向外的磁场分布在一半径为a的圆形区域内，垂直纸面向里的磁场分布在除圆形区域外的整个区域，该平面内有一半径为b(b＞a)的圆形线圈，线圈平面与磁感应强度方向垂直，线圈与半径为a的圆形区域是同心圆．从某时刻起磁感应强度大小均开始减小到，则此过程中该线圈磁通量的变化量的大小为(　　)‎ A.πB(b2－a2)　 B．πB(b2－‎2a2)‎ C．πB(b2－a2) D.πB(b2－‎2a2)‎ ‎3.法拉第在1831年发现了“磁生电”现象．如图所示，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，线圈A和电池连接，线圈B用导线连通，导线下面平行放置一个小磁针．实验中可能观察到的现象是( )‎ A．用一节电池作电源小磁针不偏转，用十节电池作电源小磁针会偏转 B．线圈B匝数较少时小磁针不偏转，匝数足够多时小磁针会偏转 C．线圈A和电池连接瞬间，小磁针会偏转 D．线圈A和电池断开瞬间，小磁针不偏转 ‎４.如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直．磁感应强度B随时间均匀增大．两圆环半径之比为2∶‎ ‎1，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb，不考虑两圆环间的相互影响．下列说法正确的是(　　)‎ A．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向 B．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向 C．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向 D．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向 ‎５．如图所示，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小为ε；将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线，置于与磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时，棒两端的感应电动势大小为ε′，则等于(　　)‎ A.　　　　　　　　　B. C．1 D. ‎６．如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上．当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是(　　)‎ A．Ua>Uc，金属框中无电流 B．Ub>Uc，金属框中电流方向沿abca C．Ubc＝－Bl2ω，金属框中无电流 D．Ubc＝Bl2ω，金属框中电流方向沿acba ‎７． ‎ 如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中．一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦．在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中(　　)‎ A．PQ中电流先增大后减小 B．PQ两端电压先减小后增大 C．PQ上拉力的功率先减小后增大 D．线框消耗的电功率先减小后增大 二、多项选择题（每小题4分）‎ ‎８.如图，匀强磁场垂直于软导线回路平面，由于磁场发生变化，回路变为圆形．则该磁场(　　)‎ A．逐渐增强，方向向外 B．逐渐增强，方向向里 C．逐渐减弱，方向向外 D．逐渐减弱，方向向里 ‎９．如图所示，A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计)，则(　　)‎ A．S闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭 B．S闭合时，B灯立即亮，然后逐渐熄灭 C．电路接通稳定后，三个灯亮度相同 D．电路接通稳定后，S断开时，C灯逐渐熄灭 ‎１０.如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la＝‎3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则(　　)‎ A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流 B．a、b线圈中感应电动势之比为9∶1‎ C．a、b线圈中感应电流之比为3∶4‎ D．a、b线圈中电功率之比为27∶1‎ ‎１１．‎ 如图甲所示，一个边长为L的正方形线框固定在匀强磁场(图中未画出)中，磁场方向垂直于导线框所在平面，规定向里为磁感应强度的正方向，向右为导线框ab边所受安培力F的正方向，线框中电流i沿abcda方向时为正，已知在0～4 s时间内磁场的磁感应强度的变化规律如图乙所示，则下列图像所表示的关系正确的是(　 )‎ ‎１２．如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，磁感应强度为B，质量为m、边长为a的正方形线框ABCD斜向穿进磁场，当AC刚进入磁场时速度为v，方向与磁场边界成45°角，若线框的总电阻为R，则(　 　)‎ A．线框穿进磁场过程中，线框中电流的方向为DCBAD B．AC刚进入磁场时，线框中感应电流为 C．AC刚进入磁场时，线框所受安培力为 D．AC刚进入磁场时，CD两端电压为Bav 三、计算题(8+10+16+18)‎ ‎１３．（8分）‎ ‎(1)如图甲所示，两根足够长的平行导轨，间距L＝‎0.3 m，在导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B1＝0.5 T。一根直金属杆MN以v＝‎2 m/s的速度向右匀速运动，杆MN始终与导轨垂直且接触良好。求杆MN中产生的感应电动势E1。‎ ‎(2)如图乙所示，一个匝数n＝100的圆形线圈，面积S1＝‎0.4 m2‎。在线圈中存在面积S2＝‎0.3 m2‎垂直线圈平面(指向纸外)的匀强磁场区域，磁感应强度B2随时间t变化的关系如图丙所示。求圆形线圈中产生的感应电动势E2。‎ ‎14. （10分）‎ 如图所示，间距为L的两根光滑圆弧轨道置于水平面上，其轨道末端水平，圆弧轨道半径为r，电阻不计。在其上端连有阻值为R0的电阻，整个装置处于如图所示的径向磁场中，圆弧轨道处的磁感应强度大小为B。现有一根长度等于L、质量为m、电阻为R的金属棒从轨道的顶端PQ处由静止开始下滑，到达轨道底端MN时对轨道的压力为2mg(重力加速度为g)。求金属棒到达轨道底端时金属棒两端的电压。‎ ‎15. （16分）‎ 如图所示，竖直平面内两根光滑且不计电阻的长平行金属导轨，间距为L，导轨间的空间内存在垂直导轨平面的匀强磁场；将一质量为m、电阻为R的金属杆水平靠在导轨处上下运动，与导轨接触良好。‎ ‎(1)若磁感应强度随时间变化满足B＝kt，k为已知非零常数，金属杆在距离导轨顶部L处释放，则何时释放，会获得向上的加速度。‎ ‎(2)若磁感应强度随时间变化满足B＝，B0、c、d均为已知非零常数，为使金属杆中没有感应电流产生，从t＝0时刻起，金属杆应在外力作用下做何种运动？‎ ‎16．（１８分）‎ 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＝3 Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L＝‎1 m．整个装置处于磁感应强度B＝2 T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上．质量m＝‎1 kg的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻r＝1‎ ‎ Ω，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．不计空气阻力影响．已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ＝0.5，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝‎10 m/s2.‎ ‎(1)求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm；‎ ‎(2)求金属棒ab沿导轨向下运动过程中，电阻R上的最大电功率PR；‎ ‎(3)若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，电阻R上产生的焦耳热总共为1.5 J，求流过电阻R的总电荷量q.‎ 高二物理试卷答案 ‎1-5 BDCBB 6-7 CC 8.CD 9. AD 10.BD 11.AD 12.CD ‎１３．（8分）‎ 解析：(1)杆MN做切割磁感线的运动，‎ 产生的感应电动势E1＝B1Lv＝0.3 V。‎ ‎(2)穿过圆形线圈的磁通量发生变化，‎ 产生的感应电动势E2＝nS2＝4.5 V。‎ 答案：(1)0.3 V　(2)4.5 V　‎ ‎14. （10分）‎ 解析：金属棒两端的电压为路端电压，当金属棒到达底端时，设棒的速度为v，由牛顿第二定律可得2mg－mg＝m，解得v＝ 由法拉第电磁感应定律可得E＝BLv 根据闭合电路欧姆定律得金属棒两端电压U＝R0‎ 联立即得U＝。‎ ‎15. （16分）‎ 解析：(1)由法拉第电磁感应定律得：E＝＝S＝kL2‎ 安培力：FA＝BIL＝BL＝BL＝ktL＝，‎ 设t时刻能获得向上的加速度，此时安培力：FA＞mg，即：＞mg，‎ 解得：t＞；‎ ‎(2)设t＝0时，金属杆距离顶部x，为了不产生感应电流，任意时刻通过闭合回路的磁通量应与刚开始相同，设t时间内位移为s，已知：B＝，磁通量保持不变，则Lx＝L(x＋s)，‎ 解得：s＝t2，金属杆由静止开始向下做匀加速直线运动。‎ 答案：(1)在t＞时释放金属杆，加速度向上　(2)金属杆由静止开始向下做匀加速直线运动 ‎16．（１８分）‎ 解析：(1)金属棒由静止释放后，沿斜面做变加速运动，加速度不断减小，当加速度为零时有最大速度vm 由牛顿第二定律有mgsin θ－μmgcos θ－F安＝0‎ F安＝BIL I＝ E＝BLvm 由以上各式代入数据解得vm＝‎2.0 m/s.‎ ‎(2)金属棒以最大速度vm匀速运动时，电阻R上的电功率最大，此时PR＝I2R，解得PR＝3 W.‎ ‎(3)设金属棒从开始运动至达到最大速度过程中，沿导轨下滑距离为x 由能量守恒定律得 mgxsin θ＝μmgxcos θ＋QR＋Qr＋mv 根据焦耳定律有＝ 联立解得x＝‎‎2.0 m 根据q＝Δt，＝，＝，ΔΦ＝BLx，解得q＝＝‎1.0 C.‎ 答案：(1)‎2.0 m/s　(2)3 W　(3)‎‎1.0 C