湖北省武汉市第六中学2020学年高二物理第六次（3月）月考试题

湖北省武汉市第六中学2020学年高二物理第六次（3月）月考试题

武汉市第六中学2020学年（2020级）第六次月考 ‎ 高二物理试卷 考试时间：90分钟 试卷满分：110分 一、 选择题（本大题共12小题，共53分，1—7每个小题只有一个正确选项，每题4分；8—12题至少有二个正确选项，每题5分，选对但不全得3分，含错误答案不得分。）‎ ‎1.下列物理现象属于电磁感应的是（ ）‎ A. 通电导线周围产生磁场 B. 录音机录制声音时使电流信号录入磁带 C. 磁带经过录音机的磁头时，还原电流信号 D. 电流经过导体时导体发热 ‎2.如图所示，三个相同的灯泡a、b、c和电阻不计的线圈L与内阻不计的电源连接，下列判断正确的有(　　)‎ A．K闭合的瞬间，b、c两灯亮度不同 B．K闭合足够长的时间以后，b、c两灯亮度相同 C．K断开的瞬间，a、c两灯立即熄灭 D．K断开之后，b灯突然闪亮以后再逐渐变暗 ‎3．如图所示，在光滑水平桌面上放一条形磁铁，分别将大小相同的铁球、铝球和木球放在磁铁的一端且给它一个初速度，让其向磁铁滚去，观察小球的运动情况(　　)‎ A．都做匀速运动 B.铁球、铝球都做减速运动 C．铁球做加速运动，铝球做减速运动 D．铝球、木球做匀速运动 ‎4.如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的电量分别为q1和q2，则（　　）‎ A．q1＞q2 B．q1=q2 C．q1＜q2 D．不能判断 ‎5.如图甲所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴O′以恒定的角速度ω转动,从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化,在t=π/2ω时刻（ ）‎ A. 线圈中的电流最大 B. 穿过线圈的磁通量为零 C. 线圈所受的安培力为零 D. 穿过线圈磁通量的变化率最大 ‎6.如图所示，用长度La：Lb＝2：1的同种导线做成圆环a、b，并在A、C处相连，当均匀变化的磁场垂直穿过a环时，环内电流为I1，A、C间电压为U1；若同样磁场穿过b环，环内电流为I2，A、C间电压为U2，则(　　)‎ A．I1：I2＝1：4　 　B．I1：I2＝2：1‎ C．U1：U2＝2：1 D．U1：U2＝4：1‎ ‎7.如图甲所示，调光台灯是通过双向可控硅电子器件来实现无级调节灯的亮度的。现将某无级调光台灯接在220V的正弦交变电流上，经过可控硅调节后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时电压表的示数是（）‎ A.220V B.156V C.110V D.78V ‎8.在电子线路中,从某一装置输出的交变电流常常既有高频成分,又有低频成分。如图所示的电路中,a、b两端得到的交变电流既含高频,又含低频,L是一个25mH的高频扼流圈,C是一个100pF的电容器,R是负载电阻,下列说法正确的是( )‎ A. L的作用是“通低频，阻高频”‎ B. C的作用是“通低频，阻高频”‎ C. C的作用是“通高频，阻低频”‎ D. 通过R的电流中，低频电流所占的百分比远远大于高频交流 ‎9．有一个垂直于纸面的匀强磁场，它的边界MN左侧为无场区，右侧是匀强磁场区域，如图(甲)所示，现让一个金属线框在纸平面内以垂直于MN的恒定速度从MN左侧进入匀强磁场区域，线框中的电流随时间变化的i－t图象如图(乙)所示，则进入磁场区域的金属线框可能是下图的(　　)‎ ‎10.如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化的电流i，电流随时间变化的规律如图乙所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则（　　）‎ A．t1时刻，FN＞G B．t2时刻，FN＞G C．t3时刻，FN＜G D．t4时刻，FN=G θ b a c d P Q 甲 B t/2‎ t ‎0‎ t 乙 ‎11.如图甲中abcd为导体做成的框架，其平面与水平面成θ角，质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好，回路的电阻为R，整个装置放于垂直框架平面的变化的磁场中，磁感强度B随时间变化规律如图乙，PQ始终静止，在时间0～t内，PQ受到的摩擦力f的大小变化可能是( )‎ A.f一直增大B.f一直减小 C.f先减小后增大 D.f先增大后减小 ‎12.平行金属导轨ab、cd与水平面成θ角，间距为L，导轨与固定电阻R1和R2相连，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一导体棒MN，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均为R，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒以速度v沿导轨匀速下滑，忽略感应电流之间的作用。则( )‎ A.导体棒两端电压为 B.电阻R1消耗的热功率为 C.t时间内通过导体棒的电荷量为 D.导体棒所受重力与安培力的合力方向与竖直方向夹角小于θ 一、 计算题（本大题共5小题，共57分）‎ ‎13.（9分）在磁感应强度为1T的匀强磁场中有一匝数为10匝的矩形线圈ABCD,如图所示,其绕OO′轴以线圈的转速n=50/π r/s匀速转动.AB=20cm，BC=25cm，线框总电阻为r=1Ω，定值电阻阻值为R=9Ω，从图示位置开始计时。‎ ‎(1)写出t时刻整个线圈中的感应电动势e的表达式.‎ ‎(2)线框转过30∘，R上流过的电荷量为多少?‎ ‎(3)当转过30∘时，电流表的示数为多少?‎ ‎14．（12分）做磁共振(MRI)检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流。某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径r＝5.0 cm，线圈导线的截面积A＝0.80 cm2，电阻率ρ＝1.5 Ω·m。如图所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度B在0.3 s内从1.5 T均匀地减为零，求(计算结果保留一位有效数字)‎ ‎(1)该圈肌肉组织的电阻R；‎ ‎(2)该圈肌肉组织中的感应电动势E；‎ ‎(3)0.3 s内该圈肌肉组织中产生的热量Q。‎ ‎15.（12分）如图所示，间距为L的光滑M、N金属轨道水平平行放置，ab是电阻为R0的金属棒，可紧贴导轨滑动，导轨右侧连接水平放置的平行板电容器，板间距为d，板长也为L，导轨左侧接阻值为R的定值电阻，其它电阻忽略不计。轨道处的磁场方向垂直轨道平面向下，电容器处的磁场垂直纸面向里，磁感应强度均为B。当ab以速度v0向右匀速运动时，一带电量大小为q的颗粒以某一速度从紧贴A板左侧平行于A板进入电容器内，恰好做匀速圆周运动，并刚好从C板右侧边缘离开。求：‎ ‎(1)AC两板间的电压U；‎ ‎(2)带电颗粒的质量m；‎ ‎(3)带电颗粒的速度大小v。‎ ‎16.（12分）如图所示，质量为m，边长为L的正方形线框，在有界匀强磁场上方h高处由静止自由下落，线框的总电阻为R，磁感应强度为B的匀强磁场宽度为2L。线框下落过程中，ab边始终与磁场边界平行且处于水平方向，已知ab边刚穿出磁场时线框恰好作匀速运动，求：‎ ‎（1）cd边刚进入磁场时线框的速度。‎ ‎（2）线框穿过磁场的过程中，产生的焦耳热。‎ 17. ‎（12分）如图所示，光滑水平轨道MN、PQ和光滑倾斜轨道NF、QE在Q、N点连接，倾斜轨道倾角为θ，轨道间距均为L．水平轨道间连接着阻值为R的电阻，质量分别为M、m，电阻分别为R、r的导体棒a、b分别放在两组轨道上，导体棒均与轨道垂直，a导体棒与水平放置的轻质弹簧通过绝缘装置连接，弹簧另一端固定在竖直墙壁上．水平轨道所在的空间区域存在竖直向上的匀强磁场，倾斜轨道空间区域存在垂直轨道平面向上的匀强磁场，该磁场区域仅分布在QN和EF所间的区域内，QN、EF距离为d，两个区域内的磁感应强度分别为B1、B2，以QN为分界线且互不影响．现在用一外力F将导体棒a向右拉至某一位置处，然后把导体棒b从紧靠分界线QN处由静止释放，导体棒b在出磁场边界EF前已达最大速度．当导体棒b在磁场中运动达稳定状态，撤去作用在a棒上的外力后发现a棒仍能静止一段时间，然后又来回运动并最终停下来．求：‎ ‎（1）导体棒b在倾斜轨道上的最大速度 ‎（2）撤去外力后，弹簧弹力的最大值 ‎（3）如果两个区域内的磁感应强度B1=B2‎ 且导体棒电阻R=r，从b棒开始运动到a棒最终静止的整个过程中，电阻R上产生的热量为Q，求弹簧最初的弹性势能．‎ 高二物理第6次月考 一． 选择题 ‎1-7 C D C C C C B ‎8-12 ACD BC AD AC BCD 二．计算题 ‎13. （1）线圈转动的角速度ω=2πn=100rad/s, 1分 产生的最大感应电动势Em=nBSω=10×1×0.2×0.25×100V=50V 1分 故t时刻感应电动势e═50cos100t(V)， 1分 (2) 转动过程中产生的平均感应电动势E=n△∅/△t=50πV, 1分 形成的感应电流I=E/R+r=5πA，1分 故流过的电荷量q=It=0.025C 1分 或者 (3) 电动势的有效值为E有 =Em/V I有=E有/R+r=3.54A 14. ‎（1）由电阻定律得：R=ρ L/A=ρ∙2πr/A=1.5×2×3.14×5.0×10−2×0.80×10−4=6×103Ω； 3分 14. ‎（2）根据法拉第电磁感应定律得：E=△Φ/△t=△B∙πr2/△t 2分 15. 代入数据得：E=4×10-2V 1分 16. ‎（3）由焦耳定律：Q=I2Rt=E2/ Rt，得：Q=E2/R△t=(4×10−2)2×6×103×0.3=8×10−8J 17. ‎（1）棒ab向右运动时产生的电动势为：‎ 18. ‎         （1分）‎ 19. AC间的电压即为电阻R的分压，由分压关系可得：‎ 20. ‎  （或：，）        （2分）‎ 21. 解得：         （1分）‎ 22. ‎（2）带电粒子做匀速圆周运动，则重力与电场力平衡有：‎ 23. ‎         （2分）‎ 24. 解得：          （2分）‎ 25. ‎（3）粒子做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得：‎ 26. ‎   （1分）‎ 27. 粒子运动轨迹如图所示：‎ 28. 14. 由几何关系可得：‎ 15. ‎       （2分）‎ 16. 解得：        （1分）‎ ‎16：（1）设cd边刚进入磁场时线框的速度大小为v1，ab边刚穿出磁场时速度大小为v2．ab边刚穿出磁场时线框恰好做匀速运动，则有mg=BIL=‎ cd边进入磁场后到ab边刚穿出磁场过程，线框的磁通量不变，没有感应电流产生，不受安培力而匀加速运动，加速度大小为g，则有v =‎ （2） 从线框开始下落到整个线框全部穿出磁场的过程，线框的重力势能减小转化为线框的动能和电路的内能，由能量守恒定律得 （3） ‎ ‎ ‎17（1）b棒达到最大速度时，设b杆中的电流为I，‎ 则有：mgsinθ=F安=B2IL；‎ 切割感应电动势：E=B2Lv；‎ 闭合电路欧姆定律，错误！未找到引用源。‎ 解得：错误！未找到引用源。；‎ 解得：错误！未找到引用源。‎ ‎（3）设b杆在磁场中运动期间，电阻R上产生的热量为Q1，a杆振动期间，电阻R上产生的热量为Q2‎ 则有：Q=Q1+Q2；‎ 由于B1=B2且导体棒电阻R=r可得到，b杆在磁场中运动期间，‎ 由能量守恒定律：错误！未找到引用源。；‎ a杆振动期间：EP=6Q2；‎ 解得：错误！未找到引用源。‎